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Etwa 3000 Tonnen Müll schweben im All und gefährden zunehmend die Raumfahrt. Die ISS muss immer wieder Schrott-Teilen ausweichen. Ein internationales Forscherteam hat nun einen Plan für eine Weltraummüllabfuhr vorgestellt.
Heute schon eine SMS verschickt? Ferngesehen? GPS benutzt oder eine Wetter-App gecheckt? Wenn ja, dann hast du vermutlich auch Satelliten genutzt.
Rund 1200 Satelliten kreisen derzeit im Orbit um die Welt, nachts kann man sie am Sternenhimmel als kleine, wandernde Punkte erkennen. Es herrscht reger Verkehr im Weltraum. Doch nicht jeder dieser Satelliten ist aktiv.
Schätzungsweise 3000 Tonnen Weltraumschrott wabern im Weltall: ausgebrannte Raketenstufen, ausrangierte Satelliten und allerlei Schrottteile. Die Gefahr, dass einem Satellitenbruchstücke um die Ohren fliegen, ist gross.
Im Februar 2009 kollidierte der US-Satellit Iridium mit dem stillgelegten russischen Satelliten Kosmos 2251. Die Explosion zerfetzte beide Flugkörper. Seitdem rasen tausende Trümmerteile mit Geschwindigkeiten von über 40'000 km/h durch den Orbit.
Der Müll stellt eine zunehmende Bedrohung für die Raumfahrt dar. Die Internationale Raumstation ISS muss immer wieder Ausweichmanöver fliegen. Der Einschlag eines zentimetergrossen Bruchstücks setzt die Energie einer Handgranaten-Explosion frei.
Die Trümmerdichte in Bahnhöhen um 800 Kilometer ist bereits so hoch, dass die Stücke sich gegenseitig zu zerschlagen drohen und neuen Müll produzieren.
Käme diese Kettenreaktion einmal in Gang, wäre der Müll kaum noch zu steuern. Der langjährige Nasa-Mitarbeiter Donald J. Kessler, nach dem der Effekt benannt ist, sagt: «Es ist wichtig, den grösseren und massiveren Müll in Höhen zwischen 700 und 1000 Kilometern zu beseitigen. Selbst wenn kein neues Objekt hinzukommt, kann eine höhere Anzahl sowohl kleinerer als auch grösserer Trümmerteile durch eine höhere Kollisionsfrequenz erwartet werden. Das würde die Raumfahrt bedrohen.»
Ein internationales Forscherteam vom japanischen Forschungszentrum Riken hat nun einen neuen Entwurf für eine Weltraummüllabfuhr vorgestellt. Das System besteht aus einem speziellen Weitwinkel-Teleskop, das die Trümmerteile identifiziert und einem neuentwickelten Lasersystem, das den Müll aus der Umlaufbahn holt.
Der Prototyp – ein 700 Kilogramm schweres Teleskop mit einer 2 Meter breiten Linse – war eigentlich dafür konzipiert worden, Licht zu entdecken, das sogenannte Luftschauer ausstrahlt. Diese Teilchenschauer in der Erdatmosphäre werden durch hochenergetische kosmische Strahlung erzeugt.
«Wir nutzen diese Technologie, um ein kleineres Teleskop von der Grösse eines Schuhs zu bauen», sagt Projektmitarbeiter Marco Casaloni auf Anfrage. «Mit dem Teleskop suchen wir nach Trümmerteilen und prüfen, ob sie mit den Simulationen übereinstimmen. Dann schiessen wir mit einem Laserpointer von der ISS auf sie, um die Umlaufbahn zu vermessen. Wir können auch vom Boden aus einen Laser mit geringer Leistung verwenden, um die Trümmerteile zu beleuchten.»
Was dann folgt, klingt wie der spektakuläre Plot eines Science-Fiction-Films: Mit einer Laserkanone sollen die Trümmerteile aus dem Orbit geschossen werden. «Der Laser schiesst und erhitzt den Flugkörper langsam, sodass er abdampft», erklärt Casaloni. Dadurch verlangsamt sich der Flugkörper, er fällt auf die Erde.
Mit dem leistungsstarken Laser könnte der gefährliche Schrott unschädlich gemacht werden. Trotzdem ist es noch ein langer Weg. «Es wird mindestens 10 Jahre dauern», schätzt Casaloni.
Weltraumexperte Kessler hält das Konzept für «valide», auch wenn die Idee nicht ganz neu ist. Gleichwohl sieht er technische und rechtliche Probleme. «Ein Laser mit geringer Leistung kann die Umlaufbahn von kleinen Teilen leicht verändern. Wenn man das Objekt mehrmals von der richtigen Richtung trifft, kann man es in die Atmosphäre schleudern. Ein hochleistungsfähiger Laser kann einen Teil der Oberfläche vaporisieren und den Pfad mehr abändern, aber die neue Richtung wird unsicherer. Das hängt davon ab, wo der Laserstrahl trifft und wie schnell der Spin der Satelliten ist.»
Wenn der Fokus falsch eingestellt ist oder der Laser nicht präzise strahlt, kann schlimmstenfalls ein verhängnisvolles Chaos entstehen – eine Art Flipper im Weltall. Hinzu kommt das Problem auf rechtlicher Seite. Die Weltraumkörper (sowohl aktive Satelliten als auch Schrott) stehen im Eigentum von Staaten. Kein Land darf einen Flugkörper eines anderen Staates aus dem Weltraum schiessen, und sei es auch ein noch so kleines Objekt.
«Die internationalen Verträge haben das Prinzip etabliert, dass jedes Objekt im Orbit dem gehört, der es dorthin gebracht hat», erklärt Kessler. «Folglich berührt die Beseitigung von Weltraummüll nationale Sicherheitsinteressen.»
Ein brisantes Thema. Fast jeder zweite Satellit gehört den USA. Es bedarf somit eines internationalen Abkommens, um eine Weltraummüllabfuhr zu institutionalisieren. Doch bis diese mit der Laserkanone ausrückt, dürfte sich das Müllproblem im Orbit wohl weiter verschärft haben.