Dass abstürzender Weltraumschrott für die Luftfahrt tatsächlich eine praktische Gefahr ist, ist bekannt. Mit der wachsenden Zahl an Raketenstarts und Satelliten steigt die Gefahr weiter an.
Durch immer mehr Raketenstarts und Satelliten (z. B. Mega-Konstellationen) steigt die Menge an potenziellem Weltraumschrott – und damit statistisch auch das Risiko. Verkehrsflugzeuge fliegen in etwa 10–12 km Höhe, also deutlich unterhalb der Umlaufbahnen. Problematisch sind also nicht orbitale Trümmer selbst, sondern nur Objekte beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.
Die jährliche Wahrscheinlichkeit, dass in einem stark frequentierten Luftraum Weltraumschrott niedergeht, beträgt 26 Prozent. Das ist der Stand der letzten aktuellen Studie, die von Forschern der Universität von British Columbia (Kanada) durchgeführt wurde.
Die Forscher fügten noch eine beeindruckendere Zahl hinzu: die Wahrscheinlichkeit, dass ein ansonsten ruhiger Bereich des internationalen Luftraums jedes Jahr von Trümmern betroffen wird, liegt sogar bei 75 Prozent.
Was tut die Luftfahrt, um die Sicherheit hochzuhalten?
Es bestehen Maßnahmen, um das Risiko auf mehreren Ebenen zu reduzieren: Raumfahrtagenturen und militärische Überwachungssysteme verfolgen zehntausende Objekte im Orbit und berechnen fortlaufend aktualisierte Wiedereintrittsprognosen. Tritt ein größeres Objekt unkontrolliert in die Atmosphäre ein, können Behörden vorsorglich Lufträume sperren oder Flugrouten anpassen – ähnlich wie bei Vulkanausbrüchen oder Raketenstarts.
Zudem werden moderne Satelliten so konstruiert, dass sie am Ende ihrer Lebensdauer kontrolliert abstürzen oder möglichst vollständig verglühen. Betreiber müssen dafür zunehmend verbindliche Entsorgungspläne vorlegen.
Ergänzend existieren internationale Richtlinien zur Vermeidung von Weltraumschrott, etwa die "25-Jahre-Regel" zur Entfernung ausgedienter Satelliten aus dem Orbit, wobei die Regulierung angesichts steigender Startzahlen derzeit weiter verschärft wird.
Agenturen wie das Orbital Debris Program Office der NASA, das Space Debris Office der ESA und weitere internationale Partner überwachen kontinuierlich Objekte im Orbit. Durch die Modellierung ihrer Bahnen und die Vorhersage von Wiedereintritten können diese Organisationen abschätzen, wann und wo Trümmer in die Erdatmosphäre eintreten könnten. Im Jahr 2022 wurden beispielsweise Teile des spanischen und französischen Luftraums aufgrund vorhergesagter Trümmerbahnen gesperrt.
Verbesserung des Wiedereintritts-Designs notwendig
Durch die Kombination von Überwachung, Koordination, Designverbesserungen und Regulierung wollen Forschende und Luftfahrtbehörden den Luftraum sicher halten, auch wenn die Zahl der Satelliten und Trümmer im Orbit weiter steigt.
Viele aktuelle Raketen und Satelliten verfügen tatsächlich nicht über kontrollierte "Deorbit"-Mechanismen, sodass ihre Wiedereintritte unvorhersehbar sind. Forscher betonen, dass Raketen und Satelliten so konstruiert werden sollten, dass sie in einer kontrollierten, sicheren Zone – etwa über einem abgelegenen Ozean – wieder eintreten. Dies würde Notfallsperrungen des Luftraums reduzieren und das Risiko minimieren.
Der Druck auf Politik und internationale Organisationen, strengere Standards zur Vermeidung von Weltraumschrott durchzusetzen, wächst. Dazu gehört die Pflicht zu kontrollierten Wiedereintritten, strengere Vorschriften für die Entsorgung alter Satelliten sowie eine bessere Abstimmung zwischen Raumfahrt- und Luftfahrtbehörden. Experten betonen, dass globale Regeln notwendig sind, da einzelne Betreiber ihre Raketen ohne verbindliche Vorschriften kaum umgestalten würden.
Einzelne, nationale Maßnahmen allein reichen also nicht aus, und internationale Standards und Verpflichtungen wären demnach notwendig, um das Problem global zu lösen.
