Big Data im Weltall Mit Graphtechnologie gegen den Weltraumschrott

Das South by Southwest in Austin gilt als wichtiges Technologiefestival. Beim diesjährigen Programm der zugehörigen SXSW Conference ging es auch um die Zukunft des Weltraums – und wie man dessen zunehmender Verschmutzung datenbasiert entgegentreten kann.

Im Rahmen der Konferenz sprachen Weltraum-Aktivist Dr. Moriba Jah und Sudhir Hasbe von Neo4j über die zunehmende Vermüllung des Erdorbits. In ihrem Vortrag „How the Tech That Tracks Space Junk Will Save Life on Earth” zeigten sie unter anderem auf, wie dieTracking-Lösung Wayfinder bei der Ortung und Visualisierung von Weltraumschrott helfen kann.

In der Erdumlaufbahn wird es eng

Wie der Sturzflug des ausrangierten Batteriesets der ISS erst kürzlich zeigte, ist die Gefahr von Weltraumschrott durchaus real. Und steigt mit zunehmender Abhängigkeit der Gesellschaft von Satelliten und den damit verbundenen Diensten rund um Kommunikation, Ortung und Klimaüberwachung. Der Weltraum ist stark verschmutzt.

„1957 schickten wir mit Sputnik den ersten Satelliten in die Umlaufbahn. Heute verzeichnen wir mehr als 50.000 Objekte unterschiedlicher Größe, die um die Erde kreisen. 5.000 davon sind tatsächlich noch funktionierende Satelliten. Elon Musk schickt fast jede Woche weitere Systeme in den Weltraum“, fasst Dr. Moriba Jah, Assistenzprofessor für Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität von Austin die aktuelle Situation zusammen.

Mit der Privatisierung des Weltraums durch Projekte wie Starlink oder Kuiper und dem Trend rund um Weltraumtourismus verschärft sich das Platzproblem im Orbit weiter. Zusammenstöße könnten bald eher die Regel als die Ausnahme sein. Im Sommer letzten Jahres musste die Internationale Raumstation (ISS) gleich zweimal in einem Monat entgegenkommenden Objekten ausweichen.

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Raumfahrt Startup mit Tracking-App

Moriba Jah setzt sich seit Jahren mit diesem Problem auseinander. Er ist außerdem Mitgründer und Chief Scientist des Raumfahrt-Startups Privateer. Das Unternehmen entwickelte die Tracking-App Wayfinder, die Satelliten im Orbit verortet und mögliche Kollisionen berechnen soll. Die „Google Maps“ für das Weltraum soll zukünftig die Sicherheit von Weltraumdiensten verbessern und Aufräumarbeiten erleichtern.

Zu den prominenten Mitstreitern des Startups gehören Apple Mitbegründer Steve Wozniak und Tech-Pionier Alex Fielding. Privateer sieht sich als erste KI-gestützte Informationsplattform in der Raumfahrt. Ziel ist es, Daten über die aktuelle „Verkehrslage“ im Orbit zu sammeln und Satellitenbetreibern zur Verfügung zu stellen. Erste Testversuche mit dem Satellitenaufsatz Pono dazu starteten im Januar.

Im SXSW-Panel erklärte Dr. Moriba Jah, wie Wayfinder Satelliten und Trümmerteile visualisiert „Jeder Punkt in dieser Ansicht ist ein von Menschen geschaffenes Objekt, das momentan die Erde umkreist. Dazu gehören sich im Betrieb befindliche Weltraumgeräte, die blauen Punkte, aber eben auch Weltraumschrott, dargestellt mit rosa Punkten. Die Ellipse wurde durch ein Super-Spreader-Ereignis erzeugt – alle Punkte darin stellen Trümmer von explodierenden oder kollidierten Objekten dar. Wenn diese auf einen Satelliten treffen, ist das Spiel aus.“

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Visualisierung im Graphen

Im Rahmen des SXSW-Panels warf Graph-Experte Sudhir Hasbe, Chief Product Officer bei Neo4j, einen Blick auf die Technologie hinter Wayfinder. Die Tracking-Lösung nutzt die Graphdatenbank des Unternehmens, um Satelliten sowie Trümmerteile in der Erdumlaufbahn in nahezu Echtzeit zu visualisieren. Auf Grund des Datenmodells lassen sich Flugbahnen berechnen, Zusammenstöße vorhersagen sowie Umweltverschmutzer im Weltraum identifizieren.

„Die Welt ist vernetzt. Unsere Daten aber befinden sich in der Regel in Silos. Jeder verfügt über eine Vielzahl an Daten. Wenn man jedoch diese ganzen Informationen nicht zusammenführen und verknüpfen kann, ist es extrem schwer solche gewichtigen Probleme wie die Verschmutzung des Weltraums gemeinsam anzugehen“, so Hasbe.

Graphdatenbanken sind darauf ausgelegt, komplexe, stark vernetzte Daten abzubilden und zu analysieren. Die realitätsnahe Visualisierung ermögliche dabei einen einfachen, intuitiven Zugang. Was den Austausch und offenen Zugang an Informationen angeht, steht die Raumfahrtindustrie allerdings noch am Anfang. Denn derzeit können nur Regierungen und Privatunternehmen auf umfassende Satelliten- und Weltraumdaten zugreifen.

Ein anderes Thema, das in der Raumfahrt verstärkt in den Vordergrund rückt, ist Nachhaltigkeit. Viele der Satelliten- und Raketenteile sind Einwegprodukte. Im Sinne einer Kreislaufwirtschaft gilt es also, Lösungen für das Recyclen und die Entsorgung zu finden. Zudem müssen auch Satellitenbetreiber gesetzliche Auflagen erfüllen. So verhing die US-Behörde FCC im letzten Oktober erstmals eine Strafe gegen einen Betreiber, der einen ausgedienten Satelliten nicht aus der Umlaufbahn entfernte.

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