Weltraumschrott – Gefahr der Raketenabstürze

Seit Beginn der Ära der Weltraumforschung in den 1950er Jahren haben wir den Weltraum mit Raketen, Satelliten und Müll gefüllt. Und eines Tages müssen wir die Verantwortung für die Auswirkungen zu übernehmen. Was sind sie, und können wir die Verschmutzung des Weltraums stoppen? Lass es uns herausfinden.

Inhalt

• Was ist Weltraumschrott?
• Wie viel Weltraummüll gibt es?
  • Zunahme von Weltraumschrott in Zahlen
• Woher kommt Weltraumschrott?
• Warum ist Weltraumschrott ein Problem?
  • Was ist Kessler Effekt?
• Schadensvorfälle wegen Weltraumschrott
  • Weltraumschrott bedroht die ISS
  • Weltraumschrott schlägt auf dem Mond ein
  • Weltraumschrott fällt auf die Erde
• Können wir Weltraumschrott beseitigen?
• Weltraumschrott-Karte

Was ist Weltraumschrott?

Weltraummüll oder Weltraumschrott sind unerwünschte Objekte oder Materialien, die von Menschen im Weltraum zurückgelassen werden – wie zum Beispiel Teile von toten Satelliten. Hier sind einige Beispiele von Objekten, die im Weltraum gefunden wurden:

• Ausrangierte Raketenstufen;
• Schrauben und Bolzen;
• Farbstücke, die von einem Raumschiff heruntergefallen sind;
• Ein Handschuh;
• Eine Decke;
• Eine Zahnbürste;
• Eine Zange;
• Eine Werkzeugtasche in Aktentaschengröße.

Weltraumschrott bezieht sich hauptsächlich auf Objekte in der Erdumlaufbahn, aber die Menschheit schafft es, überall Müll zu hinterlassen – einschließlich auf dem Mond.

Wie viel Weltraummüll gibt es?

Im August 2022 berichtete die ESA über 31.870 Schrottobjekte, die regelmäßig von Space Surveillance Networks verfolgt werden. Aber nicht jeder Weltraumschrott wird verfolgt und katalogisiert. Unsere Überwachungssysteme können nur Weltraumobjekte mit Durchmessern größer als 10 cm in der niedrigen Erdumlaufbahn und größer als 1 m in der geostationären Umlaufbahn beobachten. Die statistischen Modellen zeigen, dass es ungefähr 131 Millionen nicht verfolgte Stücke gibt (die meisten davon sind zwischen 1 mm und 1 cm groß).

Zunahme von Weltraumschrott in Zahlen

Die Zahl der katalogisierten Objekte in der Erdumlaufbahn hat in den letzten Jahrzehnten relativ linear zugenommen. Hier ist die ungefähre Menge an aufgespürten Trümmern in der Erdbahn gemäß IAA Situation Report on Space Debris.

• 1993: 7.700 Objekte
• 2001: 8.700 Objekte
• 2005: 10.300 Objekte
• 2013: 16.600 Objekte
• 2016: 17.700 Objekte
• 2022: 31.870 Objekte

Woher kommt Weltraumschrott?

Weltraumschrott entsteht, wenn Menschen Raketen und Satelliten ins All schießen. Raketenstarts hinterlassen Booster, Verkleidungen, Zwischenstufen und andere Trümmerteile in der Erdumlaufbahn. Satelliten haben eine begrenzte Lebensdauer und hören schließlich auf zu funktionieren und verwandeln sich in Metallstücke, die im Weltraum schweben. Astronauten verlieren einige Dinge im Weltraum – zum Beispiel ihre Werkzeuge, während sie Raumfahrzeuge reparieren.

Einige Weltraumschrott führt zu Satellitenkollisionen. Wenn Satelliten kollidieren, können sie in Tausende von Teilen zerbrechen und zahlreiche neue Schrottobjekte erzeugen. Außerdem haben einige Länder wie die USA, China und Indien Anti-Satelliten-Waffen (ASAT) verwendet, die Satelliten in die Luft jagten und Tausende neuer Trümmerstücke erzeugten.

