Quelle: ESA.

Unter Weltraummüll versteht man sämtliche von Menschen produzierte Objekte, die nicht mehr in Gebrauch sind, etwa Satelliten, Überreste von Explosionen und Kollisionen oder ausrangierte Raketenkörper, die in ihren eigenen Umlaufbahnen um die Erde kreisen.
Aktuellen Berechnungen zufolge fliegen fast 130 Millionen Schrottteile im Weltraum herum. Ihre Größe reicht von einigen Millimetern bis hin zu mehreren Metern. 900.000 dieser Teile werden als gefährlich eingestuft, da sie groß genug sind, um ein Raumschiff im Falle einer Kollision zu beschädigen oder gar zu zerstören. Ein solcher Verlust könnte sich erheblich auf die satellitenbasierten Dienstleistungen, die wir täglich nutzen, auswirken – zum Beispiel in den Bereichen Navigation, Kommunikation sowie Wetter- und Klimaüberwachung.

Gemeinsame Erklärung
Die ESA und das Büro der Vereinten Nationen für Weltraumfragen (United Nations Office for Outer Space Affairs, kurz UNOOSA) arbeiten bei diesem wichtigen Thema schon lange zusammen. Um die Kollaboration im Bereich Weltraumschrott weiter zu stärken, unterzeichneten beide Organisationen am 24. Mai 2019 in Paris eine gemeinsame Erklärung.

UNOOSA und ESA haben beschlossen, gemeinsam an der Förderung des globalen Verständnisses und dem Bewusstsein über Weltraummüll zu arbeiten, Informationen über aktuelle Forschungsergebnisse zu kommunizieren, die Umsetzung bestehender Richtlinien zur Reduzierung von Weltraumschrott zu unterstützen sowie die internationale Kooperation zur Reduzierung dieses Mülls zu stärken.

Herausforderungen gemeinsam begegnen
„Für die Konsensbildung bei Themen mit globalen Auswirkungen agieren die ESA und das Büro der Vereinten Nationen für Weltraumfragen als natürliche Partner“, so Rolf Densing, ESA-Direktor für Missionsbetrieb.

„Angesichts des bereits vermüllten Erdorbits und in Erwartung einer neuen Raumfahrt-Ära mit verstärktem Einsatz neuer Satellitenkonstellationen, betont diese Erklärung mit UNOOSA, wie wichtig ein gemeinsames Vorgehen ist. Nur so können wir der Herausforderung Weltraumschrott wirksam begegnen.“

„Unser gemeinsames Verständnis fungiert dabei als stabile Grundlage für die Raumfahrt-Community – so können wir diese kritische Angelegenheit in einer lösungsorientierten Art und Weise angehen.“

Die ESA ist eine der weltweit führenden Organisationen, die sich damit befasst, das Problem Weltraummüll zu beurteilen, öffentlich anzusprechen und zu reduzieren.

Das Space Debris Office der ESA bietet seit vielen Jahren frei lizenzierte Analysetools an und stellt der Öffentlichkeit Daten zu Müllobjekten zur Verfügung. Dies geschieht im Rahmen der langfristig angelegten, von der UNOOSA entwickelten Nachhaltigkeitsrichtlinien.

Die ESA-Initiative „Sauberer Weltraum“ („Clean Space“) hat sich zum Ziel gesetzt, „saubere“ Satellitentechnologien zu entwickeln. So soll sichergestellt werden, dass zukünftige Missionen nicht noch mehr Müll im All hinterlassen.

Darüber hinaus berichtet die ESA regelmäßig über wichtige Ereignisse im Weltraum, zum Beispiel Wiedereintritte, und über die Einhaltung der Reduzierungsrichtlinien. Dies geschieht über formale Kanäle, etwa den UN-Ausschuss für die friedliche Nutzung des Weltraums und das Inter-Agency Debris Coordination Committee, sowie über öffentliche Kanäle wie die ESA-Webseite, Social Media und Presse.

Innovative Lösungen, um Gefahren durch Weltraummüll zu reduzieren
„Im April haben wir uns einem innovativen neuen Projekt mit dem Weltwirtschaftsforum und Partnern von US-Organisationen angeschlossen. Es geht darum, das weltweit erste Nachhaltigkeits-Ranking für den Weltraum aufzulegen. So soll verantwortliches und nachhaltiges Verhalten weltweiter Raumfahrtakteure anerkannt und gefördert werden“, sagt Holger Krag, verantwortlich für Weltraumsicherheitsaktivitäten bei der ESA.

