Astrium entwickelt innovatives Raumfahrzeug 'Roger' angelt nach all-täglichem Schrott

Bremen. Beim Raumfahrtunternehmen Astrium wird unter dem Projektnamen 'Roger' mit Hochdruck ein Gefährt entwickelt, das gefährlichen Weltraumschrott einfangen kann. Auf dem internationalen COSPAR-Weltraumkongress in Bremen wurde es erstmals vorgestellt.
21.07.2010, 17:32
Lesedauer: 5 Min
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Von Krischan Förster

Bremen. Beim Raumfahrtunternehmen Astrium wird unter dem Projektnamen 'Roger' mit Hochdruck ein Gefährt entwickelt, das gefährlichen Weltraumschrott einfangen kann. Auf dem internationalen COSPAR-Weltraumkongress in Bremen wurde es erstmals vorgestellt.

Iridium 33, ein Kommunikationssatellit, hat sich vorzeitig aus dem Betrieb verabschiedet. Seine Flugbahn rund 780 Kilometer über Sibirien kreuzte die des ausrangierten russischen Militärsputniks Kosmos 2251. Bei der Kollision wurden die beiden zusammen gut anderthalb Tonnen schweren Flugkörper komplett zerstört. Übrig blieben 700 Trümmerstücke, die seither als gefährliche Geschosse durchs All rasen und für andere Satelliten oder die Raumstation ISS bedrohlich werden könnten. Wenn sie nicht eingefangen werden.

'Roger' könnte aussehen wie ein kleiner Raumtransporter vom Typ ATV. Vielleicht vier Meter lang, mit einem Durchmesser von zwei Metern, zwei Tonnen schwer. Doch statt Nachschub für Astronauten der Raumstation ISS hätte das selbstständig fliegende Vehikel etliche große Fangnetze an Bord. 'Die Technik muss preiswert, robust und verlässlich sein', sagt Jürgen Starke, Projektleiter bei Astrium.

Nach groben Schätzungen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird die Erde in einer Höhe von 200 bis 36000 Kilometern mittlerweile von mehr als 600000 Objekten umkreist, die einen Zentimeter oder größer sind. Insgesamt 5500 Tonnen Schrott. Ausgebrannte Raketenstufen, defekte Satelliten, Abfälle von Raumfahrzeugen, alte Montageteile und eine Vielzahl von kleineren Fragmenten wie Bolzen oder Adapter, Schrauben und Linsen. Selbst eine von einer Space-Shuttle-Astronautin verlorene Werkzeugtasche sauste ein dreiviertel Jahr durchs All, ehe sie in der Atmosphäre verglühte. Andere Trümmer dagegen bleiben stoisch und ewig auf ihren Umlaufbahnen - und könnten jederzeit mit anderen Objekten kollidieren.

Gefahr für die Raumfahrt

'Das Problem ist gravierend', sagt Starke. Ein nur ein Zentimeter großes Metallstück, das mit einer Geschwindigkeit von 15 Kilometern pro Sekunde auf ein Hindernis stoße, habe die gleiche Zerstörungskraft wie eine explodierende Handgranate. Auf polaren Umlaufbahnen, in die die künstlichen Himmelskörper gegenläufig eingeschossen würden, verdopple sich die Wucht der Kollision. 'Wenn wir nichts unternehmen, könnte der Zugang zur Raumfahrt erheblich erschwert werden', sagt der Systemingenieur. Weil die Gefahr, dass ein Satellit, ein Raumschiff oder eine Rakete getroffen wird, deutlich ansteigt.

Zwar verglühten immer wieder Teile, wenn sie in die Atmosphäre eintauchten. Doch sei die Gesamtmenge an Weltraumschrott inzwischen so groß, dass sie sich dank eines Kaskadeneffekts immer wieder selbst regeneriere. Käme kein neuer Schrott mehr hinzu, würde der heutige Zustand immerhin rund 200 Jahre anhalten.

Auch die ISS mitsamt dem in Bremen gebauten 'Columbus'-Labor stand schon unter Weltraumbeschuss. Die winzigen Minimeteoriten verdampften allerdings innerhalb der aus mehreren Schichten bestehenden Schutzhülle. Größeren Brocken muss die ISS ausweichen - wie bereits geschehen. Rund 13000 Teile mit einer ernstzunehmenden Masse werden von der Erde aus ständig optisch und per Radar beobachtet. Auch vor dem Zusammenstoß von Iridium 33 und Kosmos 2251 gab es eine Warnung vor einer gefährlichen Annäherung. Allerdings war angenommen worden, dass beide in gut 500 Metern Entfernung aneinander vorbeifliegen würden. Ein durchaus mögliches Manöver des US-Satelliten blieb aus. 'Absolut exakt waren die Berechnungen eben doch nicht', sagt Starke.

