Aleks Scholz ist Autor und Astronom. In seiner Kolumne „Lichtjahre später“ erklärt er regelmäßig alles, was wir über das Universum wissen müssen. Seit Januar 2013 befindet er sich auf einer Irrfahrt über den Nachthimmel. Heute: Der Krieg der Dinge im Weltraum.
Aleks Scholz. Foto: Ira Struebel
Die Schrott-Abhandlung
Am 7. April 2012 beendet der russische Satellit Molniya-1-89 seine sechzehnjährige Dienstreise. Die tonnenschwere Kapsel, zu groß, um beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zu verglühen, donnert geradewegs in den Pazifik. Es war nicht der einzige Satellit, der in dieser Zeit im Meer verschwand. In den Monaten von September 2011 bis Januar 2012 fielen der amerikanische Klimasatellit UARS, das deutsche Röntgenteleskop ROSAT und die kaputte russische Marssonde Phobos-Grunt zurück auf die Erde. Oder wie Wired.com schrieb: “It’s been a busy few months for satellites falling back to Earth.”
Insgesamt haben wir mittlerweile gut sechstausend Satelliten ins All geschossen, mehr als die Hälfte ist noch dort. Aber die meisten sind außer Betrieb. Die aktuelle Datenbank der “Union of Concerned Scientists” enthält nur 1084 aktive Satelliten, Stand August 2013, darunter berühmte Weltraumgefährte wie die International Space Station ISS oder das Hubble-Teleskop. Die meisten davon arbeiten in einer Art Limbo zwischen Himmel und Erde, nur ein paar hundert Kilometer über der Erdoberfläche. Viele der alten Satelliten enden genauso wie Molniya 1-89, UARS und ROSAT. Durch die ständigen Kollisionen mit den Gasmolekülen in der äußersten Schicht der Atmosphäre werden sie langsamer und langsamer, bis ihre Bahngeschwindigkeit nicht mehr ausreicht, um sie vom Herabfallen zu bewahren. Die Schwerkraft der Erde ist stärker. Sie sinken immer tiefer in die Atmosphäre ein, die Reibung wird immer stärker, die Außenwände beginnen zu glühen. Sie stürzen ab.
Auch der berühmteste Satellit aller Zeiten entkam diesem Schicksal nicht. Sputnik 1, der erste künstliche Weltraumkörper, raste drei Monate um die Erde, legte dabei siebzig Millionen Kilometer zurück und läutete eine neue Runde im Kalten Krieg ein. Anschließend fiel das Ding zu Boden. Im Unterschied zu Molniya 1-89 verglühte Sputnik-1 völlig. Die kleine Alukugel mit ihren vier langen Barthaaren war nicht groß genug, um den Sturz zu überstehen. Die Rückkehr zur Erde ist eine mögliche Zukunft für all die Gegenstände, die wir in den letzten 50 Jahren ins Universum geschossen haben. Eine andere ist der Zusammenstoß mit anderen Weltraumkörpern, entweder Felsbrocken aus der Urzeit des Sonnensystems oder menschgemachten Dingen.
Im Februar 2009 kollidierte Iridium 33 mit Cosmos 2251. Beides sind Kommunikationssatelliten, der eine amerikanisch, der andere russisch. Sie zerfielen in ihre Einzelteile. Es war der bisher größte Verkehrsunfall im Weltall. Durch den Zusammenstoß entstanden mindestens zweitausend neue Objekte. Am 11. Januar 2007 zerschoss das chinesische Militär absichtlich einen Satelliten, um auszuprobieren, wie sowas geht. Es klappte wunderbar, der Satellit zersplitterte in tausende Einzelteile. Insgesamt gibt es vielleicht zehn oder zwanzigtausend menschgemachte Dinge im All, die größer als ein paar Zentimeter sind, mehrere Millionen, wenn man die noch kleineren mitzählt. Die genaue Anzahl ist nicht besonders gut bekannt, aber es sind jedenfalls sehr sehr viele. Darunter kaputte Satelliten, die seit Jahren keinen Pieps mehr von sich geben. Teile der Raketen, die die Satelliten erst ins All befördern. Ein Handschuh, den Astronaut Michael Collins beim Spaziergang im Weltraum verlor. Und die Müllsäcke der Weltraumstation Mir.
Eine Million klingt viel, aber ist der Weltraum nicht wahnsinnig groß? Wen stören eine Million Müllsäcke, wenn die Mülldeponie unendlich groß ist? Leider funktioniert das Argument nur, wenn man unendlich viel Energie zur Verfügung hat, um den Müll wirklich auf der unendlich großen Deponie zu verstreuen. Die meisten der zigtausend Artefakte befinden sich jedoch auf “LEOs”, low-earth orbits, ein paar hundert Kilometer über der Erdoberfläche, also genau dort, wo auch die meisten Satelliten ihre Runden drehen. Mit der Ausnahme der Mondlandungen fand bisher die gesamte bemannte Raumfahrt auf LEOs statt.
