1. Kurzzusammenfassung

Seit mehreren Jahrzehnten befasst sich das Komitee für die Friedliche Nutzung des Weltraums (Committee on the Peaceful Uses of Outer Space, COPUS) mit der Gefahr, die durch erdnahe Objekte (Near-earth Objects, NEOs) einhergeht. In seinem Untergremium, dem Beratungsgruppe für die Planung von Weltraummissionen (Space Mission Planing Advisory Group, SMPAG), werden Lösungen dafür gesucht, wie man die Gefahr von NEOs mindern kann. Doch diese Lösungen werden bisher nur von wenigen Weltraumorganisationen gesucht und noch weniger werden gefunden. Aktuell gibt es auch noch kein komplettes globales System, das alle NEOs frühzeitig erkennt. Es gibt zwar mit dem Internationalen Netzwerk zur Warnung vor Asteroiden (International Astroid Warnin Network, IAWN) eine Organisation, die sich mit der Beobachtung der NEOs beschäftigt, doch bisher sind vor allem nur Staaten des Globalen Nordens vertreten. Der Globale Süden müsste jedoch auch vertreten sein, damit dort ebenfalls Teleskope zur Beobachtung genutzt werden können.

Eine weitere Gefahr für die Erde stellt der Weltraumschrott dar. Besonders in den letzten drei Jahren hat sich die Anzahl an neuen Satelliten im Erdorbit vervielfacht. Durch große Privatfirmen werden es auch jährlich immer mehr neue Satelliten. Wenn es zu einem Zusammenstoß von zwei Satelliten kommt, kann das schwerwiegende Folgen haben und es kann eine Kettenreaktion entstehen, die tausende von Tonnen Weltraumschrott auf die Erde niederregnen lässt. Bisher müssen sich auch Privatfirmen nicht an den Weltraumvertrag (WRV) und das Weltraumhaftungsübereinkommen (WHÜ) halten. Dies nutzen aktuell einige Staaten aus, damit sie mehr Raketen in den Erdorbit schießen können.

2. Punkte zur Diskussion

• Wie kann man das Netz an Teleskopen ausweiten?
• Kann man noch andere Möglichkeiten finden, um NEOs früher zuerkennen?
• Wie können auch kleinere Staaten besser eingebunden werden?
• An welches Recht müssen sich private Firmen halten? Oder ist es ein unregulierter Raum?
• Gibt es Wege, die Gefahren, die von Weltraumschrott ausgehen, zu minimieren?

3. Einleitung

Seit mehreren Jahren befassen sich weltweit die Weltraum-Organisationen mit der Abwehr von Asteroiden, Meteoriten oder anderen Himmelskörpern, die potenzielle Gefahren für die Erde darstellen. Laut Schätzungen der US-Bundesbehörde für Raumfahrt und Flugwissenschaft (National Aeronautic and Space Administration, NASA) gibt es aktuell rund 32.388 sogenannter erdnaher Objekte (Near-earth Objects, NEOs). Weltraum-Objekte werden zu NEOs, wenn sie einen maximalen Abstand zur Erde von 1,3 AE (Astronomischen Einheiten; 1 AE = mittlerer Abstand zwischen Erde und Sonne; 149.597.870,7 km) haben. Aber nicht nur NEOs stellen eine Gefahr dar, sondern auch Weltraumschrott, der um die Erde kreist. Dieser kann auch bei Zusammenstößen untereinander von der Bahn abgebracht werden und auf die Erde stürzen. Dabei kann bereits ein Objekt von der Größe von 10 cm die Zerstörungswirkung von 7 kg TNT-Äquivalent haben.

4. Hintergrund und Grundsätzliches

Die Gefahr von Meteoroiden zeigte sich am 15. Februar 2013 um 09:20 Uhr über Tscheljabinsk. Dabei explodierte ein Meteoroid in einer Höhe von 30-45 km über der russischen Stadt und setzte dabei eine Explosion frei, die eine Kraft von 500 kT TNT-Äquivalent hatte. Dadurch wurden 3700 Gebäude beschädigt und 1491 Menschen verletzt. Das größte Stück des Meteoriden durchschlug einen zugefrorenen See; es hatte ein Gewicht von 570 Kilogramm. Dieses Ereignis ließ Forscher*innen auf der ganzen Welt aufhorchen, da man diesen Meteoroiden erst bemerkt hatte, als er über Tscheljabinsk einen Lichtblitz hinter sich herzog, welcher 30-Mal heller war als die Sonne. Viele Teleskope haben dabei nicht geholfen, den Meteor zu erkennen und man hat auch die Gefahr von Meteoroiden von einem Durchmesser von 10 bis 50 Meter unterschätzt.

Im Jahr 2011 hat die Europäische Weltraumorganisation (European Space Agency, ESA) und die NASA eine gemeinsame Mission namens Asteroiden-Einschlag- & Ablenkungs-Bewertung (Asteroid Impact & Deflection Assessment, AIDA) gestartet. Hierbei will man in Erfahrung bringen, welche Arten von Abwehr von Meteoroiden effektiv sind und welche nicht. Am 26. September 2022 schlug die NASA Sonde Double Asteroid Redirection Test (DART) auf dem Asteroiden Dimorphos ein. Dadurch konnte die Umlaufbahn des 170 Meter großen Meteoroiden erfolgreich verändert, und damit auch die Umlaufbahn seines 800 Meter Begleiter Meteoroiden Didymos, erfolgreich beeinflussen.

