Die Welt - 22.07.2019

E

twa 5000 funktionsfähige

und ausgediente Satelliten

fliegen derzeit auf verschie-

denen Umlaufbahnen über

der Erde – vom wenigen

Zentimeter großen Würfel-Satelliten ei-

ner Universität bis zum US-Abhör-

monster „NROL-32“, dessen Antenne

einen Durchmesser von 100 Metern ha-

ben soll. Bald könnten es mehr werden –

sehr viel mehr. Das wurde spätestens

Ende Mai klar, als Elon Musks Raketen-

firma SpaceX für ihr geplantes weltum-

spannendes Internet-Netz 60 Satelliten

in den Orbit schoss.

VON SIMON SACHSEDER

Die Satelliten gehören zum Projekt

Starlink, das in den kommenden Jahren

aus bis zu 12.000 Satelliten bestehen

könnte. Das erdumspannende Netz soll

künftig auch entlegene Erdregionen mit

schnellem Internet versorgen. Astrono-

men befürchten aber, dass die vielen

Objekte den Nachthimmel verschmut-

zen – ihre schiere Zahl könnte Sternbe-

obachtungen dann deutlich erschweren.

Allein die Pläne von SpaceX würden

die Zahl der am Himmel schwirrenden

Satelliten vervielfachen – und auch an-

dere Betreiber haben ambitionierte Ide-

en. Staaten, Forschungseinrichtungen

und Firmen planen inzwischen Minisa-

telliten von Tennisball- bis Kühl-

schrankgröße, die in der Summe „eine

hohe Anzahl“ ergeben können, wie es

beim Deutschen Zentrum für Luft- und

Raumfahrt (DLR) heißt.

Die Vereinigung der Sternfreunde

(VdS) in Heppenheim hat die Sorge,

dass der Nachthimmel irreparabel ent-

stellt werden könnte: „Mit Zehntausen-

den zusätzlichen Objekten in der Erd-

umlaufbahn ist es kein unrealistisches

Szenario mehr, dass am Nachthimmel

mehr über das Firmament ziehende Sa-

telliten als Sterne zu sehen sind“,

mahnt die Organisation. „Dies könnte

unser Bild des Nachthimmels, der die

Menschheit seit Anbeginn begleitet, für

immer verändern.“ Ähnlich äußerte sich

die Präsidentin der American Astrono-

mical Society (AAS), Megan Donahue.

Besorgt ist auch die Internationale

Astronomische Union (IAU), ein welt-

weiter Zusammenschluss von Astrono-

men mit Sitz in Paris. Denn selbst wenn

viele Satelliten mit bloßem Auge nicht

sichtbar wären, so könnten doch die

großen, zum Teil gerade im Bau befind-

lichen Teleskope empfindlich gestört

werden. Das gelte nicht nur für Licht,

sondern auch für Radiofrequenzen.

Laut IAU war das im April veröffent-

lichte erste Bild eines Schwarzen Lo-

ches nur möglich, weil die störenden

Funkstrahlen von Satelliten nicht zu

stark waren – das könnte sich mit Star-

link und Co ändern. Neben SpaceX

plant auch das Kommunikationsunter-

nehmen Oneweb zusammen mit Airbus

sogenannte Satellitenkonstellationen –

also Anordnungen von Satelliten für ein

gemeinsames Ziel. Auch Amazon tüftelt

an einem eigenen Projekt.

Das DLR sieht bei Satelliten im erd-

nahen Orbit einen „signifikanten

Wachstumsmarkt“. In Deutschland ge-

be es zwar keine Firma, die ähnlich wie

SpaceX ein Internet aus dem All plant.

„Um eine Megakonstellation wie von

SpaceX propagiert zu starten, benötigt

man eine große Summe Eigenkapital

und ein gutes Geschäftsmodell“, ant-

wortet das DLR auf Anfrage.

Mehr Satelliten bedeuten aber nicht

nur mögliche Einschränkungen für

Sternbeobachter, sondern auch mehr

Weltraumschrott. Die Europäische

Weltraumorganisation (Esa) geht schon

jetzt von 934.000 Fremdkörpern aus,

die um die Erde schwirren und größer

als ein Zentimeter sind. Satelliten in

niedrigen Umlaufbahnen fliegen teils

mit 28.000 Kilometern pro Stunde. „Bei

diesen Geschwindigkeiten kann der

Einschlag eines – selbst kleinen – Parti-

kels auf den Satelliten eine unglaubliche

Zerstörungswucht entfalten“, sagt der

Leiter des Esa-Büros für Raumfahrt-

rückstände, Holger Krag.