Die europäische Raumfahrtagentur ESA verfolgt derzeit eine Drei-Säulen-Strategie: Aufbau eines eigenen, von der Nasa unabhängigen Frühwarnsystems für 50 Millionen Euro. Striktere 'Müll'-Vermeidung durch entsprechendes Design aller Weltraumgefährte, das möglichst wenig Trümmerstücke produziert. Eine Rückführungsverpflichtung für alle gestarteten Apparaturen - durch gezielten Absturz oder durch einen funktionierender Abfangjäger.

Nach der Ansteuerung würde das Zielobjekt, etwa ein stillgelegter Satellit, mit einem extrem reißfesten Kunstfasernetz eingefangen. Danach würde die 'Beute' gezielt zum Verglühen gebracht oder des geringeren Treibstoffverbrauchs wegen in einen sogenannten Friedhofsorbit angehoben, wo sie nicht mehr gefährlich werden kann. Ob der Transporter selbst die Schrottpartie an den Haken nimmt oder am Netz angebrachte Mini-Triebwerke den Job übernehmen könnten, ist noch offen. Fest steht, dass das Gerät mehrere Missionen nacheinander erledigen soll.

Auch alternative Varianten, bei denen fest installierte Greifarme oder Weltraumroboter das Netz ersetzen, werden noch untersucht, weil sie bei größeren, unkontrolliert durchs All taumelnden Objekten Vorteile hätten. Sie wären aber auch deutlich teurer. 'Die Tendenz geht daher zum Netz', sagt Projektleiter Starke.

Lohnendes Geschäft

Für Astrium könnte es ein lohnendes Geschäft werden: Denn die Missionen würde sich das Unternehmen natürlich bezahlen lassen. Und dass international verpflichtende Regelungen kommen, die von den kommerziellen Anbietern eine Entsorgung ausgedienter Weltraumtechnik verlangen, glaubt man in Bremen auch.

Derzeit wird ein erstes Praxisexperiment bei einem Parabelflug vorbereitet. Erste Demonstrationsversuche im All könnte es frühestens in sechs Jahren geben. Die US-Weltraumbehörde Nasa will spätestens 2020 ein operativ funktionierendes System haben, die europäische ESA ebenfalls. Japaner und Chinesen betreiben ebenfalls eigene Forschungen. 'Es ist ein internationales Problem', sagt Starke. Nicht nur im Orbit.

Nicht jedes Stück Weltraumschrott verglüht beim Eintritt in die Atmosphäre. Gerade Trümmerteile von älteren oder defekten Raumfahrzeuge, die nicht gezielt zum Absturz gebracht werden können, könnten statt wie der ATV mitten im Pazifik durchaus auch auf bewohntem Gebiet einschlagen. Im US-Bundesstaat Oklahoma wurde eine Frau beim Wäscheaufhängen von einem Stück Weltraumschrott an der Schulter verletzt. Und in Australien wurde eine Kuh von einem Treibstofftank erschlagen. Mehr ist glücklicherweise bislang nicht passiert. Aber solche Fälle könnten sich wiederholen.

Das Weltraumteleskop 'Hubble' drohte unkontrolliert abzustürzen, auch daher rührt das Interesse der Amerikaner an der neuen Technik. Letztlich reparierten die Amerikaner das Observatorium und brachten einen Haken an, um es später mit einer Robotersonde gezielt herunterzuholen.

Das deutsche DLR hat auch so ein Problem mit dem alten ROSAT. Nach neun Jahren erfolgreicher Arbeit war der 2,5 Tonnen schwere Röntgensatellit im Februar 1999 abgeschaltet worden. Als er gebaut wurde, hatte niemand an sein Lebensende gedacht. Der nicht mehr steuerbare Satellit wird im kommenden Jahr in die Atmosphäre eintreten und aufgrund seiner Masse nicht vollständig verglühen. Wo aber seine Überreste einschlagen, weiß derzeit niemand. Gäbe es 'Roger' bereits, könnte er einfach eingefangen werden.

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