Weltraumschrott.

Von Michel Gravereau.

Wir alle erinnern uns an den historischen 4. Oktober 1957: Die Sowjets schickten eine Kugel mit 80 cm Durchmesser in die Erdumlaufbahn – Sputnik, der erste künstliche Satellit. Drei Monate später stürzte er zur Erde zurück.

Seitdem wurden unzählige Satelliten für Wettervorhersagen, Geheimdienste, Umweltstudien, Fernsehen, Telekommunikation, GPS und viele andere Zwecke zur langen Liste der Objekte in der Erdumlaufbahn hinzugefügt. In diesem rasanten Wettlauf ins All wuchsen schnell die Sicherheitsbedenken. Eine Vielzahl kleiner Objekte, die bei Satellitenstarts entstehen, verschmutzte die Atmosphäre so stark, dass diese untere Schicht heute gefährlich geworden ist. Eine Reinigung ist dringend notwendig, um Tragödien zu verhindern.

Neben Satelliten, die sich in der Regel in einer klar definierten Umlaufbahn befinden, kreisen verschiedene Objekte wie Raketenstufen, Booster-Triebwerke, optische Abdeckungen und Adapter für Mehrfachstarts in unregelmäßigen Umlaufbahnen. Dadurch können sie Kollisionen verursachen, die die Anzahl dieser Objekte exponentiell vervielfachen.

Diese Kollisionen erfolgen mit beträchtlichen Geschwindigkeiten (zwischen 7 und 16 km/s bzw. zwischen 25.200 und 57.600 km/h), dem Zehnfachen der Mündungsgeschwindigkeit eines Gewehrschusses. Die Kollision eines einzelnen Objekts kann in der Schwerelosigkeit eine Vielzahl weiterer Trümmer erzeugen und so einen Dominoeffekt auslösen.

Bereits 1978 warnte der amerikanische Wissenschaftler Kessler vor diesem Problem. Seitdem hat es sich nur noch verschärft.

Nicht zu vergessen ist, dass Satelliten nach dem Ende ihrer Betriebszeit in der Umlaufbahn verbleiben und Ziel all dieser unkontrollierbaren Objekte sind, die den Weltraumschrott unkontrolliert vermehren.

Wie können wir sie aufspüren? Mit den uns zur Verfügung stehenden optischen Mitteln sind nur Objekte mit einer Größe von über 10 cm sichtbar. Schätzungsweise gibt es jedoch rund 34.000 Objekte, die diese Größe überschreiten, darunter 9.000 aktive Satelliten.

Die Anzahl der Weltraumtrümmer mit einer Größe von über 1 mm liegt bei fast 128 Millionen. Offensichtlich ist das Kollisionsrisiko in der erdnahen Umlaufbahn, wo sich die höchste Konzentration dieser Objekte befindet, am größten.

Was kann in Zukunft getan werden?
Angesichts dieses enormen Risikos für bestehende Satelliten reagieren Wissenschaftler und ergreifen Maßnahmen.

Frankreich hat in diesem Bereich eine Vorreiterrolle bei der Festlegung bestimmter Vorschriften eingenommen. Das Gesetz über Weltraumoperationen von 2008 verpflichtete französische Betreiber, ihre Umweltauswirkungen zu begrenzen, indem sie:

• keine absichtlichen Trümmer im Orbit erzeugen (wie im Fall der vorsätzlichen Zerstörung eines chinesischen Satelliten am 11. Januar 2007 und der dabei identifizierten 3.527 Trümmerteile).

• Die Treibstofftanks von Satelliten am Ende ihrer Betriebsdauer müssen entleert werden, da sie bei einer Kollision explodieren und dadurch weitere Trümmer erzeugen könnten.

• Satelliten müssen innerhalb von 25 Jahren nach dem Ende ihrer Betriebsdauer wieder in die Atmosphäre eintreten.

• Die festgelegte Umlaufbahn für geostationäre Satelliten muss eingehalten werden.

2013 richtete das CNES den CAESAR-Dienst (Conjunction Analysis and Evaluation Service, Alerts and Recommendations) ein.

Dieser Dienst ermöglicht die Analyse verfügbarer Informationen zu Annäherungen an die Umlaufbahn, die Bewertung von Risikostufen, die Ausgabe von Warnungen, sobald das Kollisionsrisiko den definierten Schwellenwert (0,05 %) überschreitet, und die Validierung von Ausweichmaßnahmen. Das CNES gibt so jährlich 200 Kollisionswarnungen heraus und trägt damit zur Verhinderung von Katastrophen bei.

Frankreich, das in diesem Bereich stets eine Vorreiterrolle einnimmt, verstärkt seine Bemühungen.

Wie können diese Trümmer eingesammelt werden? Französische Startups und Unternehmen arbeiten bereits an technologischen Lösungen, die es ihnen ermöglichen, sich Weltraumschrott zu nähern, ihre Flugbahnen zu synchronisieren und ihn zu bergen und zum Absturz zu bringen. Diese sogenannten „Weltraumschlepper“ oder auch „Weltraummüllsammler“ werden sicherlich bald Realität sein, doch die Aufgabe verspricht kostspielig und komplex zu werden.

Zu den innovativen Projekten zählt ClearSpace der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), das ein 112 kg schweres Teilstück der europäischen Vega-Raketenstufe zum Absturz bringen will.

Auch das japanische Unternehmen Astroscale entwickelt seit 2013 Aktivitäten dieser Art und hat bereits mehrere Demonstrationen im Orbit durchgeführt. Die Mission ADRAS-J, die am 18. Februar 2024 startete, hat zum Ziel, sich einer dritten Stufe einer japanischen H-2A-Trägerrakete, die 2009 in den Orbit gebracht wurde, zu nähern und sich mit ihr zu synchronisieren, um die Endanflugphase zu validieren. Astroscale hat kürzlich eine Niederlassung in Frankreich gegründet, um dort ebenfalls einige seiner Aktivitäten durchzuführen.

Schließlich positioniert sich auch das in Bordeaux ansässige Startup Dark im Bereich der Trümmerabfangung.

Dort oben sausen zwar keine Kugeln vorbei, aber die Lage ist genauso gefährlich, und der Weltraum wird immer problematischer. Erinnern wir uns an ein beinahe denkwürdiges Ereignis: Im November 2021, kurz nach Thomas Perquets Rückkehr von seiner zweiten ISS-Mission, musste die Station aufgrund von Trümmerteilen eines chinesischen Satelliten dringend um anderthalb Kilometer von ihrer Flugbahn abweichen. Manche glauben zu Recht, dass ein solcher Einschlag beträchtlichen Schaden angerichtet hätte. Amerikanische und russische Offizielle hatten die anwesenden Astronauten vorsichtshalber angewiesen, in ihre Raumschiffe zurückzukehren.

Da wir die ISS erwähnt haben: Besuchen Sie die Website Heavens Above, die ihren Vorbeiflug am Abendhimmel zeigt.
Viel Spaß beim Beobachten!