Künstlerische Illustration des ESA-Satelliten ERS-2 in der Erdumlaufbahn. Der Satellit fällt am 21. Februar 2024 auf die Erde zurück.(Bildnachweis: ESA)
Der jüngste Sturzflug des europäischen Fernerkundungssatelliten ERS-2 auf die Erde hat interessante Nachwirkungen.
Nach seinem Start im April 1995 untersuchte ERS-2 fast 16 Jahre lang unseren Planeten. Dann, im Jahr 2011, beschloss die Europäische Weltraumorganisation (ESA), die Mission des mit Radar ausgestatteten Raumfahrzeugs zu beenden. Die Agentur ordnete eine Reihe von Deorbit-Manövern an, die die durchschnittliche Höhe des Satelliten verringerten und das Risiko einer Kollision mit anderen Satelliten oder Weltraummüll verringerten.
Das Raumfahrzeug wurde auch „passiviert“, um das Risiko einer Fragmentierung zu verringern. Bei der Passivierung geht es darum, intern gespeicherte Energie loszuwerden, z. B. durch Ablassen von ungenutztem Treibstoff und Entladen der Batterien (die, wenn sie geladen bleiben, eine Detonation auslösen könnten).
„Da vom Boden aus keine Eingriffe vorgenommen werden können, wird ERS-2 auf ganz natürliche Weise zurückkehren – ein mittlerweile üblicher Vorgang, da im Durchschnitt ein Raumfahrzeug pro Monat in die Erdatmosphäre zurückkehrt“, heißt es in einer Erklärung der ESA vor dem Absturz. Der Begriff „völlig natürliche Rückkehr“ ist jedoch wohl ein benutzerfreundlicher Ersatz für „unkontrolliert“.
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Nach dem Sturz
Das Space Debris Office der ESA sagte voraus, dass der Wiedereintritt von ERS-2 am 21. Februar um 10:41 Uhr EST (1541 GMT) erfolgen würde. In Wirklichkeit stürzte das Raumschiff etwa zwei Stunden später ab und trat über dem Nordpazifik in die Atmosphäre ein.
Das Europäische Raumfahrtkontrollzentrum (ESOC), in dem die Ingenieurteams, die die Raumfahrzeuge in der Umlaufbahn steuern, untergebracht sind, stellte fest, dass die frühere Vorhersage mit einem Plus- oder Minuswert von 1,44 Stunden ausfiel.
Im Bereich des unkontrollierten Weltraummülls zählen jedoch Minuten – ja sogar Sekunden -. Sie können den Unterschied ausmachen, ob ein Stück Weltraumschrott in ein abgelegenes Meeresgewässer fällt oder in einem bewohnten Gebiet niederprasselt.
Es ist sogar wahrscheinlich, dass Teile des 2,5 Tonnen schweren ERS-2 den feurigen Wiedereintritt überlebt haben. Im Durchschnitt schaffen es zwischen 10 und 20 % der Masse größerer Objekte durch die Atmosphäre und schlagen auf dem Boden oder im Wasser auf, sagte Simona-Elena Nichiteanu, eine Medienbeauftragte des ESOC.
Vor dem Absturz von ERS-2 sagte Nichiteanu gegenüber kosmischeweiten.de, dass die größten und schwersten Teile, die relativ unversehrt überleben könnten, vier Tanks des Raumfahrzeugs, ein Trio interner Paneele, die die Instrumente des Raumfahrzeugs tragen, und die Antennenstruktur für die Synthetic Aperture Radar-Antenne des Satelliten sind, die möglicherweise das größte Teil ist, vorausgesetzt, sie bricht nicht auseinander.
Aber wir werden wahrscheinlich nie erfahren, wie viel von dem busgroßen ERS-2 überlebt hat, wenn man den Ort des Wiedereintritts bedenkt.
„Es wurden keine Sachschäden gemeldet“, hieß es in einer Erklärung der ESA nach dem Absturz von ERS-2.
Im Jahr 2011 führten die Mitarbeiter der ESOC-Missionskontrolle der Europäischen Weltraumorganisation in Darmstadt (Deutschland) eine Reihe von Deorbitierungsmanövern durch, die den verbleibenden Treibstoff von ERS-2 verbrauchten und seine Höhe verringerten, um den Fall des Satelliten in die Erdatmosphäre zu beschleunigen. (Bildnachweis: ESA)
Willy-nilly-Satellit fällt
Aber die Willkür eines unkontrollierten Satellitensturzes ist ein Grund zum Gruseln.
Dies ist die Ansicht von Ewan Wright, Doktorand an der Universität von British Columbia und Junior Fellow des Outer Space Institute. Er befasst sich aktiv mit der Nachhaltigkeit der Weltraumumgebung.
In Zukunft, so Wright gegenüber kosmischeweiten.de, sollten alle großen Satelliten kontrollierte Wiedereintritte durchführen.
„Die Betreiber sollten sie so steuern, dass sie über den Ozeanen wieder eintreten, weit weg von Menschen, Flugzeugen und Schiffen“, so Wright. „ERS-2 ist über dem Nordpazifik eingetreten. Wäre der Wiedereintritt eine halbe Stunde früher erfolgt, hätte er Europa oder Afrika treffen können“, sagte er.
Und im Nordpazifik findet Flugverkehr zwischen Asien und Nordamerika sowie nach Hawaii statt, wie Wright betonte.
