Weltraumschrott Japan will Holzsatelliten bauen – Schnapsidee oder echte Innovation?

Mehr als 6000 Satelliten umkreisen die Erde, allein in diesem Jahr kommen Hunderte dazu. Japanische Forscher wollen nun manche Exemplare aus Holz bauen – aus Nachhaltigkeitsgründen. Was ist davon zu halten?
Modell eines Holzsatelliten: »Ein bisschen kurios – aber nicht komplett abwegig«

Modell eines Holzsatelliten: »Ein bisschen kurios – aber nicht komplett abwegig«

Foto: Sumitomo Forestry

Viele Informationen gibt es noch nicht darüber, was das Unternehmen Sumitomo Forestry und Forschende der Universität Kyoto um den früheren japanischen Astronauten Takao Doi im Detail vorhaben. Doch allein die Ankündigung ihres Plans hat international für einige  Schlagzeilen  gesorgt. Gemeinsam, so heißt es, wollen die Fachleute an Konzepten für Satelliten aus Holz arbeiten.

Diese sollen am Ende ihrer Lebenszeit einfach verglühen – ohne am Boden für Gefahren zu sorgen und ohne Schadstoffe in der Lufthülle der Erde freizusetzen. »Wir sind sehr besorgt über die Tatsache, dass alle Satelliten, die wieder in die Erdatmosphäre eintreten, verbrennen und winzige Aluminiumpartikel erzeugen, die viele Jahre lang in der oberen Atmosphäre schweben werden«, erklärte Doi im Gespräch mit der BBC.

Wenn die Hülle des Satelliten, so der Plan der Japaner, nun aus Holz statt Aluminium bestehen würde, könnte der Werkstoff deutlich unproblematischer verbrennen. »Ein bisschen kurios – aber nicht komplett abwegig« nennt Holger Krag das Konzept im Gespräch mit dem SPIEGEL. Der Ingenieur leitet bei der Europäischen Weltraumorganisation (Esa) in Darmstadt das Programm für Weltraumsicherheit.

Dort interessiert man sich ebenfalls für Technologien, die das feurige Ende von Satelliten möglichst unproblematisch gestalten. Nicht unbedingt wegen des Aluminiums. Das sei aus seiner Sicht nicht besonders gefährlich, so Krag. Eher geht es um die Frage, was bei einem Absturz womöglich doch noch am Boden ankomme. Alte Satelliten und Raketenteile fallen regelmäßig auf unseren Planeten. So verglühte erst am 27. Dezember der Satellit »Starlink-1772 « der Firma SpaceX von Elon Musk. Am Neujahrstag rauschte die Stufe einer chinesischen Rakete des Typs »Langer Marsch 4B«  in Richtung Erde, die im September einen Satelliten in den Orbit gebracht hatte.

Satellitenfriedhof im Südpazifik

Aktuell bauen Firmen wie SpaceX und OneWeb riesige Satellitenflotten  für die weltweite Internetversorgung auf. Allein in diesem Jahr dürften auf diese Weise Hunderte neue Flugkörper ins All kommen. Auch andere Firmen wie Amazon mit seinem Projekt Kuiper drängen auf den Markt. Obwohl die Megakonstellationen erst gerade entstehen, müsse man bereits heute auch über das Ende der Satelliten nachdenken, sagt Krag.

Start einer SpaceX-Rakete mit Starlink-Satelliten an Bord (2020)

Start einer SpaceX-Rakete mit Starlink-Satelliten an Bord (2020)

Foto: Joe Burbank / imago images/ZUMA Wire

Lassen sich die ausgedienten Geräte noch steuern, werden sie aktuell gezielt über dem Südpazifik zum Absturz gebracht. Dort beendeten auch Raumstationen wie die russische »Mir« ihre Laufbahn. In dem menschenleeren Gebiet macht es nichts, wenn Trümmer die Erde erreichen. Lassen sich die Flugkörper hingegen nicht mehr steuern, ist die Sache immer wieder ein Glücksspiel. So wie etwa beim Absturz des deutschen Forschungssatelliten »Rosat« im Herbst 2011 oder beim unkontrollierten Wiedereintritt der chinesischen Raumstation »Tiangong 1« in die Erdatmosphäre vor beinahe drei Jahren. In beiden Fällen entstand kein ernsthafter Schaden.

