Ein halbes Jahrhundert Raumfahrt haben den Erdorbit in eine Art fliegende Mülldeponie verwandelt. Die Spuren manch längst vergessener Missionen kreuzen noch immer munter um die Erde, erklärt Sebastian Stabroth, Wissenschaftler am Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme der TU Braunschweig:
Dazu zählen ausgebrannte Raketenoberstufen sowie ausgediente Satelliten. Derzeit gibt es etwa 10.000 Objekte größer als zehn Zentimeter, die sich im Erdorbit befinden, mehr als 500.000 Objekte sind größer als ein Zentimeter und mehr als 333 Millionen Objekte sind größer als ein Millimeter.
Die Erde ist also von einem gigantischen Trümmerschwarm umgeben. Stücke die größer als einige Zentimeter sind, werden regelmäßig mit Radar und Teleskopen überwacht. Den Forschern bereiten vor allem die vielen sehr kleinen Stücke Sorge. Stabroth:
Konkrete Quellen für Weltraummüll sind Explosionen und Kollisionen, die sich seit Beginn der Raumfahrt ereignet haben. Dazu zählen auch über 1000 Zündungen von Feststoffmotoren. Dabei werden Kleinstpartikel im Größenordnungsbereich zwischen kleiner als einem Mikrometer bis zu mehreren Zentimetern Größe ausgestoßen, das sind die so genannte Staub- und Schlackepartikel...
...gewissermaßen der "Ruß" im Abgas einer Rakete. Feststoffraketen nutzen aluminiumhaltiges Brennpulver - gefährliche Brennrückstände im Orbit sind die unvermeidliche Folge davon. Die vielen winzigen Schrottpartikel sind vom Erdboden aus nicht zu beobachten. Bei ihnen brauchen die Forscher echte Daten aus dem All. Stabroth:
Wir sind stark an Messergebnisse gebunden, die von Satelliteneinschlägen herrühren. Die Amerikaner haben einen Satelliten zur Erde zurückgebracht, der über sechs Jahre im Orbit war - und die Einschläge, die im Satelliten stattgefunden haben, werden am Boden ausgezählt und auf diesem Wege können wir dann eben Rückschlüsse ziehen auf die Weltraummüllverteilung.
War ein Satellit einige Jahre in der Umlaufbahn, so hat seine Oberfläche wie in einer Langzeitbelichtung alle Einschläge von Weltraummüll gespeichert. Die Teilchen schlagen typischerweise mit mehr als zehn Kilometern pro Sekunde ein. Bei diesem Tempo zerstört ein zentimetergroßes Objekt sofort den Satelliten. Die vielen Kleinstpartikel dagegen schädigen die Oberflächenbeschichtung, was bei Solarzellenflächen zur Abnahme der produzierten Strommenge führt. Da sich der ganze Weltraummüll nicht aufsaugen oder anders entfernen lässt, müssen sich die Raumfahrer mit ihm arrangieren. Und dazu dient das aufwendige Modell, das Sebastian Stabroth und seine Kollegen im Auftrag der Europäischen Raumfahrtagentur Esa ausarbeiten, das aber allen Interessierten kostenfrei zur Verfügung steht:
Man muss eben zur Zeit Anstrengungen unternehmen, auf der einen Seite, um zu verstehen, wie sich der Weltraummüll im Erdorbit verbreitet, um natürlich für künftige Satellitenmissionen Risikoabschätzungen machen zu können und, auf der anderen Seite, dahin zu gehen, dass man Passivierungsmechanismen auch politisch durchsetzt. Das Ganze geht eben soweit, dass man sagen kann, ein Satellit, der gestartet wird, darf nur 25 Jahre im Erdorbit bleiben. Das ist für den Satellitenbauer dann die Voraussetzung, den Satelliten mit entsprechenden Mechanismen auszustatten, dass er in 25 Jahren wieder zur Erde zurückkehrt.
Wer seinen Satelliten nicht vom Himmel holen will, der kann ihn zumindest passivieren: Dazu werden die Batterien entladen und alle Treibstoffreste abgelassen. Das verhindert eine spätere Explosion der Satelliten, bei der Unzählige kleinster Trümmer entstünden. Neben der Müllvermeidung wird man künftig neue komplexe Satelliten stärker panzern, um dem Teilchenhagel im All standzuhalten. So oder so: Der lange allzu sorglose Umgang mit dem himmlischen Müll fliegt den Raumfahrern heute buchstäblich um die Ohren...