Im Rahmen des ambitionierten neuen ESA-Programms zur Weltraumsicherheit wird die ESA eine Reihe neuer und verbesserter Initiativen bei Space19+, der ESA-Ratstagung auf Ministerebene im November 2019, vorstellen.

Zu diesen Initiativen gehört die Verbesserung der europäischen Raumfahrt-Infrastruktur, um die Erzeugung von Weltraummüll und den davon ausgehenden Gefahren zu reduzieren, die Entwicklung und Demonstration eines automatischen Kollisionsvermeidungssystems, die Sicherstellung, dass sämtliche ESA-Missionen bis 2020 „müllneutral“ werden sowie der Aufbau europäischer Industriekapazitäten zur Durchführung von Dienstleistungen im Orbit – der letzte Punkt beinhaltet die Realisierung der allerersten Mission zur Entfernung von Weltraumteilen aus dem All.

Die ESA hat sich zum Ziel gesetzt, Technologien zu entwickeln, mit dem wir der nächsten Generation die Weltraumumgebung in einem besseren Zustand überlassen können.

„Noch nie war es so dringend, das Problem Weltraummüll gemeinsam anzugehen“, so Holger Krag weiter.

„Das sind wir nicht nur uns selbst und unserer heutigen Gesellschaft schuldig, sondern auch den zukünftigen Generationen und der Gesellschaft, die wir uns für morgen wünschen.“

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• Weltraummüll

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA.

Akkumulatoren an Bord von Satelliten haben die Aufgabe, den Weiterbetrieb sicherzustellen, wann immer ein Satellit nicht von der Sonne beschienen wird und Solarzellen auf seiner Struktur oder auf Auslegern keinen Strom erzeugen können.

Diese Akkumulatoren sind es auch, die nach der Abschaltung eines Satelliten Katastrophen bewirken können.

Bestimmungen über die Vermeidung von Weltraumschrott erfordern die vollständige Abschaltung elektrischer Stromversorgungssysteme, wenn Satelliten außer Dienst gestellt werden. So hofft man Explosionsereignisse zu verhindern, bei denen Weltraumschrott entsteht, welcher eine Gefahr für andere Raumfahrzeuge darstellt.

Im Rahmen der ESA-Initiative Clean Space („Sauberer Weltraum“), die sich zum Ziel gesetzt hat, nachteilige Einflüsse der Arbeit der Raumfahrtindustrie auf Erde und Weltraum zu reduzieren, soll nun das Verhalten von Akkumulatoren an Bord von Satelliten nach Einsatzende letzterer genauer untersucht werden. Außerdem möchte man herausfinden, wie man eine tatsächlich vollständige Passivierung eines Satelliten erreichen kann, teilte die ESA am 13. März 2014 mit.

Unter den Bauteilen eines Satelliten stellen seine Akkumulatoren solche größerer Abmessungen dar. Am Boden vor dem Abheben aufgeladen versorgen sie Satellitensysteme typischerweise während des Starts und des Transports in den Weltraum. Anschließend können sie von Solarzellen nachgeladen werden und dienen der Überbrückung in Betriebsphasen ohne ausreichende Sonneneinstrahlung. Außerdem müssen sie die Stromversorgung der Satellitensysteme im Fall von ungeplanten Ereignissen, Anomalien und Notfällen übernehmen können.

Um den Belastungen beim Start gewappnet zu sein, und den oft jahrelangen Einsatz im All überstehen zu können, erfolgen Entwurf und Bau von Akkumulatoren für Satelliten mit großer Sorgfalt. Vor einem Start werden sie intensiv getestet.

Wie sich die Akkumulatoren nach Dienstende eines Satelliten verhalten, liegt dagegen weitestgehend im Dunkeln.

Befindet sich ein Satellit in freier Drift, können wegen der Umgebungsbedingungen im Weltraum heftige Temperaturwechsel geschehen, Störungen und Ausfälle des Thermalmanagements auftreten, Bauteile versagen und Strahlungsschäden vorkommen. Dabei ist es wünschenswert, wenn an Bord eines solchen Satelliten befindliche Akkumulatoren trotz allem nicht lecken oder bersten.

Das Auseinanderbrechen einiger Satelliten in der Vergangenheit wurde mutmaßlich von versagenden Akkumulatoren verursacht. Beteiligt waren daran in der Regel ältere Akku-Konstruktionen ohne Lithium-Ionen-Zellen.

Im Rahmen der geplanten Studie wird ein Konzept für ein nach Betriebsende vollständig inertes Satellitenstromversorgungssystem gesucht, bei dem beispielsweise eine geplante physikalische Trennung vorgesehen wird, die so auszuführen wäre, dass es nicht zu einer versehentlichen Passivierung kommen kann.

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