Warum ist Weltraumschrott ein Problem?

Die derzeit größte Bedrohung durch Weltraumschrott sind potenzielle Schäden an betriebsbereiten Satelliten, Raumfahrzeugen und der Internationalen Raumstation. Unterdessen sind die Vorhersagen über die möglichen Bedrohung der Weltraumforschung in der Zukunft unterschiedlich.

Die Menge an Weltraumschrott steigt hauptsächlich in der niedrigen Erdumlaufbahn an. Die Menschheit schickt dort ständig die zahlreichen Satelliten, was zu einer höheren Kollisionswahrscheinlichkeit führt. Um eine Kollision zu vermeiden, müssen Satelliten den Schrottobjekte ausweichen. Jedes Jahr führen alle Satelliten (einschließlich der ISS) Hunderte von Kollisionsvermeidungsmanövern durch.

Einige Quellen behaupten, dass die wachsenden Weltraummüll den Satellitenbetrieb in der Erdumlaufbahn kostspieliger und mühsamer machen werden. Satelliten müssen mehr Ausweichmanöver durchführen, was sie operativ schwieriger macht. Sie benötigen für diese Manöver auch zusätzlichen Treibstoff und möglicherweise Schilde, um wichtige Bereiche zu schützen.

Andere Forscher betrachten, dass das Weltraumschrott zu einem ernsthaften Problem nach 2055 wird und eine weitere Erforschung des Weltraums nahezu unmöglich machen wird. Sie sagen, dass die Menge an Trümmern in den niedrigen Erdumlaufbahnen so hoch ist, dass Maßnahmen, die darauf abzielen, sie zu reduzieren, nutzlos sind.

Was ist Kessler Effekt?

Das Kessler-Syndrom (Kessler Effekt oder auch Kaskadeneffekt) ist ein Szenario, bei dem sich zu viel Weltraumschrott in der Erdumlaufbahn befindet, was dazu führt, dass mehr Objekte kollidieren und mehr Schrottobjekte entstehen. Daher würde die Wahrscheinlichkeit weiterer Kollisionen steigen. Schließlich würde es zu dem Punkt führen, an dem die Erdumlaufbahn unbrauchbar wird. Sie können eine Darstellung dieser Theorie im Film Gravity sehen. Das Kessler-Syndrom ist nach Donald Kessler, einem NASA-Wissenschaftler, benannt, der 1978 auf diese Idee kam.

Schadensvorfälle wegen Weltraumschrott

Nun, da wir die Theorien kennen, sehen wir uns die wahren Unfälle an, an denen Weltraumschrott beteiligt ist.

Weltraumschrott bedroht die ISS

Seit 1999 hat die Internationale Raumstation mehr als 25 Mal ihren Kurs geändert, um bekannten Trümmern auszuweichen. Es hat die ISS jedoch nicht vollständig gerettet. Bis 2019 gab es über 1.400 aufgezeichnete Einschläge von Meteoriten und Weltraummüll mit der ISS. Sie beschädigten mehrere Teile, darunter Solaranlagen, amerikanische und russische Fenster, Heizkörper und mehr.

Weltraumschrott schlägt auf dem Mond ein

Im Jahr 2022 traf zum ersten Mal ein Stück Weltraummüll die Mondoberfläche. Die Oberstufe einer 2014 gestarteten chinesischen Rakete schlug am 4. März 2022 auf der anderen Seite des Mondes ein. Niemand beobachtete den Einschlag, aber Computersimulationen zufolge landete das Raketenstück irgendwo in der Nähe des Hertzsprung-Kraters und hätte es verlassen sollen ein Krater von etwa 20 m Durchmesser.