Dazu zählen ausgebrannte Raketenoberstufen sowie ausgediente Satelliten. Derzeit gibt es etwa 10.000 Objekte größer als zehn Zentimeter, die sich im Erdorbit befinden, mehr als 500.000 Objekte sind größer als ein Zentimeter und mehr als 333 Millionen Objekte sind größer als ein Millimeter.
Die Erde ist also von einem gigantischen Trümmerschwarm umgeben. Stücke die größer als einige Zentimeter sind, werden regelmäßig mit Radar und Teleskopen überwacht. Den Forschern bereiten vor allem die vielen sehr kleinen Stücke Sorge. Stabroth:
Konkrete Quellen für Weltraummüll sind Explosionen und Kollisionen, die sich seit Beginn der Raumfahrt ereignet haben. Dazu zählen auch über 1000 Zündungen von Feststoffmotoren. Dabei werden Kleinstpartikel im Größenordnungsbereich zwischen kleiner als einem Mikrometer bis zu mehreren Zentimetern Größe ausgestoßen, das sind die so genannte Staub- und Schlackepartikel...
...gewissermaßen der "Ruß" im Abgas einer Rakete. Feststoffraketen nutzen aluminiumhaltiges Brennpulver - gefährliche Brennrückstände im Orbit sind die unvermeidliche Folge davon. Die vielen winzigen Schrottpartikel sind vom Erdboden aus nicht zu beobachten. Bei ihnen brauchen die Forscher echte Daten aus dem All. Stabroth:
Wir sind stark an Messergebnisse gebunden, die von Satelliteneinschlägen herrühren. Die Amerikaner haben einen Satelliten zur Erde zurückgebracht, der über sechs Jahre im Orbit war - und die Einschläge, die im Satelliten stattgefunden haben, werden am Boden ausgezählt und auf diesem Wege können wir dann eben Rückschlüsse ziehen auf die Weltraummüllverteilung.
War ein Satellit einige Jahre in der Umlaufbahn, so hat seine Oberfläche wie in einer Langzeitbelichtung alle Einschläge von Weltraummüll gespeichert. Die Teilchen schlagen typischerweise mit mehr als zehn Kilometern pro Sekunde ein. Bei diesem Tempo zerstört ein zentimetergroßes Objekt sofort den Satelliten. Die vielen Kleinstpartikel dagegen schädigen die Oberflächenbeschichtung, was bei Solarzellenflächen zur Abnahme der produzierten Strommenge führt. Da sich der ganze Weltraummüll nicht aufsaugen oder anders entfernen lässt, müssen sich die Raumfahrer mit ihm arrangieren. Und dazu dient das aufwendige Modell, das Sebastian Stabroth und seine Kollegen im Auftrag der Europäischen Raumfahrtagentur Esa ausarbeiten, das aber allen Interessierten kostenfrei zur Verfügung steht:
Man muss eben zur Zeit Anstrengungen unternehmen, auf der einen Seite, um zu verstehen, wie sich der Weltraummüll im Erdorbit verbreitet, um natürlich für künftige Satellitenmissionen Risikoabschätzungen machen zu können und, auf der anderen Seite, dahin zu gehen, dass man Passivierungsmechanismen auch politisch durchsetzt. Das Ganze geht eben soweit, dass man sagen kann, ein Satellit, der gestartet wird, darf nur 25 Jahre im Erdorbit bleiben. Das ist für den Satellitenbauer dann die Voraussetzung, den Satelliten mit entsprechenden Mechanismen auszustatten, dass er in 25 Jahren wieder zur Erde zurückkehrt.
Wer seinen Satelliten nicht vom Himmel holen will, der kann ihn zumindest passivieren: Dazu werden die Batterien entladen und alle Treibstoffreste abgelassen. Das verhindert eine spätere Explosion der Satelliten, bei der Unzählige kleinster Trümmer entstünden. Neben der Müllvermeidung wird man künftig neue komplexe Satelliten stärker panzern, um dem Teilchenhagel im All standzuhalten. So oder so: Der lange allzu sorglose Umgang mit dem himmlischen Müll fliegt den Raumfahrern heute buchstäblich um die Ohren...