Fast 13.000 aktive Satelliten umkreisen derzeit die Erde (externer Link). Über 9.000 von ihnen gehören zum Starlink-Netzwerk von Elon Musk (externer Link), das mit dieser sogenannten „Konstellation“ Internetverbindungen rund um den Globus anbietet. Doch das ist erst der Anfang: 42.000 Satelliten sollen es nach der derzeitigen Planung von SpaceX (externer Link) in den kommenden Jahren werden. Auch andere Telekommunikationsanbieter bereiten sich auf den Sprung in den Orbit vor. Doch was raufgeschossen wird, kommt irgendwann auch wieder runter. Die Menge an Weltraumschrott, die inzwischen aus dem Orbit zur Erde zurückstürzt, ist gewaltig.
Astrophysiker Manuel Metz vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beobachtet diese Entwicklung ganz genau: „Vor zehn Jahren haben wir von etwa 100 Tonnen pro Jahr gesprochen, die in die Erdatmosphäre wiedereingetreten sind. Wir sind im Moment im Bereich des acht- bis zehnfachen, was im Jahr wiedereintritt und dort zum Verglühen gebracht wird.“
Ein „unkontrolliertes Experiment mit unserer Erdatmosphäre“
Das Verglühen der Satelliten beim Wiedereintritt in die Atmosphäre galt lange Zeit als sicherste Methode, um den Erdorbit sauber zu halten und um die Satelliten nach Ablauf ihrer Lebenszeit loszuwerden. Doch das Material, das beim Verglühen entsteht, verschwindet nicht, sondern breitet sich in der sogenannten Mesosphäre in etwa 75 Kilometern Höhe aus.
Welche Folgen die zunehmende Verschmutzung der oberen Atmosphäre für die Umwelt haben kann, ist bislang laut Metz kaum erforscht: „Was da so genau passiert, das weiß man tatsächlich noch nicht. Letztendlich betreiben wir da gerade, leider muss man sagen, wieder ein unkontrolliertes Experiment mit unserer Erdatmosphäre.“
Tausende Tonnen Weltraumschrott in den nächsten Jahren
Im Gegensatz zu hochwertigen Forschungssatelliten, deren Betriebsdauer zum Teil auf mehrere Jahrzehnte ausgelegt ist, haben die Starlink-Satelliten eine sehr kurze Lebenszeit von gerade einmal fünf Jahren (externer Link). Danach gelten sie als veraltet – und werden in der Erdatmosphäre entsorgt. Durch den Ausbau der Starlink-Konstellation könnten in den nächsten Jahren über 10.000 Tonnen Weltraumschrott anfallen, der in der Erdatmosphäre verdampft (externer Link).
Obere Atmosphäre besonders empfindlich gegenüber Verschmutzungen
Gemessen an den Schadstoffmengen, die der Mensch täglich an der Erdoberfläche freisetzt, erscheint das wenig. Doch wegen der sehr dünnen Luft in der Mesosphäre wird auch diese relativ kleine Menge zu einem sehr großen Problem, sagt Gerd Baumgarten vom Leibnitz-Institut für Atmosphärenphysik: „Wenn ich eine Tonne in 75 Kilometer Höhe verglühe, dann ist das so schlimm, als ob ich 100.000 Tonnen am Erdboden freisetze.“
Schadstoffe, die in der untersten Schicht unserer Atmosphäre freigesetzt werden, können etwa durch Regen wieder aus der Luft gewaschen werden oder sind in natürliche Kreisläufe eingebunden, wie etwa das Kohlendioxid. „In der oberen Atmosphäre ist es aber so, dass die Verschmutzung da gar nicht wegkommt. Es könnte sein, dass es sich da richtig ansammelt über die Zeit,“ erklärt Baumgarten.
Ozonloch 2.0 durch Aluminiumreste?
Was sich in der Erdatmosphäre durch Weltraumschrott zusammenbrauen könnte, weiß niemand. Erforscht wurden bislang nur die Stoffe, die durch Meteoriten hier eingebracht wurden, etwa Eisen oder Nickel. Durch die Hightech-Bauteile der Satelliten werden in der oberen Atmosphäre aber Verbindungen freigesetzt, die es hier bislang nicht oder nur in geringen Mengen gab.
So könnte das in Satelliten häufig verbaute Aluminium, das beim Wiedereintritt mit dem Luftsauerstoff zu Aluminiumoxyd reagiert, zu ernsthaften Problemen führen. Laut einer neuen Studie könnten die Nanopartikel aus Aluminiumoxid über mehrere Jahrzehnte hinweg absinken, bis sie auf die Ozonschicht treffen – und dort schlimmstenfalls ein neues Ozonloch verursachen. Das sei nur ein Beispiel, warnt Baumgarten: „Bei allen anderen Sachen kann das sogar viel schlimmer sein!“
Neue Wege bei der Entsorgung
Um herauszufinden, was genau beim Verglühen von Satelliten beim Wiedereintritt passiert, startet die Europäische Weltraumorganisation ESA im Jahr 2027 die „Draco-Mission“ (externer Link). Sie könnte helfen, neue, umweltschonende Satelliten und Raketenbauteile zu entwickeln. Theoretisch gäbe es auch Alternativen zur Entsorgung durch Verglühen in der Erdatmosphäre: etwa Recycling im Weltraum oder kontrollierte Abstürze ohne Verglühen auf unbewohntem Gebiet.
