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© NASA
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Weltraumschrott – die Gefahr im All
In nur einem halben Jahrhundert ist es der Menschheit gelungen, eine dicke Müllhalde rund um die Erde anzulegen. Und die ist nicht ganz ungefährlich. Das demonstrierte am 10. Februar auf eindrucksvolle Weise eine Kollision im Weltraum, bei der ein ausgedienter russischer Satellit einen US-amerikanischen Kommunikationssatelliten rammte.
Der knapp eine Tonne schwere russische Satellit „Cosmos 2251“ war mit dem 600 Kilogramm schweren Kommunikationssatelliten der US-Firma Iridium Satellite kollidiert. Rund 790 Kilometer über Nordsibirien erfolgte der Zusammenstoß. Seit Jahren nimmt die Zahl der Satelliten im Weltraum zu: Nachdem die Sowjetunion im Jahre 1957 den ersten Sputnik ins All geschossen hatte, folgten circa 6.000 weitere Satelliten. Laut NASA ist rund die Hälfte davon nicht mehr in Betrieb und umkreist als Weltraumschrott die Erde. So auch „Cosmos 2251“, ein Kommunikations-Relaissender, der 1993 ins All gebracht wurde, aber seit etwa zehn Jahren nicht mehr in Funktion ist.
Der knapp eine Tonne schwere russische Satellit „Cosmos 2251“ war mit dem 600 Kilogramm schweren Kommunikationssatelliten der US-Firma Iridium Satellite kollidiert. Rund 790 Kilometer über Nordsibirien erfolgte der Zusammenstoß. Seit Jahren nimmt die Zahl der Satelliten im Weltraum zu: Nachdem die Sowjetunion im Jahre 1957 den ersten Sputnik ins All geschossen hatte, folgten circa 6.000 weitere Satelliten. Laut NASA ist rund die Hälfte davon nicht mehr in Betrieb und umkreist als Weltraumschrott die Erde. So auch „Cosmos 2251“, ein Kommunikations-Relaissender, der 1993 ins All gebracht wurde, aber seit etwa zehn Jahren nicht mehr in Funktion ist.
Risiko für Satelliten auf gleicher Umlaufbahn
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© NASA
Zweite Stufe einer Delta-2-Rakete, die im Januar 1997 in Texas vom Himmel gefallen ist.
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Weniger Risiko besteht für die Internationale Raumstation ISS. Sie kreist nur in einer Höhe von etwa 350 Kilometern um die Erde und ist daher von der Schrottwolke kaum gefährdet. Laut NASA hält sich die Gefährdung der ISS „in akzeptablen Grenzen“. Ein Sprecher erklärte, die ISS müsse möglicherweise Wrackteilen ausweichen, wozu sie aber durchaus in der Lage sei. Bereits in acht Fällen sind Ausweichmanöver gelungen.
Die meisten Satelliten – und auch der meiste Schrott – bewegen sich in einer Höhe zwischen 800 und 1.000 Kilometern. In 20.000 Kilometern Höhe sind die Navigationssatelliten angesiedelt und in 36.000 Kilometern der sogenannte geostationäre Ring. Hier drehen sich die Satelliten für Telefon, Radio- und Fernsehprogramme gemeinsam mit der Erde. Die Zahl der Missionen steigt ständig an, ebenso wie die Zahl der Raumfahrtnationen. Zuletzt schickte der Iran einen Satelliten ins All - und plant weitere sieben Starts.
Von ausgebrannten Raketenstufen über ausgediente Satelliten bis hin zu Teilen explodierter oder einfach verlorengegangener Ausrüstungsstücke reicht die Palette an Weltraumschrott. Dabei sind es häufig die kleinen Teile, die Sorgen bereiten. Mit einer ungebremsten Geschwindigkeit von mindestens sieben Kilometern pro Sekunde kann selbst ein Schrottteil von der Größe einer Euromünze einen Satelliten zerstören – zum Beispiel wenn es einen Treibstoff- oder Sauerstofftank zerstört oder ein Sonnensegel durchschlägt.
Experten in Russland und den USA gehen derzeit von rund 10.000 Objekten von einer Größe über 10 Zentimetern aus, die durchs All treiben. Hinzu kommen geschätzte 100.000 Abfall-Stücke zwischen einem und zehn Zentimetern und eine Million Schrottteilchen kleiner als einem Zentimeter im Durchmesser. Genaue Zahlen gibt es hier nicht; aufgrund Ihrer Größe sind diese Teile nicht per Radar zu erfassen. Zu einer Bedrohung werden sie durch ihr enormes Tempo. Mit bis zu 50.000 Stundenkilometern umkreist der Weltraumabfall die Erde. Das entspricht ungefähr der 17-fachen Geschwindigkeit einer abgefeuerten Maschinengewehrkugel.
Ein Schneeballeffekt mit Folgen
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© Photo: ESA
Die Solarpaneele des Weltraumteleskops Hubble wurde von Weltraumschrott getroffen. Das Einschlagloch ist 2,5 mm groß.
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Der erste Müllunfall ereignete sich, als ein Teil einer explodierten Ariane-Raketenstufe den französischen Cerise-Satelliten betriebsunfähig machte. Auch ein Sonnensegel des Weltraumteleskops Hubble wurde durch umherfliegenden Schrott beschädigt und ein Fenster der ISS verzeichnete einen Einschlag. Derzeit wird an einem Schutzschild für die internationale Raumstation gearbeitet, um Treffer durch gefährliche Kleinstteile zu verhindern.
