Leoniden-Feuerwerk bedroht Satelliten
Am 19. November gegen 5.00 Uhr MEZ ist in Europa ein himmlisches Feuerwerk zu erwarten. Wie jedes Jahr durchfliegt unser Heimatplanet Mitte November die Bahn der Leoniden, einen Strom winziger Trümmerpartikeln aus dem Schweif eines Kometen. Die Mikrometeoriten dringen dann mit 250 000 km/h in die Erdatmosphäre ein, wo sie als Sternschnuppen verglühen. Das beeindruckende Spektakel birgt Gefahren: Die etwa 700 aktiven Satelliten im Orbit sind den dahinrasenden Kometentrümmern schutzlos ausgeliefert. Um Beschädigungen und Totalausfälle der unter der Obhut der ESA stehenden Raumflugkörper zu verhindern, trifft das Europäische Satellitenkontrollzentrum ESOC in Darmstadt besondere Schutz-Vorkehrungen.
Ihren Namen verdanken die Leoniden ihrem scheinbaren Ursprung im Sternbild Löwe (Leo). Tatsächlich aber handelt es sich um sandkorn- bis kirschkerngroße Trümmer des Kometen Tempel-Tuttle, der 1866 zum ersten Mal beobachtet wurde. Als periodischer, d.h. regelmäßig wiederkehrender Komet bewegt sich Tempel-Tuttle auf einer stark elliptischen Umlaufbahn um die Sonne, der er alle 33 Jahre besonders nahe kommt. Sonnenwärme und Sonnenwind tauen den aus Eis, Staub und Gesteinsbrocken zusammengebackenen Weltraumvagabunden dabei teilweise auf, der dann einen Schleier aus freigesetzten Trümmerteilchen hinter sich herzieht. Über die Jahrhunderte breiten sich die Partikel entlang der Umlaufbahn des Kometen immer weiter aus. Diese Teilchenwolke, die die Erde jedes Jahr zur gleichen Zeit passiert, ist mehrere Millionen Kilometer breit. In diesem Jahr kreuzt unser Heimatplanet dabei zwei besonders dichte Staubfahnen im Leonidenstrom, die Tempel-Tuttle in den Jahren 1767 und 1866 abgegeben hat. Es sind also viele herrliche Sternschnuppen zu erwarten. Und ein verschärfter Beschuss der Satelliten mit superschnellem Kometenschrot.
Trommelfeuer der Kometentrümmer
Was passiert, wenn die millimetergroßen Trümmer mit mehr als 200facher Schallgeschwindigkeit in einen Satelliten einschlagen? Er könnte – mit der Wucht einer Gewehrkugel – wichtige Komponenten und Instrumente zerstören, die dann zum Ausfall des Satelliten führen würden. Größere Trümmerpartikel können außerdem einen Teil ihrer Bewegungsenergie auf den Satelliten übertragen und diesen zum Taumeln bringen. Und schließlich können die vorbeirasenden Staubpartikel empfindliche Teile des Raumfahrzeugs – Spiegel, Solarpaneelen, Linsen usw. – wie ein Sandstrahl-Gebläse zerschmirgeln.
Noch gefährlicher als die mechanische Beschädigung ist für die Raumfahrzeuge aber die Plasma-Wirkung beim Einschlag der Kometenteilchen: Die winzigen Trümmer sind mit 71 Kilometern pro Sekunde so schnell, dass sie beim Aufprall auf den Satelliten komplett verdampfen. Dabei entsteht eine Wolke aus Plasma, d.h. aus elektrisch geladenem und leitfähigem Gas. Das Plasma kann in dem getroffenen Satelliten Kurzschlüsse auslösen und das hochsensible elektronische Innenleben des künstlichen Erdbegleiters schwer in Mitleidenschaft ziehen.
Satelliten im künstlichen Koma
Um das Risiko von Satellitenschäden durch den Leonidenstrom möglichst gering zu halten, sieht das Europäische Weltraumkontrollzentrum ESOC eine Reihe von Sicherheitsmaßnahmen vor. Zunächst werden alle im Satelliten gespeicherten Daten zur Erde heruntergeladen, bevor die Erde am 19. November die Trümmerwolken aus den Jahren 1767 (erster Höhepunkt) und 1866 (zweiter Höhepunkt) durchquert. Vier Stunden vor dem ersten etwa einstündigen Höhepunkt, mit dem gegen 5.00 Uhr MEZ zu rechnen ist, werden die Satelliten dann gedreht. Sie werden so ausgerichtet, dass sie den heranrasenden Staub- und Sandteilchen möglichst wenig Angriffsfläche bieten und die empfindlichsten Instrumente an Bord gegen direkten Teilchenbeschuss abgeschirmt sind. Um Kurzschlüsse und elektrostatische Entladungen durch Plasmaeinwirkung zu verhindern, werden außerdem die elektronischen Bordsysteme auf das Nötigste heruntergefahren. Die aus wissenschaftlichen Instrumenten bestehende Nutzlast wird völlig abgeschaltet. Zugleich werden die Satelliten so konfiguriert, dass auf eventuell auftretende Anomalien rasch reagiert werden kann. Das Team im Kontrollzentrum wird in der Nacht vom 18. auf den 19. November vergrößert, um die Raumfahrzeuge ständig überwachen und nötigenfalls eingreifen zu können. Nach Abklingen des zweiten Höhepunkts, der voraussichtlich gegen 11.00 Uhr MEZ einsetzt, werden die Satelliten aus ihrem künstlichen Koma geholt. Die Elektronik wird wieder hochgefahren und der Routinebetrieb vorbereitet.
Wünsch' dir was
Der Meteoritensturm am 19. November – in den frühen Morgenstunden in Europa besonders gut zu beobachten – ist für lange Zeit der letzte spektakuläre Himmelsauftritt der Leoniden. Nach Auffassung von Astronomen wird die Erde in den kommenden 100 Jahren nur relativ partikelarme Bereiche des Leonidenstroms durchqueren, die am Novemberhimmel wenig hermachen. Beim Anblick der diesjährigen Sternschnuppenschauer werden wahrscheinlich Millionen Beobachter ihre geheimsten Wünsche formulieren.
Was sich Satellitenbetreiber und das Team vom ESOC wünschen, ist nicht schwer zu erraten: Mögen unsere schlafenden Satelliten dort draußen den Ansturm aus den Tiefen des Alls sicher überstehen.
