Was schwirrt denn alles im Weltall herum? Kurz gesagt: Müll, der immer mehr Satelliten und dadurch Technologien gefährdet, die für unser Leben wichtig sind, wie etwa GPS. Wer muss diesen Müll beseitigen und wie viel Zeit haben wir noch?
Ein Leben ohne Navigation: ohne GPS auf dem Smartphone oder im Auto, um Routen zu planen und sein Ziel zu finden. Ein Leben ohne Flugreisen, ohne Handelsschifffahrt, ohne Satellitenfernsehen und weltweite Wetterprognosen. Gleichzeitig aber auch ein Leben, in dem die Militärs zahlreicher Länder in höchster Alarmbereitschaft stehen, weil sie nicht mehr wissen, was die anderen Streitmächte tun und so gut wie blind agieren. Es geht um ein Leben ohne Satelliten. Gäbe es diese nicht, würde ein wesentlicher Teil der modernen Technologien dieser Erde nicht mehr funktionieren.
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Noch gibt es sie – Zeit, um sich entspannt zurückzulehnen, gibt es aber nicht. Denn die insgesamt rund 11.500 Satelliten in den Umlaufbahnen um unsere Erde sind massiv gefährdet: von Teilchen kleinsten Weltraumschrotts, die selbst bei einer Größe von nur einem Zentimeter auf 27.000 km/h beschleunigen und Satelliten zerstören können. Von diesen kreisen mittlerweile Millionen im All. Konkret sind es laut der European Space Agency (ESA)
130 Millionen Schrotteile zwischen einem Millimeter und einem Zentimeter,
weiters eine Million Teile zwischen einem und zehn Zentimeter
und 36.500 Teile, die größer als zehn Zentimeter sind.
Die Anzahl der Satelliten steht also zu jener der Schrottteile in einer Relation, die befürchten lässt, dass die Satelliten vor lauter Schrott bald gar nicht mehr fliegen können. Denn: „Alles, was größer als ein Zentimeter ist (etwas mehr als eine Million Teile, siehe Grafik, Anm.), kann Satelliten außer Gefecht setzen“, sagt Manuel Metz, Experte der Raumfahrtagentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, zur WZ. Die Schrottteile werden zu Geschoßen, die Satelliten durchbohren und dadurch zerstören können.
Der Müll vermehrt sich selbst
Das, was man im Weltall unter Müll versteht, ist das Gleiche wie auf der Erde: vom Menschen gemachter Abfall. Im Weltall sind das abgesplitterte Lackplättchen, Teile kaputter Solarpanels oder Bruchstücke ausgebrannter Raketenstufen. Im Unterschied zum Müll auf der Erde kann sich jener des Weltalls allerdings selbst vermehren – und zwar rasend schnell im Zug einer Kettenreaktion. Denn wenn Müll auf Müll prallt, schießen die neu entstandenen Teile ebenfalls mit enormer Energie durchs All und bringen weiteren Müll, auf den sie treffen, zum Bersten.
Genau hier liegt das Problem. Denn nur, wenn die Schrottteile größer als zehn Zentimeter sind (36.500 Teile, siehe Grafik), kann man sie über Radarsysteme oder optische Teleskope sehen. „Dann können die Satelliten diesen ausweichen“, sagt Metz. Bei den Millionen kleinerer Teilchen funktioniere das nicht. Diese seien daher die weitaus größere Gefahr. „Man kann sie nur entfernen oder vermeiden“, sagt Metz. Wobei Vermeiden derzeit die bessere Option sei, weil die Technologien fürs Entfernen noch nicht ausgereift seien.
Friedhofsumlaufbahn als Schrottplatz
Bereits im Jahr 2002 einigten sich die Mitglieder des Weltraum-Komitees IADC (Inter-Agency Space Debris Coordination Committee) über eine Richtlinie zur Vermeidung von Weltraummüll. Dem Komitee gehören zum Beispiel das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt sowie die NASA, die US-Bundesbehörde für Raumfahrt und Flugwissenschaft, an. Weltraummüll zu vermeiden, bedeute, die Verweildauer der Satelliten in deren Umlaufbahn zu begrenzen, sagt dazu Metz. „Sobald sie abgeschaltet sind, sollen sie verschwinden.“
Die Satelliten fliegen in unterschiedlichen Höhen zwischen einigen 100 und mehreren 1.000 Kilometern. Vor allem die geostationären Umlaufbahnen in 36.000 Kilometer Höhe über dem Äquator sind für Telekommunikations-Satelliten begehrt. Diese werden zum Beispiel fürs Fernsehen benötigt. Schaltet man sie ab, sollen sie laut Metz in eine noch höhere Umlaufbahn verschwinden.