Eine weitere Problemzone sind die geostationären Bahnen, 35.000 Kilometer über dem Erdäquator. Hier können Satelliten so geparkt werden, dass sie sich immer über demselben Fleck der Erde befinden. Das hat den immensen praktischen Vorteil, dass man die Antenne, die Signale vom Satelliten empfängt, immer in derselben Position lassen kann. Mit anderen Worten: Man muss zum Fernsehen nicht ein technikversiertes Familienmitglied aufs Dach stellen, um den Satelliten mit der Antenne zu verfolgen. Astra, Intelsat, Eutelsat, Galaxy heißen ein paar der Satellitenflotten, die sich auf geostationären Orbits bewegen. Die Geräte befinden sich weit außerhalb der Erdatmosphäre, das Vakuum ist fast perfekt, der Absturz zurück auf die Erde damit eher selten. Was geostationär fliegt, bleibt in der Regel für immer im All.
Es sind diese vielbevölkerten Zonen, in denen am ehesten die Katastrophe droht. Bevor “Gravity” in die Kinos kam, gehörte das Kessler-Syndrom zu den am wenigsten bekannten apokalyptischen Szenarien. Beim Kessler-Syndrom wird die Dichte des Schrotts im Weltraum so groß, dass jede Kollision zwangsläufig zu mehr Kollisionen führt. An diesem Punkt werden die bei einem Zusammenstoß entstehenden neuen Dinge nicht einfach von der Leere des Alls geschluckt, sondern stoßen zum Teil wieder mit anderen Dingen zusammen, was wiederum zu noch mehr Dingen und Zusammenstößen führt. Nach der Kessler-Katastrophe ist das All eine Zone der Zerstörung, unbefahrbar und unbewohnbar. Wirft man in einen derart verseuchten Weltraum einen neuen Satelliten, wird er umgehend durch die vorhandenen Teile zerschossen. Das Kessler-Syndrom ist der Krieg der Dinge.
Viel fehlt nicht mehr. Der tonnenschwere Satellit Envisat, seit 2012 ein lebloses Stück Schrott, wird jedes Jahr zweimal knapp von anderen Dingen verfehlt, die innerhalb von 200 Metern vorbeifliegen. Es ist ein kosmisches Dartspiel und schon morgen könnte ein Pfeil ins Schwarze treffen. Statt Envisat hätten wir dann eine Wolke aus Einzelteilen im Orbit, die wiederum mit anderem Zeug kollidieren. Wenn die entscheidenden Satellitenzonen im Kessler-Syndrom untergehen, ist es vorbei mit Satellitenfernsehen, GPS, Wettervorhersagen, Satellitentelefon, Google Earth und Raketenüberwachung. Milliardendollarkonzerne werden ihre Existenzberechtigung verlieren. Viel schlimmer: Wir werden wieder mit Bauernregeln, Landkarten und herkömmlicher Spionage anfangen müssen.
Space debris, Weltraumschrott, ist das Zeug, das uns in zurück in so was wie eine Miniatursteinzeit transportieren wird. Die Liste der Organisationen, die daran arbeiten, den Schrott in den Griff zu kriegen, ist lang und enthält unter anderem praktisch alle großen Armeen, alle Regierungen, die NASAs und ESAs der Welt, und so weiter. Mittlerweile gibt es “graveyard orbits”, Bahnen, die ein paar hundert Kilometer oberhalb der geostationären Zone liegen und als Friedhof für ausgediente Raumkörper dienen. Seit 2002 müssen amerikanische Satelliten auf geostationären Orbits am Ende ihres Lebens auf einen solchen Friedhof befördert werden. Andere Satelliten werden mit letzten Treibstoffresten absichtlich und kontrolliert zurück auf die Erde gelenkt und finden ihr Grab auf dem Boden des Ozeans. Eine Reihe von anderen Lösungsoptionen ist im Gespräch. Eine Variante ist der “Termination Tether”, ein langes Kabel, das man dem Satelliten mit auf dem Weg gibt. Stellt der Satellit den Betrieb ein, rollt man das Kabel aus. Wie ein Schleppanker schleift es durch die Atmosphäre, bremst den Satelliten und zieht ihn immer tiefer, bis er abstürzt. Die Idee des “Termination Tether” ist mehr als ein Jahrzehnt alt, seitdem sind die Systeme “in Entwicklung”. Ansonsten bleibt nicht viel mehr übrig als die Vermeidung von mehr Müll und die sorgfältige Katalogisierung des vorhandenen. Weltweit starren große Fernrohre und Radarsysteme nach oben mit dem Ziel, Schrott im All aufzuspüren und zu verfolgen.