Klein heißt hier tatsächlich winzig:

Bereits staubkorngroße Objekte können

auf der Außenhülle eines Satelliten

sichtbare Krater schlagen. Schon ab ei-

nem Millimeter Größe wird es gefähr-

lich. „Besonders empfindliche Teile

könnten dabei bereits kaputtgehen“,

sagt Krag, der in Darmstadt arbeitet. Ab

einer Größe von einem Zentimeter

kann man davon ausgehen, dass der Sa-

tellit nach dem Zusammenstoß nicht

mehr funktioniert. „Die Energie, die da-

bei freigesetzt wird, entspricht unge-

fähr der Wirkung einer explodierenden

Handgranate.“ Ist das Schrottteil mehr

als zehn Zentimeter groß, wird der ge-

troffene Satellit zertrümmert – und ver-

schmutzt den Orbit mit weiteren Tei-

len. „Wir gehen jetzt schon von einer

Kollision alle fünf Jahre aus“, sagt der

Esa-Experte. Dabei meint Krag einen

großen Zusammenstoß, bei dem tau-

send oder mehr Trümmerteile freige-

setzt werden. Solche Teile bleiben

ebenfalls im All und können wiederum

neue Kollisionen auslösen – solche Kas-

kaden wurden bereits in den 70er Jah-

ren als Kessler-Syndrom beschrieben.

Die Internationale Raumstation ISS

musste bereits mehrfach Weltraum-

schrott durch Kursmanöver ausweichen

• und einmal durchschlug ein Splitter
  ein Sonnensegel. Die Esa betreibt 20 Sa-
  telliten – und hat mit mehreren hundert
  Kollisionswarnungen pro Tag zu kämp-
  fen. „Wenn jetzt einer mehrere tausend
  Satelliten betreibt“, sagt Krag mit Blick
  auf Starlink und Co, „dann ist das aus
  meinen Augen ein nicht mehr über-
  schaubarer Aufwand.“ Derzeit entschei-
  den noch Menschen über jedes Aus-
  weichmanöver – künftig müsste das au-
  tomatisiert passieren.
  Die Esa schätzt, dass – wenn die
  Raumfahrt weiter so unbedarft betrie-
  ben wird wie heute – es in hundert Jah-
  ren jedes Jahr eine große Kollision ge-
  ben könnte. „Wir müssen dafür sorgen,
  dass dieses Kessler-Syndrom nicht noch
  weiter angeheizt wird“, mahnt Krag.
  Dazu verfolgt die Esa drei Ansätze: Zum
  einen sollen herumfliegende Objekte
  genauer verfolgt werden. Bereits jetzt
  werden etwa 20.000 Objekte vom Bo-
  den aus beobachtet, samt Berechnung
  ihrer voraussichtlichen Flugbahn. Au-
  ßerdem will die Esa Satelliten mit bes-
  serer Technik ausrüsten, damit sie nach
  ihrer Nutzung möglichst schnell in die
  Atmosphäre absinken und verglühen.
  Heutzutage sind lediglich 60 Prozent
  der Satelliten 25 Jahre nach ihrem Ein-

satz verschwunden. „Selbst 90 Prozent

wären zu wenig“, meint der Esa-Exper-

te Krag. Drittens erforscht die Esa die

aktive Entfernung von Weltraum-

schrott: Ein mit einem Fangmechanis-

mus ausgestatteter Satellit soll ein

Schrottteil gezielt ansteuern, greifen

und abbremsen, so dass es in die Erdat-

mosphäre absinkt und zumindest teil-

weise verglüht. Schrottobjekte mit hit-

zeresistenten Bauteilen wie etwa Treib-

stofftanks könnte man ebenfalls kon-

trolliert auf die Erde stürzen lassen –

zum Beispiel in den Südpazifik.

Die Weltraumagentur sieht hier Po-

tenzial für einen neuen Markt. Sollten

Staaten ihre Vorgaben verschärfen,

könnten Satellitenbetreiber irgend-

wann gezwungen sein, ihre Satelliten,

die sie nicht selbst aus dem All bekom-

men, mit einem Aufräumservice zu be-

seitigen. Neben der Esa erforschen auch

andere Weltraumorganisationen Ver-

fahren, um Rückstände aus dem All zu

entfernen. Die japanische Jaxa (Japan

Aerospace Exploration Agency) begann

bereits 2014 mit einem Testlauf im All.

Die Starlink-Satelliten von SpaceX

sind dabei noch ein kleineres Problem.