Diese gibt es bereits: Sie trägt den bezeichnenden Namen „Friedhofsumlaufbahn“ und habe den Vorteil, „dass alle Trümmer in dieselbe Richtung fliegen und das Risiko dadurch geringer ist, dass sie kollidieren“, sagt Metz. Ein weiterer Vorteil sei, dass es weniger Energie brauche, die Satelliten in diese höhere Umlaufbahn zu transferieren, als wenn man sie zur Erde zurückbringen würde. Der Nachteil: Die Satelliten bleiben im Orbit und werden immer mehr.
Fischernetze und ein robotischer Arm im All
Mit ihnen vermehrt sich der Weltraumschrott, den man zum Teil ebenfalls in der Friedhofsumlaufbahn entsorgen möchte. Noch sei man nicht so weit, es werde aber intensiv daran geforscht, sagt Metz. „Die Idee ist, die Teile mithilfe eines robotischen Arms oder einer Art Fischernetz zu fixieren und zu entfernen.“ Entweder, indem man sie in die Friedhofsumlaufbahn schleppt oder zurück zur Erde, falls sie in niedrigeren Umlaufbahnen unterwegs sind. Sind die Teile klein genug, verglühen sie bei ihrem Eintritt in die Erdatmosphäre.
Unternimmt man nichts, kann es laut Metz lang dauern, bis die Schrottteile durch die Anziehungskraft der Erde von selbst herunterkommen und verglühen: „Bei 800 Kilometer Höhe braucht es mehr als 100 Jahre, bis sie langsam absinken.“
Ich befürchte, dass es erst krachen muss, bevor etwas passiert.Stephan Hobe, Weltraumrechtsexperte
Wer bezahlt die Müllabfuhr im All?
Doch wer ist für den Weltraummüll zuständig? Wer bezahlt diese etwas andere Art der Müllabfuhr? Grundsätzlich ist es so, dass der Weltraum der gesamten Menschheit gehört: So steht es im Weltraumvertrag von 1967, den die Vereinten Nationen initiiert und mittlerweile 114 Staaten unterzeichnet haben. Damit ist auch die Antwort auf die Frage, wer die Verantwortung für den herumschwirrenden Müll im Weltraum trägt, vage. Entsteht ein Schaden, haftet laut Weltraumvertrag der Staat, der diesen verursacht hat – allerdings nur rein theoretisch, denn dafür müsste man das Schrottteilchen, das einen Satelliten außer Gefecht gesetzt hat, wiederfinden und analysieren.
Deshalb müsste dieses Verursacherprinzip schon viel früher ansetzen, meint Stephan Hobe, Direktor des Instituts für Luftrecht, Weltraumrecht und Cyberrecht der Rechtswissenschaftlichen Fakultät der Universität zu Köln. „Wir brauchen Regeln, die vorsehen: Jeder kann den Weltraum nutzen, sofern er dafür sorgt, dass er die Gefahr durch Weltraumsplitter durch sein Objekt auf null reduzieren kann. Kann er das nicht, muss er dafür bezahlen, dass andere seinen Müll wegräumen.“
Das Problem dabei: Die Regeln des Weltraumausschusses Uncopuos (United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space mit Sitz in Wien) müssen im Konsens beschlossen werden. Die Hauptverursacher des Weltraummülls wie Russland oder die USA sind jedoch skeptisch, was Auflagen oder Restriktionen betrifft. „Ich befürchte, dass es erst krachen muss, bevor etwas passiert“, sagt Hobe: „Dass Satelliten von Telekommunikationsunternehmen nicht mehr hinaufgeschossen werden können, weil sie im Weltall sofort mit Müll kollidieren und kaputt gehen.“ In weiterer Folge versichere die Satelliten auch niemand mehr.