Das James Gregory Telescope in St Andrews auf der Suche nach Weltraumschrott. Die fünf Bilder wurden am 24. Februar 2014 direkt hintereinander aufgenommen. Alle punktförmigen Objekte sind Sterne. Der Streifen im Bild ist ein Stück Weltraumschrott auf einer Molniya-Bahn. Das Ding erzeugt einen Streifen, weil es sich relativ zu den Sternen bewegt.
Aber es gibt noch andere Gründe, sich um Weltraumschrott Sorgen zu machen. Justin Walsh ist Professor für Archäologie an einer kleinen Universität in Südkalifornien. Er ist einer der wenigen, die Artefakte im Weltraum nicht nur als Ärgernis, sondern als kulturelles Erbe begreifen, das schützenswert ist. Sein Argument: Genau wie antike Vasen, Burgruinen, Dampfmaschinen, und Weltkriegsbunker sind auch die Reste von Satelliten Zeugen der Geschichte und dokumentieren die Entwicklung der Menschheit. In diesem Sinne müssen sie international geschützt werden, fordert Walsh. Zum Beispiel dürfte man ausgediente Satelliten nicht einfach abstürzen lassen. Als 2001 die berühmte Station Mir im Meer versank, ging mit ihr auch ein Stück Geschichte unter. Im Unterschied zu anderen archäologisch relevanten Orten hat der Weltraum immerhin den Vorteil, dass man die Artefakte nicht ausgraben muss.
Bisher gibt es keinerlei gesetzliche Grundlage für den Schutz von Dingen im Weltraum. Die Benimmregeln für das Verhalten im All sind noch auf dem Stand des Wilden Westens. Wenn man neue Gegenden erobert, steht die Sorge um das Kulturerbe nicht gerade weit oben auf der To-Do-Liste. Bei der Antarktis dauert es mehr als hundert Jahre von der ersten Sichtung des Kontinents bis zu den ersten Gesetzen zu seinem Schutz. In Nordamerika mehrere Jahrhunderte. Wo hört Eroberung auf, wo fängt Geschichte an? Wo fängt Zivilisation an? Wie lange wird der Weltraum die letzte Wildnis sein, in der alles erlaubt ist?
“Space archaeology” hat heute 24.000 Googletreffer – wir werden herausfinden, ob die Disziplin in Zukunft an Bedeutung gewinnt und die Zivilisation im All einzieht. Praktisch gedacht gibt es durchaus Möglichkeiten, die Interessen von zukünftigen Historikern und den Anti-Schrott-Kampagnen im Weltraum zu vereinen. Schützenswert sind vor allem die großen Artefakte, ganze Satelliten wie Envisat, nicht viele Millionen undefinierte Metallteile, die wie Geschosse durchs All fliegen. Die Vermeidung von Kleinteilen ist auch im Interesse des Historikers. “Graveyard orbits” könnte man auch als “museum orbits” sehen – Bahnen, auf denen Satelliten ungestört für Millionen Jahre bleiben können.
Für Molniya 1-89 kommt diese Diskussion zu spät. Die russischen Molniya-Satelliten existieren übrigens nur, weil Russland sich zu weit nach Norden erstreckt. Die geostationären Satelliten, die über dem Äquator stehen, kann man vom Norden Russlands aus nicht besonders gut sehen. Molniya-Satelliten sind nicht stationär über Russland im All angebracht, sie stehen jeden Tag woanders. Molniyas sind die Jojos unter den Satelliten, alle zwölf Stunden katapultieren sie sich einmal um die Erde. Den Rest der Zeit bewegen sie sich langsam über die eurasische Landmasse und sind von ganz Russland aus gut sichtbar. Die Schwerkraft der Erde erledigt die gesamte Arbeit, kein Zusatztreibstoff, keine altrussische Magie. Die komplizierten elliptischen Molniya-Bahnen sind nur deshalb über viele Jahre stabil, weil die Erde keine perfekte Kugel, und ihr Schwerefeld darum nicht völlig symmetrisch ist. Von einer Delle des irdischen Schwerefeldes aus senden Molniya-Raumflugkörper nach Murmansk, Norilsk und Vorkuta.
Aleks Scholz
Der Nachthimmel im Internet, zum Nachvollziehen der Reise.
Aleks Scholz, geb. 1975, ist Astronom und Autor. Zurzeit arbeitet er als Direktor des Observatoriums an der Universität von St. Andrews in Schottland. Zusammen mit Kathrin Passig veröffentlichte er das »Lexikon des Unwissens« und »Verirren« (beides bei Rowohlt Berlin). Er war Redakteur des Weblogs Riesenmaschine und schrieb für die Süddeutsche Zeitung, den Standard, die taz, die Zeit, Spiegel Online und CULTurMAG. Zuletzt erschien im CulturBooks-Verlag „Lug, Ton und Kip. Die Entdeckung der Wicklows“ (mehr hier). Foto: Ira Struebel. Aleks Scholz bei Google+.
