Weltraumschrott ist eine wachsende Krise – und die Industrie nimmt ihn endlich ernst

Das Weltraumzeitalter hat eine Spur hinterlassen. Jede Raketenstufe, die nicht deorbitierte, jeder Satellit, dem der Treibstoff ausging, bevor er seine Umlaufbahn senken konnte, jede Kollision, die zwei Objekte in Tausende von Fragmenten zertrümmerte – jedes hat zu einem wachsenden Feld von Trümmern beigetragen, die mit Geschwindigkeiten von bis zu 28.000 Kilometern pro Stunde die Erde umkreisen. Bei diesen Geschwindigkeiten trägt ein 1-Zentimeter-Fragment die kinetische Energie einer Handgranate.

Das US Space Surveillance Network verfolgt derzeit etwa 27.000 Objekte, die größer als 10 Zentimeter sind. Schätzungen für Objekte zwischen 1 und 10 Zentimetern belaufen sich auf rund 500.000. Für Fragmente kleiner als 1 Zentimeter – groß genug, um einen Satelliten zu beschädigen oder zu zerstören – liegt die Zahl bei etwa 130 Millionen. Keines der Objekte unter 10 Zentimetern kann mit aktuellen bodengestützten Radarsystemen zuverlässig verfolgt werden, was bedeutet, dass aktive Satelliten Manöver durchführen, um die sichtbaren Objekte zu vermeiden, und für den Rest nur hoffen können.

Wie wir hierher gekommen sind

Das Trümmerproblem hat sich im Laufe von 65 Jahren Weltraumaktivität allmählich angesammelt. Frühe Weltraumprogramme hatten keine Deorbitierungsanforderungen – Raketen wurden gestartet, ihre Oberstufen blieben im Orbit, und Satelliten arbeiteten bis zu ihrem Ausfall, ohne Vorkehrungen für die Entsorgung. Die Umgebung des niedrigen Erdorbit (LEO) unterhalb von 2.000 Kilometern Höhe, in der die meisten Erdbeobachtungs-, Kommunikations- und wissenschaftlichen Satelliten operieren, sammelte Trümmer von jeder bedeutenden Weltraumnation.

Zwei Ereignisse haben das Problem stark beschleunigt. Im Jahr 2007 führte China einen Antisatellitenraketentest gegen seinen eigenen Wettersatelliten Fengyun-1C in 865 Kilometern Höhe durch und schuf etwa 3.500 verfolgte Trümmerobjekte und schätzungsweise 150.000 Fragmente – das größte einzelne Trümmer erzeugende Ereignis der Geschichte. Im Jahr 2009 kollidierten die Satelliten Iridium 33 und Cosmos 2251 über Sibirien in 789 Kilometern Höhe, erzeugten etwa 2.300 katalogisierte Fragmente und wurden zur ersten versehentlichen Kollision zwischen zwei intakten Satelliten.

Beide Ereignisse zeigten, dass Trümmer nicht in menschlichen Zeiträumen verschwinden. Objekte in 800–1.000 Kilometern Höhe haben Orbit-Lebensdauern, die in Jahrzehnten bis Jahrhunderten gemessen werden. Die Fragmente beider Vorfälle sind immer noch da oben und spiralförmig langsam nach unten, während der atmosphärische Widerstand in diesen Höhen – extrem dünn, aber nicht Null – ihre Bahnen über Jahre und Jahrzehnte hinweg erodiert.

Das Kessler-Syndrom-Risiko

Im Jahr 1978 beschrieb der NASA-Wissenschaftler Donald Kessler ein Szenario, das zum zentralen Anliegen der Trümmergemeinschaft geworden ist: Wenn die orbitale Dichte einen kritischen Schwellenwert erreicht, werden Trümmerschäden selbsterhaltend. Jede Kollision erzeugt neue Trümmer, die weitere Kollisionen verursachen, die wiederum mehr Trümmer erzeugen – eine sich selbst verstärkende Kaskade, die eine Orbitalschicht nach und nach mit Fragmenten füllt, bis sie praktisch unpassierbar ist. Der Prozess würde sich über Jahre bis Jahrzehnte abspielen, nicht über Stunden – aber einmal begonnen, kann er nicht gestoppt werden.

Ob wir uns derzeit in einem bestimmten Orbitalband über diesem Schwellenwert befinden, wird aktiv diskutiert. Einige Modelle deuten darauf hin, dass bestimmte Höhenbänder um 800–1.000 Kilometer bereits in einem Regime sind, in dem Trümmer-auf-Trümmer-Kollisionen die dominante Quelle neuer Fragmente sind, selbst ohne zusätzliche Starts. Die aktuelle Mega-Konstellations-Ära – SpaceX Starlink, Amazon Kuiper, OneWeb und chinesische Äquivalente, die Tausende von Satelliten gleichzeitig einsetzen – hat die Anzahl aktiver Objekte drastisch erhöht und erhöht die Kollisionswahrscheinlichkeit in LEO-Höhen selbst für aktiv manövrierende Satelliten.