Elon Musks Satelliten fliegen auf etwas

mehr als 500 Kilometern Höhe – also

vergleichsweise tief. Hier ist noch Rest-

atmosphäre vorhanden, die ausgediente

und kaputte Objekte automatisch ab-

bremst, sodass sie irgendwann in der

Atmosphäre verglühen. Problematisch

könnte aber ihre schiere Zahl von bis zu

12.000 werden. Damit dürfte auch die

Zahl jener Satelliten steigen, die etwa

nach einem Steuerungsausfall zur Ge-

fahr für andere Objekte im Orbit wer-

den könnten.

Pläne anderer Firmen sind problema-

tischer – denn deren Satelliten sollen

mitunter in höheren Orbits kreisen. Die

Satelliten von Oneweb sind für eine Hö-

he von rund 1200 Kilometern geplant –

hier ist die Bremswirkung durch die At-

mosphäre praktisch inexistent. „Ist da

ein Objekt außer Funktion, platzt da ein

Objekt auf und zerlegt sich in Trümmer,

bleiben die Teile mehr oder weniger für

alle Ewigkeit im All“, sagt Krag. Satelli-

ten sollten also in der Lage sein, auch

nach langer Betriebszeit aktiv zu brem-

sen und die Umlaufbahn zuverlässig zu

verlassen.

Hier hat die Esa Zweifel, da Satelliten

zu dem Zeitpunkt, wo sie ein solches

komplexes Entsorgungsmanöver star-

ten müssen, bereits sehr alt sind. Außer-

dem habe es die bisherige, meist staatli-

che Raumfahrt schon nicht besonders

gut geschafft, Weltraumschrott zu ver-

meiden. „Warum sollte ein kommerziel-

ler Betreiber unter Konkurrenz- und

Kostendruck das besser schaffen?“,

fragt Krag. Skepsis sei angebracht.

Die Betreiber scheinen die diversen

Probleme zumindest zu sehen: Elon

Musk schrieb beim Kurznachrichten-

dienst Twitter, er habe seine Mitarbei-

ter angewiesen, dafür zu sorgen, dass

die Satelliten künftig weniger hell seien.

„Wir werden sicherstellen, dass Starlink

keine Auswirkungen auf Entdeckungen

in der Astronomie hat. Die Wissen-

schaft ist uns sehr wichtig.“ Und auf der

Oneweb-Homepage leuchtet groß ein

Zitat des Unternehmensgründers Greg

Wyler: „Auf meinem Grabstein soll ,Hat

die Welt verbunden’ stehen, nicht ,Hat

Weltraumschrott erzeugt’.“

WWWo heute bei freier Sicht noch Sterne zu sehen sind, könnten künftig Satelliten alles überstrahlen und Teleskope gestört werdeno heute bei freier Sicht noch Sterne zu sehen sind, könnten künftig Satelliten alles überstrahlen und Teleskope gestört werden

DPA

Sonne, Mond

und keine Sterne

Tausende Satelliten schwirren am Himmel.

In den nächsten Jahren könnte sich ihre Zahl vervielfachen

20

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DIE WELT MONTAG,22.JULI2019 SEITE 20

WISSEN

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MEERESBIOLOGIE

Korallenriffe vor

Mexiko entdeckt

Wissenschaftler haben fünf Koral-

lenriffe vor der Golfküste von Me-

xiko entdeckt. Laut mexikanischer

Bildungsbehörde ziehen sich die

Riffe zusammen über eine Fläche

von mehr als 1100 Hektar unter

Wasser. Sie befinden sich sowohl

innerhalb als auch außerhalb eines

Meeresschutzgebiets. Forscher

wollten, dass sie rechtlich vor Ölför-

derung und Entwicklungsprojekten

geschützt werden. Eines der Riffe

ist fünf Kilometer lang und 700

Meter breit. Es befindet sich vor der

Tamiahua-Lagune nahe der Stadt

Tampico, wie die Behörde mitteilte.

Die Riffe seien ein wichtiger Teil der

Nahrungskette im Meer und ein

wichtiges Rückzugsgebiet für Spe-

zies, die vor ansteigenden Wasser-

temperaturen flüchteten.