Dennoch, so wird auch von Forscherseite betont, ist die tatsächliche Wahrscheinlichkeit, dass ein Flugzeug getroffen wird, ist jedoch extrem gering – etwa 1 zu 430.000 pro Jahr. Behörden sagen, dass das Risiko zwar real, aber selten ist.
Aluminiumregen? Fortschritt hat ihren Preis
Gefahr geht allerdings auch von den Materialien aus, die für Satelliten verwendet werden.
Bereits vor rund vier Jahren warnte der Astronom Aaron Boley davor, dass ausrangierte Satelliten der "Starlink"-Megakonstellation, die hauptsächlich in der niedrigen Erdumlaufbahn platziert sind, mehr Aluminium in die obere Erdatmosphäre einbringen könnten als Meteoroiden.
"Sie könnten die dominante Quelle von Aluminiumoxid in großen Höhen werden", so Aaron Boley. Täglich falle etwa 60 Tonnen Material von Meteoroiden in die Erdatmosphäre, erklärte Boley der Fachzeitschrift Space.com.
Der Unterschied ist nach Angaben von Boley gravierend: Meteoroiden bestünden hauptsächlich aus Stein, der sich aus Sauerstoff, Magnesium und Silizium zusammensetze. Die Satelliten bestehen dagegen hauptsächlich aus Aluminium.
Beim Wiedereintritt eines Satelliten in die Erdatmosphäre verbrennt das Aluminium und es entsteht Aluminiumoxid (Alumina). "Und hier wird es problematisch: Alumina reflektiert Licht bestimmter Wellenlängen, und wenn sich genügend davon in der Atmosphäre ansammelt, kann es zu Streuung kommen und möglicherweise die Albedo der Erde verändern", warnt Boley weiter. Die Albedo bezeichnet das Rückstrahlvermögen einer Oberfläche, die selbst kein Licht abgibt.
Tatsächlich wurde in der Vergangenheit bereits die Idee diskutiert, die Albedo der Erde durch Chemikalien in der oberen Atmosphäre gezielt zu verändern, um eine globale Erwärmung zu verlangsamen – solche Konzepte fallen unter den Begriff "Geoengineering".
Allerdings gibt es erhebliche Vorbehalte, weil die möglichen Nebeneffekte kaum erforscht sind.
"Jetzt sieht es so aus, als würden wir dieses Experiment ohne Aufsicht oder Regulierung durchführen“, so Boley. "Wir wissen nicht, wo die Schwellenwerte liegen und wie sich das auf die obere Atmosphäre auswirken wird."
Meteoriteneinschläge versus Weltraumdebris: das Risiko
Was tut man nun als Passagier, um sich guten Gewissens ins Flugzeug setzen zu können? Grundsätzlich bleibt es beim Vertrauen in die Sicherheitsvorkehrungen der Fluggesellschaften und Luftfahrtbehörden. Auch Medien informieren über ungewöhnliche Trümmer oder vorhergesagte Risiken, etwa durch besonders große Raketenstufen.
Übrigens: Die tägliche Anzahl von Meteoroiden unterschiedlicher Größe, die in die Erdatmosphäre eindringen, ist riesig. Die meisten verglühen dabei jedoch größtenteils vollständig und erreichen die Erdoberfläche nicht.
Aber: Mittelgroße Objekte mit einer Größe von 1 bis 50 Metern, wie etwa der Tscheljabinsk-Meteorit von 2013, können hingegen erhebliche Schäden verursachen. Statistisch treten solche Einschläge etwa alle 50 bis 100 Jahre auf. Große Meteoroiden über 100 Meter Durchmesser, die globale Katastrophen auslösen könnten, sind extrem selten und kommen nur etwa alle 100.000 Jahre vor.
Schätzungen für das Risiko für Schäden an Menschen durch mittelgroße Meteoroiden (1–50 m) wie Tscheljabinsk liegen bei etwa 0,001 % pro Jahr. Zum Vergleich: Das Risiko, dass ein Flugzeug von Weltraumschrott getroffen wird, liegt bei etwa 0,00023 % pro Jahr (1 zu 430.000).
Die Wahrscheinlichkeit, dass unsere Erde von einem Meteoriten getroffen wird, ist also nach Angaben von Statistikern ungefähr 4–5 Mal höher als die Wahrscheinlichkeit, dass ein Flugzeug von Weltraumschrott getroffen wird.