Weltraumschrott fällt auf die Erde

Obwohl der größte Teil des Weltraumschrotts in der Atmosphäre verbrennt, sind Trümmerteile mehrfach auf die Erdoberfläche aufgeprallt. Sie richteten aber keinen nennenswerten Schaden an. Hier sind einige der Ereignisse:

• Eines der frühesten aufgezeichneten Ereignisse passierte am 5. September 1962, als ein Teil von Sputnik IV in Manitowoc, Wisconsin, abstürzte. Das Stück hatte eine Größe von 0,15 m und eine Masse von 9,5 kg.
• Die erste Person, die durch den (fast) direkten Aufprall des Weltraumschrotts verletzt wurde, war Wu Jie, ein 6-jähriger Junge aus China im Jahr 2002. 10 kg Stück Aluminium vom Start des Raumschiffs Ziyuan-2B schlug ein Kakibaum, unter dem der Junge spielte. Wu Jie erlitt einen gebrochenen Zeh und eine Schwellung auf seiner Stirn.
• Am 31. Juli 2022 trat die leere Kernstufe von Long March-5B unkontrolliert über Indonesien und Malaysia wieder ein. Viele Menschen haben dies miterlebt, aber niemand wurde verletzt.

Können wir Weltraumschrott beseitigen?

Normalerweise umkreist Weltraumschrott die Erde, bis er wieder in die Atmosphäre eintritt und dort verbrennt. Abhängig von der Höhe eines Objekts dauert dies mehrere bis Tausende von Jahren. Objekte unterhalb von 600 km können nach einigen Jahren wieder in die Atmosphäre eintreten. Weltraummüll in 800 km Höhe kann die Erde noch Jahrhunderte lang umkreisen. Die Schrottobjekte oberhalb von 1.000 km werden unseren Planeten noch Tausende von Jahren umkreisen.

Aber wir können nicht einfach aufhören, Dinge in den Weltraum zu schicken, um sie zu beseitigen. Die Erdumlaufbahn ist bereits mit zahlreichen Objekten gefüllt, und auch ohne neue Starts werden sie sich vermehren, indem sie miteinander kollidieren. Wie berechnet, werden nur Objekte mit einem Durchmesser zwischen 10 und 20 cm um das 3,2-fache größer.

Also können wir natürlich nicht warten, bis der gesamte Weltraumschrott verschwunden ist. Derzeit arbeiten Unternehmen weltweit daran, tote Satelliten aus der Erdumlaufbahn zu holen und zurück in die Atmosphäre zu schleppen, wo sie verglühen. Diese Projekte umfassen eine Harpune, ein Netz, Magnete und sogar feuernde Laser!

Die erste derartige Mission ist für 2025 geplant, wenn die ESA einen vierarmigen Schrottsammler starten wird, um ein einzelnes Schrottteil namens Vespa zu entfernen. Laut Plan wird die Sonde Vespa packen und in die Atmosphäre ziehen, wo sie beide verglühen werden. Die Mission wird 120 Millionen Euro kosten.

Eine andere realistischere und kostengünstigere Methode besteht darin, Objekte nicht in der Erdumlaufbahn zu lassen, wenn sie nicht mehr nützlich sind. Dazu gibt es internationale Richtlinien des Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC).

Weltraumschrott-Karte

Sie können selbst Weltraumschrott aufspüren. Verwenden Sie eine Weltraumschrott-Karte, die ein 3D-Modell der Satelliten in der Erdumlaufbahn zeigt (einschließlich Trümmer und inaktiver Satelliten). Oder laden Sie sich eine Satellite-Tracker-App herunter, mit der Sie Weltraumschrott verfolgen können. Sie finden sie, indem Sie auf das Satellitensymbol in der oberen rechten Ecke Ihres Bildschirms im Abschnitt „Weltraumschrott“ tippen. Außerdem haben die meisten Trümmerstücke „DEB“ am Ende ihres Namens.

Zum Abschluss: Weltraumschrott oder Weltraummüll sind von Menschenhand geschaffene Materialien, die im Weltraum zurückgelassen werden. Sie umfassen eine Vielzahl von Objekten, von toten Satelliten bis zu einer einzelnen Zahnbürste. Wenn Menschen weiterhin die Erdumlaufbahn zerstören, wird die Erforschung des Weltraums im schlimmsten Fall unmöglich. Raumfahrtunternehmen arbeiten an einer Lösung für dieses Problem.