Die Bedrohung für die Zukunft des Weltraums: Die Gefahren, die Satelliten und Weltraummüll für die Ozonschicht und die Sicherheit darstellen

Direkt über der Erde, in der niedrigen Umlaufbahn (LEO), findet derzeit ein "stilles Massensterben" statt. Kleine Satelliten, die ihre Aufgabe erfüllt haben, treten fast täglich wieder in die Atmosphäre ein und verglühen – dabei könnten die freigesetzten Aluminiumpartikel (Aluminiumoxid) die Erholung der Ozonschicht verzögern. Der rapide Anstieg von Weltraummüll (Space Debris) stellt zudem das größte Risiko für die Sicherheit der ISS und Kommunikationssatelliten dar. Der Artikel vom 22. Oktober auf Phys.org fasst die Warnungen der Forscher zusammen und fordert uns auf, unsere "Verantwortung im Umgang mit dem Weltraum" zu überdenken.Phys.org

Was ist das Problem: Die "neue Belastung" in Zahlen

• Im Sommer 2025 werden mehr als 14.000 Satelliten die Erde umkreisen. Die Gesamtzahl der gestarteten Objekte beläuft sich auf über 20.000, mit einer Gesamtmasse von 50.000 Tonnen. Laut Schätzungen der ESA treiben immer noch 10.000 Tonnen im Orbit.Phys.org

• Die ISS führt mindestens einmal im Jahr ein Ausweichmanöver durch. Selbst kleinste Teilchen mit einer Geschwindigkeit von 7 km/s können tödlich sein.Phys.org

• Kleine Satelliten wiegen im Durchschnitt 250 kg. Beim Verglühen können sie etwa 30 kg Aluminiumoxid freisetzen, was die Chemie der Stratosphäre stören könnte.Phys.org

• Ein Szenario eines US-Forschungsteams zeigt, dass Mega-Konstellationen jährlich 360 Tonnen Aluminiumoxid in die Atmosphäre einbringen könnten. Es könnte Jahrzehnte dauern, bis die Auswirkungen sichtbar werden.Phys.org

Andererseits zeigen Simulationen, die von strengeren Annahmen ausgehen und eine jährliche Emission von 10.000 Tonnen (10 Gg/Jahr) Aluminiumoxid berücksichtigen, eine mögliche Erwärmung der Stratosphäre bis zur Mesosphäre um bis zu 1,5 °C und eine Verzögerung der Ozonerholung. Trotz der Bandbreite an Annahmen konkretisieren sich die Risiken schnell.csl.noaa.gov

Ist das "Verglühen" die optimale Lösung: Auswirkungen auf die Ozonschicht

Wenn Satelliten, die hauptsächlich aus Aluminium bestehen, verbrennen, entsteht Al₂O₃ (Aluminiumoxid), das durch Wechselwirkungen mit Chlor- und Stickstoffoxiden sowie durch seine optischen Eigenschaften die Ozonabbau-Reaktionen und die Strahlungsbilanz in der oberen Atmosphäre beeinflussen könnte. Frühere Beobachtungen und Modellierungsstudien haben berichtet, dass metallische Partikel aus dem Wiedereintritt lange in der Stratosphäre verweilen können.Science

Darüber hinaus ist auch der Raketenabgas nicht zu vernachlässigen. Eine 2025 in Nature veröffentlichte Studie kam zu dem Schluss, dass Chlor und schwarzer Kohlenstoff aus Festbrennstoffen die Ozonerholung verzögern könnten. Der Satellitenwiedereintritt und die Raketenabgase bilden eine doppelte Belastung.Nature

Der Einfluss von Mega-Konstellationen

Allein Starlink hat seit 2018 etwa 8.000 Satelliten gestartet und die Genehmigung für insgesamt über 40.000 erhalten. Amazons Kuiper und andere nationale Konstellationen folgen. Der Wiedereintritt wird unter der Annahme "sicheres Verglühen" durchgeführt, aber die große Anzahl führt zu neuen externen Effekten.Phys.org

Auch populäre Artikel und investigative Berichte beginnen, die explosionsartige Zunahme der Satellitenanzahl und die Verschmutzung der oberen Atmosphäre durch metallische Aerosole sichtbar zu machen.Bloomberg