SCHIFFFAHRT

Emissionsarme

Kreuzfahrtschiffe

Der Präsident der Rostocker Kreuz-

fahrtgesellschaft Aida Cruises, Felix

Eichhorn, hat für sein Unternehmen

das langfristige Ziel einer „emis-

sionsneutralen Kreuzfahrt“ aus-

gegeben. Bereits 2023 würden 94

Prozent aller Aida-Gäste auf Schif-

fen reisen, die mit emissionsarmem

Flüssigerdgas oder im Hafen mit

grünem Landstrom betrieben wer-

den können, sagte Eichhorn. Im

vergangenen Dezember war die

„Aidanova“ in Dienst gestellt wor-

den, die als erstes Kreuzfahrtschiff

weltweit vollständig mit dem emis-

sionsarmen Flüssigerdgas betrieben

wird. 2021 und 2023 würden zwei

weitere dieser Schiffe fertig sein.

WALD

Hohe Schäden durch

Dürre und Käfer

Die deutschen Waldbesitzer fürch-

ten wegen Borkenkäferplage und

Dürre Milliardenkosten. Der Dach-

verband der Waldeigentümer geht

davon aus, dass 2018 und 2019 ins-

gesamt 70 Millionen Festmeter

sogenannten Schadholzes anfallen.

Dabei handelt es sich im Wesentli-

chen um Käferholz und bei Stürmen

umgeknickte Bäume. Ein Festmeter

entspricht einem Kubikmeter.

Stürme und Borkenkäfer haben

bundesweit mutmaßlich etwa

110.000 Hektar Wald zerstört. Die

Waldeigentümer schätzen, dass

bundesweit für die Wiederauffors-

tung etwa 300 Millionen Bäume

nachgepflanzt werden müssten. Die

Kosten beliefen sich laut AGDW auf

weitere 640 Millionen Euro. Forst-

fachleute sind bundesweit tief beun-

ruhigt. „Wir haben bei fast allen

Baumarten täglich Hiobsbotschaf-

ten über Vitalitätsminderung und

Schäden“, sagt Olaf Schmidt, Prä-

sident der Bayerischen Landes-

anstalt für Wald und Forstwirt-

schaft.

SIMBABWE

UN warnt vor

Hungerkatastrophe

Mehr als 5,5 Millionen Menschen in

Simbabwe werden nach Angaben

der Vereinten Nationen Anfang

2020 keinen Zugang zu genügend

Nahrungsmitteln haben. Bereits

jetzt gelte das für mehr als 3,5 Mil-

lionen Menschen in dem afrikani-

schen Land, teilte das Welternäh-

rungsprogramm der UN am Freitag

in Genf mit. Im Nachbarland Mo-

sambik mangelt es demnach derzeit

mindestens 1,6 Millionen Menschen

an Nahrung, bis Anfang 2020 steigt

diese Zahl voraussichtlich auf 1,

Millionen Menschen. Zu den Grün-

den für die Situation in Simbabwe

nennt das Welternährungspro-

gramm unter anderem die Folgen

des Zyklon „Idai“, anhaltende Dürre

und die Armut in dem Land mit

rund 14,5 Millionen Einwohnern.

KOMPAKT

A

stronomen haben mit einer neu-

en Methode die Ausdehnungsge-

schwindigkeit des Universums

bestimmt. Ihr Ergebnis liegt in der Mit-

te früherer Messungen, wie das Team

um Wendy Freedman im Fachblatt „The

Astrophysical Journal“ berichtet.

VON TILL MUNDZECK

Seit dem Urknall dehnt sich das Welt-

all aus. Das hat der US-Astronom Edwin

Hubble vor rund hundert Jahren ent-

deckt. Dabei wächst der Kosmos wie ein

Hefekuchen: Jede Rosine im Kuchen

entfernt sich von allen anderen, und

zwar umso schneller, je weiter zwei Ro-

sinen voneinander entfernt sind. Die

Geschwindigkeit, mit der dieser kosmi-

sche Hefekuchen wächst, heißt zu Eh-

ren des Entdeckers Hubble-Konstante.

„Die Hubble-Konstante ist der kosmo-

logische Parameter, der die absolute

Skala, die Größe und das Alter des Uni-

versums festlegt“, erläutert Freedman

in einer Mitteilung. Der genaue Wert

der Konstanten ist allerdings schwerer

zu ermitteln, als viele Astronomen ge-

hofft haben. Eine Ursache ist, dass Ent-

fernungen in den Weiten des Weltalls

schwer zu messen sind. Forscher haben

dafür verschiedene Maßstäbe entwi-

ckelt. Ein sehr bewährter nutzt regel-

mäßig pulsierende Sterne. Die Periode

dieser sogenannten Cepheiden hängt

direkt mit ihrer Leuchtkraft zusammen,

wie Untersuchungen gezeigt haben. Die

Periode eines Cepheiden-Sterns gibt

Aufschluss darüber, wie hell er strahlt.

