Müllberge in der Umlaufbahn

Mehr als 220 Weltraumexperten folgten dieser Einladung zum European Space Operations Centre ESOC nach Darmstadt. Die internationalen Experten suchten nach Wegen, um den Gefahren durch den Weltraum-Müll begegnen zu können. In 108 Vorträgen und 36 Posterthemen diskutierten sie Fragen der Beobachtung, erörterten mathematische Modelle und Voraussagen, suchten nach effektiven Mitteln der Müll-Vermeidung, des Schutzes vor Teilcheneinschlägen an Raumflugkörpern und nach Wiedereintrittsgebieten für grossen Weltraumschrott. Im Mittelpunkt standen aber vor allem niedrige Erdorbits, in denen sich beispielsweise die Internationale Raumstation ISS bewegt sowie die wirtschaftlich interessante geostationäre Bahn.

Zu Fragen des Weltraumschrotts und zu den Ergebnissen der "Third European Conference on Space Debris" nimmt Walter Flury im Gespräch Stellung. Prof. Dr. Walter Flury, Wissenschaftler und Leiter der Arbeitsgruppe „Space Debris“ am European Space Operations Centre ESOC in Darmstadt, ist führender Experte für wieder in die Erdatmosphäre eintretende Objekte.

Der Weltraum wird immer mehr zum orbitalen Müllberg. Wie ist die aktuelle Ausgangssituation?

Walter Flury:
Seit Beginn der Weltraumfahrt im Jahre 1957 sind annähernd 26 000 Objekte in den Weltraum geschossen worden, von denen 17 000 wieder zur Erde gelangten. Von den übrig bleibenden 9000 Objekten entpuppen sich nur 700 als einsatzbereite Satelliten (7 %). Der "Rest" ist gefährlicher Schrott: unbrauchbare Satelliten (22 %), ausgebrannte Raketenstufen (17 %), von Raumfahrern verlorene oder vergessende Werkzeuge und sonstige Teile (13 %) oder er resultiert aus Explosionen (41 %).

Wie schätzen Sie die Gefahrensituation ein?

Walter Flury:
Neben Geister-Satelliten bedroht vor allem der zahlreiche Mikro-Müll die aktiven Satelliten, Raumschiffe, aber auch die Internationale Raumstation ISS. Die Schrottstücke im All rasen mit Geschwindigkeiten bis zu 8 km/s um die Erde. Beim Aufschlag in dieser Geschwindigkeit reagieren die festen Stoffe wie Flüssigkeiten. Es bleibt also nicht bei einem kleinen Loch. Das getroffene Objekt verformt sich. Die Gefahr, dass beispielsweise das Hubble-Space-Telescope getroffen wird, liegt bei 4 %. Der Schaden selbst könnte aber dann schnell eine dreistellige Dollar-Millionenhöhe erreichen.

Welche Schwerpunkte kristallisierten sich bei der Tagung heraus?

Walter Flury:
Die Tagung verlief ausgezeichnet. Die Teilnehmer sind sich einig, dass nur eine weltweite Kooperation aller aktiv an der Raumfahrt beteiligten Länder die Probleme lösen kann. Gute Ansätze dazu sind vorhanden, aber es muss noch mehr getan werden. Ein Schwerpunkt der Tagung bildete die geostationäre Bahn. Da sie von grosser wirtschaftlicher Bedeutung ist, geht es an einigen attraktiven Abschnitten schon seit Jahren besonders eng zu. Bedingt durch die gezielte Rückführung der russischen Raumstation MIR, bildete die "Re-entry"-Thematik einen weiteren Schwerpunkt. Bei dieser Session ging es um den kontrollierten Rücksturz grosser Objekte auf die Erde.

Können Sie uns kurz die Ergebnisse und Empfehlungen zur geostationären Bahn mitteilen?

Walter Flury:
Die optische Beobachtung muß intensiviert werden. Die ESA hat hier eine Pionierrolle eingenommen. Das 1-Meter-Zeiss-Teleskop auf den Kanarischen Inseln kann mit seiner neuen Ausrüstung im geostationären Orbit Objekte mit einer Dimension von 10 bis 20 Zentimeter erfassen, die Radarsysteme dagegen nur Teile ab 1 Meter. Bei den ersten Beobachtungen wurde bereits eine grosse Anzahl bisher unbekannter Objekte im Bereich von 10 Zentimetern bis einem Meter entdeckt. Jetzt wollen sich auch die USA mit neuen Teleskopen an der Beobachtung beteiligen.

Wie kann Weltraum-Müll in Zukunft vermieden werden?

Walter Flury:
Nötig sind zunächst einmal internationale Standards. Und dann vor allem rechtsverbindliche internationale Vereinbarungen, um alle Staaten, Organisationen und Unternehmen zu zwingen, Massnahmen zur Vermeidung von Weltraum-Müll zu ergreifen. Ich persönlich glaube weniger an die Wirksamkeit freiwilliger Vereinbarungen. So existiert schon seit einigen Jahren eine Übereinkunft, dass nicht mehr aktive Satelliten im geostationären Orbit auf eine mindestens 300 Kilometer höhere Bahn gebracht werden sollen. Das ist der so genannte Friedhofsorbit. Aber nur ein Drittel der Betreiber hält sich in vollem Umfang an diese Vorgabe.

Die am ESOC tätige ESA-Arbeitsgruppe hat eine interessante Entdeckung gemacht.

Walter Flury:
Das ist richtig. Bei einer Analyse der Jahre 1997 bis 2000 stellten wir fest, dass von 58 ausrangierten Satelliten nur 22 tatsächlich in den so genannten Friedhofsorbit von 300 km Höhe geschoben wurden. Die restlichen Satelliten und Raumsonden verblieben mehr oder weniger direkt am alten Ort und stellen nunmehr ein fliegendes Sicherheitsrisko dar. Es existieren weitere 120 tote Satelliten-Hindernisse russischer, chinesischer und amerikanischer Betreiber, die slalomartige Ausweichmanöver irdischer Kontrollzentren verlangen. Sonst könnte es leicht zum Crash mit einem aktiven Raumflugkörper kommen. Manöver dieser Art sind notwendig, da einige Betreiber die internationalen Vereinbarungen einfach nicht einhalten.

Welchen Anteil an der internationalen Arbeit hat die ESA in der Gegenwart und in der Zukunft?

Walter Flury:
Die ESA ist praktisch in allen mit der Space-Debris-Problematik verbundenen Teilgebieten aktiv mit Forschungsbeiträgen vertreten. Koordiniert werden die Arbeiten von einer Arbeitsgruppe beim European Space Operations Centre ESOC in Darmstadt. Hier sitzen auch die Fachleute für die Fragen der Beobachtung und die Erarbeitung mathematischer Modelle. Weitere Einrichtungen der ESA wie beispielsweise das ESTEC in Noordwijk (Niederlande) sind mit praktischen Fragen des Schutzes von Raumflugkörpern beschäftigt. Die Aktivitäten spiegeln sich u.a. im ESA Space Debris Handbook wider, das derzeit gerade überarbeitet wird. Grossen Anteil hatte die ESA auch am IADC Protection Handbook und der Arbeit des IADC. Das Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) koordiniert die internationalen Forschungsaktivitäten von seinen elf Mitgliedern, die überwiegend nationale Raumfahrtagenturen sind.