Telekommunikation, Navigation, Forschung: Immer mehr Satelliten mit wichtigen Alltagsfunktionen umkreisen den nahen Orbit der Erde. Doch die empfindliche Infrastruktur ist bedroht – durch Weltraummüll. Deutsche Forscher wollen nun einen Radar entwickeln, mit dem sie dem Weltraumschrott den Kampf ansagen.
Hunderttausende Objekte, von ausgenutzten Satelliten bis hin zu Trümmerteilen, auch bekannt als Weltraummüll, rasen in diesem Moment um den Orbit der Erde. Aktuell gehen Schätzungen davon aus, dass es 700.000 Objekte gibt, die größer als ein Zentimeter sind und 20.000 Objekte mit einer Größe über zehn Zentimetern. Kleine Teilchen, die um uns herumschwirren – das klingt vielleicht nicht unbedingt besorgniserregend. Das Problem ist aber die Geschwindigkeit der Objekte. Die größeren Teilchen düsen bei einem Durchschnittstempo von 25.000 Kilometern pro Stunde um die Erde, die kleineren kommen auf 40.000 Kilometer pro Stunde.
Kleine Teilchen, großer Schaden
Mit dieser Kraft können die kleinen Teilchen großen Schaden anrichten. Denn wir nutzen den Orbit um die Erde mittlerweile recht aktiv. Vor allem Satelliten zur Kommunikation, zur Navigation und zur wissenschaftlichen Beobachtung kreisen hier herum. Trifft nun ein Stück Weltraumschrott einen dieser Satelliten, kann dieser empfindlich gestört werden. Prallt beispielsweise ein Teilchen, das kleiner als ein Millimeter ist, auf einen Satelliten, kann damit bereits ein Modul beschädigt werden. Objekte ab zehn Zentimetern wiederum können einen Satelliten in tausend Einzelteile zerschlagen.
Um genau dies zu verhindern, fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie das Projekt Gestra mit einer Laufzeit von vier Jahren und einer Summe von 25 Millionen Euro. Gestra steht für German Experimental Space Surveillance and Tracking Radar, und wird vom Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR) umgesetzt. „Wir – das heißt unsere Gesellschaft, Wirtschaft und Politik – sind von weltraumgestützten Diensten zur Navigation, Kommunikation und Erdbeobachtung abhängig. Um die Sicherheit der Satelliten zu gewährleisten, müssen wir wissen, was im Weltraum passiert”, sagt Dr. Andreas Brenner, stellvertretender Institutsleiter und Abteilungsleiter am FHR, und Leiter des Forschungsprojekts.
Ein Schutzschild wie ein Lichtkegel
Der dabei entwickelte Radar soll die herumfliegenden Objekte beobachten und bereits Tage vor einem möglichen Zusammenprall, den Kurs voraussagen können. Weiß man im Voraus, dass ein bedrohliches Objekt sich einem Satelliten nähert, kann dieser umgelenkt – und so ein Unfall verhindert werden. Das ist allerdings nicht ganz so einfach, da vor allem kleine Objekte nicht leicht zu orten sind, beziehungsweise aufwändige Systeme erfordern.
Gestra arbeitet daher mit einer Art Suchschirm. Von der Erde aus schickt das Überwachungssystem Signale in den Weltraum. Ein Empfänger im Orbit fängt diese auf. Dazwischen entsteht so etwas wie ein durchgehender Schirm. Man könne sich das Ganze wie einen Lichtkegel einer Taschenlampe vorstellen, sagt Brenner. Sobald selbst kleine Teilchen diesen durchfliegen, kann deren Position genau erfasst werden.
Das Projekt Gestra soll im Herbst 2018 starten und wird dabei mit dem Fraunhofer-Radarprojekt Tira (Tracking and Imaging Radar) kooperieren. So soll ein deutscher Katalog von Weltraummüll entstehen. Laut FHR sollen die Daten von Gestra deutschen Forschungseinrichtungen zur Verfügung gestellt werden und somit eine Grundlage für die künftige Entwicklung der Weltraumüberwachung bilden.
