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Weltraumschrott:Die Erde - von Müll umhüllt

Bis 2018 System zur Entsorgung von Weltraumschrott geplant

In manchen Umlaufbahnen schwirrt so viel Weltraumschrott umher, dass Kollisionen zwischen Trümmerteilen und Satelliten immer wahrscheinlicher werden. Illustration: Esa

Im Erdorbit fliegen ausgediente Satelliten, Trümmerteile von Raketen und andere Metallobjekte. Der Schrott gefährdet die Raumfahrt - doch militärische Interessen blockieren eine Lösung.

Von Karl Urban

Dann taucht die 49 Meter große Kuppel hinter einem Hügel auf. Sie erinnert an einen weißen, ziemlich großen Fußball. Das Gelände des Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik bei Wachtberg ist umgeben von den Äckern der Nordeifel - und von einem hohen Zaun. Der Taxifahrer glaubt daher zu wissen, was es mit der großen Kuppel auf sich hat: "Die schießen damit Satelliten vom Himmel." Tatsächlich steht hier ein Horchposten namens Tira für Satelliten. Unter der Kuppel dreht sich eine 240 Tonnen schwere Radarschüssel, die schnellste ihrer Art. Satellitenbetreiber lassen von hier Ausschau nach Weltraumschrott halten. Immer mehr dieser Trümmer kreisen um die Erde - und werden zu einem Problem für die Raumfahrt.

Der Weltraum ist unendlich groß, eigentlich. In Erdnähe aber wird es immer enger. Ausgefallene, nicht mehr steuerbare Satelliten kreisen oft noch Jahre um die Erde, ehe sie in den Ozean oder auf Land stürzen. Auch bei Weltraumstarts abgeworfene Raketenstufen driften durch den Orbit, genauso wie hart gefrorene Treibstoffreste. Und manchmal schwebt sogar ein Schraubenschlüssel durch das Vakuum, den Astronauten im All verloren haben.

Modellrechnungen der Nasa zeigen, dass die Zahl der Teile im nächsten Jahrhundert stark zunehmen wird. Damit wird ein Zusammenstoß der Bruchstücke mit einem der vielen Satelliten im Orbit sehr wahrscheinlich. Experten warnen vor einem Szenario, das der Ingenieur Donald Kessler bereits 1978 ausgemalt hat: Wenn zwei große Objekte im Orbit zusammenstoßen, entstehen Hunderte Trümmer, die ihrerseits Kollisionen hervorrufen können. So könnte eine Kettenreaktion in Gang kommen, die Teile der Umlaufbahn zum Minenfeld für Satelliten machen würde.

Die niedrigen Bahnen, in denen Raumstation und Raumfahrer operieren, sind davon vorerst nicht betroffen. In höheren Orbits haben jedoch zwei Ereignisse bereits eine Kettenreaktion angestoßen. China zerstörte 2007 mit einer Rakete einen eigenen Satelliten. Zwei Jahre später stieß ein ausgedienter russischer Satellit mit einem aktiven US-Kommunikationssatelliten zusammen. "Bei diesen Ereignissen entstanden so viele neue Trümmerteile, dass nun für alle Satelliten in dieser Bahnhöhe ein viermal höheres Risiko besteht, getroffen zu werden", sagt Ludger Leushacke, der Chef des Weltraumradars Tira.

Vor allem Satelliten auf 800 Kilometer hohen Umlaufbahnen sind durch Müll gefährdet. Dort liegen die gefragtesten Umlaufbahnen für die Erdbeobachtung, hier tummeln sich Spionagesatelliten und zivile Geräte. "Ob aus diesen Höhen in 100 Jahren noch Erdbeobachtung möglich sein wird: da bin ich skeptisch", sagt Holger Krag, der bei der Esa das Büro für Weltraumrückstände leitet.

Neue Radarantennen sollen den Himmel ausleuchten wie Taschenlampen

Die Radarschüssel in der Eifel gilt als wichtiges Werkzeug gegen den Schrott, Raumfahrtagenturen aus aller Welt nutzen sie. Der geräumige Kontrollraum, in dem die Mitarbeiter vor Computern sitzen, erinnert an einen Flughafentower. Erspäht die Anlage ein Stück Schrott im All, zeigt ein Bildschirm dessen Koordinaten, auf einem anderen erscheint ein Livebild. So sehen Techniker sofort, ob ein ausgefallener Satellit unkontrolliert taumelt - oder sogar auseinandergebrochen ist.

Was sonst noch mit dem Radar gemacht wird, darf man nicht verraten. Man könne nicht alles erzählen, was hinter dem hohen Zaun der Anlage gemacht werde, heißt es. Schließlich werde das Radar auch für militärische Aufgaben genutzt. Bekannt ist, dass sich das US-Militär sehr für Weltraumschrott interessiert. Es führt akribisch Buch über alle Teilchen der irdischen Trümmerwolke. Dieser Katalog wird allen Raumfahrtnationen kostenlos zu Verfügung gestellt. Droht ein Zusammenstoß, rufen die Amerikaner auch mal in einem Kontrollraum in Übersee an. Jedoch teilt das Pentagon nicht alle Informationen. Die Positionen geheimer Satelliten des eigenen Militärs und der Geheimdienste werden nicht veröffentlicht, auch wenn es sich um ausgediente Späher handelt.

