Die Herausforderungen des Weltraummülls

Wahrscheinlich haben Sie schon einmal Science-Fiction-Filme mit katastrophalen Bildern von Satelliten gesehen, die auf die Erde stürzen und Panik und Zerstörung im großen Stil hervorrufen. Diese Darstellungen sind jedoch weit von der Realität entfernt. Der Wiedereintritt von Satelliten und Weltraummüll in die Erdatmosphäre ist ein übliches und erwünschtes Phänomen, das von Weltraumbehörden auf der ganzen Welt genau überwacht wird und ein völlig vernachlässigbares Risiko für die Bevölkerung darstellt. Aber was ist Weltraummüll?

Das Wettrennen im Weltraum hat sich erheblich weiterentwickelt, vom technologischen Duell zwischen den Mächten des Kalten Krieges hin zu einer neuen Ära der Demokratisierung des Zugangs zum Weltraum. Im Laufe der Jahre, seit dem Start von Sputnik 1 im Jahr 1957, ist die Erdumlaufbahn mit Tausenden von Satelliten bevölkert worden, die eine entscheidende Rolle für die Entwicklung des menschlichen Lebens spielen, indem sie uns wichtige Dienste in den Bereichen Telekommunikation, Navigation, Erdbeobachtung, Meteorologie usw. zur Verfügung stellen. Jeden Tag interagieren wir unwissentlich mit mehr als 100 der fast 10.000 in Betrieb befindlichen Satelliten.

Das Problem entsteht, wenn die Lebensdauer all dieser Satelliten zu Ende geht und deren Orbit außer Kontrolle gerät. Darüber hinaus kann ein Satellit explodieren oder mit einem anderen Satelliten kollidieren, wodurch sich der Raum mit Fragmenten füllt. All dies wird als Weltraummüll bezeichnet. Schätzungen zufolge umkreisen mehr als 1.000.000 Objekte mit einer Größe über 1 cm die Erde, wobei wir nur die 35.000 größten verfolgen können.

Die Anhäufung von Weltraummüll stellt eine konkrete Bedrohung für künftige Weltraumoperationen dar. Sie kann zu Kollisionen und dem als Kessler-Syndrom bekannten Kaskadeneffekt führen, bei dem die Dichte von Objekten im niedrigen Erdorbit ausreicht, um eine Kettenreaktion von Kollisionen auszulösen.

Um diese Herausforderung zu bewältigen, werden erhebliche Anstrengungen an zwei Fronten unternommen: Schadensbegrenzung und Sanierung.

Die Schadensbegrenzung zielt darauf ab, die Entstehung von mehr Weltraummüll zu verhindern, indem mögliche Kollisionen in der Umlaufbahn vermieden werden. Dies wird durch die ständige Überwachung von Weltraummüll und die Durchführung und Koordination von Ausweichmanövern der Satelliten erreicht.

Bei der Sanierung geht es um die aktive Entfernung von Weltraummüll. Dies geschieht durch kontrollierte Wiedereintritte aus niedrigen Umlaufbahnen oder durch die Nutzung von sogenannten Friedhofsumlaufbahnen für ausgediente Satelliten in hohen Umlaufbahnen. Bei den meisten Satelliten ist dies jedoch (vor allem in der Vergangenheit) nicht der Fall, da sie unkontrolliert in überfüllten Bahnen kreisen. In diesen Fällen werden „Abschlepp“-Satelliten eingesetzt, um die Trümmer kontrolliert einzusammeln und zu entfernen. Die Technologien, die für diese aktive Reinigung des Weltraums benötigt werden, befinden sich jedoch noch in der Entwicklung und stehen vor großen Herausforderungen.

Leider erfolgen die meisten Wiedereintritte von Weltraummüll zur Erde hin heute völlig unkontrolliert. In der Tat werden Objekte in niedrigen Umlaufbahnen (unter 1.000 km Höhe) nach einigen Monaten oder Jahren wieder in die Atmosphäre eintreten. Dies ist auf die Reibung mit den oberen Schichten der Atmosphäre zurückzuführen, die dazu führt, dass die Höhe des Satelliten allmählich spiralförmig abnimmt.

So sehr, dass jede Woche ein alter Satellit mit einem Gewicht von mehr als einer Tonne (der Größe eines Autos) wieder in die Atmosphäre eintritt und zweimal im Jahr einer mit einem Gewicht von mehr als fünf Tonnen (der Größe eines Busses).

Das Risiko, dass Weltraummüll beim Wiedereintritt Menschen auf der Erde Schaden zufügt, ist jedoch äußerst gering. Es wird geschätzt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass einer Person (von den 8 Milliarden Menschen auf unserem Planeten) aus diesem Grund etwas zustößt, bei 2 % pro Jahr liegt. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, von Weltraummüll getroffen zu werden, für jeden von uns eins zu einer Milliarde beträgt. Diese Wahrscheinlichkeit ist geringer als jene, wenn wir nur zweimal in unserem Leben eine Weihnachtslotterienummer spielen und beide Male den Jackpot gewinnen. Dies führt uns zu einer wichtigen Schlussfolgerung: Das eigentliche Problem des Weltraummülls liegt nicht hier auf der Erde, sondern dort oben im Weltraum. 

In jüngster Zeit gab es zwei bedeutende Wiedereintritte: den des Satelliten Heritage ERS-2 der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), der seit 2011 nicht mehr in Betrieb war, und den eines von der Internationalen Raumstation (ISS) im Jahr 2021 ausrangierten Batteriepakets. Jedes dieser Objekte wog mehr als zwei Tonnen. Beide Wiedereintritte (wie auch viele andere) wurden von Raumfahrtagenturen auf der ganzen Welt überwacht und in keinem der beiden Fälle gab es irgendwelche Schäden zu beklagen, da sie ins Meer gefallen sind.

Das Management von Weltraummüll und der Schutz der orbitalen Umwelt sind unerlässlich, um die Vorteile, die Satelliten der Menschheit bringen, auch weiterhin zu gewährleisten. Wir müssen weiter daran arbeiten, den Weltraum zu einer sicheren Umgebung und einer zugänglichen Ressource für künftige Generationen zu machen. Dieses Engagement für Nachhaltigkeit im Weltraum unterstreicht die Notwendigkeit einer globalen Zusammenarbeit und ständiger Innovation, um diese lebenswichtige gemeinsame Ressource zu erhalten.

Autor: Alberto Águeda