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Weltraummüllvermeidung & Deorbitierung

Der Weltraum ist ein globales Gemeingut. Da die Zahl der aktiven Satelliten im erdnahen Orbit (LEO) von Tausenden auf Zehntausende ansteigt, wächst das Risiko von Kollisionen und orbitaler Überlastung. Dies hat die Vermeidung von Weltraummüll von einem freiwilligen Verhaltenskodex in eine strenge Lizenzierungsvoraussetzung verwandelt. Dieses Kapitel beschreibt die technischen und regulatorischen Rahmenbedingungen für die Entsorgung nach Missionsende und die Sicherheit im Weltraum.

Die 5-Jahre-Regel zur Entsorgung nach Missionsende (PMD)​

Jahrzehntelang war der internationale Standard für die Entsorgung nach Missionsende (Post-Mission Disposal, PMD) die 25-Jahre-Richtlinie (ursprünglich vom Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) ausgearbeitet und von den UN übernommen). Nach dieser alten Regel wurde von Satellitenbetreibern erwartet, dass sie ihre Raumfahrzeuge innerhalb von 25 Jahren nach Missionsende zum Verglühen bringen oder auf einen Friedhofsorbit verschieben.

Der Wechsel zur 5-Jahre-Regel​

Mit dem Aufkommen gigantischer Mega-Konstellationen wurde die 25-Jahre-Regel obsolet. Tausende von toten Satelliten für ein Vierteljahrhundert im Orbit zu belassen, würde unweigerlich zu unkontrollierbaren Kettenkollisionen führen (dem Kessler-Syndrom).

  • Das neue Mandat: Im September 2022 verabschiedete die US-amerikanische FCC offiziell eine neue Regel, die vorschreibt, dass alle Satelliten, deren Mission im LEO (unterhalb von 2.000 km Höhe) endet oder die diesen Bereich durchqueren, so schnell wie möglich, jedoch spätestens 5 Jahre nach Missionsende deorbitiert werden müssen.
  • Globaler Standard: Andere Weltraumorganisationen und nationale Lizenzbehörden (wie die UK Space Agency und die CNES in Frankreich) haben ihre Lizenzierungsregeln an diesen beschleunigten 5-Jahres-Zeitplan angepasst.

:::tip Die Campingplatz-Analogie Stellen Sie sich den LEO wie einen beliebten Campingplatz in einem Nationalpark vor. Nach der alten 25-Jahre-Regel durften Camper ihre kaputten Zelte, Müll und Ausrüstung nach der Abreise noch bis zu 25 Jahre lang auf dem Boden liegen lassen. Es überrascht nicht, dass der Campingplatz schnell unbrauchbar wurde. Die moderne 5-Jahre-Regel ist eine strenge „Hinterlasse keine Spuren“-Richtlinie, die Camper dazu verpflichtet, ihren Müll fast sofort einzupacken und zu entfernen, damit der Platz für die nächsten Besucher sicher bleibt. :::

Risikobewertung für Personenschäden & Wiedereintrittsmechanik​

Wenn ein Satellit deorbitiert wird, tritt er mit hoher Geschwindigkeit in die dichte Erdatmosphäre ein und erzeugt extreme Hitze. Die meisten Raumfahrzeuge schmelzen und verglühen beim Wiedereintritt, aber einige schwere Komponenten (wie Drallräder, Treibstofftanks aus Titan und optische Linsen) können überleben, auf dem Boden einschlagen und ein Risiko für Menschen darstellen.

1. Kontrollierter vs. unkontrollierter Wiedereintritt​

  • Kontrollierter Wiedereintritt: Der Betreiber nutzt den bordeigenen Antrieb (Treibstoffe wie Hydrazin oder elektrische Triebwerke), um eine gezielte Bremszündung durchzuführen und den Satelliten steil in ein ausgewiesenes, unbewohntes Gebiet stürzen zu lassen – typischerweise in das unbewohnte Gebiet des Südpazifiks (SPOUA) rund um den Point Nemo, den am weitesten von jeglichem Land entfernten Punkt.
  • Unkontrollierter Wiedereintritt: Ein Satellit ohne Antrieb sinkt im Laufe der Zeit durch den atmosphärischen Luftwiderstand natürlich ab. Er tritt an einem zufälligen Punkt seiner Umlaufbahn in die Atmosphäre ein. Der Betreiber hat keine Kontrolle darüber, wo eventuell überlebende Trümmer landen.

