22. Februar 2000

Schrottplatz Weltraum

Weltraummüll, von Experten als Spacedebris bezeichnet, ist der Oberbegriff für die zurückgelassenen Reste früherer Raummissionen, die mit hoher Geschwindigkeit die Erde umkreisen.

In einer Versuchsreihe des Ernst-Mach-Instituts wurde die Fensterscheibe des Raumlabors Columbusie mit einer nur wenigen Millimeter großen Stahlkugel beschossen. Diese Experimente simulieren den Zusammenstoss von Weltraummüll mit Raumschiffen oder Satelliten. Physiker Frank Schäfer erklärte uns wie dieses Experiment funktioniert:

Frank Schäfer
"Hier in der Pulverkammer sitzt ein Treibladungspulver. Das wird zur Zündung gebracht und treibt einen Kolben an. Dieser Kolben ist Teil der ersten Stufe und verdichtet ein Gas. Im Zwischenteil platzt dann eine Membran, die die erste Stufe abschließt und lässt das Gas in die zweite Stufe ausströmen, den eigentlichen Lauf, in dem das Projektil eingebettet in einen Plastikzylinder sitzt. Das Projektil wird dann von 0 bis auf ungefähr 10000 Meter pro Sekunde auf einer Länge von ca. 1,5 Metern angetrieben, beschleunigt - das sind ungefähr 40000 Stundenkilometer - und tritt dann ein in den Blastank. Den Blastank benötigen wir, um die Trennung zwischen den Plastikteilchen und der Kugel herbeizuführen. Die Kugel fliegt weiter auf der Achse und durchtritt die Laserlichtschranke, an der wir dann die Geschwindigkeit der Kugel messen können.
Das nächste ist der Abfangprozess. Das ist eine Blende aus Stahl, in deren Mitte die Kugel durchtritt und außenrum schlagen dann Plastikteile ein. Man will verhindern, dass sie natürlich auf das Schutzschildmodell mit eintreffen. Die Kugel tritt dann jetzt also in die Targetkammer ein und trifft auf ein Schutzschildmodell. Wie
sie hier sehen können, hat die Kugel zum Durchschlag der Vorderseite geführt und auch auf der Rückseite ist ein Durchschlag erfolgt, sodas man sagen kann: Wir sind über dem Grenzwert. Es würde also Materie in das Innere des bemannten Raummoduls eintreten."

1957, als mit Sputnik die erste Rakete ins All geschossen wurde, dachte noch niemand daran, dass auch der Platz im Weltraum begrenzt ist. Jetzt, 5000 Raketenstarts später, sind vor allem die erdnahen Umlaufbahnen zu regelrechten Müllhalden geworden. Mehr als 100.000 Trümmerteilchen, mit einer Größe von mehr als 1cm, umkreisen die Erde. Ausgebrannte Raketenendstufen, die durch ihre Explosion weitere Müllteilchen erzeugen, sind nur ein Teil des Problems. Es gibt mehr als 4000 ausgediente Satelliten, die unkontrolliert durchs All trudeln. Diese wiederum gefährden die 700 funktionierenden Satelliten, zu denen auch die Wetter und Kommunikationsatelliten zählen. Ein Ausfall eines solchen Satelliten hätte auch für uns direkte Konsequenzen.

"All diese Objekte, vor allem im erdnahem Raum, umkreisen die Erde mit einer sehr hohen Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit eines erdnahen Satelliten ist ungefähr 30000 Stundenkilometer. Und wenn auch ein kleines Teilchen von 1 cm Größe auf einen Satelliten auftrifft, dann kann ein Satellit beschädigt werden oder sogar, je nachdem ob ein wichtiges Teil getroffen wird, zerstört werden."

Satelliten sind zwar teuer, aber ersetzbar. Sind denn auch Menschen auf der Erde oder Astronauten im All durch Weltraumschrott gefährdet?