Fliegende Gespenster

Derzeit umkreisen rund 6000 Satelliten  die Erde. Sie schießen normalerweise mit rund 28.000 Kilometern pro Stunde auf ihren Bahnen entlang. Rund die Hälfte des himmlischen Fuhrparks besteht allerdings nur noch aus fliegenden Gespenstern, die nicht mehr auf Steuerkommandos von der Erde hören.

Wenn solche Satelliten kollidieren, wie es immer wieder einmal passiert, entstehen zahllose Schrottteilchen. Die sind nicht nur für andere Flugkörper und auch die Internationale Raumstation gefährlich. Sie könnten, wegen eines Schneeballeffekts, auch langfristig dafür sorgen, dass Menschen überhaupt nicht mehr ins All fliegen können. Schon jetzt rasen laut den statistischen Modellen der Esa rund 128 Millionen Objekte allein im Größenbereich von einem bis zehn Millimetern um die Erde. Die Schrottwolke wird regelmäßig mit Laser- und Radaranlagen vermessen.

Chinesische Behördenvertreter mit Wetlraumschrott (2014)

Chinesische Behördenvertreter mit Wetlraumschrott (2014)

Foto: STR/ AFP

Gegen den Weltraumschrott im All würden Holzsatelliten nicht helfen, so viel ist sicher . Hier ist die kinetische Energie der gefährlichen Partikel entscheidend – und nicht das Material, aus dem sie bestehen. Wenn sich ein Teilchen auf Kollisionskurs mit der Raumstation oder einem Satelliten befindet, dann ist das eine Gefahr. Egal, ob es um Holz oder Aluminium geht. Als besonders problematisch  gelten übrigens – wegen ihrer schieren Größe – ausgediente Raketenstufen, auch von Starts aus längst vergangenen Jahrzehnten.

Eine Müllabfuhr fürs All ist ein kompliziertes Zukunftsprojekt . Die Esa will zunächst mit einem vergleichsweise einfachen Ziel üben: Im Jahr 2025 will sie mit der Mission »Clearspace-1« den etwa 100 Kilogramm schweren Nutzlastadapter einer »Vega«-Rakete zum Absturz bringen. Er kreist seit 2013 um die Erde.  

»Wir denken darüber nach, wie man das Aufschmelzen der Satelliten befördern kann.«

Holger Krag, Europäische Weltraumorganisation (Esa)

Jeder alte Flugkörper, der am Ende seines Lebens gezielt zum Absturz gebracht werden kann, ist eine gute Nachricht für die Verkehrsplaner. Denn er kann keine Kollisionen mehr verursachen. Der Weltraumschrott wird so abgebremst, dass seine Bahn durch die höheren Schichten unserer Atmosphäre führt. Für die letzten 100 Höhenkilometer bis zum Boden braucht er dann nur noch rund zehn Minuten. Durch die Reibung mit den Gasmolekülen wird etwa ein Satellit so erhitzt, dass er zerbricht und – wenn alles gut geht – komplett aufschmilzt.

»Beim Wiedereintritt ist eine Hülle eher hinderlich«, sagt Esa-Experte Krag. Erst wenn die Außenwände des Satelliten weg seien, könnten auch aus Titan oder Edelstahl gefertigte Komponenten im Inneren wie Tanks oder Batterieboxen durch die Reibungshitze schmelzen. »Wir denken darüber nach, wie man das Aufschmelzen der Satelliten befördern kann«, so Krag. Holz habe man dabei allerdings bisher noch nicht auf dem Zettel gehabt.

Ob der Werkstoff tatsächlich taugt, wollen Sumitomo Forestry und die Universität Kyoto nun nach eigenem Bekunden herausfinden. »Der nächste Schritt wird die Entwicklung des technischen Modells des Satelliten sein, dann werden wir das Flugmodell herstellen«, so Ex-Astronaut Doi. Mit welchen Holzarten die Tests stattfinden sollen, will man derzeit noch nicht verraten. Als Starttermin wird 2023 angegeben.