Weltraumschrott: Rasende Geschosse im All

Von Sven Titz

Tausende Schrottteile schießen kreuz und quer durch den erdnahen Weltraum – und treffen immer öfter aktive Satelliten und Raumschiffe. Experten fordern bereits eine Müllabfuhr - und arbeiten zugleich an schusssicheren Panzerungen.

Was fliegt nicht alles durch den Kosmos! Trümmerteile von Raketenstufen, Abdeckkappen, Sprengbolzen, Farbpartikel, Spannbänder, Schrauben und Schraubendreher, Tropfen von Kühlflüssigkeit, Kupferdrähte, Fetzen aus Folien zur Wärmeisolierung, Schlacke aus Feststofftriebwerken ... Sogar ein Handschuh trudelte im Jahr 1965 ein paar Tage lang in der Schwerelosigkeit. Den hatte US-Astronaut Ed White bei einem Weltraumspaziergang verloren.

All dieser Müll treibt nicht etwa gemächlich durch den luftleeren Raum. Er rast mit typischen Orbitalgeschwindigkeiten von mehreren Kilometern pro Sekunde um den Erdball. Deshalb ist er nicht nur ein kosmetisches Problem, sondern wird zunehmend zur Gefahr für die Raumfahrt.

Am 21. Oktober des vergangenen Jahres zum Beispiel sah sich die Nasa dazu veranlasst, ihren Satelliten Terra auf ein kosmisches Ausweichmanöver zu schicken. Der Grund: Terra - ein technisches Prunkstück, das brillante Fotos von der Erde schießt - hätte sich zwei Tage später dem Trümmerteil einer Scout-G-1-Rakete bis auf fünfzig Meter nähern können. Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision betrug eins zu hundert. Das Ausweichmanöver vergrößerte den minimalen Abstand auf beruhigende 4000 Meter.

Ins Trudeln gekommen

Vor zehn Jahren, am 24. Juli 1996, kam es zur ersten bestätigten Karambolage zwischen einem Satelliten und einem registrierten Stück Weltraumschrott: Der französische Spionagesatellit Cerise (französisch für Kirsche) stieß 700 Kilometer über dem Boden mit einem Teil einer Ariane-Raketenstufe zusammen. Der Aufprall erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 14 Kilometern pro Sekunde und ließ eine sechs Meter lange Stange zerbrechen, die den Satelliten wie ein Ausleger stabilisierte. Einem Hammerwerfer ähnlich, dem plötzlich sein Wurfgerät abhanden kommt, begann Cerise zu taumeln. Nur eine neu eingespielte Bordsoftware konnte den Satelliten wieder stabilisieren.

Von zahlreichen Kollisionen mit kosmischen Müllteilchen zeugten auch die Solarpaneele des Weltraumteleskops Hubble, die 2002 auf die Erde zurückgeholt wurden. Auf ihrer Gesamtfläche von 41 Quadratmetern hatten die Partikelchen Tausende Einschlagkrater hinterlassen. Das 0,7 Millimeter dicke Paneel war insgesamt 174-mal durchlöchert worden. Die größten Krater hatten einen Durchmesser von acht Millimetern. Weltweit halten Radarteleskope und optische Sensoren Ausschau nach den gefährlichen Trümmern. Sie erspähen allerdings nur die dicken Brocken, Teilchen mit einem Durchmesser unterhalb von zehn Zentimetern entgehen ihnen meist.

Gelegentlich werden sogar irdische Astronomen, die überhaupt nicht auf der Suche danach sind, mit Weltraumschrott behelligt: Reflektierende Trümmer hinterlassen auf Astrofotografien manchmal lange Lichtspuren. Die Nasa sammelt Beobachtungen von kosmischen Schrottteilen im " US Space Surveillance Network". Bis heute haben die Fachleute 9500 Objekte gezählt, die einen Durchmesser von mehr als zehn Zentimetern besitzen. Nicht nur sie sind gefährlich: Bereits Teilchen mit nur einem Zentimeter Durchmesser entfalten bei dem typischen Aufpralltempo die Wirkung einer explodierenden Handgranate. Hunderttausende solcher Partikel sausen um den Erdball - wie viele genau, weiß man nicht.

Zum Glück bleiben nicht alle Trümmer auf ewig oben. "Im vergangenen Jahr sind etwa zweihundert uns bekannte Ojekte abgestürzt", sagt Heiner Klinkrad, Raumfahrtingenieur am europäischen Raumfahrtkontrollzentrum Esoc in Darmstadt. Die meisten davon seien verglüht.

Der Eintritt in die Atmosphäre beginnt dabei schleichend: In den erdnächsten Umlaufbahnen, wenige hundert Kilometer über dem Boden, herrscht kein perfektes Vakuum - dort sind vereinzelte Gasmoleküle und Atome unterwegs. Wenn Satelliten oder Raketenreste hindurchrasen, werden sie langsam abgebremst. Sie sinken und treten irgendwann - mit immer noch gewaltigem Tempo - in die Erdatmosphäre ein, wo sie sich wegen der Luftreibung stark erhitzen.

Es hagelt Schrott

In einer Höhe von achtzig Kilometern ist die Erwärmung so stark, dass die meisten Überbleibsel in kleinere Teile zerbrechen, die anschließend verglühen. Bis zum Boden gelangen vor allem hitzebeständige Fragmente von Satelliten und Raketenoberstufen. Wird der Absturz nicht gesteuert, können die Trümmer überall auf der Erde aufschlagen - teils mit Überschallgeschwindigkeit. Kleine Partikel schweben hingegen sanft wie Schneeflocken hinab.

Der Trümmerteppich erstreckt sich oft über Hunderte Quadratkilometer entlang der Flugbahn. Bei einem kontrollierten Absturz lassen die Raumfahrtexperten den Schutt zielgenau in unbewohnte Regionen stürzen. Vor allem die Ozeane auf der Südhemisphäre sowie der Pazifik sind beliebte Aufschlaggebiete.

Alle elf Jahre regnet es besonders viel Weltraummüll. Denn die Schuttwolken über unseren Köpfen werden auch vom Sonnenzyklus beeinflusst. "Zur Zeit des Sonnenfleckenmaximums registriert man am Boden eine Zunahme der Radiowellenintensität im 10,7-Zentimeter-Bereich", erläutert Klinkrad. Gleichzeitig nimmt die UV-Strahlung der Sonne zu. Sie wird in den oberen Schichten der Erdatmosphäre absorbiert, sodass diese sich erwärmen und ausdehnen.

Infolgedessen nimmt die Gasdichte in der Höhe zu und auf die dort kreisenden Trümmer wirkt eine größere Reibungskraft - der Weltraummüll wird in stärkerem Maß gebremst. "Man kann sagen, dass die erdnahen Umlaufbahnen alle elf Jahre von kleinen Objekten gereinigt werden", sagt Klinkrad.

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