Der Rettungsanker von LEO ist der atmosphärische Widerstand. Unterhalb von etwa 600 Kilometern Höhe deorbitieren Objekte auf natürliche Weise innerhalb von Jahren bis Jahrzehnten ohne Antrieb. SpaceX konstruiert Starlink-Satelliten so, dass sie innerhalb von fünf Jahren nach dem Ende ihrer Lebensdauer deorbitieren. Das Trümmerproblem ist in höheren Lagen am akutesten – 700–1.200 Kilometer – wo der Widerstand nicht ausreicht, um Trümmer in einem politisch relevanten Zeitraum zu beseitigen.

Aktive Trümmerbeseitigung: Eine finanzierte Industrie

Jahrzehntelang war die aktive Trümmerbeseitigung (ADR) ein Forschungskonzept ohne kommerziellen Weg. Die technischen Herausforderungen sind gewaltig: Trümmerobjekte sind nicht kooperativ (nicht zum Einfangen ausgelegt), taumeln oft unvorhersehbar und sind über Tausende verschiedener Umlaufbahnen verteilt, die für jedes Ziel eine individuelle Missionsplanung erfordern. Auch die Ökonomie war unklar – wer bezahlt die Beseitigung von Trümmern anderer?

Das ändert sich. Astroscale, ein 2013 gegründetes japanisches Startup, absolvierte 2021 die weltweit erste Trümmerbeseitigungsdemonstrationsmission (ELSA-d) und testete das magnetische Einfangen eines kooperativen Ziels im Orbit. Seine Mission ADRAS-J, finanziert von JAXA, inspiziert derzeit einen stillgelegten japanischen Raketenkörper – die H-IIA-Oberstufe – in etwa 600 Kilometern Höhe, mit einem geplanten anschließenden Einfangversuch. Astroscale hat über 300 Millionen US-Dollar eingeworben und ist das führende kommerzielle ADR-Unternehmen.

ClearSpace, ein von der ESA für die Mission ClearSpace-1 ausgewähltes Schweizer Startup, entwickelt ein Raumfahrzeug zum Einfangen und Deorbitieren des VESPA-Raketenadapters, der 2013 von einem ESA-Start im Orbit zurückgelassen wurde. Die Mission ist für 2026 geplant und wird die erste kommerzielle Beseitigung eines tatsächlichen Trümmerobjekts sein (im Gegensatz zu einem kooperativen Demonstrationsziel). Die ESA zahlt rund 120 Millionen Euro für die Mission.

Die Satellitenbusunternehmen D-Orbit, Exolaunch und Rocket Lab integrieren standardmäßig End-of-Life-Antrieb in ihre Plattformen. Das Starlink-Design von SpaceX beinhaltet explizit Deorbitierungsfähigkeit, und die operative Erfolgsbilanz des Unternehmens – mit über 99 % der deorbitierten Starlink-Satelliten, die planmäßig wieder eintreten – setzt einen praktischen Standard, den die Regulierungsbehörden zu formalisieren beginnen.

Die regulatorische Landschaft

Die Richtlinien zur Trümmervermeidung des Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) existieren seit 2002, aber sie sind Richtlinien und keine verbindlichen Regeln. Die US FCC aktualisierte 2022 ihre Orbitaltrümmer-Regeln und verlangt, dass neue Satelliten in LEO innerhalb von fünf Jahren nach dem Ende ihrer Lebensdauer deorbitieren (reduziert von der vorherigen 25-Jahre-Richtlinie). Mehrere andere nationale Regulierungsbehörden haben ähnliche Regeln verabschiedet oder entwickeln sie.

Das schwierigere regulatorische Problem ist die Haftung. Der Weltraumvertrag weist die Haftung für Weltraumobjekte dem Startstaat zu, aber die praktische Herausforderung, eine Trümmerschaden einem bestimmten nationalen Akteur zuzuordnen – insbesondere bei 40 Jahre alten Raketenfragmenten unklarer Herkunft – macht den Haftungsrahmen schwer durchsetzbar. Die erweiterte Herstellerverantwortung – die Satellitenbetreiber dazu verpflichtet, sich gegen ihr Trümmerrisiko abzusichern, wie es einige Versicherer jetzt fordern – ist der Mechanismus, der am ehesten kommerziellen Druck für eine bessere End-of-Life-Entsorgung erzeugen wird.

Das Orbital-Allmende-Problem ist real: Kein einzelnes Unternehmen oder Land hat einen ausreichenden Anreiz, Trümmer zu beseitigen, die es nicht verursacht hat. Die Trümmer, die von sowjetischen und amerikanischen Starts aus den 1960er und 1970er Jahren hinterlassen wurden, sind jedermanns Problem und niemandes Verantwortung. Die aufkommende Industrie rund um ADR stellt den Anfang einer Lösung dar, aber die Beseitigung der wichtigsten Objekte – der großen, stillgelegten Satelliten und Raketenkörper, die bei einem Treffer in Millionen von Teilen zerbersten würden – erfordert ein Investitionsvolumen und eine internationale Koordination, die sich noch nicht materialisiert haben.