2. Der Grenzwert für das Personenschadenrisiko von 1 zu 10.000​

Um eine Startlizenz für einen unkontrollierten Wiedereintritt zu erhalten, muss der Betreiber mathematisch nachweisen, dass das Risiko, dass sein Satellit Menschen am Boden verletzt, extrem gering ist.

  • Die Regel: Der weltweite Standard für ein akzeptables Personenschadenrisiko liegt bei 1 zu 10.000 (10^-4). Wenn das berechnete Risiko, dass ein überlebendes Trümmerteil eine Person trifft, größer als 1 zu 10.000 ist, verweigert die Aufsichtsbehörde die Lizenz.

3. Analyse über NASA DAS (Debris Assessment Software)​

Betreiber nutzen die branchenübliche NASA Debris Assessment Software (DAS), um diese Sicherheitsanalysen durchzuführen. DAS modelliert die Struktur des Satelliten Block für Block:

  • Materialauswahl: Die Software berechnet das thermische Verglühen verschiedener Materialien. Aluminiumkomponenten schmelzen in geringen Höhen leicht, während Werkstoffe mit hohem Schmelzpunkt wie Titan, Edelstahl und Glaskeramik den Wiedereintritt wahrscheinlich überleben.
  • Design for Demise (D4D): Wenn eine DAS-Analyse ein Personenschadenrisiko von mehr als 1 zu 10.000 ergibt, müssen Ingenieure den Satelliten umkonstruieren (z. B. durch den Ersatz von Titantanks durch Aluminium oder durch Änderung struktureller Verbindungen, damit diese beim Wiedereintritt früher auseinanderbrechen).

Aktive Müllbeseitigung (ADR) & In-Orbit-Servicing​

Um vorhandenen Müll (wie ausgebrannte Raketenoberstufen und tote Satelliten) zu beseitigen und die Lebensdauer aktiver Nutzlasten zu verlängern, entwickeln Unternehmen Technologien für das In-Orbit-Servicing (IOS) und die aktive Müllbeseitigung (Active Debris Removal, ADR). Dazu gehören das Auftanken, Reparieren, Andocken an und Deorbitieren anderer Weltraumobjekte.

Das rechtliche Paradoxon des Eigentums an Weltraummüll​

Im internationalen Weltraumrecht ist die aktive Müllbeseitigung aufgrund von Eigentumsrechten rechtlich komplex: :::important Weltraumvertrag Artikel VIII Ein Vertragsstaat, in dessen Register ein in den Weltraum geschossener Gegenstand eingetragen ist, behält die Hoheitsgewalt und die Kontrolle über diesen Gegenstand... während er sich im Weltraum oder auf einem Himmelskörper befindet. Das Eigentum an Gegenständen, die in den Weltraum geschossen werden... wird durch ihre Anwesenheit im Weltraum... nicht berührt. :::

Dies bedeutet Folgendes:

  1. Unbefristetes Eigentum: Es gibt im Weltraum kein rechtliches Konzept von „herrenlosem Eigentum“. Selbst ein vor 50 Jahren gestartetes Trümmerteil gehört rechtlich immer noch dem ursprünglichen Startstaat.
  2. Zustimmungserfordernis: Das Entfernen von oder Andocken an ein Weltraumobjekt ohne die ausdrückliche Zustimmung des Startstaates wird rechtlich als feindseliger Akt oder Diebstahl gewertet.
  3. Haftungsteilung: Wenn ein ADR-Unternehmen an den Satelliten eines Kunden andockt, um ihn zu deorbitieren, und der Prozess schiefgeht (was zu einer Kollision führt, die weiteren Weltraummüll erzeugt), teilen sich der Betreiber, das Serviceunternehmen und ihre jeweiligen Startstaaten die rechtliche Haftung gemäß dem Weltraumhaftungsübereinkommen.

Entstehende regulatorische Rahmenbedingungen​

Regierungen arbeiten an der Ausarbeitung regulatorischer Richtlinien für diese neuen Missionen. So haben beispielsweise die britische Weltraumbehörde (UKSA) und die japanische JAXA Pionierarbeit bei der Lizenzierung von ADR-Missionen geleistet und Sicherheitsregeln für Annäherungsoperationen, Andockmechanismen sowie Haftpflichtversicherungsanforderungen für Servicefahrzeuge festgelegt.

Nächste Schritte​

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