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Im Laufe der nächsten Jahren sollen Technologien getestet werden, die direkt vor Ort im All Satelliten reparieren oder entsorgen.

Raumfahrt

Müll im Weltraum vermeiden

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Im Erdorbit wächst die Gefahr von Kollisionen, weil dort immer mehr Satelliten kreisen.

Als die Russen vor 62 Jahren ihren Sputnik als ersten Satelliten überhaupt in die Erdumlaufbahn schickten, drehte er einsam seine Kreise. Mittlerweile herrscht dort oben reges Treiben. Nach Sputnik wurden bis heute rund 7000 Satelliten ins All geschossen – von denen indes nur noch etwa 1500 Stück ihre Dienste verrichten, sagt Holger Krag, Leiter des Büros für Weltraumschrott bei der europäischen Weltraumorganisation Esa – und fügt an, dass ein nicht unbeträchtlicher Teil sogar nie den Betrieb ging und ein nutzloses Dasein fristet. Trotzdem treiben sie alle sich oben herum.

Doch die Satelliten sind beileibe nicht die einzigen, die ihre Bahnen um unseren Planeten ziehen, wobei etliche gar nicht mehr in einem Stück existieren, sondern in zig Teile aufgesplittert sind. Insgesamt tummeln sich allein im erdnahen Orbit (er reicht bis zu einer Distanz von 2000 Kilometern) rund 20.000 Objekte, die eine Größe von mindestens zehn Zentimetern haben und damit noch vom Boden aus erfasst und verfolgt werden können. Die Zahl der kleineren Teile ist weitaus größer, sagt Krag: So schätzt man die Summe der bis zu einem Zentimeter großen Objekte auf eine Million, die der bis zu einem Millimeter großen Körnchen gar auf 150 Millionen.

Ein zunehmendes Problem: Denn je mehr Teile im Orbit unterwegs sind, desto größer wird die Gefahr von Kollisionen – mit den entsprechenden Folgen. Diese sind nicht allein wirtschaftlicher Natur. Würden Raumflugkörper beschädigt, so könnte sich das auch auf das Leben auf der Erde auswirken – etwa dann, wenn es Satelliten trifft, die für Telekommunikation, Navigation oder Wettervorhersagen zuständig sind. Die Situation könnte sich in naher Zukunft noch zuspitzen, warnt Holger Krag. Denn um eine flächendeckende Versorgung mit Internet zu gewähren, wollen private Firmen tausende von Satelliten auf einen Schlag im All platzieren.

Eine für alle Staaten und Unternehmen geltende Regulation dieses Betriebs ist schwierig. Es existieren keine einheitlichen Gesetze, keine international verbindlichen Regeln, wie mit Satelliten und möglichen Rückständen umzugehen ist. In manchen Ländern ist die Nutzung des Weltraums zwar bereits umfänglich geregelt, in den USA zum Beispiel. In Europa verfügen unter anderem Frankreich, Österreich und Finnland über ein Weltraumgesetz. In anderen Ländern jedoch gibt es das nicht, und dazu gehört auch Deutschland. Die Bundesregierung will nun im kommenden Jahr einen Entwurf für ein nationales Weltraumgesetz vorlegen, bei dem es nicht nur um Satelliten, sondern um die Raumfahrt insgesamt gehen soll.

Am Satellitenkontrollzentrum der Esa in Darmstadt werden sich vom 19. bis 21. März bei einer internationalen Konferenz Wissenschaftler, Vertreter von Raumfahrtagenturen sowie von Politik und Industrie mit Weltraumrechten und der nachhaltigen Nutzung des Weltraums beschäftigen. Experten warnen bereits seit Jahrzehnten vor der wachsenden Gefahr von Kollisionen im All. Eine illustre Gesellschaft versammelt sich mittlerweile im Orbit: komplette Satelliten, funktionierende und solche, die nicht oder nicht mehr arbeiten, Teile von Satelliten, Bruchstücke von bereits erfolgten Crashs im All, Reste von ausgebrannten Raketenstufen sowie Gesteinsbröckchen natürlichen Ursprungs.

