Problem Weltraumschrott Die kosmische Müllkippe

Die Menschheit hat das All zugemüllt - und kommt beim Aufräumen nicht voran. Experten haben Ideen, was zu tun wäre. Wer aber zahlt? Wer kümmert sich um juristische Fragen? Neue Missionen drohen die Probleme noch zu verschärfen.

ESA/ Spacejunk3D

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Im Weltraum hört dich niemand schreien - weil sich Schallwellen im Vakuum nicht ausbreiten. Science-Fiction-Fans wissen das und kriegen regelmäßig schlechte Laune, wenn im Film beschossene Raumschiffe mit einem furiosen Krach zerplatzen. Denn in Wahrheit müssten die Detonationen ja in aller Stille ablaufen.

Ein Team britischer Künstler hat genau das gereizt: das Unhörbare hörbar zu machen. "Project Adrift" heißt eine Klanginstallation, die kürzlich die Gäste im Science Museum London begeisterte. Ein Team um die Künstler Nick Ryan und Cath Le Couteur hatte eine Anlage aufgestellt, die auf einem 1,8 Meter langen Aluminium-Zylinder insgesamt 1000 verschiedene Sounds gespeichert hatte. Und immer wenn ein Stück Weltraumschrott seine Bahnen hoch oben über dem Museum zog, erwachte der Phonograph zum Leben: Hohe Töne machten kleine Partikel erlebbar, tiefe Töne die größeren Brocken.

Und zu hören gab es einiges - denn der Mensch hat neben dem Boden, den Ozeanen und der Atmosphäre längst auch den Weltraum vollgemüllt, mit aktuell geschätzt 7500 Tonnen Schrott.

Mit mächtigen Radaranlagen verfolgen Experten von der Erdoberfläche etwa 23.000 Objekte im Orbit, die größer als zehn Zentimeter sind. Kleinere Partikel lassen sich mit mächtigen Lasern sichtbar machen. Auch auf der ISS soll es bald einen Sensor geben.

Es sind die unerwünschten Überbleibsel des bisher erst 60 Jahre dauernden Raumfahrtzeitalters, die immer größere Probleme bereiten. In einigen Jahrzehnten könnten sie dafür sorgen, dass die Menschheit die Erde gar nicht mehr verlassen kann - weil jedes Raumschiff Gefahr läuft, von rasend schnell fliegenden Schrapnellen aus den kosmischen Schrottwolken durchlöchert zu werden.

Denn die Zahl der gefährlichen Partikel nimmt stetig zu. Schon 1978 hatte der damalige Nasa-Mitarbeiter Donald Kessler vor einem Schneeballeffekt gewarnt: Durch Kollisionen untereinander werde die Zahl der Weltraumschrott-Partikel immer weiter wachsen - bis eine schier undurchdringliche Wolke um die Erde entsteht. Experten sprechen seitdem vom Kessler-Syndrom.

Wer es verhindern will, muss den Schrott wegräumen. Trotz zahlloser Warnungen ist das bisher allerdings nicht passiert. "Natürlich ist man da ein Stück weit frustriert", sagt Kessler inzwischen. "Das Problem ist, dass es im Moment nur freiwillige Maßnahmen gibt."

Im Interview: Nasa-Experte Kessler über Weltraummüll

"Derzeit gibt es keinen bindenden internationalen Regulierungsrahmen", beklagt auch Holger Krag, der sich bei der Europäischen Weltraumorganisation (Esa) um das Problem kümmert. Seit Jahrzehnten, so Krag, gebe es beim entsprechenden Uno-Gremium in Wien keinen Fortschritt. Ein Ausweg sei es, stattdessen nationale Regeln zu verabschieden, die möglichst ähnlich formuliert sein müssten.