Für die Kollisionswarnungen der Amerikaner sind Techniker am Boden trotzdem dankbar. Völlig verlassen können sie sich auf die Hinweise aber nicht. Bis heute sind die Bahnen vieler kleiner Trümmerteile nicht genau bekannt. So lässt sich oft nur eine grobe Wahrscheinlichkeit für eine Kollision berechnen - und die ist meist sehr klein. "Bei vielen Kollisionswarnungen halten wir meist besser still, statt mit dem Satelliten auszuweichen", sagt ein Ingenieur.

In den Kontrollräumen herrscht also das Prinzip Hoffnung. So wundert es wenig, dass Raumfahrtagenturen die Chancen im kosmischen Glücksspiel verbessern möchten. Schließlich kostet ein einzelner Satellit Millionen Euro, jeder Ausfall ist ein wirtschaftliches Debakel. Schon länger arbeiten Forscher daher an einer besseren Überwachung des Erdorbits. In den kommenden vier Jahren lässt das US-Militär etwa einen neuen "Space Fence" errichten. Gemeint ist die nächste Generation ihres Überwachungssystems, bestehend aus Radarstationen für 1,5 Milliarden Dollar. Bisher kann Amerika nur Teile von der Größe eines Tennisballs erkennen, künftig soll auch Schrott auf dem Radar auftauchen, der so groß ist wie ein Tischtennisball. Außerdem soll vor drohenden Kollisionen genauer gewarnt werden. Auch die 50 Jahre alte Anlage in der Nordeifel soll verbessert werden: Bisher kann das Radar nur einzelne Objekte am Himmel verfolgen, oder aber einen winzigen Himmelsausschnitt überwachen.

Geplant ist nun das 25 Millionen Euro teure "German Experimental Space Surveillance and Tracking Radar" (Gestra). Es verwendet keine schwere große Antenne mehr, sondern zahlreiche kleine. Wie viele kleine Taschenlampen können sie entweder auf mehrere einzelne Objekte gerichtet werden - oder einen großen Himmelsausschnitt ausleuchten.

Die Geheimniskrämerei der Radar-Forscher ärgert die zivile Raumfahrt

An die Möglichkeiten des "Space Fence" kommt das deutsche Gerät nicht heran. Dazu müsste man mehrere Stationen über den Kontinent verteilen. Aber das scheint politisch schwer umsetzbar, weil auch europäische Staaten in Sachen Verteidigung nur widerwillig kooperieren. Zwar stehen in Frankreich, Großbritannien, Norwegen, Schweden und der Schweiz Anlagen zur Überwachung des Alls. Sie arbeiten aber nur gelegentlich zusammen, etwa für wissenschaftliche Studien. Ein ständiger Austausch aller Daten steht nicht zur Debatte.

Das gilt auch für das in Wachtberg geplante Gestra-System: Die gesammelten Informationen über den Weltraumschrott sollen neben der Bundeswehr bloß für "Forschungseinrichtungen in Deutschland" abrufbar sein, wie es in einer Pressemitteilung heißt. Selbst die europäische Raumfahrtagentur Esa soll offenbar außen vor bleiben.

Bei der Esa stößt die Geheimniskrämerei der Radar-Forscher auf Unverständnis. "Wir bedauern das sehr", sagt Holger Krag, der Esa-Beauftragte für Weltraumschrott. "Aber die Staaten sind da momentan sehr sensitiv." Soll heißen: Solange militärische Interessen betroffen sind, schaut die zivile Raumfahrt in die Röhre. Die Esa versucht auf ihre Weise, dem Müllproblem zu begegnen. In Richtlinien schreibt sie vor, dass neue Satelliten mehr Treibstoff mitnehmen müssen, um am Ende ihrer Lebenszeit auf tiefere Bahnen gelenkt zu werden, dort verglühen sie schneller. Doch bei der Umsetzung solcher Vorschläge hapert es noch ziemlich.

Das zeigt sich zum Beispiel an Europas acht Tonnen schweren Umweltsatelliten Envisat. Im Jahr 2012 schaltete er sich ohne Vorwarnung ab. Mittlerweile nähern sich durchschnittlich zwei größere Schrottteile pro Jahr dem toten Koloss auf bis zu 200 Meter - also auf einen Abstand, bei dem intakte Satelliten ausweichen müssten. Envisat kann das nicht mehr, wird aber erst in 150 Jahren von der dünnen Restatmosphäre stark genug abgebremst sein, um von selbst zu verglühen. Bis dahin ist eine Kollision mit einem anderen Schrotteil nicht unwahrscheinlich - das dabei entstehende Trümmermeer würde die Situation im Orbit dramatisch zuspitzen.

Experten empfehlen daher, den kaputten Satelliten mit einer Art Müllmission hinab in die Atmosphäre zu ziehen - ein Novum in der Raumfahrt. Die Esa konnte sich bisher nur zu einem Modellversuch für solch ein Manöver durchringen. Im Jahr 2021 soll ein Kleinsatellit an ein viel winzigeres Stück Weltraumschrott andocken. Erst eine Nachfolgemission könnte sich Envisat vornehmen.

Selbst das wäre bloß ein Anfang beim Aufräumen des erdnahen Weltalls: Um eine Eskalation des Müllproblems abzuwenden, müsste man mehrere große Objekte pro Jahr beseitigen, sagt Ludger Leushacke. Wer die dafür nötigen Rettungsmissionen zahlen soll, ist allerdings unklar.

© SZ vom 04.11.2015/chrb
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