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News: Umweltkatastrophe im Orbit

Innerhalb weniger Wochen hat sich die Anzahl der Trümmerstücke, die als Weltraummüll die Erde umkreisen und Satelliten sowie bemannte Missionen gefährden, drastisch erhöht. Ursache sind ein chinesischer Anti-Satelliten-Test, der einen Wettersatelliten zerstörte, und die Explosion einer russischen Raketenoberstufe.
Raumfahrtexperten haben mit einer besonderen Art der Umweltverschmutzung zu kämpfen: Zu den mehr als 5000 künstlichen Satelliten, die seit dem Start von Sputnik-1 vor fast fünfzig Jahren in eine Erdumlaufbahn gebracht wurden, gesellt sich eine Vielzahl von Trümmern – vom kleinen Lacksplitter über verlorene Schrauben bis hin zu kompletten Raketenstufen. Wegen der hohen Bahngeschwindigkeiten dieses Weltraummülls ergibt sich ein nicht unerhebliches Risiko für bemannte und unbemannte Missionen. Bereits ein millimetergroßes Teilchen entfaltet beim Aufprall auf einen Satelliten die Energie einer Handgranate.

Die Wandung der Internationalen Raumstation ISS ist gegen den Einschlag solch relativ kleiner Partikel gehärtet. Doch Objekte größer als einen Zentimeter würden auch diesen Schutz überwinden. Schätzungsweise mehr als eine halbe Million solcher »missionskritischen« Trümmerteilchen umschwirren die Erde. Ein spezielles Überwachungssystem, das Space Surveillance Network, versucht mit Radar die Bahnen dieser Trümmer zu verfolgen, um eine Gefährdung eines Satelliten oder der ISS rechtzeitig zu erkennen. Doch zuverlässig erfassen lassen sich nur diejenigen Stücke, die größer als etwa zehn Zentimeter sind.

Doppelschlag innerhalb eines Monats
In dieser Situation ist jedes zusätzliche Trümmerteil unerwünscht. Umso größer war das Entsetzen, als China – aufstrebende Raumfahrtnation und auf dem Weg zu einer wirtschaftlichen und politischen Supermacht – mutwillig die Menge des Weltraummülls erhöhte. Am 11. Januar testete die Volksrepublik eine Anti-Satellitenwaffe: Eine bodengestützte Rakete schoss den unbrauchbar gewordenen Wettersatelliten Feng Yun 1C ab, der die Erde in einer Höhe von 860 Kilometern auf einer polaren Umlaufbahn umkreiste.

Bis Anfang Februar erfasste das Space Surveillance Network mehr als 900 Trümmer aus diesem Anti-Satelliten-Test. Modellierungen, die eine Arbeitsgruppe am Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme (ILR) an der Technischen Universität Braunschweig durchführte, zeigten, dass sich die Trümmerstücke mit einer Größe von mehr als einem Zentimeter auf Bahnhöhen zwischen 250 und 10 000 Kilometern verteilen. Damit gefährden sie praktisch alle künstlichen Erdtrabanten in diesem Bereich. Laut ILR-Studie hat die Zerstörung des chinesischen Satelliten zu etwa 28 Prozent zur bereits vorhandenen Weltraummüll-Population beigetragen. Innerhalb von fünf Jahren werden zwar die Trümmer auf niedrigen Bahnen infolge der Reibung in der Restatmosphäre abgebremst und danach verglühen. Doch ein erheblicher Teil der Trümmer wird, wie nachstehende Abbildung zeigt, auf Jahre hinaus in der Umlaufbahn verbleiben.
Verteilung des Weltraummülls | Vergleich der aktuellen Weltraummüllpopulation (rote Kurve) mit der modellierten Trümmerwolke des zerstörten chinesischen Wettersatelliten (dunkelblaue Kurve). Berücksichtigt wurden Objekte größer als einen Zentimeter. Die Grafik zeigt zudem die erwartete Verteilung der Trümmer in fünf Jahren (hellblaue Kurve). In Bahnhöhen größer als 800 Kilometer verbleiben die zentimetergroßen Objekte für lange Zeit.


Als wäre das nicht schon schlimm genug, kam es wenige Wochen nach Chinas Provokation zu einem erneuten Zwischenfall. Die Breeze-M-Oberstufe einer russischen Rakete explodierte am 19. Februar in einer Höhe zwischen 8000 und 9000 Kilometern. Als Oberstufe einer Proton-Rakete, die am 28. Februar 2006 von Baikonur aus den Satelliten ARABSAT 4 in eine Umlaufbahn bringen sollte, trieb sie fast ein Jahr um die Erde. Ihr Triebwerk hatte beim Start nicht lange genug gebrannt, und der in den Tanks verbliebene Restbrennstoff hatte sich nun entzündet. Die Explosion ereignete sich in der Nacht vom 19. auf den 20. Februar über Australien, und mehrere Amateurastronomen konnten dieses Ereignis im Bild festhalten (siehe Weblink).

Das Space Surveillance Network erfasste in der Woche nach dem Unglück mehr als 1100 Trümmerstücke. Nach Einschätzung von Heiner Klinkrad, Experte für Raumfahrtrückstände am Kontrollzentrum ESOC in Darmstadt, handelt es sich hierbei um die schwerwiegendste Freisetzung von Weltraummüll seit Beginn der Raumfahrt. Wegen der großen Explosionshöhe stellen die Trümmer zwar nicht ein so hohes Risiko dar wie diejenigen aus dem chinesischen Test, dafür verbleiben sie noch viel länger in der Umlaufbahn.

© Uwe Reichert/Sterne und Weltraum
Proton-Breeze-M | Start einer russischen Proton-Rakete mit der Oberstufe Breeze-M. Eine solche Oberstufe, die wegen einer Fehlfunktion fast ein Jahr nutzlos die Erde umkreiste, ist am 19. Februar 2007 in rund 8000 Kilometer Höhe über Australien explodiert.

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