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Starlink-Satelliten vor dem Einsatz (Bildnachweis: SpaceX)

Die Luftverschmutzung durch Satelliten, die in der Erdatmosphäre verglühen, könnte zum nächsten großen Umweltproblem der Welt werden – aber diese heikle Form der Verschmutzung scheint sich sowohl den internationalen Weltraumverträgen als auch den auf die Erde ausgerichteten Umweltgesetzen zu entziehen. Daher schlagen einige Forscher eine Lösung vor: Vielleicht sollten Chemikalien, die beim Wiedereintritt von Satelliten entstehen, in das Montrealer Protokoll von 1987 aufgenommen werden, das bestimmte Stoffe verbietet, die die schützende Ozonschicht unseres Planeten schädigen können.

Satelliten brennen seit Beginn des Weltraumzeitalters in der Erdatmosphäre, aber jahrzehntelang schenkte niemand dem Thema wirklich viel Aufmerksamkeit. Das änderte sich, als die Ära der Megastellationen begann.

In der Vergangenheit machten alte Raumfahrzeuge kaum einen Tropfen unter den Tausenden von Tonnen von Meteoriten aus, die jedes Jahr auf die Erde fallen. Mit dem Aufkommen der Megakonstellationen, die aus Hunderten oder sogar Tausenden von Satelliten bestehen können, nahm der Anteil des von Menschen verursachten Weltraummülls jedoch zu.

Ein wachsendes Problem

Bis zu zweihundert Tonnen toter Satelliten könnten beispielsweise im Jahr 2023 in der Erdatmosphäre verdampfen, so die Schätzungen, die auf dem Workshop zum Schutz der Erde und des Weltraums vor der Entsorgung von Raumfahrzeugen und Trümmern am 23. und 24. September an der Universität Southampton in Großbritannien vorgestellt wurden.

Im Vergleich dazu verglühen jedes Jahr mehr als 16.000 Tonnen Meteoriten in der Erdatmosphäre. Bis zum Jahr 2033 könnte die jährliche Menge an verbranntem Satellitenmüll 3.600 Tonnen erreichen – das sind mehr als 20 % der Menge an natürlichem Weltraumgestein, sagte Andrew Bacon, Chief Technology Officer bei der Firma Space Forge, die im Orbit produziert, auf dem Workshop.

Dieser erwartete Anstieg des vom Menschen verursachten Weltraummülls beunruhigt die Wissenschaftler, denn im Gegensatz zu Meteoriten bestehen Satelliten aus Legierungen, die Aluminium und andere Metalle enthalten, die zu chemischen Verbindungen oxidieren, die sonst in der Atmosphäre nicht vorkommen. Die besorgniserregendste dieser Verbindungen ist Aluminiumoxid, ein weißes Pulver, das in der Atmosphäre wie ein „Sonnenschutz“ wirkt und verhindert, dass das Sonnenlicht näher an die Oberfläche dringt.

„Er reflektiert das Sonnenlicht, was bedeutet, dass er die von der Erde absorbierte Energiemenge reduzieren kann“, sagte Minkwan Kim, ein außerordentlicher Professor für Raumfahrttechnik an der Universität Southampton in Großbritannien und einer der Organisatoren des Workshops, gegenüber kosmischeweiten.de

Das klingt nach einer guten Sache, da dieser Sonnenschutzeffekt theoretisch den fortschreitenden Klimawandel verlangsamen könnte – aber Kim warnt davor, dass die unerwünschten Folgen einer solchen vom Menschen verursachten Abkühlung auf das Klima des Planeten nicht vorhergesagt werden können.

Ozonabbau

Aluminiumoxid schädigt bekanntermaßen auch das Ozon, das Gas, das die schädliche UV-Strahlung daran hindert, die Erdoberfläche zu erreichen. Die Zerstörung der Ozonschicht unseres Planeten sorgte in den 1980er Jahren für Schlagzeilen, als Wissenschaftler ein klaffendes Loch in der Ozonschicht über der Antarktis entdeckten. Chlor- und bromhaltige Substanzen, die in Aerosolsprays und Kühlmitteln enthalten sind, wurden für die Katastrophe verantwortlich gemacht. Das Montrealer Protokoll von 1987 verbot diese Stoffe und ebnete den Weg für eine allmähliche Erholung der Ozonschicht. (Seitdem hat sie sich tatsächlich erholt.)

