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Weltraumschrott bedroht Satelliten Das All braucht eine Müllabfuhr

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Wie ein dichter Bienenschwarm: Tausende Trümmerteile früherer Weltraummissionen kreisen neben intakten Satelliten um die Erde.

(Foto: picture alliance / dpa)

Kleinste Teile werden zur Gefahr: Bei Aufprallgeschwindigkeiten von 36.000 Stundenkilometern entwickelt eine Schraubenmutter die Explosionskraft einer Handgranate. Mehr als 170 Millionen Schrottteile kreisen um die Erde. Wie man aufräumt? Es gibt Ideen.

Die Internationale Raumstation wiegt rund 420 Tonnen und ist so lang wie ein Fußballfeld: 110 Meter. Dennoch mussten sich die Astronauten an Bord wegen eines gerade mal acht Zentimeter kleinen Trümmerteils im Orbit im Juli 2015 in ihre angedockte Raumkapsel zurückziehen und die Heimreise zur Erde vorbereiten. Das Stückchen Weltraumschrott drohte der Station zu nahe zu kommen, und für ein Ausweichmanöver blieb bei einer Vorwarnung von 90 Minuten keine Zeit.

"Ich bin froh, dass es keinen Einschlag gab", lautete später der trockene Kommentar von US-Astronaut Scott Kelly. Der Rückzug in die Raumkapsel war erst zum vierten Mal seit Bestehen der bemannten ISS im Jahr 2000 nötig, ausweichen musste die Station rund zwei Dutzend Mal. In Zukunft könnte das häufiger auf die Besatzung zukommen.

Alle zehn Jahre eine große Kollision

Der erdnahe Weltraum wird zur Mülldeponie. Um die Erde kreisen außer der ISS etwa 1000 aktive Satelliten, die unerlässlich sind für viele Annehmlichkeiten des Alltags: Internet, Fernsehen, Navigation. Hinzu kommen Interessen von Militär, Wissenschaft und Wirtschaft. Geschätzte 6000 Tonnen Weltraummüll, vom Splitter bis zum defekten Satelliten, bedrohen die teure Technik.

"Alle zehn Jahre ist mit großen Kollisionen zu rechnen, bei denen Trümmer entstehen", warnt Donald J. Kessler, ehemaliger Chef der Abteilung für Weltraummüll bei der US-Raumfahrtbehörde Nasa. "Schon jetzt wird für einige Satellitenkonstellationen ein Einsatz in einer Höhe von über 1000 Kilometern geplant, um Problemen mit Trümmern zu entgehen."

Neuen Müll zu vermeiden, ist gut, aber nicht genug. Wie räumt man auf? Forscher schlagen kreative Lösungen vor: Satelliten mit Ionen-Strahlern, Roboterarmen, elektrodynamischen Kabeln oder mit Mini-Raketenantrieben für Trümmerteile. Noch ist nichts davon Realität - die Zeit drängt. Eine Kettenreaktion von Zusammenstößen könnte Teile des Orbits auf lange Zeit unbrauchbar machen.

Energie einer explodierenden Handgranate

Derzeit kreisen mehr als 170 Millionen Stücke Schrott größer als ein Millimeter um die Erde, schätzt die Europäische Weltraumagentur Esa. 29.000 davon sind größer als zehn Zentimeter, knapp 750.000 weitere größer als ein Zentimeter. Bei Aufprallgeschwindigkeiten von bis zu 36.000 Stundenkilometern kann schon eine kleine Schraubenmutter die Energie einer explodierenden Handgranate entwickeln. Wegen des Einschlags winziger Lack-Reste mussten Fenster von Space Shuttles ausgewechselt werden. Mehrmals täglich werden 17.000 Objekte neu vermessen, damit Satelliten ausweichen können.

Die Befürchtung: Das Problem könnte sich verselbstständigen. "Wenn nichts getan wird, wird die Region bis 1000 Kilometer langsam immer gefährlicher. Flugkörper bräuchten stärkere Schilde und die Kosten für die Nutzung des Weltraums würden steigen", sagte Nasa-Mann Kessler schon 1978.

