Müll der die Erde umkreist

Unendliche Weiten, geprägt von beinahe völliger Leere – so stellt man sich den Weltraum vor. Während dies für die meisten Teile des Universums nach wie vor zutrifft, ist der Bereich um die Erde allerdings längst nicht mehr so leer. Unzählige, von Menschen hinterlassene Partikel unterschiedlicher Größe, umkreisen inzwischen die Erde und stellen eine erhebliche Gefahr für Satelliten und die bemannte Raumfahrt dar. Über das Thema Weltraumschrott hielt am vergangenen Donnerstag Dr. Tim Flohrer, der seit 2007 bei der ESA im Bereich der Space Safety tätig ist und seit 5 Jahren das „Space Debris Office“ leitet, einen ebenso informativen wie kurzweiligen Vortrag im Geodätischen Observatorium Wettzell.

Die Europäische Weltraumagentur ESA ist ein Zusammenschluss von 23 europäischen Staaten, die alle Aspekte der friedlichen Erkundung und Nutzung des Weltraums betreibt. Sie führt Raketenstarts durch, betreibt bemannte und unbemannte Raumfahrt, ist in der Forschung aktiv und unterhält Satelliten zur Erdbeobachtung sowie für Navigationsdienste. Dabei ist die Raumfahrt längst in unserem Alltag angekommen. In einer Stichprobe wurde festgestellt, dass mehr als die Hälfte der Apps auf Smartphones mindestens indirekt von Ergebnissen der Raumfahrt profitieren – etwa durch Satellitennavigation.

Doch im Weltraum lauern auch Gefahren, die die Raumfahrt und unser modernes Leben auf der Erde bedrohen und daher genauestens von der Abteilung für Space Safety der ESA überwacht werden. Riesige Asteroiden, die bei einem Einschlag verheerende Zerstörungen anrichten könnten, oder starke Sonnenstürme, die in unseren technischen Geräten zerstörerische Überspannungen verursachen, gehören zu den gefürchteten Szenarien. Gegen beide Probleme werden derzeit eifrig Frühwarnsysteme und ggf. Gegenmaßnahmen entwickelt.

In den letzten Jahren jedoch ist ein weiteres Problem hinzugekommen, das die Weltraumsicherheit gefährdet – diesmal ein völlig menschengemachtes. Es geht um den sogenannten Weltraummüll, auch „Space Debris“ genannt. Dieser entsteht zum Beispiel durch Teile, die bei Weltraummissionen zurückgelassen wurden, oder durch Satelliten, die nicht mehr in Betrieb sind. Auch Kollisionen zwischen Satelliten und Trümmern oder anderen Satelliten erzeugen unzählige weitere Partikel. Schätzungen zufolge befinden sich heute rund eine Million Teile, die mindestens einen Zentimeter groß sind, im Orbit der Erde. Hinzu kommen mehr als hundert Millionen Partikel mit einem Millimeter Durchmesser und hunderte Milliarden Mikrometer-Teilchen, wie Lackabsplitterungen. Obwohl ein Zentimeter zunächst klein erscheint, haben diese Teile im Erdorbit eine solche Geschwindigkeit, dass die Energie bei einer Kollision der einer Handgranate entspricht. Selbst Millimeter-Teilchen können noch genug Wucht haben, um Satelliten ernsthaft zu beschädigen.

Eine Möglichkeit, zumindest die größten Teile aus der Erdumlaufbahn zu entfernen, soll im Projekt Clearspace-1 erprobt werden. Dabei ist geplant, einen Greifroboter in die Umlaufbahn eines Satellitenwracks zu schicken, der dieses festhält und in die Erdatmosphäre schleppt, wo beide verglühen. Wie groß der Beitrag eines solchen Raumschleppers zur orbitalen Müllbeseitigung sein kann, ist jedoch aus technologischen und wirtschaftlichen Gründen noch unklar, zumal die Masse des Weltraumschrotts enorm ist.

Doch noch wichtiger als die Beseitigung des bereits vorhandenen Schrotts ist die Vermeidung von neuem Müll. Zwei Maßnahmen sind hier besonders entscheidend. Erstens muss bei Raketenstarts und Weltraummissionen darauf geachtet werden, dass kein neuer Müll hinterlassen wird. So sollen Teile wie Schutzklappen nicht mehr einfach in den Weltraum abgesprengt werden, sondern an den Geräten verbleiben. Zudem muss bereits bei der Planung von Satellitenmissionen berücksichtigt werden, dass nicht mehr benötigte Satelliten nach der Nutzungszeit wieder in die Erdatmosphäre eingeführt werden. Viele kommerzielle Betreiber halten sich bereits an diese Richtlinien, da die weitere Nutzung der Orbits für ihre Satelliten für sie wirtschaftlich von entscheidender Bedeutung ist. Einige Staaten hingegen zeigen sich nach wie vor nachlässig in Bezug auf die Einhaltung dieser Regeln. Zudem gibt es keine internationale Instanz, die die Einhaltung dieser Vorschriften durchsetzen könnte. Verantwortlich ist stets derjenige Staat, von dem aus der Raketenstart stattgefunden hat.

Zweitens muss die Vermeidung von weiteren Kollisionen Priorität haben. Dazu müssen alle größeren Teile und ihre Bahnen genauestens lokalisiert und katalogisiert werden. Sollte sich herausstellen, dass ein aktiver Satellit auf Kollisionskurs mit einem Trümmerteil ist, muss ein Ausweichmanöver durchgeführt werden. Besonders knifflig wird es, wenn sich zwei aktive Satelliten einander nähern, da dann die Betreiber in der oft nur kurzen zur Verfügung stehenden Zeit aushandeln müssen, wer in welche Richtung ausweicht. Diese manuelle Koordination ist notwendig, weil es bislang noch keine allgemein anerkannten Protokolle oder Weltraumverkehrsregeln gibt und die Kommunikation aufgrund nicht standardisierter Begriffe und deren unterschiedliche Verwendung erschwert wird.

Durch das stetige Anwachsen des Weltraumschrotts und gleichzeitig den immer intensiveren Verkehr in den Erdorbits – die Zahl der Satelliten im erdnahen Bereich hat sich in der letzten Dekade mehr als verzehnfacht – werden solche Manöver zur Kollisionsvermeidung immer häufiger erforderlich. Fanden zu Beginn seiner Tätigkeit bei der ESA nur wenige solcher Ereignisse pro Jahr statt, sind sie inzwischen beinahe an der Tagesordnung, so Dr. Flohrer.

Es ist nicht zu erwarten, dass der Boom in der Raumfahrt in naher Zukunft nachlässt. Vielmehr wird ein noch deutlicherer Anstieg an Raketenstarts und Satelliten im Weltraum erwartet. Wenn die Menschheit auch in Zukunft die nahen Erdorbits nutzen und von deren Möglichkeiten profitieren möchte, muss deutlich sorgsamer als bisher auf die Vermeidung von Hinterlassenschaften und die Etablierung allgemein anerkannter Weltraumregeln geachtet werden.