Zigtausende neue Satelliten angekündigt
In spätestens 15 Jahren wird es laut Hobe soweit sein. Denn die Weltraumindustrie floriert und kündigt zahlreiche neue Satelliten für die kommenden Jahre an. Bis zu 50.000 könnten es in den nächsten zehn Jahren sein, sagt der Raumfahrtagentur-Experte Metz. Sollte man sich also schon auf ein Leben „danach” – ohne Satelliten und damit verbundene Technologien – einstellen? Immer mehr Dienstleister:innen entdecken zwar den Geschäftszweig der Müllentfernung im All für sich, sagt dazu Metz, „die Entwicklung bei den Startplänen für neue Satelliten geht aber um ein Vielfaches schneller voran“.
Infos und Quellen
Genese
Eigentlich recherchierte WZ-Redakteurin Petra Tempfer für einen Text über die Ressourcen des Mondes und wer diese wo und wie nutzen darf. Der Weltraumrechtsexperte Stephan Hobe der Universität zu Köln startete das Gespräch aber sofort mit seiner großen Sorge über die Zukunft des wachsenden Berges an Weltraumschrott – und die Idee für einen weiteren Text war geboren.
Gesprächspartner
Manuel Metz befasst sich als Experte der Raumfahrtagentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt mit dem Thema Weltraummüll. Der Astrophysiker ist Co-Vorsitzender der Europäischen Konferenz über Weltraummüll (Space Debris), die im Raumflugkontrollzentrum der European Space Agency (ESA) namens ESOC in Darmstadt stattfindet.
Daten und Fakten
Seit dem Start des ersten Satelliten in eine Erdumlaufbahn haben Raumfahrtaktivitäten dazu geführt, dass eine Vielzahl von Objekten im Erdorbit zurückgeblieben ist. Ihre Anzahl steigt seitdem an. Dieser Weltraummüll ist ein unerwünschtes Nebenprodukt der Raumfahrt, weil er diese behindert, aber auch zu Schäden auf dem Erdboden führen kann (Deutsche Raumfahrtagentur DLR).
Der Einfluss der Schwerkraft verringert sich, je weiter man sich von der Erde entfernt, während die Zentrifugalkraft mit der Geschwindigkeit des Satelliten in der Umlaufbahn steigt. Daher wirkt auf einen Satelliten in erdnaher Umlaufbahn, im Allgemeinen in etwa 800 Kilometer Höhe, eine äußerst hohe Anziehungskraft, die durch schnelle Bewegung entlang der Umlaufbahn zur Erzeugung der benötigten Zentrifugalkraft ausgeglichen werden muss. Es gibt also eine direkte Beziehung zwischen dem Abstand zur Erde und der Umlaufgeschwindigkeit eines Satelliten. In einer Höhe von 36.000 Kilometern beträgt die Umlaufzeit 24 Stunden und entspricht damit genau der Erdumdrehungszeit. Ein solcher Satellit, der über dem Äquator „steht“, bewegt sich also nicht in Bezug auf die Erde, er ist „geostationär" (European Space Agency ESA).
Das internationale Weltraumrecht ist ein Zweig des Völkerrechts, das Aktivitäten im Weltraum regelt. Es umfasst einerseits internationale Abkommen, Verträge, Konventionen und Völkergewohnheitsrecht. Andererseits bildet „soft law", dazu zählen etwa die meisten Resolutionen der Generalversammlung der Vereinten Nationen sowie verschiedene Regeln und Richtlinien, einen integralen Bestandteil des internationalen Weltraumrechts (Austria in Space).
Quellen
Der Weltraumausschuss Uncopuos (United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space) hat einen Rechts- und einen wissenschaftlich-technischen Unterausschuss, alle haben ihren Sitz in Wien.
Space debris by the numbers (The European Space Agency ESA)
Gesamte Rechtsvorschrift für Vertrag über die Grundsätze, welche die Tätigkeiten der Staaten bei der Erforschung und Nutzung des Weltraumes regeln (Rechtsinformationssystem des Bundes)
Gesamte Rechtsvorschrift für Übereinkommen zur Regelung der Tätigkeiten von Staaten auf dem Mond und anderen Himmelskörpern (Rechtsinformationssystem des Bundes)
Gesamte Rechtsvorschrift für Weltraumverordnung (Rechtsinformationssystem des Bundes)
Ein Tag ohne Raumfahrt (DLR_next)
Das Thema in der WZ
Das Thema in anderen Medien
National Geographic: Wer räumt den Weltraum auf?
ARDalpha: Rasend schnell und sehr gefährlich