Doch stärkere Schilde bedeuten auch: Mehr Masse und Größe und deswegen wiederum ein höheres Risiko für Zusammenstöße. "Große bemannte Raumstationen wie die ISS könnten vollkommen untauglich werden, weil sie auf niedrigen Umlaufbahnen anfälliger für Müll sind, und auf hohen Umlaufbahnen die Strahlung zu stark ist."

Mancher Schrott bleibt Jahrtausende

Die erdnahen Umlaufbahnen zwischen 750 und 800 Kilometern Höhe sind wegen ihrer geringen Kosten begehrt - hier entsteht viel Müll, ebenso wie in den ebenfalls begehrten, 36.000 Kilometern hohen geostationären Lagen, auf denen Satelliten von der Erde aus gesehen stets dieselbe Position haben. Während der Müll in Bahnen unter 600 Kilometern nach wenigen Jahrzehnten absinkt und verglüht, kann er in 800 Kilometern mehr als 100 Jahre bleiben und in den hohen geostationären Lagen sogar Jahrtausende.

"Die Antwort wird das Entfernen von Müll sein, und wir müssen herausfinden, wie wir das tun können", warnte Nasa-Chef Charles Bolden jüngst. Zwei Ansätze sind denkbar: Die vielen kleinen Trümmerteile beseitigen, die Satelliten gefährlich werden - oder die großen Schrottteile, die bei Zusammenstößen Tausende kleine erzeugen. Die Forschung konzentriert sich momentan auf die zweite Methode. Das sind die Ideen:

Ionen-Strahler: Spanische Forscher beschreiben einen Satelliten, der Schrott folgt und mit einem Ionen-Strahler beschießt. Den Modellberechnungen zufolge könnte man so ein fünf Tonnen schweres Trümmerteil innerhalb von sieben Monaten aus der Umlaufbahn drängen.

Mini-Raketenantrieb: Deutsche Forscher schlagen einen Satelliten vor, der Müll packt und einen kleinen Raketenantrieb daran befestigt. Bei einer Mission könnten bis zu fünf Objekte Richtung Erde geschickt werden.

Elektro-Leine: Eine 300 Meter lange Metall-Leine, gespannt zwischen zwei Satellitenteilen, haben japanische Forscher testweise bereits 2014 ins All gebracht. Bei zukünftigen Versionen könnte das mobile, kleinere Ende Müllteile packen und auf eine niedrigere Umlaufbahn bringen. Weil in der Leine - dem sogenannten Tether - Spannung erzeugt wird, soll sich das System äußerst energiesparend im Magnetfeld der Erde bewegen können - wichtig für einen kontinuierlichen Einsatz.

Bewährte Technik: Kessler bringt das ausrangierte Space Shuttle ins Spiel. Es habe bereits bewiesen, dass es Satelliten einfangen kann. Zwar könnte das Shuttle wegen des begrenzten Treibstoffs bei jeder Mission höchstens ein oder zwei Teile entfernen, die Kosten für den Einsatz dieser "Uralt-Technik" wären aber tragbar, so Kessler.

Elektro-Kleber: Ein entscheidendes Problem ist der Zugriff auf ein umherwirbelndes Trümmerteil. Ein Roboterarm mit einem Greifer könnte dem Objekt eine elektrische Ladung verpassen. Weil der Greifer selbst eine andere hat, soll er viele verschiedene Dinge packen können. Ein US-Start-up hat das System entwickelt.

Boden-Laser: Warum zur Müllentfernung überhaupt ins All? US-amerikanische Forscher schlagen den Beschuss mit Laserstrahlen vom Boden aus vor. Beim Verdampfen kleinster Teile eines Trümmers entstünde Schub, der die Objekte nach und nach abbremsen könnte. Zu teuer, sagen andere: Allein die Photonen von Laserstrahlen könnten kleine Trümmer schon aus einem Kollisionskurs mit anderen drücken. So würden auf Dauer mehr Teile verglühen als entstehen. Das politische Problem: Bei solchen Strahlern könnte der Verdacht auf ein Waffensystem nahe liegen.

Quelle: ntv.de, asc/dpa