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Weltraumschrott gefährdet Satelliten

(PresseBox) (München, ) Der Müll, der sich seit Beginn der Raumfahrt in der Erdumlaufbahn angesammelt hat, stellt inzwischen eine ernsthafte Gefahr für bemannte und unbemannte Flüge ins Weltall dar. Eine aktuelle Studie zu den Risiken im Weltraum von Allianz Global Corporate & Specialty beleuchtet Möglichkeiten im Orbit aufzuräumen.

Seit April 2012 hat die European Space Authority den Kontakt zum Erdbeobachtungssatelliten Envisat verloren. Envisat wird wohl noch 150 Jahre unkontrolliert seine Bahnen ziehen, ehe er schließlich beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre verglühen wird. Kollidiert der 8-Tonnen-Koloss mit einem anderen Objekt, würde die entstehende Trümmerwolke die Vermüllung des Weltalls weiter verschlimmern und aktive Satelliten gefährden.

Das war nicht das erste Mal: 2009 stieß ein kaputter russischer Satellit mit einem amerikanischen Satelliten zusammen. Übrig blieben rund 2000 verstreute Stücke Altmetall. Sowohl 2010 als auch 2011 musste die Besatzung der internationalen Raumstation ISS evakuiert werden, weil große Schrottteile gefährlich nah an der Station vorbei flogen. In beiden Fällen war es bereits zu spät für Ausweichmanöver, als die Teile bemerkt wurden.

Welche Gefahr im All kursierende Schrottteile für aktive Satelliten darstellen, untersucht die Allianz Global Corporate & Specialty (AGCS) in der Studie "Space Risks: A new generation of challenges". Die Experten des Industrieversicherers betonen darin, wie dringlich es ist, den Weltraumschrott zu reduzieren - neue Technologien machen dies möglich.

Die Studie zeigt ferner auf, welchen Beitrag die Versicherungsbranche zur Raumfahrt leistet. Um ihre Mission in wirtschaftlicher Hinsicht zu erfüllen, sind rund ein Viertel der Satelliten im Erdorbit gegen Sachschäden und Betriebsstörungen versichert.

Mehr als 35 Millionen Schrottteile kursieren im Weltall

Seit dem Beginn der Raumfahrt 1957 ließen Menschen Objekte im All zurück - angefangen von ausgebrannten Raketenstufen über ausgediente Satelliten bis hin zu Teilen explodierter oder einfach verlorengegangener Ausrüstungsstücke.

"Das Weltall wird zur Müllhalde", sagt Thierry Colliot, der beim Industrieversicherer AGCS für die Versicherung von Satelliten verantwortlich ist. "Die Zahl der Schrottteile ist so hoch, dass sie sich nicht mehr durch die natürliche Zerstörung beim Eintritt in die Erdatmosphäre verringert. Statt dessen gibt es immer mehr Bruchstücke, weil Objekte zusammenstoßen und neue Teile produzieren, die wieder mit anderen kollidieren. Es ist eine endlose Kettenreaktion."

Rund 800 Satelliten ziehen in den Erdumlaufbahnen ihre Kreise und liefern beispielsweise geographische Daten, Wetterinformationen oder Telekommunikationsdienste. Sie befinden sich unter permanentem Beschuss durch Schrottteile. Rund 16.000 Objekte, die größer als zehn Zentimeter sind, sind mittlerweile katalogisiert. Unendlich viel größer ist jedoch die Menge der nicht erfassten Fragmente: Experten gehen davon aus, dass rund 300.000 tennisballgroße Objekte (ein bis zehn Zentimeter) kursieren und sogar rund 35 Millionen Objekte, die kleiner als ein Zentimeter sind.

Sie alle fliegen mit einer enormen Geschwindigkeit von 10 km/s - mehr als 10 Mal so schnell wie eine Gewehrkugel. So beschleunigt, sind auch Mini-Partikel sehr zerstörerisch: Sie durchlöchern die Oberfläche der Satelliten und können im schlimmsten Fall auch einen Totalschaden auslösen.

Gezielte Entsorgung allein wird nicht ausreichen

Wie lassen sich Schäden durch Weltraumschrott minimieren? Satelliten können Ausweichmanöver fliegen, wenn ein Zusammenstoß mit größeren Objekten droht - allerdings sind die Flugbahnen nur bedingt vorherzusagen. Bei kleineren Zusammenstößen können mehrlagige Schutzschilde und spezielle Abwehrschirme den Schaden verringern.

Daneben arbeiten Weltraumbehörden und Forschung verstärkt daran, den Weltraummüll an sich zu reduzieren. Die Satellitenbetreiber sind nunmehr verpflichtet, Satelliten innerhalb von 25 Jahren nach Ende der Lebensdauer aus dem All zurückzuholen; möglich ist dies jedoch nur bei den Satelliten der neueren Generation.

Beim Eintritt in die Erdatmosphäre verglühen diese größtenteils durch die entstehende Hitze und den Widerstand; die wenigen überbleibenden Bruchstücke fallen ins Meer oder in unbewohnte Gebiete. So wurden auch die 140 Tonnen der ausgedienten russischen Raumstation MIR zerstört, nachdem sie im März 2001 mit einer Reihe von Manövern aus dem Orbit geschubst wurde.

Die Entsorgung ausgedienter Satelliten allein wird nach Einschätzung der AGCS-Experten jedoch nicht ausreichen, um die Zahl der Schrottteile zumindest auf einem stabilen Niveau zu halten. "Zusätzlich müssten jährlich mindestens zehn weitere größere Trümmerstücke beseitigt werden", erklärt Colliot.

Neue Technologien machen Hoffnung: Größere Objekte könnten mittels Laserkanonen zerstört werden; mit speziellen Fangseilen ließen sich ganze Systeme zurückholen. "Es gibt durchaus fortgeschrittene Konzepte, wie man den Weltraumschrott reduzieren könnte", bestätigt Colliot. Nur lasse der große Durchbruch wegen hoher Kosten und technologischer Schwierigkeiten noch auf sich warten.

Um neuen Weltraumschrott zu vermeiden, wäre eine Alternative, die Lebenszeit der Satelliten zu verlängern, indem sie wieder aufgetankt werden. Mobile Reparaturstationen könnten defekte oder alte Satelliten wieder funktionstüchtig machen, indem sie diese mit neuer Energie versorgen oder sie physisch wieder in ihre richtige Flughöhe schieben. Eine Möglichkeit wäre ein "Mission Extension Vehicle", ein kleines Raumfahrzeug, das als Weltraumpannendienst an praktisch jedem Satelliten zum Betanken andocken könnte, ohne die Funktion des Satelliten zu unterbrechen.