Sie alle sind mit oft erheblichen Geschwindigkeiten unterwegs, Satelliten etwa mit 20 000 Stundenkilometern, wie Holger Krag sagt. Welche Wucht ein Aufprall bei diesem Tempo entfalten würde, kann man sich leicht vorstellen. Und tatsächlich ist es schon einmal zum ganz großen Crash gekommen. Im Februar 2009 war das, damals stießen in knapp 800 Kilometern Höhe über Nordsibirien ein US-amerikanischer Kommunikationssatellit und ein deaktivierter russischer Aufklärungssatellit zusammen. Das setzte eine Energie wie von zehn Tonnen TNT-Sprengstoff frei. Beide Flugkörper wurden bei dem Zusammenstoß zerstört und zerbarsten in unzählige Trümmer – die ihrerseits wieder das Risiko von Kollisionen im Orbit erhöhen. „Das ist ein Kaskadeneffekt“, erklärt Holger Krag.

Unfälle mit kleinen Teilen gibt es häufiger, doch auch sie können schon beträchtlichen Schaden anrichten. So schlug ein Splitter von wenigen Millimetern Durchmesser in einen Solarflügel des Erdbeobachtungssatelliten Sentinel 1A der Esa ein. „Wir haben zunächst gemerkt, dass der Satellit Energie verloren hat und in seiner Bahn zurückgeworfen wurde“, erzählt Krag. Auf einem Foto, das der Sentinel von sich selbst aufnahm, war schließlich ein Loch von 40 Zentimetern Durchmesser in einem der Flügel zu erkennen.

Die meisten Unfälle ereignen sich in einer Höhe von 700 bis 800 Kilometern, weil dort das Gedränge am größten ist, erläutert der Esa-Experte. Das Umfeld der Internationalen Raumstation (ISS) in 400 Kilometern Höhe ist ruhiger, in diesem Bereich gewährt außerdem die Erdatmosphäre noch einen gewissen Schutz. Gleichwohl waren im September hunderte kleiner Einschläge auf dem Columbus-Laboratorium der ISS zu sehen, als ein mit einer Kamera ausgestatteter Roboterarm die Oberfläche inspizierte. Verursacht wurden sie von kleinen Gesteinsbröckchen aus dem All ebenso wie vom Weltraummüll der Menschen.

Satelliten müssten regelmäßig ausweichen, um sicherzustellen, nicht von Trümmern auf potenziellem Kollisionskurs getroffen zu werden, berichtet Krag. Durchschnittlich absolviere jeder einmal im Jahr ein solches Manöver, um einen Crash zu vermeiden; gesteuert wird das vom Boden aus.

Wie ließe sich die gefürchtete Kettenreaktion - immer mehr Satelliten, immer mehr Trümmer, immer mehr Zusammenstöße - aufhalten? Das gibt es mehrere Möglichkeiten, sagt Holger Krag: So könnte man Explosionen von abgebrannten Raketenstufen verhindern, indem Treibstoff aus den Tanks gelassen wird. Ausgediente Satelliten könnte man auf eine möglichst niedrige Höhe bringen, so lange sie noch manövrierfähig sind, damit sie in der Erdatmosphäre verglühen. Bislang noch Zukunftsmusik, aber durchaus nicht realitätsfern sind neue Technologien, die defekte und nicht mehr funktionsfähige Satelliten reparieren oder entsorgen können. In wenigen Jahren sollen solche Systeme aber erstmals getestet werden, erklärt der Experte.

Als Laie mang man sich freilich fragen, ob nicht auch Menschen direkt durch Weltraumschrott bedroht sein könnten – zum Beispiel, wenn Trümmer auf die Erde stürzen. Die meisten Stücke verglühen in der Atmosphäre, erläutert Krag. Allerdings gibt es auch Material, das der Hitze trotzt, etwa Edelstahl oder Titan. Raketentanks sind daraus gefertigt und entsprechende Teile gingen auch bereits auf die Erde nieder. Jedes Jahr sausen 100 Tonne solcher hitzebeständigen Stücke unkontrolliert auf unseren Planeten herab, berichtet Krag. „Im Durchschnitt ereignet sich das jedes Jahr 50mal.“

Menschen seien dabei noch nicht zu Schaden gekommen. „Die Wahrscheinlichkeit ist sehr gering“, betont der Weltraumexperte,_ „kleiner, als zweimal im Leben vom Blitz getroffen zu werden“. Wobei es Letzteres durchaus ja schon gegeben haben soll.

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