Ausgehend von dieser Erfolgsgeschichte ist Kim der Meinung, dass die globalen Gesetzgeber über eine Änderung des Montrealer Protokolls nachdenken sollten, um Chemikalien, die aus der Verschmutzung durch Satelliten stammen – wie Tonerde – einzubeziehen, um zu verhindern, dass sich die polaren Ozonlöcher wieder öffnen und andere Umweltfolgen eintreten, die wir vielleicht noch gar nicht kennen.

Eine Modellstudie, die im Juni in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde, ergab, dass der durch Tonerde aus verbrannten Satelliten verursachte Ozonabbau „potenziell signifikant“ werden könnte, wenn die Zahl der in die Umlaufbahn geschossenen Satelliten wie erwartet weiter steigt.

„Wir denken, dass wir versuchen sollten, etwas Ähnliches zu tun, wie wir es in der Vergangenheit getan haben, um die Ozonschicht zu schützen“, sagte Kim. „Zum Beispiel, indem wir diese Chemikalien aus Satellitenabschüssen in [das Montrealer Protokoll] aufnehmen.“

Keine Regelung

Rachael Craufurd Smith, Expertin für Weltraumrecht an der Universität Edinburgh, sagte auf dem Workshop, dass keines der bestehenden internationalen Weltraumabkommen Bestimmungen zum Schutz des Planeten vor den potenziellen Umweltauswirkungen der Luftverschmutzung im Zusammenhang mit dem Wiedereintritt von Satelliten enthält.

Das 1972 unterzeichnete Haftungsübereinkommen macht Staaten in vollem Umfang haftbar, wenn von ihrem Hoheitsgebiet aus gestartete Raumfahrzeuge Schäden im Hoheitsgebiet anderer Länder verursachen. Die Konvention deckt auch Schäden an Flugzeugen und anderen Satelliten in der Umlaufbahn ab. Der Weltraumvertrag von 1967 hingegen verpflichtet die Staaten, die Verschmutzung anderer Himmelskörper von der Erde aus zu verhindern und die Erde vor der Verschmutzung durch extraterrestrische Stoffe zu schützen. In keinem der beiden Dokumente werden jedoch weitergehende Umweltauswirkungen von Weltraumaktivitäten auf der Erde erwähnt, so Smith.

Micheal Hennesey, ein Dozent für internationales Umweltrecht, der ebenfalls auf dem Workshop sprach, sagte, dass „aus dem internationalen Umweltrecht abgeleitete Standards“ dazu beitragen könnten, „das Fehlen von Rechtsvorschriften für die Umwelt im Weltraum zu kompensieren“.

Neben dem Montrealer Protokoll erwähnte Hennesey auch das Übereinkommen über weiträumige grenzüberschreitende Luftverschmutzung, das die Luftverschmutzung regelt, die ihren Ursprung in anderen Staaten als den von ihr betroffenen hat. Beide Dokumente müssten geändert werden, da sie weder Aluminiumoxide noch die Auswirkungen der vom Menschen verursachten Prozesse in der oberen Atmosphäre abdecken.

Fabio Tronchetti, außerordentlicher Professor für Recht an der Northumbria University in Großbritannien, warnte davor, dass internationale Gesetzgeber, wie die Mitgliedstaaten der Vereinten Nationen, lange brauchen, um neue Vorschriften zu erlassen, und geopolitischen Einflüssen unterliegen. Er empfahl der Raumfahrtindustrie, nach eigenen Lösungen zu suchen.

Das könnte nach Ansicht anderer Experten, die an dem Workshop teilnahmen, der einzige gangbare Weg in die Zukunft sein.

Kim zufolge hat die Welt vielleicht keine Zeit mehr, das Problem der Satellitenverschmutzung herunterzuspielen. Da Satelliten in Höhen zwischen 80 und 60 Kilometern (50 und 37 Meilen) verglühen, kann es Jahrzehnte, vielleicht sogar Jahrhunderte dauern, bis die beim Abbrand entstehenden Partikel auf die Erde zurückfallen.

„Wenn wir nichts unternehmen, werden wir bei der derzeitigen Wachstumsrate der brennenden Satelliten innerhalb der nächsten 10 Jahre definitiv die Auswirkungen auf der ganzen Welt sehen“, sagte Kim. „Wir müssen so schnell wie möglich mit der Diskussion beginnen. Beim Weltraummüll haben wir 20 oder 30 Jahre gebraucht, um eine Lösung zu finden. Wenn wir beim Problem [der Luftverschmutzung durch Satelliten] den gleichen Zeitrahmen einhalten, könnte es zu spät sein.