Längst haben die großen Raumfahrtagenturen die Herausforderung des Weltraumschrotts erkannt. Jedoch gibt es bislang keine effiziente Methode der Müllentsorgung. Aus diesem Grund einigte man sich Anfang der 90er Jahre darauf, keinen weiteren Müll im All zu verursachen. 2002 hat das Inter-Agency Space Debris Coordination Commitee (agenturübergreifendes Weltraumschrott-Komitee, IADC) Richtlinien zur Vermeidung von Weltraumschrott erstellt. Zu der Vereinigung zählen die Weltraumagenturen von China, Frankreich, Deutschland, Indien, Italien, Japan, Ukraine, Großbritannien, der USA und Russland sowie die ESA. Alle Nutzer des Erdorbits werden mit diesen Richtlinien verpflichtet, die Zonen der niedrigen Erdumlaufbahn und der geostationären Umlaufbahnen zu schützen.
Was tun gegen Weltraumschrottgefahren?
Die internationale Übereinkunft schreibt eine Begrenzung der Müllentstehung während der Betriebszeit vor. Zudem soll die absichtliche Zerstörung von Raketen und Nutzlast verhindert werden. Auch über die korrekte Entsorgung von Raumfahrzeugen und Raketenstufen hat man sich Gedanken gemacht: Ausgedientes Material wird in einen sogenannten Friedhof-Orbit gelenkt, oder man lässt es kontrolliert in der Erdatmosphäre verglühen.
Eine weitere Maßnahme ist die Überwachung der Schrottteile. Die ESA benutzt dafür das Datenerfassungssystem DISCOS (Database and Information System Characterising Objects in Space). Es handelt sich dabei um einen Katalog von Objekten und Schrottteilen in der Erdumlaufbahn. Die Datenbank dient dazu, mögliche Kollisionen vorauszusagen, insbesondere für die Erdbeobachtungs-Satelliten ENVISAT und ERS-2. Die Database wird aus diversen Quellen gespeist; unter anderem vom deutschen Radar der Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften e.V. (FGAN) in Wachtberg bei Bonn und dem ESA-eigenen Teleskop zur Weltraumschrott-Ortung auf Teneriffa.
Die Vereinbarung zur Vermeidung von Weltraummüll hat sich bewährt. Jedoch rast der Abfall aus der Frühzeit der Raumfahrt unbehindert durch den Orbit und vermehrt sich. Bislang gibt es keine Möglichkeit, diesen Highspeed-Schrott einzufangen. In niedrigen Umlaufbahnen bis zu 600 Kilometern löst sich das Problem durch die Erdanziehungskraft von alleine. Hier verglüht der Weltraummüll.
Die Anziehungskraft der Erde reinigt den erdnahen Weltraum wie ein Staubsauger. Allerdings nimmt die Erdanziehungskraft mit wachsender Entfernung ab – die Reinigungswirkung funktioniert nicht mehr. Auch das Risiko durch auf die Erde fallenden Weltraumschrott ist nicht ganz unerheblich, denn nicht alle Teile verglühen. In den vergangenen vierzig Jahren stürzten insgesamt rund 14.000 Objekte vom Himmel – die meisten glücklicherweise ins Meer oder in unbesiedeltes Gebiet. 1997 wurde in Texas ein 250 Kilogramm schwerer Raketen-Treibstofftank entdeckt, drei Jahre später einer in Kapstadt. Abgesehen von einer Frau aus den USA, die von einem herabfallenden Stück Isoliermaterial verletzt wurde, kam bislang jedoch noch niemand zu Schaden.
Eine weitere Maßnahme ist die Überwachung der Schrottteile. Die ESA benutzt dafür das Datenerfassungssystem DISCOS (Database and Information System Characterising Objects in Space). Es handelt sich dabei um einen Katalog von Objekten und Schrottteilen in der Erdumlaufbahn. Die Datenbank dient dazu, mögliche Kollisionen vorauszusagen, insbesondere für die Erdbeobachtungs-Satelliten ENVISAT und ERS-2. Die Database wird aus diversen Quellen gespeist; unter anderem vom deutschen Radar der Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften e.V. (FGAN) in Wachtberg bei Bonn und dem ESA-eigenen Teleskop zur Weltraumschrott-Ortung auf Teneriffa.
Die Vereinbarung zur Vermeidung von Weltraummüll hat sich bewährt. Jedoch rast der Abfall aus der Frühzeit der Raumfahrt unbehindert durch den Orbit und vermehrt sich. Bislang gibt es keine Möglichkeit, diesen Highspeed-Schrott einzufangen. In niedrigen Umlaufbahnen bis zu 600 Kilometern löst sich das Problem durch die Erdanziehungskraft von alleine. Hier verglüht der Weltraummüll.
Die Anziehungskraft der Erde reinigt den erdnahen Weltraum wie ein Staubsauger. Allerdings nimmt die Erdanziehungskraft mit wachsender Entfernung ab – die Reinigungswirkung funktioniert nicht mehr. Auch das Risiko durch auf die Erde fallenden Weltraumschrott ist nicht ganz unerheblich, denn nicht alle Teile verglühen. In den vergangenen vierzig Jahren stürzten insgesamt rund 14.000 Objekte vom Himmel – die meisten glücklicherweise ins Meer oder in unbesiedeltes Gebiet. 1997 wurde in Texas ein 250 Kilogramm schwerer Raketen-Treibstofftank entdeckt, drei Jahre später einer in Kapstadt. Abgesehen von einer Frau aus den USA, die von einem herabfallenden Stück Isoliermaterial verletzt wurde, kam bislang jedoch noch niemand zu Schaden.
Weiterführende Links
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