„Der Vergleich, wie hell ferne Cephei-

den erscheinen, mit der Helligkeit na-

her Cepheiden ermöglicht uns zu be-

stimmen, wie weit die jeweiligen Hei-

matgalaxien der Sterne entfernt sind“,

erläutert Koautor Barry Madore von der

Carnegie Institution in Washington.

Über die Untersuchung von Cephei-

den in anderen Galaxien haben Astro-

nomen einen Wert der Hubble-Kon-

stanten von 74 Kilometern pro Sekunde

pro Megaparsec bestimmt. Die astrono-

mische Entfernungseinheit 1 Megapar-

sec entspricht 3,26 Millionen Lichtjah-

ren – also der Strecke, die das Licht in

3,26 Millionen Jahren zurücklegt. Eine

Galaxie in einem Megaparsec Distanz

entfernt sich demnach pro Sekunde 74

Kilometer von uns, eine Galaxie in der

doppelten Distanz doppelt so schnell.

Es gibt aber noch andere Wege, die

Expansion des Universums zu vermes-

sen. Einer besteht in der Analyse der

kosmischen Hintergrundstrahlung. Sie

stammt aus einer Zeit, als das Univer-

sum erst 380.000 Jahre jung war und

erstmals durchsichtig wurde. Und: Sie

ist das älteste Licht der Welt. Der Satel-

lit „Planck“ der europäischen Raum-

fahrtagentur Esa hat die kosmische

Hintergrundstrahlung mit großer Ge-

nauigkeit vermessen. Darin sind Fluk-

tuationen in der dichten kosmischen

Ursuppe zu sehen, aus denen später die

großen Strukturen im Universum ent-

standen sind. Mit einem mathemati-

schen Modell lässt sich aus der genauen

Vermessung der Hintergrundstrahlung

die Expansionsrate des heutigen Welt-

alls hochrechnen. Ergebnis: 67,4 Kilo-

meter pro Sekunde pro Megaparsec.

Diese erhebliche Diskrepanz ist auch

mit einer Verbesserung beider Metho-

den nicht verschwunden.

Das Team um Freedman hat daher ei-

ne dritte Methode zur Messung der

Hubble-Konstante ersonnen. Sie unter-

suchten mit dem „Hubble“-Weltraum-

teleskop sogenannte Rote Riesen in an-

deren Galaxien. Das sind Sterne, die

zum Ende ihres Lebenszyklus auf gigan-

tische Ausmaße anschwellen. Rote Rie-

sen entstehen, wenn ein Stern seinen

Hauptbrennstoff, den Wasserstoff, auf-

gebraucht hat und beginnt, Helium zu

verbrennen. Wenn das Heliumbrennen

zündet, geht dieser Helium-Flash mit

einer Umorganisation des Sterns ein-

her. Freedmans Team machte sich bei

seiner Analyse zunutze, dass Rote Rie-

sen kurz nach dem Helium-Flash alle

gleich hell leuchten. Sucht man nur Ro-

ten Riesen in dieser Phase heraus, er-

gibt sich über die scheinbare Helligkeit

am irdischen Firmament wieder deren

absolute Entfernung, ähnlich wie bei

den Cepheiden. Auf diese Weise kom-

men die Wissenschaftler auf einen Wert

von 69,8 Kilometer pro Sekunde pro

Megaparsec – und liegen damit zwi-

schen den beiden anderen Methoden.

„Die Diskrepanz, die wir zuvor gese-

hen haben, ist nicht verschwunden“,

kommentiert Freedman. „Natürlich

stellen sich jetzt Fragen, ob die Diskre-

panz auf irgendeinem Aspekt beruht,

den Astronomen bei den untersuchten

Sternen noch nicht verstehen, oder ob

unser kosmologisches Modell vom Uni-

versum noch unvollständig ist. Oder es

muss beides verbessert werden.“

Eine Lösung des Konflikts muss mög-

licherweise bis Mitte der 2020er-Jahre

vertagt werden. Dann soll das Weitwin-

kel-Weltraumteleskop zur Infrarot-

durchmusterung „WFIRST“ (Wide

Field Infrared Survey Telescope) der

US-Raumfahrtbehörde Nasa in den Or-

bit starten und die Hubble-Konstante

quer durch die kosmischen Epochen

exakt bestimmen.

Das Weltall wächst – aber wie schnell?

Bisherige Messmethoden konnten das Tempo der Ausbreitung nicht eindeutig beziffern. Nun gibt es ein neues Verfahren

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