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Raumfahrt Knautschzone im All

Um die Erde sausende Trümmerteile bedrohen Weltraumstationen und Astronauten stärker als bisher angenommen.
aus DER SPIEGEL 26/1992

Die drei Astronauten kletterten aus der US-Raumfähre Endeavour und schwebten in ihren Raumanzügen auf einen schwankenden Zylinder zu. Mit bloßen Händen ergriffen sie, in 400 Kilometer Höhe über dem Pazifischen Ozean, den gestrandeten Nachrichtensatelliten Intelsat 6.

»Junge, wenn das Ding nur nicht so wackeln würde«, fluchte Astronaut Thomas Akers. Vorsichtig, um ja nicht die Raumfähre zu beschädigen, bugsierten die Weltraumarbeiter den 4,5 Tonnen schweren Satelliten in die Ladebucht des Shuttle, wo er einen neuen Antriebsmotor erhalten sollte. Nach sechs Stunden war (im dritten Anlauf) das waghalsige Manöver beendet.

Doch die Bedrohung für die Raumfähre und die stundenlang im Weltall herumturnenden Astronauten ging, bei dem Endeavour-Einsatz im letzten Monat, nicht nur von dem schwergewichtigen Schrott-Satelliten aus. Der wirklich gefährliche Müll im All ist viel kleiner: Nach der Landung der Raumfähre Endeavour entdeckten die Nasa-Techniker auf dem linken Cockpit-Fenster einen millimetergroßen Krater, verursacht durch den Einschlag eines winzigen Trümmerstückes.

Mindestens 3,5 Millionen solcher Raketen- und Satellitenbruchstücke kreisen als Raumfahrtmüll um die Erde: ein regelrechter Trümmergürtel von ausgebrannten Endstufen, abgesprengten Sicherungsbolzen, abgeblätterten Farbresten _(* Endeavour-Astronaut bei dem Versuch, ) _(Intelsat 6 einzufangen. ) oder auch Metallteilen von explodierten Treibstofftanks. Nach Erkenntnis von Fachleuten übertrifft der von Raumfahrtaktivitäten herstammende Schrott in den niedrigen Umlaufbahnen die natürlichen Partikel von Meteoren oder Kometen um das Vier- bis Fünffache.

Speziell bei der geplanten US-Raumstation Freedom, deren filigranes Metallskelett Ende des Jahrzehnts in einer Höhe von 407 Kilometern zusammengestöpselt werden soll, wird der Raumfahrtmüll Probleme bereiten. Über 30 Shuttle-Starts sind vorgesehen, um die einzelnen Komponenten in den Himmel zu heben. In bierdosenförmigen Modulen sollen sich dann über einen Zeitraum von 30 Jahren ständig Raumfahrer aufhalten.

Nach neuesten Berechnungen von Nasa-Kritikern ist das Risiko, daß Raummüll in die Station einschlägt, erheblich größer als bislang angenommen: Mit einer Wahrscheinlichkeit von 36 Prozent wird innerhalb des ersten Jahrzehnts ihrer Betriebsdauer im All ein Trümmerstück eine »Schlüsselkomponente« treffen - also etwa eine Mannschaftskabine oder einen Treibstofftank. Durch geeignete Schutzschilde ließe sich das Risiko eines Einschlages auf 12 Prozent mindern.

In einer noch unveröffentlichten Studie des US-Kongresses, so berichtete jetzt die Fachzeitschrift Space News, wird die Weltraumbehörde Nasa deshalb ausdrücklich gewarnt, »die Beschäftigung mit dem Müllproblem zu verschieben, bis sich die Raumstation bereits im Orbit befindet«. Die Kosten für Designänderungen wären zu einem späteren Zeitpunkt größer, und das »Risiko für Station und Besatzung würde wachsen«.

Der Kongreßbericht, empörte sich demgegenüber ein Nasa-Mitarbeiter, vermittle einen »völlig falschen Eindruck von der wahren Gefahr für die Station": Werde einem Freedom-Modul ein »Nadelstich« versetzt, bereite das »keine Probleme«. Und der für Freedom zuständige Nasa-Manager Richard Kohrs prahlte: »Der gesamte Müll, der die Station innerhalb von 40 Jahren treffen wird, paßt in meine Kaffeetasse.«

Raumflugtrümmer bedrohen indes nicht nur die stählerne Außenhaut des 40 Milliarden Dollar teuren »Weltraumbahnhofs für den Planeten Erde« (Nasa-Werbung). Schutzlos sind vor allem Astronauten, die außenbords Reparaturarbeiten durchführen, dem Weltraumschrott ausgesetzt; allein in der Außenhaut von Freedom befinden sich über 5000 Teile, die ständiger Kontrolle bedürfen, Glühbirnen, elektromechanische Geräte, Batterien. Durchschnittlich wird deshalb jeden Tag ein Astronaut gut sechs Stunden lang in den Weltraum aussteigen müssen.

