Zuviel Schrott im All

Der Weltraum. Undendliche Weiten – doch leer sind diese keineswegs, vor allem nicht im näheren Umfeld der Erde. Mehrere hunterttausend Objekte unterschiedlichster Größe tummeln sich hier und stellen etwa für Raumfahrtzeuge beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre oder für Satelliten eine Gefahr dar. Zum Weltraummüll gehören vom Menschen hergestellte Objekte, die keine Funktion mehr erfüllen, wie etwa ausgediente Raketenoberstufen oder abgeschaltete Satelliten. Aber auch das verlorene Werkzeug eines Astronauten zählt dazu. Zahlenmäßig den größten Teil machen Trümmer aus, die durch Kollisionen zwischen verschiedenen Weltraummüll-Teilen im Orbit  entstehen oder wenn Raumfahrzeuge auseinanderbrechen, weil beispielsweise Treibstoffreste explodieren.

Noch bis zum 25. April 2013 veranstaltet die Europäische Weltraumorganisation ESA im Raumflugkontrollzentrum ESOC in Darmstadt die 6. Europäische Konferenz über Weltraummüll (Space Debris). Die Experten diskutieren Fragen, die die Messung und Modellierung von Weltraummüll betreffen, wie man mit Risiken durch Weltraummüll für Satelliten im Orbit umgeht oder welche Folgen Treffer von kleinsten Partikeln für Satelliten haben. Sie erörtern aber auch Lösungen, um die Entstehung von Weltraummüll in Zukunft besser zu vermeiden.

Von der Erde aus lässt sich Weltraummüll mit Radar aufspüren. Die Großradaranlage TIRA des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik in Wachtberg bei Bonn ist in der Lage, noch zwei Zentimeter große Objekte in einer Entfernung von 1000 Kilometern zu messen. Wenn solche Trümmer einen Satelliten treffen, hat das bei den hohen Geschwindigkeiten im Orbit von über 250.00 Stundenkilometern gravierende Folgen. Schon kleine Teile von wenigen Millimetern Größe können Satellitenwände durchschlagen oder Solarpanele beschädigen. Und bei einem Treffer von einem einen Zentimeter großen Objekt kann ein Satellit bereits vollständig außer Funktion gesetzt werden.

In Deutschland wird seit vielen Jahren intensiv zu Weltraummüll und Weltraumrückständen geforscht. So berechnen Wissenschaftler zum Beispiel, wie sich der aktuelle Weltraummüll verteilt, dessen Bahnen man nicht messen kann, weil die Teile hierfür zu klein sind. Operativ hat Deutschland Ende 2009 das vom Wirtschafts- und Verteidigungsministerium initiierte und gemeinsam vom Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) und der Luftwaffe betriebene Weltraumlagezentrum der Bundesregierung eingerichtet. Hier analysieren Experten in Kooperation mit internationalen Partnern die Weltraumumgebung. Dabei geht es um den Schutz der Satelliten vor Kollisionen und den Schutz der Bevölkerung vor wiedereintretenden Weltraumobjekten.

Das DLR befasst sich unter anderem auch mit der Frage, wie sich die Bahn von Weltraumschrott mit Lasern genauer bestimmen lässt. Für die Zukunft sind zudem Technologien nötig, mit denen Satelliten im Orbit repariert und gewartet werden können. Das DLR entwickelt hierzu mit Partnern aus Industrie und Forschung die Deutsche Orbitale Servicing Mission (DEOS), deren Start für Ende 2017 / Anfang 2018 geplant ist. Diese Mission soll zeigen, dass das sichere Anfliegen, Warten und Montieren eines defekten, taumelnden Satelliten im Orbit ohne den Einsatz von Astronauten möglich ist. Nach dem Missionsende soll der Satellit über dem Ozean wieder in die Erdatmosphäre eintreten.

Beim Start neuer Satelliten geht es vor allem darum, keinen weiteren Weltraummüll zu erzeugen. Dies wird bereits bei Planung und Bau berücksichtigt. Es dürfen zum Beispiel keine Objekte im Orbit bleiben, Treibstoffe müssen zum Schluss einer Mission verbraucht sein, um Explosionen zu verhindern. Satelliten werden heute so gebaut, dass sie beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre möglichst vollständig verglühen. So lässt sich das Risiko vermindern, dass Teile auf der Erde auftreffen.

DLR / AH