Die bisherige Bilanz ist allerdings überschaubar: Neben den größeren Müllpartikeln, denen aktive Raumfahrzeuge notfalls ausweichen können, gibt es noch viel mehr kleinere. Sie sind oft unsichtbar - doch treffen sie etwa auf einen aktiven Satelliten, können sie die Sprengkraft einer Granate entwickeln. Die Zusammenstöße passieren mit bis zu 56.000 Kilometern in der Stunde. Dabei wird nicht nur der Satellit zerstört, es entstehen auch neue, gefährliche Geschosse.

In einigen Flughöhen laufe das Kessler-Syndrom bereits ab, heißt es unter Experten. Nach Computermodellen schweben jetzt schon 750.000 Objekte zwischen einem und zehn Zentimetern Größe um die Erde, dazu weitere 166 Millionen Partikel, die größer als ein Millimeter sind. "Wir müssen etwas tun und wir müssen es so schnell wie möglich tun", warnt etwa Forscher Thomas Schildknecht von der Universität Bern.

Weltraummüll in Zahlen

Raketenstarts seit 1957 rund 5250
Ins All beförderte Satelliten rund 7500
Derzeit im All befindliche Satelliten rund 4300
Noch funktionierende Satelliten 1200
Objekte größer als 10 cm 29.000
Objekte zwischen 1 und 10 cm 750.000
Objekte zwischen 1 und 10 mm 166.000.000
Gesamtmasse des Weltraummülls 7500 Tonnen

Quelle: Esa

Auf einer Konferenz im Satellitenkontrollzentrum der Europäischen Weltraumorganisation (Esa) in Darmstadt haben in dieser Woche rund 350 Experten über das Problem diskutiert. In den Darmstädter Kontrollräumen hat man auch schon regelmäßig mit Weltraumschrott zu tun. Etwa ein bis zwei Mal im Jahr muss man einen Satelliten Ausweichmanöver fliegen lassen, um einen Crash zu vermeiden. Auch die Internationale Raumstation wird regelmäßig vor Weltraumschrott in Sicherheit gebracht.

Das klappt freilich nur, wenn man die Trümmer überhaupt kommen sieht. Im August vergangenen Jahres war das nicht der Fall. Damals traf ein vermutlich nur fünf Millimeter großes Schrottteilchen den Esa-Erdbeobachtungssatelliten "Sentinel 1-A". Das Ergebnis: Eine 40 Zentimeter große Delle in einem Solarpanel, das seitdem nicht mehr so gut funktioniert. Außerdem sorgte der Einschlag für sieben neue Trümmerteile im All, eines von ihnen kam zwischenzeitlich dem Satellitenzwilling "Sentinel 1-B" bedrohlich nahe.

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Weltraummüll: Gefährliche Geschosse im All

Problematischer Chinaböller

Die Quellen für den Schrott sind oft banal. Bisher hat es um die 290 Explosionen und Zusammenstöße im All gegeben. So wie Anfang 2009 als der ausrangierte russische Satellit "Kosmos 2251" mit einem Iridium-Kommunikationssatelliten kollidierte. Manchmal zerbrechen altersschwache Satelliten auch einfach nur.

Doch manchmal hilft auch jemand nach, so wie im Januar 2007. Damals startete China eine modifizierte Mittelstreckenrakete vom Typ "Dongfeng 21". Ihr Ziel: der ausgefallene Wettersatellit "Fengyun-1C". Die Rakete traf ihn in rund 850 Kilometern Höhe - und pulverisierte den Flugkörper geradezu.

Der kosmische Chinaböller war eine militärische Machtdemonstration mit höchst problematischen Folgen. Allein diese Detonation ließ nach Expertenschätzungen mehr als 40.000 neue Trümmerteile von mehr als einem Zentimeter Durchmesser im All entstehen.

Die Grafik zeigt eindrücklich, wie die Zahl der Trümmer damals sprunghaft anstieg:

Ein Partikel von damals soll Jahre später mit dem russischen Kleinsatelliten "Blits" kollidiert sein - auch wenn es an dieser Darstellung durchaus Zweifel gibt. Klar ist aber: Jedes zweite Kollisionsvermeidungsmanöver bei Esa-Satelliten geht heute auf Trümmer des chinesischen Satellitenabschusses zurück.

