Schrottjagd mit Harpune

Europa tut sich schwer mit seinen Hinterlassenschaften im Weltall. Von Hans-Arthur Marsiske

  • Von Hans-Arthur Marsiske
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Jan Wörner, gegenwärtig Generaldirektor der Europäischen Weltraumorganisation ESA, gab sich skeptisch. Er sei nicht überzeugt, ob es vernünftig sei, beim Aufräumen im All gleich mit dem größten Brocken anzufangen, sagte er zum Abschluss der Space Debris Conference, die im April in Darmstadt zusammengekommen war.

Die Rede war vom ESA-Umweltsatelliten Envisat, einem einstigen Prestigeobjekt der europäischen Raumfahrt. Seit vor fünf Jahren der Kontakt zu ihm abbrach, ist der mit 25 Metern Länge größte Erdbeobachtungssatellit, der jemals geflogen ist, selbst zum Umweltproblem geworden. In 766 Kilometern Höhe umkreist er unkontrolliert die Erde und bewegt sich damit in einer Region, in der sich Weltraummüll in Gestalt von Raketenoberstufen, ausgedienten Satelliten und Trümmerteilen ohnehin schon am stärksten konzentriert. Früher oder später wird der Acht-Tonnen-Koloss mit einem anderen Schrottteil zusammenstoßen und eine weitere Wolke von Trümmern in der Region verteilen. Unter den knapp 18 000 Objekten über zehn Zentimetern Größe, deren Umlaufbahnen bekannt sind, ist Envisat tatsächlich der größte Brocken. Auf der Liste der gefährlichsten Objekte, die am dringlichsten entfernt werden müssen, steht er daher ganz oben.

An den dafür erforderlichen Technologien wird bereits gearbeitet. Die meistdiskutierten Verfahren zum Einfangen großer Müllteile sind Netze, Harpunen oder Roboterarme. So soll Ende dieses Jahres die bei Airbus entwickelte RemoveDEBRIS-Mission zur Internationalen Raumstation (ISS) fliegen, um nacheinander die Netz- und Harpunentechnik zu erproben.

Dafür wird der Jägersatellit von der ISS im All ausgesetzt, der daraufhin selbst zunächst einen Minisatelliten freigibt. Um ihn gleich darauf mit einem fünf Meter durchmessenden Netz wieder einzufangen, werden sechs an den Rändern des Netzes befestigte Gewichte mithilfe von Federn so herauskatapultiert, dass das Netz sich im Flug voll entfaltet und um das Zielobjekt wickelt. Zugleich werden in den Startmassen Uhren gestartet, die nach fünf Sekunden die darin untergebrachten Spulen zum Schließen des Netzes aktivieren. Das System sei so simpel wie möglich und redundant ausgelegt, erklärte Airbus-Forscher Ingo Retat bei der Darmstädter Konferenz: »Selbst wenn zwei Spulen ausfallen, bleibt das Objekt sicher im Netz.«

Danach ist dann Gelegenheit für den Harpunentest. Das 2,2 Kilogramm schwere Projektil könne eine ein Millimeter dicke Hülle durchschlagen, auch wenn es in einem Winkel bis zu 45 Grad auftrifft, sagte Retats Kollege Alastair Wayman, der dieses System mitentwickelt hat. Abgefeuert wird die Harpune mit einer Gaskanone, die bis zu 80 bar Druck aufbauen kann.

Ein Nachteil sowohl von Netzen als auch Harpunen besteht aber darin, dass es schwierig ist, eine starre Verbindung zum eingefangenen Objekt herzustellen. Das erschwert die Kontrolle des Gesamtsystems, was insbesondere bei großen Objekten zum Problem werden kann. Denn mit dem Einfangen ist es nicht getan. Danach müssen die miteinander verbundenen Teile gezielt zum Absturz gebracht werden.

Für das Einsammeln von Envisat im Rahmen der Mission e.Deorbit favorisiert die ESA daher derzeit einen Roboterarm. Diese Technologie sei zwar komplizierter als Netz oder Harpune, erläuterte Michelle Lavagna vom Politecnico di Milano, da vor dem Greifen zunächst die Bewegungen von Jägersatellit und Zielobjekt synchronisiert werden müssten. Sie ermögliche neben dem Einsammeln von Weltraummüll aber auch die routinemäßige Wartung von Satelliten im Orbit und damit ein aussichtsreiches Geschäftsfeld. Nachdem das Objekt gegriffen wurde, sei eine starre Verbindung möglich, sodass die Eigenbewegungen des Gesamtsystems kontrolliert und eine Neuausrichtung vorgenommen werden könne. In der Schlussphase des kontrollierten Absturzes werde dann die größte Fläche in Flugrichtung ausgerichtet und der Satellit in Rotation versetzt, um eine höhere Stabilität zu gewährleisten.

Ursprünglich für 2021 geplant, musste der Start der Mission aber mittlerweile auf 2024 verschoben werden. Auch dieser Termin gilt nur provisorisch, da die Finanzierung bislang nicht gesichert werden konnte. Dabei ist Eile durchaus geboten: Bleibe Envisat sich selbst überlassen, liege die Wahrscheinlichkeit, dass er bis 2020 durch eine Kollision zertrümmert werde, bei einem Prozent, sagte Robin Biesbroek von der Clean Space Initiative der ESA. Bevor der Satellit von selbst in die Atmosphäre eintritt und abstürzt, wird ein solches Ereignis mit einer Wahrscheinlichkeit von 18 Prozent eintreten. Simulationen hätten zudem ergeben, dass bei einem unkontrollierten Wiedereintritt mindestens 25 Fragmente den Boden erreichen könnten. Das Risiko, dass dabei jemand verletzt werde, liege bei 1:2000 - und damit fünfmal höher als nach internationalen Richtlinien gefordert.

Auch Biesbroek betonte, dass die für e.Deorbit erforderlichen Technologien ein Sprungbrett hin zum routinemäßigem Einsatz von Raumtransportern für Wartung und andere Serviceaufgaben im Orbit seien. Bisher habe sich jedoch kein europäisches Land gefunden, das bei der Mission die Führung übernehmen will.

Dabei könnte Europa mit dem Wegräumen von Envisat ein starkes Zeichen setzen: Wir haben den größten Haufen hinterlassen, also wollen wir auch die ersten sein, die mit dem Aufräumen anfangen - so ungefähr könnte die Botschaft lauten. Warum sich Europa und Deutschland damit so schwer tun, konnten weder ESA-Chef Wörner noch die für Raumfahrt zuständige Bundeswirtschaftsministerin Brigitte Zypries in Darmstadt beantworten. Einen wichtigen Hinweis gab hingegen Tagungsleiter Holger Krag (ESA): Mit dem Beseitigen von Weltraummüll lässt sich kein Geld verdienen. Solange es keine rechtsverbindlichen internationalen Abkommen zum Umgang mit dem Problem gibt, lassen sich auch keine funktionierenden Geschäftsmodelle entwickeln.

Vielleicht ist die Raumfahrt beim Wirtschaftsministerium einfach falsch angesiedelt? Aus dem Forschungsministerium heraus gäbe es wahrscheinlich bessere Handlungsmöglichkeiten. Oder vielleicht wäre es an der Zeit, ein eigenes Zukunftsministerium einzurichten?

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