"Das Risiko ist äußerst gering. Das Problem Spacedebris ist ein Problem im Weltraum: Durch die zunehmende Zahl der Objekte im Weltraum nimmt die Gefahr von Kollisionen zu. Es werden dann auch Kollisionen einsetzen zwischen größeren Objekten, und weil die Geschwindigkeit so hoch ist werden weitere Trümmer dabei erzeugt."

Wir hatten die Möglichkeit, die neuen Satelliten des Cluster 2 Projekts aus der Nähe zu betrachten. Diese 1200kg schweren Forschungssatelliten sind lediglich durch eine dünne Goldfolie geschützt. Es wäre theoretisch möglich, effektive Schutzschilde anzubringen, aber das würde die Projektkosten immens erhöhen. Jedes Kilogramm, das in den Weltraum gebracht wird kostet 10.000 US$.

"Jeder Satellit im Orbit ist diesem Beschuss ausgesetzt. Entweder durch natürliche Objekte wie Mikrometeoriten oder künstliche wie Weltraumschrott. Wir sind nicht immun gegen Weltraumschrott und wissen, dass es Probleme gibt. Wenn wir einen Satelliten in einen stark verschmutzten Orbit schicken, dann schauen wir uns vorher das Verzeichnis an, wo allen Schrotteilchen bis zu 1cm registriert sind, noch kleinere Teilchen können wir nicht detektieren, und so können wir unseren Satelliten steuern und dem Schrott ausweichen. Bei Teilchen die nur einige Millimeter messen ... tja ... bye bye ... Pech gehabt."

Den Verlust eines bemannten Raumschiffes möchte man jedoch nicht riskieren. Deshalb ist es unerlässlich, die exakte Position der Objekte im Weltraum zu bestimmen. Die Radaranlage der Forschungsgesellschaft für angewandte Naturwissenschaften in Bonn kann Teilchen, die größer als 1cm sind, bis zu einer Höhe von 1000km erkennen und abbilden. Ohne diese Radartechnologie wäre die bemannte Raumfahrt schon heute stark gefährdet.

"Die Gefährdung für bemannte Raumschiffe ist durchaus real. Es ist inzwischen so, dass durch die Zunahme des Weltraummülls in den letzten 10 Jahren zum Beispiel das Space Shuttle vorsichtshalber bereits mehrfach Ausweichmanöver geflogen ist. Dass es typischerweise mit den Düsen nach vorne fliegt, weil da die Kollisionsschäden, die erwartet werden können, geringer sein würden. Aber inzwischen ist die Gefahr durchaus real. Wir haben also vor zwei Jahren zum Beispiel zum ersten Mal nachweisen können, dass ein französischer Satellit "Cerise" durch die Kollision mit einem Arianetrümmerstück, das etwa zwei Jahre vorher gestartet worden war, tatsächlich zerstört worden ist. Dort ist ein Teil des Satelliten abgeschlagen worden und der war anschließend nicht mehr funktionsfähig."

In dem Maß, in dem die Menschheit danach strebt, den Weltraum zu erforschen und zu nutzen, wird das Problem Weltraummüll zunehmen. Alle plausiblen Lösungsvorschläge zielen auf die Müllvermeidung, da es unmöglich ist, den bereits vorhandenen Müll zu beseitigen. Nur eine gemeinsame Strategie aller raumfahrenden Nationen kann die Nutzung des Weltraums für zukünftige Generationen sichern und somit die Grundlage für eine Besiedlung des Weltraums schaffen. Aber was sind die Voraussetzungen für eine solche Strategie?

"Wir werden also, um das Problem Spacedebris lösen zu können, weltweit gültige Erlasse brauchen und die können nur von der UNO kommen. Denn die UNO ist die einzige Organisation, die weltweit etwas verlangen kann."

Bislang gibt es allerdings noch keine internationalen Gesetze. Wir können also nur hoffen, daß wir auch in Zukunft noch eine Menge Spaß im All haben werden.