Weltraumschrott Ein Risiko nicht nur für die Raumstation

Seit Anfang 2007 ist der aus ausgedienten Satelliten und Raketenstufen sowie Fragmenten davon bestehende Weltraumschrott, der die Erde umkreist, dreimal heftig ins Gerede gekommen. Im Januar jenes Jahres haben die Chinesen bei einem militärischen Test einen ihrer außer Betrieb genommenen Satelliten in 865 Kilometer Höhe abgeschossen, wovon heute noch 2300 Fragmente mit mindestens zehn Zentimeter Durchmesser zeugen.

Mit einem Schlag wurde damals die Zahl der katalogisierten Schrottteilchen um 25 Prozent erhöht, und es wird Jahre dauern, bis sich das dadurch gewachsene Kollisionsrisiko über der Erde merklich verringert. Andere Schrottteilchen, die im Februar 2008 beim Abschuss eines militärischen amerikanischen Satelliten entstanden, der in etwa 250 Kilometer Höhe flog und abzustürzen drohte, sind mittlerweile sämtlich verglüht. Weitere 780 katalogisierte Fragmente wurden aber im Februar dieses Jahres bei der Kollision der Satelliten Iridium 33 und Kosmos 2251 etwa 800 Kilometer oberhalb der Erde erzeugt – dem ersten Zusammenstoß von zwei Satelliten.

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Mittlerweile 4600 Satelliten

Als Folge der drei Ereignisse hat sich die Zahl der Ausweichmanöver, die die europäische Raumfahrtbehörde Esa für ihre beiden Erderkundungssatellliten ERS 2 und Envisat bei einem Kollisionsrisiko einleitet, von jährlich fünf bis sieben auf zehn bis fünfzehn verdoppelt. Das berichtete Gaele Winters vom Europäischen Satellitenkontrollzentrum Esoc am Montag auf der Europäischen Konferenz für Weltraumschrott in Darmstadt.

Der Schrott im Weltraum ist für die Raumfahrt längst nicht mehr nur ein Schönheitsfehler. Gerard Brachet, ehemaliger Generaldirektor der französischen Raumfahrtbehörde Cnes, hat es in Darmstadt recht drastisch formuliert: Unsere Fähigkeit, den Weltraum auf Dauer zu nutzen – also Satelliten zuverlässig zu betreiben –, sei nicht garantiert. Bis Ende 2008 seien etwa 4600 Satelliten in den Weltraum gebracht worden, neun Nationen hätten entsprechende Startsysteme, und mehr als 50 Staaten und regionale Organisationen betrieben mittlerweile Satelliten.

Auf Kollisionskursen

Insgesamt sind im Weltraum bislang 245 Satelliten fragmentiert. Von den Vereinigten Staaten werden mittlerweile 12 500 bis 13 000 „Weltraum-Objekte“ mit mindestens fünf bis zehn Zentimeter Durchmesser überwacht, darunter sieben Prozent operationelle Satelliten, 40 Prozent nicht mehr betriebene, aber noch intakte Objekte und 53 Prozent Fragmente. Längst werden mit den Beobachtungsdaten die Kollisionsrisiken für besonders wichtige Satelliten und für bemannte Raumfahrtsysteme ermittelt und gegebenenfalls deren Bahnen zur Vermeidung von Zusammenstößen verändert. Für die Internationale Raumstation hat es in jüngster Zeit gleich mehrere Warnungen gegeben. Unter anderem musste sie einem der chinesischen Schrottteilchen ausweichen, und einmal haben die Astronauten sicherheitshalber eine Sojus-Rettungskapsel bestiegen, weil es für eine Bahnänderung zu spät war.

Von der Esa werden nur die niedrig fliegenden Satelliten ERS 2 und Envisat, von der französischen Raumfahrtbehörde Cnes sogar 15 niedrig und zwei in Synchronbahnen fliegende Satelliten auf ein drohendes Risiko hin überwacht. Gerade noch in Kauf genommen wird bei einer Begegnung das Kollisionsrisiko eins zu tausend. Im Jahr 2008 wurden für die beiden Satelliten der Esa vier solche Ereignisse vorläufig registriert, die aber nach einer daraufhin gründlichen Analyse der Flugbahnen herabgestuft werden konnten, so dass Ausweichmanöver schließlich doch nicht notwendig waren. Für die Cnes sind dagegen vier Ausweichmanöver notwendig geworden. Das hat Heiner Klinkrad vom Esoc in Darmstadt berichtet. Die „überwachten“ Satelliten der Esa seien im vergangenen Jahr bei Begegnungen alerdings 19 Mal bis auf weniger als 400 Meter, elf Mal bis auf weniger als 300 Meter und sieben Mal bis auf weniger als 200 Meter an andere Objekte herangekommen.

Überwachung mit Radar und drei optischen Teleskopen

Die Vereinigten Nationen haben schon vor längerer Zeit verbindliche Regeln für die Vermeidung von unnötigem Weltraumschrott vorgegeben, die seit Anfang dieses Jahres auch für Russland gelten sollen. So hat Moskau jetzt vor, die Tanks der Proton- und Sojus-Raketen nach deren Ausbrennen zu leeren, damit sie nicht explodieren. Das hat Sergej Loginow von der Raumfahrtbehörde Roskosmos in Darmstadt gesagt. Wenn aber schon Schrott entsteht, soll dieser penibel überwacht werden. Bislang betreiben nur die Vereinigten Staaten ein entsprechendes offen zugängliches System. Jetzt will Europa ein eigenes System entwickeln, um unabhängig und flexibler als bisher zu sein.

Die europäische Überwachung – Space Surveillance for Europe – könnte möglicherweise sogar auf Fragmente mit mindestens einem Zentimeter Durchmesser ausgedehnt werden, von denen es Schätzungen zufolge 600 000 gibt. Für entsprechende Tests wurden in den vergangenen Jahren drei Radarsysteme genutzt – ein 34-Meter-Teleskop der Forschungsgesellschaft für angewandte Naturwissenschaften in Wachtberg, das 100-Meter-Radioteleskop in Effelsberg und das System der 32-Meter-Antennen von Eiscat in Skandinavien. Kernstück des Systems könnten ein großes Überwachungsradar und drei optische Teleskope entlang des Äquators sein.

Aufmerksam im Raum

Für ein konkretes europäisches „Space Situational Awareness“-Programm sind von 2006 bis 2008 Industriestudien betrieben worden, wie Nicolas Bobrinsky vom Esoc berichtete. In einem gerade angelaufenen Vorbereitungsprogramm, das drei Jahre dauern wird, sollen nun die Vorstellungen über den Aufbau des Systems konkretisiert werden. Unter anderem geht es darum, die potentiellen Nutzer herauszufinden – darunter sicherlich Regierungen und Raumfahrtbehörden, Satellitenbetreiber und Versicherungsgesellschaften. Von 2012 bis 2019 wird dann die eigentliche Aufbauphase folgen. Nach den jetzigen Ideen wird das System nicht nur der Überwachung des Weltraumschrotts dienen. Die Europäer wollen mit den Eiinrichtungen auch das „Weltraum-Wetter“ und die unserer Erde nahe kommenden Asteroiden und Kometen beobachten.