Auch die Amerikaner haben schon Satelliten vom Himmel geholt, zuletzt im Februar 2008 nach eigenem Bekunden aus Umweltschutzgründen. "USA 193" war ein quasi vom Start an defekter experimenteller Spionagesatellit, der mit vollen Tanks auf die Erde zurückzustürzen drohte. Um Verseuchungen durch giftiges Hydrazin zu verhindern, so hieß es in Washington, habe man sich zur Zerstörung mit einer "SM-3"-Rakete entschlossen. Immerhin gab es hier keine langanhaltenden Schrott-Probleme, das letzte Trümmerstück des Abschusses soll schon rund ein halbes Jahr nach dem Abschuss verglüht sein.

Panne beim Außeneinsatz

Die orbitalen Müllwolken wachsen trotzdem jeden Tag. Wie schnell es dabei manchmal geht, mussten zuletzt die Nasa-Raumfahrer Shane Kimbough und Peggy Whitson erfahren. Beide waren am 30. April zu einem Außeneinsatz an der Internationalen Raumstation unterwegs. Insgesamt sieben Stunden lang installierten sie Abschirmungen am US-Modul "Tranquility". Eins der fünf Paneele, 1,5 mal 0,6 Meter groß, entschwebte ihnen dabei aber. Seitdem zieht es in einigem Abstand von der Raumstation seine Kreise um die Erde, im Moment in 400 Kilometern Höhe.

Ein niederländischer Sternengucker konnte die Platte wenig später mit seiner Spiegelreflexkamera von der Erde aus fotografieren.

        Verlorenes Paneel (dünner Strich links) und ISS (dicker Strich rechts) am Himmel
Marco Langbroek/ ESA

Verlorenes Paneel (dünner Strich links) und ISS (dicker Strich rechts) am Himmel

Gefahr für die ISS-Bewohner bestehe durch das fliegende Schrottteil nicht, hieß es. In ein paar Monaten werde es in der Erdatmosphäre verglühen. Deutlich mehr Sorgen machen Experten da die riesigen Satellitenkonstellationen, die mehrere Konsortien in den kommenden Jahren starten wollen, um auch den letzten Winkel der Erde mit Breitbandinternet zu versorgen.

Innerhalb kürzester Zeit könnte sich die Zahl der Satelliten im All vervielfachen - und das könnte gleich mehrere Probleme bergen: Die Satelliten einer Konstellation dürfen sich untereinander nicht in die Quere kommen, sie dürfen aber auch keine Schäden an anderen Flugkörper anrichten - auch wenn ihr Job einmal getan ist.

"Jeder dieser Satelliten muss schnell gebaut werden und billig sein", sagt Hugh Lewis von der University of Southampton. "Normalerweise leidet die Qualität von Produkten, wenn man die Kosten reduziert."

Geplante Satellitenkonstellationen

Name Zahl der Satelliten Orbit Satellitenmasse
One Web 720 1200 km 150 kg
Boeing 2960 1200 km > 100 kg
SpaceX > 4000 1100 km 390 kg
Samsung 4600 1400 km < 200 kg

Quelle: Esa

Die Industrie hält dagegen. "Bei der Konzeption und dem Betrieb der Satellitenkonstellation von OneWeb haben wir proaktiv solide Umweltschutzmethoden berücksichtigt", sagt Firmengründer Greg Wyler. Oftmals überschreite man die aktuellen internationalen Richtlinien und Standards. Ein Beispiel sei, so Wyler, dass das gesamte Raumfahrzeug am Ende seiner Lebenszeit in der Atmosphäre verbrenne, ohne dass ein Stück auf den Boden falle.

Guter Wille sei zweifellos vorhanden, gesteht auch Forscher Lewis zu. "Selbst mit den besten Vorsätzen können aber Dinge passieren, die man nicht will." Die technischen Herausforderungen seien enorm. So müssen die Satelliten über die gesamte Missionsdauer tatsächlich steuerbar bleiben - und am Ende ihrer Lebenszeit kontrolliert zum Absturz gebracht werden. Bisher klappt das nach Auskunft von Experten nur bei 60 Prozent der Satelliten im niedrigen Erdorbit.