„Glücklicherweise waren die Flugzeuge dieses Mal nicht betroffen“, sagte er. „Selbst wenn Flugzeuge nicht von Weltraummüll getroffen werden, kann die Ungewissheit zu Luftraumsperrungen und Routenumleitungen führen, was Fluggesellschaften und Passagiere Geld kostet.“
Auch der Schiffsverkehr ist ein Grund zur Sorge – und das nicht nur in der endgültigen Wiedereintrittszone, da sich Objekte in der Umlaufbahn sehr schnell bewegen. Es ist denkbar, dass Teile von zerbrochenen Satelliten über einen weiten Bereich der Wiedereintrittsflugbahn der Objekte herunterkommen können.
Laut cruiseradio.net wurde ein Princess Cruises Schiff mit 2.200 Passagieren vor ERS-2 Trümmern gewarnt. Das Schiff, die Island Princess, wurde durch eine koordinierte Nachricht der ESA und des Nationalen Hydrographischen Amtes benachrichtigt, dass ERS-2-Trümmer in das Gebiet fallen könnten, das das Vergnügungsschiff auf dem Weg nach Port Luis, Mauritius, durchqueren wollte. Die Island Princess wich dem Gebiet aus und nahm einen anderen Kurs.
Für Wright ist die Quintessenz die folgende: „Wir sollten uns nicht auf das Glück verlassen, um das Unfallrisiko zu minimieren. Anstatt zu würfeln, sollten die Betreiber kontrollierte Wiedereintritte vornehmen und die Satelliten so steuern, dass sie sich von Menschen und Flugzeugen fernhalten.“
Globaler Standard
Darren McKnight ist ein Senior Technical Fellow bei LeoLabs, einem kommerziellen Anbieter von Weltraum-Domain-Awareness-Diensten und Low Earth Orbit Mapping mit Sitz in Menlo Park, Kalifornien.
McKnight sagte, dass die Wahrscheinlichkeit von Todesopfern am Boden bei einem einzelnen Wiedereintritt gering ist. Das Gesamtrisiko nimmt jedoch mit der Zeit zu.
„Es ist keine Frage des ‚ob‘, sondern eher des ‚wann‘ ein Wrack auf der Erdoberfläche überleben und zu erheblichen Schäden, Todesfällen oder Verletzungen führen wird“, so McKnight gegenüber kosmischeweiten.de.
Und wenn dieser schicksalhafte Tag kommt, wird es einen Aufschrei wegen unkontrollierter Wiedereintritte von Satelliten geben, sagte McKnight. Der „globale Standard“ ist die 25-Jahres-Regel – das heißt, jeder Satellit muss innerhalb von 25 Jahren nach dem Ende seiner Mission aus der Umlaufbahn gebracht werden, fügte er hinzu.
„Aber die USA sind die einzigen, die von den Betreibern verlangen, das Risiko von Unfällen für Menschen am Boden beim Wiedereintritt zu minimieren“, sagte McKnight. „Dies wird sich genauso wie die 25-Jahres-Regel zu einer Fünf-Jahres-Regel weiterentwickeln, die derzeit nur von der Federal Communications Commission gefordert wird.“
Bei einem unkontrollierten Absturz von Weltraumgeräten zählen Sekunden und Minuten. Sie können den Unterschied ausmachen, ob ein Stück Weltraumschrott in einsame Meeresgewässer fällt oder in einem bewohnten Gebiet abstürzt. (Bildnachweis: The Aerospace Corporation/Center for Space Policy and Strategy)
Alte Regeln
Andererseits werden wir jahrzehntelange Wiedereintritte nach den alten Regeln haben, sagte McKnight. Außerdem bestehe der größte Teil der derzeit in der Umlaufbahn befindlichen Altlasten aus Objekten, die in den 1980er und 1990er Jahren gestartet wurden, als es noch keine Regeln zur Schadensbegrenzung gab.
Je langsamer sich die Vorschriften entwickeln, desto komplizierter wird es sein, ihren Nutzen zu bestimmen, da es im Orbit einen Mix aus verschiedenen Geräten gibt, sagte McKnight.
„Ich denke auch, dass es interessant ist, dass einige Leute jetzt, da die Vorschriften die Betreiber dazu drängen, die Raumfahrzeuge so zu konstruieren, dass sie beim Wiedereintritt zerfallen, sich Sorgen über die Verschmutzung der Atmosphäre durch Abgase von Weltraumstarts und zerfallende Raumfahrzeuge beim Wiedereintritt machen“, so McKnight.
Diese Situation wird laut McKnight immer komplizierter, da die Menge des Materials wächst und wächst. „Niemand wird glücklich sein!“, sagte er.
Hitziges Thema
Ein Absturz eines toten Satelliten wie der von ERS-2 kommt recht häufig vor, so Leonard Schulz, Forscher am Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik der Technischen Universität Braunschweig in Deutschland.
Solche Wiedereintritte werden in Zukunft nur noch zunehmen, so Schulz gegenüber kosmischeweiten.de, da immer mehr Objekte in die niedrige Erdumlaufbahn gebracht werden. Außerdem müssen die Auswirkungen des Wiedereintritts von Raumfahrzeugen auf die Atmosphäre berücksichtigt werden, ein aktuelles Thema, das auch von der ESA untersucht wird.
„Heute fehlen uns Informationen zu vielen Aspekten, wenn es um die freigesetzten Materialien und die nachfolgenden Auswirkungen auf die Atmosphäre geht“, so Schulz.
Satellitenwiedereintritte sind eine gute Gelegenheit, um mit Messkampagnen Daten zu sammeln, riet Schulz. Allerdings seien unkontrollierte Wiedereintritte wie der von ERS-2 extrem schwierig zu beobachten, da die Unsicherheit darüber, wo der Satellit tatsächlich wieder eintritt, sehr hoch sei.
„Aber kontrollierte Wiedereintritte bieten großartige Messmöglichkeiten“, schloss Schulz, „und darauf sollte in Zukunft ein Schwerpunkt gelegt werden!“
