Die zunehmende Ansammlung von Weltraumschrott wird zu einem ernsthaften Problem für die Raumfahrt, da Millionen von Trümmerteilen die Erde umkreisen. Laut der europäischen Weltraumbehörde Esa sind momentan mehr als 12.500 Satelliten in der Erdumlaufbahn aktiv, von denen viele nicht mehr funktionsfähig sind. Um dieses Problem zu entschärfen, plant die Esa, einen ihrer Satelliten gezielt über dem Südpazifik in die Erdatmosphäre eintreten zu lassen, wo er verglühen wird. Außerdem wird an einem Raumfahrzeug mit Greifarmen gearbeitet, um gezielt Weltraumschrott einzusammeln.
Die Herausforderungen durch den Weltraumschrott sind vielfältig. Ständig werden neue Satelliten in den Orbit geschossen, und die Entwicklung von kommerziellen Raumflügen nimmt zu. Ein Beispiel ist die Mission Polaris Dawn, bei der Privatpersonen ins All gebracht werden sollen. Angesichts der Vielzahl von Objekten in der Erdumlaufbahn besteht ein erhöhtes Risiko für Kollisionen. Welche Maßnahmen sind zur Eindämmung dieses Problems notwendig?
Internationale Richtlinien und nationale Gesetze
Obwohl das All nicht völlig rechtsfrei ist, gibt es klare Richtlinien. Der Esa-Programmleiter für Weltraumsicherheit, Holger Krag, verweist auf die von den Vereinten Nationen erlassenen Vorschriften, die von über 100 Staaten anerkannt wurden. Diese schreibt vor, dass jede Nation ihre Raumfahrtaktivitäten überwachen und autorisieren muss. Ein wichtiger Bestandteil dieser Vorschriften ist der sogenannte Weltraumvertrag, der auch verankert, dass Staaten für Schäden, die durch ihre Raumfahrzeuge entstehen, haften.
Es gibt Bestrebungen, nationalen Raumfahrtgesetzen Struktur zu verleihen. Aktuell arbeitet das Auswärtige Amt in Deutschland an einem entsprechenden Gesetz. Dies soll helfen, zukünftigen Weltraumschrott zu vermeiden und eine ordnungsgemäße Entsorgung von Satelliten zu gewährleisten. Ein Ziel der Esa ist es, bis 2030 keinen unnötigen Weltraumschrott mehr zu produzieren.
Um dieses Ziel zu erreichen, hat die Esa kürzlich Verträge mit drei Satellitenbauern abgeschlossen, um innovative Satellitentechnologien zu entwickeln, die dazu beitragen sollen, weniger Abfall im All zu hinterlassen. Laut Krag ist die Situation alarmierend: Von allen im Weltraum zurückgelassenen Objekten explodiert etwa jedes sechste, und jedes zweite wird nicht korrekt entsorgt.
Die Dimension des Problems
Der Experte betont die Notwendigkeit, selbst aktiv zu werden, um zurückgelassene Objekte zu beseitigen. Angesichts der Tatsache, dass die NASA und die japanische Raumfahrtbehörde Jaxa ähnliche Projekte initiieren, wird deutlich, dass international an Strategien gearbeitet wird, um die Situation zu verbessern. Die Unsichtbarkeit von Plänen aus Ländern wie China oder Russland bleibt jedoch ein Risiko, da solche Systeme auch militärisch genutzt werden könnten.
Ein konkretes Beispiel für die Gefährlichkeit von Weltraumschrott wird mit der Chinesischen Raumstation «Tiangong» sichtbar, die kürzlich von Trümmerteilen getroffen wurde und repariert werden musste. Auch die Internationale Raumstation ISS muss immer wieder ausweichen, um möglichen Kollisionen mit Weltraumschrott zu entgehen. Astronauten mussten sich in angedockten Raumfahrzeugen in Sicherheit bringen – ein Beweis dafür, dass das Problem ernsthaft ist.
Die Gefahr von Kollisionen ist besonders in den ersten 800 Kilometern Höhe enorm, wo der Weltraum am stärksten frequentiert ist. Je weiter man sich jedoch von der Erde entfernt, desto weniger gefährlich wird es, da die selbstreinigende Wirkung der Atmosphäre Trümmer in Höhen unter 600 Kilometern innerhalb weniger Jahre wieder auf die Erde zurückholt. Im Gegensatz dazu bleiben sie oberhalb von 1.000 Kilometern für tausende Jahre im Orbit.
Die Satelliten von SpaceX, die in einer Höhe von etwa 500 Kilometern operieren, sind ein weiteres Beispiel. Im Falle eines Ausfalls dieser Satelliten würden sie nach rund fünf Jahren im Erdatmosphäre verglühen. Das hauptsächliche Problem ist jedoch die schiere Anzahl der aktiven Satelliten.
In der gegenwärtigen Situation hat die Esa Schwierigkeiten, den Überblick über alle im Orbit befindlichen Objekte zu behalten. Schätzungen zufolge gibt es rund 40.500 Trümmerobjekte, die größer als zehn Zentimeter sind, und mehr als 130 Millionen, die bis zu einem Zentimeter klein sind. Die Gesamtmasse dieser Objekte wird auf mehr als 12.400 Tonnen taxiert, was die Dimension der Herausforderung verdeutlicht.
Vor zwei bis drei Jahrzehnten wurden lediglich rund 100 Satelliten pro Jahr gestartet, doch diese Zahl ist in den letzten Jahren explosionsartig gewachsen, mittlerweile werden jährlich etwa 2.000 neue Satelliten ins All gebracht. Diese Entwicklung deutet darauf hin, dass man in der Zukunft mit bis zu 10.000 Starts pro Jahr rechnen könnte, aufgrund von wirtschaftlichen Überlegungen und der Kostensenkung durch wiederverwendbare Raketen.
Die Gefahr für Raumfahrzeuge besteht besonders dann, wenn sie sich im gleichen Orbit wie der Großteil des Weltraumschrotts bewegen. Studien zeigen jedoch, dass ab einer Höhe von 800 Kilometern nur noch der statistische Faktor relevant ist, da das Rauskommen aus der Erdumlaufbahn in der Regel immer möglich sein sollte.
– NAG
