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Raumfahrt
Das Kessler-Syndrom

Emil Khalisi, Heidelberg

Abb. 1: Festes Schlackepartikel aus Aluminiumoxid, das von der Verbrennung in einem Rakenmotor stammt.

Abb. 2: Verteilung des katalogisierten Weltraummülls im Low Earth Orbits im Jahre 2011.

Bei jedem Raketenstart bleiben im Weltraum künstliche Objekte zurück. Es handelt sich meist um ausgebrannte Raketenstufen, Auswurfpartikel von Zündungen, Satellitenisolierungen und teilweise auch ganze Triebwerke. Hinzu kommen abgefallene Lackierungsfragmente, ausgediente Satelliten und sogar Werkzeug, dass von Astronauten während eines Außenbordeinsatzes verloren wurde. Alle diese Gegenstände fasst man unter „Weltraummüll“ zusammen.

Nach nunmehr 60 Jahren Raumfahrtaktivitäten sammelt sich immer mehr derartiges Geröll im erdnahen Raum an. Man schätzt die Gesamtzahl solcher Bruchstücke mit einem Durchmesser von mehr als 1 cm auf über 700.000; im Millimeterbereich sind es rund 200 Millionen; und im Zehntelmillimeterbereich geht es in die Billionen. Die Gesamtmasse liegt bei 6300 Tonnen, davon befindet sich mehr als 40% im Low Earth Orbit (LEO).

Die LEOs umfassen eine Höhe zwischen 650 bis 1200 km und sind für die Stationierung von Erdbeobachtungssatelliten besonders beliebt. Mit einer geeigneten Wahl von Parametern (Inklination, Höhe, Winkelgeschwindigkeit) kann man sie auf eine sonnensynchrone Bahn setzen. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass ihre Ebene einen festen Winkel zur Sonnenrichtung einhält, d.h. ein Satellit passiert immer zur selben Tageszeit einen bestimmten Punkt über dem Erdboden. Viele Wettersatelliten nutzen das.

Auf diesen LEOs werden die Parkplätze rar. Der Grund sind die nutzlosen Teile, die zu einer Gefahr geworden sind (Abb. 1). Die Wahrscheinlichkeit, dass ein durchschnittlicher Satellit mit einer durchschnittlichen Größe und einer durchschnittlichen Lebensdauer von einem 1-cm-Teilchen getroffen wird, liegt bei etwa 3%. Doch sie steigt unaufhörlich.

Die größeren Partikel (>10 cm) sind relativ gut bekannt. Etwa 18.000 sind erfasst und werden kontinuierlich beobachtet. Eventuell kennt man noch ein paar weitere Tausend Objekte, die aus militärischen Gründen geheim gehalten werden. In den 1970er und 80er Jahren führten nämlich die USA und die Sowjetunion mancherlei Waffentests durch. Nachdem beide das Problem des Weltraummülls erkannt hatten, arbeiteten sie auf dem Gebiet der Vermeidung zusammen. Entsprechend groß war dann die Aufregung, als China 2007 eine eigene Anti-Satelliten-Waffe ausprobierte. Die Chinesen zerstörten gezielt einen eigenen Satelliten (Fengyun-1C), und dessen Trümmer wurden auf viele verschiedene Bahnen bis in große Höhen geschleudert (Abb. 2).

 

Titelbild Ausgabe 2/2017

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