Wie können wir den Weltraummüll beseitigen?
Im 2013 gedrehten Thriller „Gravity“ löst eine Satellitenkollision in der Erdumlaufbahn eine Kettenreaktion aus, die ein sich schnell bewegendes Trümmerfeld erzeugt, das alles auf seinem Weg erwischt –, auch einige bedauernswerte Menschen, zwei Astronauten und eine Missionsspezialistin. Der Film stellt eine Dramatisierung des Kessler-Syndroms dar, eines erstmals 1978 vorgestellten Szenarios, das davor warnt, dass in einer ausreichend dicht belegten erdnahen Umlaufbahn ein einziger Unfall zu einer Kettenreaktion von Kollisionen führen könnte, die Chaos verursacht und die Erdumlaufbahn unbrauchbar werden lässt. Zum Glück ist es noch nicht geschehen, aber das Risiko steigt mit zunehmender Dichte der Objekte im Orbit. „Sogar in der Internationalen Raumstation gibt es Probleme damit, denn manchmal schlagen kleine Meteoriten und Teile ein, und sie müssen ihre Umlaufbahn ändern“, sagt Viñals, Projektleiter bei Sener Aerospace(öffnet in neuem Fenster). „Kleinere Probleme, aber es könnte in Zukunft schlimmer werden.“ Es gibt eine stetig wachsende Ansammlung von Schrott – alte Satellitenteile, ausgebrannte Raketenstufen und sogar verlorengegangene Werkzeuge(öffnet in neuem Fenster) –, der unseren Planeten umkreist. Schätzungen zufolge rasen etwa 36 000 Trümmerteile, die größer als 10 cm sind, in einer erdnahen Umlaufbahn umher. „Das bereitet große Sorgen“, stellt Viñals fest. „Es ist ein wachsendes Problem, für das es keine klaren Verordnungen oder Vorkehrungen zur Lösung gibt.“ Es gibt einige Vorschläge in Richtung Großreinemachen, etwa mit einem Netz(öffnet in neuem Fenster) oder sogar mit Lasern von der Erdoberfläche aus. Viñals meint jedoch, dass es weitaus besser wäre, die alten Satelliten zur Erde zurückzubringen. „Für die Zukunft wäre es sehr positiv, wenn jeder Satellit über eine Vorrichtung verfügen würde, mit der er von der Umlaufbahn aus zur Erde zurückkehren könnte“, fügt er hinzu. Mit strengeren Verordnungen könnten das für alle zukünftigen Satelliten zur Pflicht werden.
Orbitalmechanik
Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts ORU-BOAS verfolgten Viñals und sein Team eine andere Strategie: die Reduzierung der Anzahl defekter Satelliten im Orbit mithilfe der Entwicklung von Wartungsmaßnahmen vor Ort. Sie schlagen Nutzlasten vor, die Batterien, Steuereinrichtungen und auch Pakete zur Rückkehr aus dem Orbit mit Hardware wie Triebwerken und Luftfahrtelektronik enthalten, die benötigt werden, um Satellitenteile dauerhaft aus dem Weg zu räumen. „Die Idee besteht darin, in Zukunft modulare Satelliten auf legoähnlicher Basis zu bauen“, erklärt Viñals. „Sie können dann ein Modul, das veraltet ist oder nicht mehr richtig funktioniert, gegen ein neues austauschen.“ Von genormten modularen Raumfahrzeugen, deren Teile bei Bedarf ausgetauscht werden können, sind wir noch weit entfernt. Dazu wäre ein grundlegender Wandel in unserer Herangehensweise an den Satellitenbau erforderlich. Eine Wartung in der Umlaufbahn könnte jedoch schon 2035 erfolgen, berichtet Viñals. Da sich die Zahl der Satelliten im letzten Jahrzehnt verzehnfacht hat, werde es keinen Mangel an Kundschaft geben. Lesen Sie mehr über die Forschung von Javier Viñals: Weltraumoperationen in der Umlaufbahn zum Greifen nahe