Was hochgeht, muss auch wieder runterkommen, oder? Das gilt nicht unbedingt im Weltraum, wo Satelliten um den Planeten schwirren und durch Geschwindigkeiten festgehalten werden, die die abwärts gerichtete Anziehungskraft der Schwerkraft aufheben.
Obwohl Satelliten heutzutage häufiger abstürzen – meist als Ergebnis einer geplanten Veralterung -, schweben einige seit Jahren, wenn nicht Jahrzehnten, ohne ein vorprogrammiertes Datum für den Rückfall zur Erde herum. Und das bringt den Orbit durcheinander.
Was also hält sie in der Umlaufbahn? Satelliten – also künstliche Satelliten, im Gegensatz zu natürlichen Satelliten wie dem Mond – werden von Raketen ins All getragen. Die Rakete muss 100 bis 200 Kilometer über der Erde fliegen, um außerhalb der Atmosphäre zu gelangen. Sobald die Rakete eine bestimmte Höhe erreicht hat, fliegt sie mit einer Geschwindigkeit von bis zu 18.000 Meilen pro Stunde seitwärts, sagt Jonathan McDowell, Astronom am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts.
Die Rakete schaltet ab und setzt ihre Nutzlast – den Satelliten – ab, der sich nun auf derselben Umlaufbahn befindet und mit derselben Geschwindigkeit dahinrast. Die Erde entfernt sich, während sowohl die Rakete als auch der Satellit um die Erde „fallen“. In dieser Höhe ist die Atmosphäre gerade dünn genug, um zu verhindern, dass der Satellit verglüht, wie es der Fall wäre, wenn er tiefer fällt und auf dickere Luft stößt, die größere Gegenwinde und damit größere Reibung verursacht.
Die meisten Satelliten werden in einem Bereich von bis zu 2.000 km über der Erde abgeworfen. Die Satelliten am unteren Ende dieses Bereichs bleiben in der Regel nur einige Wochen bis wenige Monate oben. Sie stoßen auf die Reibung und schmelzen im Grunde, sagt McDowell.
Aber in Höhen von 600 km – wo die Internationale Raumstation kreist – können Satelliten jahrzehntelang oben bleiben. Und das ist ein potenzielles Problem. Sie bewegen sich so schnell – 5 Meilen pro Sekunde – dass ihr „Fußabdruck“ Hunderte von Meilen lang sein kann. „Wenn man sich vorstellt, dass sie so groß sind, sieht der Weltraum plötzlich nicht mehr so leer aus“, sagt McDowell.
Der erste Satellit wurde Ende 1957 von der ehemaligen UdSSR gestartet. Sputnik-1 wurde zu einer Ikone der Moderne und spornte die USA dazu an, ihre eigenen Pläne zur Erforschung des Weltraums weiter voranzutreiben. Nur wenige Monate nach Sputnik starteten die Amerikaner Explorer-1. In den folgenden Jahrzehnten wurden Tausende von Satelliten in den Weltraum gebracht.
McDowell verfolgt das Geschehen genau. Seiner Schätzung nach gibt es etwa 12.000 Weltraummüllteile und mehrere tausend Satelliten in der Umlaufbahn, von denen etwas mehr als tausend noch aktiv sind. Die Zahl der aktiven Satelliten ist jedoch „unsicher, da die Überwachung der Funkübertragungen dieser Satelliten an ihre Besitzer nicht weit verbreitet ist – außer vielleicht durch die National Security Agency – und die Besitzer, vor allem die militärischen, mir manchmal nicht sagen, wann ihre Satelliten abgeschaltet wurden“, sagt McDowell.
Etwa ein Drittel der Satelliten gehört verschiedenen Militärs, von denen ein Drittel bis die Hälfte zur Überwachung genutzt wird, sagt er. Ein weiteres Drittel ist in zivilem Besitz, und das letzte Drittel ist kommerziell. Russland, die USA, China und Europa sind die Hauptakteure im Startgeschäft, aber auch viele andere Länder verfügen über entsprechende Kapazitäten oder entwickeln sie gerade. Und Dutzende von Ländern haben ihre eigenen Satelliten gebaut, die von anderen Nationen oder kommerziellen Raumfahrtunternehmen gestartet werden.
Und der Trend geht dahin, Geräte mit einer langen Lebensdauer von durchschnittlich 10 bis 20 Jahren in die Umlaufbahn zu schicken. Darüber hinaus verbleiben ausgemusterte oder tote Satelliten meist in der Umlaufbahn und werden durch Solarzellen betrieben.
Hinzu kommt das aufkeimende Geschäft mit „persönlichen“ Satelliten. Diese Mikrosatelliten wurden größtenteils von Universitäten entwickelt und genutzt, aber mindestens ein Unternehmen verkauft auch direkt an die Öffentlichkeit, und es gibt auch Heimwerker-Sites.
Die Verbreitung der Satellitentechnologie wird zum Teil durch dieselben Faktoren vorangetrieben, die auch zur Verbreitung anderer, früher hochentwickelter Technologien geführt haben, wie z.B. der Gensequenzierung – mehr Wissen, schnelleres Rechnen und preiswertere Maschinen. Aber es gibt auch „mehr Tickets für die Fahrt“ – mehr Startmöglichkeiten, sagt McDowell.
All das führt zu einem immer stärker überfüllten Orbit.
Es gibt viele Beinahe-Zusammenstöße – Ingenieure spielen die Rolle der Flugsicherung von der Erde aus und manövrieren die Satelliten bei Bedarf aus der Gefahrenzone. Die Satellitenbesitzer wurden von der NASA und anderen Raumfahrtbehörden aufgefordert, Maßnahmen zu ergreifen, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass das wertvolle Fluggerät von heute nicht zum Schrotthaufen von morgen wird. McDowell sagt, dass dies geschieht, indem niedrige Orbiter in die Burnout-Zone geschoben werden oder große Satelliten absichtlich in den Südpazifik stürzen.
In der Zwischenzeit könnte die Erde ihre Kapazität für Objekte in der Umlaufbahn erreichen.
Gleich wie die Menschen sich der Notwendigkeit eines verantwortungsvollen Umgangs mit der irdischen Umwelt bewusster geworden sind, „müssen wir uns ernsthaft mit der Ökologie des nahen Weltraums befassen“, sagt McDowell.
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