Raumfahrt 22.04.2005, 18:38 Uhr

Schrott im All wird zur Gefahr für die Raumfahrt  

Nach knapp 50 Jahren Raumfahrt rasen tausende von Raketen- und Satellitenteilen um die Erde. Wie viele es sind, lässt sich kaum sagen – aber sie werden immer mehr und entwickeln sich zur Bedrohung für Menschen und Satelliten im Weltraum.

Seit dem Start des Sputnik 1957 sind bei über 4200 Starts ungefähr 5500 Satelliten von Raketen in die Erdumlaufbahn transportiert worden. Der überwiegende Teil dieser Satelliten hat seinen Dienst seit langem eingestellt, fliegt aber noch immer um die Erde. Dazu kommen die Oberstufen der Trägerraketen, die diese Satelliten ins All transportiert haben.

Über die Jahre kollidieren einzelne Satelliten- und Raketenteile im All miteinander oder der restliche Treibstoff in den Raketenoberstufen erhitzt sich, explodiert und zerlegt dabei die Stufe in hunderte von Teilen.

So zerbarst im November 1986 die Oberstufe einer europäischen Ariane-rakete in nachweislich 488 Teile. 1996 prallten der französische Mikrosatellit Cerise und eine Ariane-Oberstufe mit 50 000 km/h aufeinander.

Auch durch bemannte Missionen ist einiges an Schrott ins All geraten, wie Werkzeuge, die den Astronauten bei ihren Weltraumspaziergängen verloren gingen.

Manche dieser Teile stürzen zur Erde zurück, die meisten aber bleiben im Weltraum.

Immer größer werden deshalb die Sorgen der Raumfahrtnationen dieser Welt, immer energischer versuchen sie deshalb, das Problem Weltraummüll anzugehen.

Derzeit beobachtet das „US Space Surveillance Network“ nahezu 13 000 Objekte im Weltraum. Von diesen sind 9000 nicht als geheim klassifiziert und in einem öffentlich zugänglichen Katalog erfasst. Gut 93 % davon gelten als Weltraumschrott, der Rest sind funktionierende Satelliten.

Von diesem Weltraummüll fliegen gut 70 % im erdnahen Orbit (LEO) von 200 km bis 2000 km Höhe – darunter auch gut 70 Nuklearantriebe. Weitere 9,5 % des Weltraumschrotts fliegen im geostationären Orbit (GEO) in 36 000 km Höhe und der Rest in den Regionen dazwischen.

Doch dieser nachgewiesene Müll im All ist nur die Spitze des Eisbergs.

Denn sicher nachweisen und verfolgen lassen sich nur Objekte von einer Größe von mindestens 5 cm im LEO und mindestens 1 m im GEO.

Der überwiegende Teil der Müll-Fragmente aber ist zwischen 5 cm und 1 cm groß – nach ESA-Aussagen sind es einige Hunderttausend. Und die Internationale Raumstation ISS, die auf einer Höhe von 400 km um die Erde kreist, ist nur gegen Einschläge von Müllteilen und Meteoriten geschützt, die kleiner als 1 cm sind.

Die wohl fortgeschrittensten Systeme zur Entdeckung und Verfolgung von Weltraummüll haben die USA und die Russen. Europäer und Japaner entwickeln seit einigen Jahren eigene Beobachtungssysteme. Diese, so war auf der „Vierten Europäischen Konferenz über Weltraummüll“, die diese Woche in Darmstadt stattfand, zu hören, sind aber noch nicht so leistungsfähig wie die amerikanischen und russischen.

Dennoch sehen diese Systeme, so berichtet etwa Rüdiger Jehn auf der Darmstädter Tagung, auch Weltraummüll, der in dem US-Katalog nicht aufgeführt wird: Gewissheit darüber, wie viel Müll im Weltraum umherfliegt, herrscht also nicht.

Drei Verfahren werden zum Nachweis von Weltraummüll angewandt. Der Müll in der erdnahen Umlaufbahn wird in der Regel mit Radar untersucht und gezählt, der in den höheren GEO-Umlaufbahnen mit Teleskopen. Dann gibt es noch verschiedene Möglichkeiten, kleineren Raumfahrtmüll einzufangen: Dazu werden auf Raumfahrzeugen – Forschungssatelliten oder der Internationalen Raumstation ISS – großflächige Detektoren angebracht. Aus der Zahl der Einschläge von Weltraummüll auf diesen Platten wird dann – in Verbindung mit Röntgen- oder Teleskopiedaten – die Zahl kleiner Schrottpartikel im Weltraum hochgerechnet.

Hier aber scheint die Wissenschaft noch am Anfang, und viele Ergebnisse hängen direkt vom verwendeten Rechenalgorithmus ab. Einige Wissenschaftler, wie der Finne Jussi Markkanen glauben, dass diese Berechnungen kaum mehr als eine 20 %ige Zuverlässigkeit haben.

Doch der Müll im All zwingt die Raumfahrtnationen zu handeln. Durchschnittlich einmal im Jahr muss die ISS ein Ausweichmanöver fliegen, um einem Stück Weltraummüll zu entgehen. Auch das US-Shuttle muss bei durchschnittlich jeder 10. Mission wegen eines Stücks Weltraumschrott ein Ausweichmanöver fliegen, selbst Satelliten müssen regelmäßig solche Manöver fliegen.

Sogar winzigste Müllteile sorgen zumindest für Kosten: So mussten als Folge von Einschlägen millimetergroßer Schrotteile schon über 120 Fenster der US-Shuttle-Flotte ersetzt werden.

Einigkeit besteht unter allen Raumfahrtnationen, dass der Müll im All in den nächsten Jahren zunehmen wird. Also was tun? Futuristische Konzepte, den Müll mit großen Weltraumsegeln einzufangen oder stark abzubremsen, damit er in der Atmosphäre verglüht, sind vom Tisch. Alternativen, wie das Zerstören von Müllteilen mittels Laser sind noch Zukunftsmusik.

Der Trend ist deshalb derselbe wie auch auf der Erde: den Müll vermeiden, wo es nur geht.

So haben sich die Raumfahrtagenturen der Welt darauf verständigt, dass alle Satelliten und Raketenoberstufen spätestens 25 Jahre nach dem Ende ihrer Mission die LEO-Umlaufbahn wieder verlassen müssen. Offen ist, wie das machbar ist.

Etwas einfacher ist es im GEO-Orbit. Hier können die Satelliten kurz vor dem Ende ihrer Lebenszeit mit dem restlichen Treibstoff in einen Friedhofs-Orbit geschossen werden, der gut 300 km über ihrem GEO-Orbit liegt. W. MOCK

Weltraummüll – Schneller als Gewehrkugeln

Die Müllstücke im Weltall haben in der Regel eine Geschwindigkeit von 10 km/s bis 15 km/s. In den Jahren 2002 und 2003 flogen nach russischen Angaben über 50 gefährlich große Trümmerstücke in näher als 1 km Entfernung an der Internationalen Raumstation ISS vorbei. Die Raumfahrtorganisationen weltweit haben mittlerweile ihren Kampf gegen den Weltraummüll und die Forschung zu möglichen Schutzmaßnahmen für Raumstationen oder Raumfahrtgeräte im „Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) koordiniertmoc

  • Wolfgang Mock

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