Fliegende Plattformen, so groß wie Fußballfelder

Verbindliche Regeln gegen Weltraumschrott konnte auch das Treffen in Darmstadt nicht bringen - aber immerhin öffentliche Aufmerksamkeit für das Thema. Pläne für Missionen zum Aufräumen von Weltraumschrott gibt es inzwischen viele. Aber es sind eben nur Pläne. Mal wird vorgeschlagen, den Müll mit riesigen Netzen einzufangen, mal ihn mit Harpunen abzuschießen. Mal soll der Schrott mit Magneten eingesammelt, mal mit Laserkanonen entsorgt werden. Nur gemacht hat es bisher niemand. Weil die Technik kaum getestet ist, weil juristische Fragen ungeklärt sind, weil am Ende gar diplomatische Verwicklungen drohen.

Im Video: Was macht das Aufräumen so schwierig?

Wer dürfte etwa entscheiden, einen Geisterfahrer-Satelliten eines fremden Landes aus dem Spiel zu nehmen? Wer müsste haften, wenn ein abgeschleppter Satellit auf der Erde einschlägt und Schäden verursacht? Diskutiert werden diese Fragen seit Jahren. Verbindliche Antworten werden trotzdem noch lange brauchen.

Schwierig könnte es allerdings werden, wenn einzelne Akteure vorpreschen. Beim US-Unternehmen Launchspace Technologies zum Beispiel denkt man gerade ganz groß. Dort träumt man von fliegenden Plattformen so groß wie Fußballfelder. Sie sollen wie ein gigantisches Fischernetz Partikel mit Durchmessern zwischen einem Millimeter und fünf Zentimetern aus der Erdumlaufbahn holen.

Billig wäre das freilich nicht. Die Kosten, die Marshall Kaplan, Cheftechniker der Firma, im zweistelligen Milliardenbereich sieht, sollen durch eine öffentlich-private Partnerschaft aufgebracht werden. Da die Regierung Trump solchen Kooperationen im All positiv gegenüberzustehen scheint, hofft man auf praktische Umsetzung in den kommenden Jahren.

Die Nasa tüftelt freilich mit der Mission "Restore-L" selbst an einem kosmischen Abschleppwagen. Man will den Satelliten "Landsat 7" irgendwann mal kontrolliert zum Absturz bringen - wenn das Geld dafür da ist.

Finanzielle Schwierigkeiten sorgten übrigens auch dafür, dass eine geplante europäische Aufräummission namens "e.Deorbit" bis auf weiteres auf Eis liegt. Sie sollte einen aktiven europäischen Satelliten gezielt entsorgen. Als sich die Esa-Mitgliedstaaten im vergangenen Dezember in Luzern trafen, konnte sich aber kaum jemand für das Vorhaben erwärmen. So viele andere Dinge mussten bezahlt werden, nicht zuletzt der Beitrag zur Internationalen Raumstation.

Beim nächsten Ministertreffen werde man das Thema aber wieder aufbringen, versprach die deutsche Wirtschaftsministerin Brigitte Zypries nun in Darmstadt. Bis also tatsächlich mal jemand etwas gegen existierenden Weltraumschrott tut, wird noch viel geredet werden.

Zusammengefasst: Um die Erde kreisen immer mehr aufgegebene Satelliten, Raketenoberstufen und Kleinteile, die bei Kollisionen oder Explosionen entstanden sind. Wegen seiner extrem hohen Geschwindigkeit ist Weltraumschrott eine ernste Bedrohung für aktive Satelliten und Raumschiffe. Forscher warnen davor, dass der Erdorbit eines Tages unpassierbar werden könnte, weil das Crashrisiko zu groß geworden ist. Bislang konnten sich die Raumfahrtnationen auf keine Lösung für das Problem einigen.

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