Realismus der Weltraumsicherheit

Aus Sicht der Forscher und Betreiber ist der Weltraummüll das "größte Risiko".Besonders gefährlich sind Trümmerteile im Zentimeterbereich, die bei einem Treffer auf bewohnte Bereiche sofort tödlich sein können. Es gab auch Fälle, in denen der Roboterarm der ISS durchlöchert wurde.Phys.org

Die ESA verfolgt einen **"Zero Debris" Ansatz und verstärkt die Verpflichtung zur Erstellung von Nachsorgeplänen (Deorbit oder Friedhofsorbit-Transfer) nach Missionsende. Doch solange die Methode des **"Verbrennens zur Beseitigung"** die Belastung auf die Stratosphäre verlagert, bleibt ein Trade-off bestehen.Phys.org

Wie reagierten die sozialen Medien: Drei Stimmen aus der Praxis

• "Der Wiedereintritt ist zur 'Normalität' geworden"
  Beiträge über das Verglühen über Kanada im September und die Wiedereintrittsrate von 1–2 Satelliten pro Tag verbreiteten sich, und Videos von Feuerbällen wurden geteilt. Auch die Threads von Astronomen sind aktiv.EarthSky

• "Regulierung und internationale Zusammenarbeit gefordert"
  In sozialen Medien und Nachrichtenplattformen gibt es anhaltende Forderungen nach einer Lösung des Kessler-Syndroms und Bedenken über das Fehlen von Vorschriften sowie den Wunsch nach internationalen Regelungen. Diskussionen verbreiteten sich, indem Erklärungsartikel und Expertenkommentare zitiert wurden.Tom's Hardware

• "Forderung nach Vergleich mit natürlichen Quellen"
  Auf Plattformen wie Reddit wird darauf hingewiesen, dass ein Vergleich zwischen den metallischen Einträgen von Meteoriten und industriellen Quellen erforderlich ist. Die wissenschaftliche Gemeinschaft untersucht die Unterschiede in Gesamtmenge, Partikelgröße und Höhenverteilung.Reddit
  
  

Was sollte getan werden: Ein praktischer Fahrplan

1. Aluminiumfreie Designs/Beschichtungen
   Unterstützung von Materialdesigns zur Reduzierung der Al₂O₃-Produktion beim Wiedereintritt sowie von Forschungen zur Veränderung der Partikeleigenschaften durch Oberflächenbehandlung und mehrschichtige Wärmeschutzmaßnahmen.

2. Neugestaltung des "vollständigen Deorbits"
   Ziel ist die Minimierung von Reaktionen in der oberen Atmosphäre, indem die Kontrolle der Zerfallshöhe und die Standardisierung von **Rückholung und Wiedereintritt (kontrollierter Wiedereintritt)** untersucht werden.

3. Verpflichtung zur Lebenszyklusbewertung (LCA)
   Die quantitative Bewertung der atmosphärischen Auswirkungen von Start→Betrieb→Endbehandlung sollte zu einer Zertifizierungsanforderung werden.

4. Transparenz und Beobachtung
   Öffnung von Wiedereintrittsprotokollen, Zusammensetzung und Verbrennungsmodellen. Kontinuierliche Beobachtung der oberen Atmosphäre und Modellassimilation durch NOAA und Forschungseinrichtungen.csl.noaa.gov

5. Verkehrsmanagement und Orbit-Hygiene
   Verbesserung der Kollisionsvermeidungs-KI und der Bodenüberwachung, Optimierung des Treibstoffverbrauchs bei Ausweichmanövern, um die Anzahl der Trümmer und Wiedereintrittsfälle zu reduzieren.
   
   
   

Zusammenfassung: Die Erdatmosphäre ist keine "Endlagerstätte"

Kommunikation, Beobachtung, Sicherheit – die Vorteile, die Satelliten bieten, sind unermesslich. Doch die Erfahrung, dass **"Verglühen harmlos ist"**, ist nicht mehr gültig. Die dünne Luft in großer Höhe ist eine unsichtbare Infrastruktur der modernen Gesellschaft und gleichzeitig ein Organ, das lange zur Erholung braucht. Gerade jetzt, wo wissenschaftliche Unsicherheiten bestehen, sollten wir den Kurs auf ein Design, Betrieb und Regulierung nach dem Vorsorgeprinzip setzen.Phys.org　Nature##HTML_TAG