Schon ein Farbklecks von einem Zentimeter könnte einen Raumanzug mit der Wucht einer Handgranate zerfetzen - denn die Trümmerteilchen rasen mit rund 28 000 Kilometern pro Stunde durch das All. Selbst wenn ihn das Geschoß nicht direkt träfe, wäre der Raumfahrer in seinem durchlöcherten Kunststoffoverall chancenlos: Noch ehe dem Mann die Puste ausgeht, würde sein Blut, infolge des Druckabfalls, innerhalb von Sekundenbruchteilen zu kochen beginnen.

Auch das europäische Weltraumlabor Columbus - ein zwölf Meter langes, tonnenförmiges Modul, das zur Jahrtausendwende fest an die Raumstation Freedom angedockt werden soll - wird nicht von umherfliegenden Trümmerteilen verschont bleiben.

In Abstand von rund zehn Zentimetern von der Außenhaut der luftdichten Tonne sollen deshalb Aluminiumschilde angebracht werden, eine Art vorgerückter Verteidigungswall: Kleinere Schrotteile, welche die Metallplatte durchschlagen, brechen auseinander oder verdampfen, so daß nur noch eine feine Trümmerwolke auf die empfindliche Wandung von Columbus trifft.

Noch allerdings grübeln die Techniker beim Raumfahrtunternehmen MBB/Erno in Bremen, die maßgeblich an der Entwicklung von Columbus beteiligt sind, wie stark diese Knautschzone ausgelegt werden muß. »Es gibt auf der Erde keine Geschosse«, gibt der MBB-Mitarbeiter Paul Tetzlaff zu, »mit denen wir den heftigen Einschlag von Weltraummüll simulieren können.«

Schilde schützen ohnehin nur gegen körnchengroßen Raummüll. Trümmerstücke, die größer sind als eine Aspirintablette - und etwa 90 000 davon schwirren schon durchs All -, wären imstande, die Außenwand trotz Schutzschild nahezu ungehindert zu durchlöchern. Nach Berechnungen von Professor Dietrich Rex von der TU Braunschweig und seinem Mitarbeiter Peter Eichler beträgt die Wahrscheinlichkeit bis zu 1:12, daß ein solches Trümmerteil in den ersten zehn Betriebsjahren die Außenhaut eines Columbus-Moduls durchschlägt.

»Eine echte Grauzone«, sagt Walter Flury, Experte für Weltraummüll am Europäischen Weltraum-Operationszentrum in Darmstadt. Trümmer zwischen einem und zehn Zentimetern könnten allenfalls von zukünftigen Infrarot- und Radarsensoren an Bord ausgemacht und durch Laserkanonen unschädlich gemacht werden.

Sind die Trümmerteile größer als ein Tennisball, werden sie vom US Space Command mit Hilfe von weltweit an 29 Orten aufgestellten Radarantennen und Teleskopen erfaßt: Raumfahrzeuge lassen sich auf diese Weise rechtzeitig warnen und können unter Umständen Ausweichmanöver fliegen.

Produziert haben den Raumfahrtabfall vor allem die USA und die Sowjetunion, die zusammen seit 1957 fast 20 000 Raketen und Satelliten in den Weltraum geschossen haben. Nur die niedrig fliegenden Objekte, insgesamt knapp 12 000, wurden durch die Reibung der äußeren Luftschichten allmählich abgebremst und sind verglüht.

Den bislang größten Einzelbeitrag zum Treibgut im All lieferten allerdings die Europäer: Als 1986 die dritte Stufe ihrer Ariane-Rakete explodierte, entstanden mit einem Schlag fast 500 größere Schrotteile.

Und der Müll wird immer mehr - die Weltraumforscher fürchten sich vor einem »Schneeballeffekt": Stoßen zwei Trümmer zusammen, zerplatzen sie in viele kleine Schrottsplitter, die dann lawinenartig eine immer größere Zahl von Müll entstehen lassen. Peter Eichler glaubt, daß schon jetzt eine »kritische Masse« erreicht sei: Kollisionen erzeugen pro Jahr fünf Prozent mehr Trümmerpartikel, als durch die Luftreibung »entsorgt« werden.

Zudem starten jährlich weitere 20 Satelliten zu ihrer Mission in eine Erdumlaufbahn. Immer noch werden dabei Halterungen abgesprengt oder lassen explodierende Treibstoffreste die Raketen-Endstufen zerplatzen.

Ohne »Müllvermeidung im Weltall«, fürchtet Eichler, könnte in 20 bis 50 Jahren das Ende der Weltraumfahrt gekommen sein.

* Endeavour-Astronaut bei dem Versuch, Intelsat 6 einzufangen.

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