Wenig Aufmerksamkeit bekommt bisher der Weltraumschrott, welche auch eine akute Gefahr für die Erde darstellten kann. Die ESA befasst sich in ihrem Space Safety Programme auch mit anderen Bedrohungen, so auch mit dem Weltraumschrott. Bei ihrem jährlichen Space Environment Report haben sie angemerkt, dass im Jahre 2022 2409 neue Satelliten in die Umlaufbahn der Erde geschossen worden sind. Dass sind so viele wie noch nie zuvor. Die meisten dieser Satelliten werden in die niedrige Erdumlaufbahn (Low Earth Orbit, LEO) geschossen. Diese verdichten die Umlaufbahnen um die Erde noch mehr und es werden auch immer mehr Satelliten abgeschaltet, welche dann auf die Erde als Schrott zum Teil wieder abstürzen oder in der Umlaufbahn ungenutzt fliegen. Satelliten, die nicht mehr benötigt werden, fallen in 80% der Fälle innerhalb von 2 Jahren unkontrolliert auf die Erde, verglühen jedoch beim Abstürzen und bilden so selten ein Problem.

5. Aktuelles

Das 1958 gegründete Komitee für die Friedliche Nutzung des Weltraums (Committee on the Peaceful Uses of Outer Space, COPUS), welches 1992 in das Büro für Weltraumfragen (Office for Outer Space Affairs, UNOOSA) eingegliedert wurde, befasst sich zum einen damit, wie alle Staaten an der internationalen Raumfahrtforschung teilhaben können. Zum anderen befasst man sich mit dem Thema der Gefahren, die aus dem Weltall kommen. Dabei hat man im letzten Bericht A/AC.105/C.1/L.406/Add.4 zwei große Gefahren hervorgehoben: zum einen NEOs und zum anderen das Weltraumwetter. Beim Weltraumwetter hat man besonders vor solaren Eruptionen der Sonne Bedenken, da diese zu massiven Schäden und Ausfälle von elektronischen Geräten führen kann.

Für die Probleme, die durch NEOs entstehen, gibt es nochmal zwei weitere Gremien, die sich darum kümmern. Da ist zum einen das International Astroid Warning Network (IAWN). Hier bildet sich ein weltweit umspannendes Netzwerk an Forscher*innen, die dauerhaft nach Asteroiden, Meteoroiden und anderen Weltraum-Objekte Ausschau halten, um schon frühzeitig Gefahren zu erkennen. Für die Abwehr der Gefahren von NEOs ist die Space Mission Planing Advisory Group (SMPAG) zuständig. Dieses Gremium setzt sich alle 6 Monate zusammen und bespricht, wie die Gefahren von NEOs abgewehrt werden können und neue Lösungen werden besprochen. Hier ist besonders der Austausch der Missionen der verschiedenen Raumfahrt-Organisationen weltweit wichtig.

Die ESA beschäftigt sich in ihrer “NEO Mission in the InfraRed” (NEOMIR) damit, wie man die Gefahren von Asteroiden, welche von der Sonne in Richtung Erde fliegen, früher erkennen kann, da man aktuell mit Teleskopen von der Erde keine Erkenntnisse darüber hat. Die NASA erforscht währenddessen, wie man das Netzwerk an Teleskopen auf der Erde verbessern kann, um so früher Asteroiden, Meteoriten und andere Weltraumobjekte zu erkennen. Auch andere Weltraumorganisationen befassen sich immer mehr mit dem Thema NEOs; so hat zum Beispiel die Indian Space Agency (ISRO) nach der erfolgreichen Landung einer Sonde auf dem Mond ihren Fokus auf NEOs gelegt. Auch die Canadian Space Agency (CSA) und die Kenyan Space Agency (KSA) befassen sich immer mehr mit dem Thema NEOs.

6. Probleme und Lösungsansätze

Bisher haben sich vor allem die großen Weltraum-Organisationen ESA und NASA um die Gefahr der NEOs beschäftigt, doch damit die Abwehr erfolgreich verlaufen kann, muss es eine stärkere internationale Zusammenarbeit geben. Doch für kleinere Staaten gibt es hier oftmals ein finanzielles Problem, denn das Bauen und Nutzen von Teleskopen, die NEOs frühzeitig erkennen können, ist sehr kostspielig. Auch bei der Forschung sind bisher ESA und NASA sehr weit vorne, während andere Weltraumorganisationen sich kaum mit dem Thema beschäftigen, sondern der Fokus oftmals auf Mondprogrammen liegt. Hierbei sollte man schauen, ob man durch die Kooperation innerhalb von CORPUS die Finanzierung von Projekten, die Gefahren von NEOs erkennen, aufbauen und dadurch auch mehr Forschungsprojekte in kleineren Staaten gefördert werden können.

Auch die Frage nach passenden Standorten für neue Teleskope muss man sich stellen, um so am effektivsten ein engmaschiges Netz zu bilden, welches für die erfolgreiche Früherkennung von NEOs wichtig ist. So hat sich schon zu Teilen die NASA mit dieser Frage beschäftigt, doch damit es erfolgreich funktionieren kann, müssen alle Staaten bereit sein, Platz für Teleskope bereitzustellen. Bisher ist vor allem der Globale Norden besonders gut abgedeckt. Aber es muss auch im Globalen Süden vermehrt Teleskope geben.

Aktuell befasst sich nur die ESA mit den Gefahren des Weltraumschrotts, dieser stellt eine große Bedrohung da. Denn Forscher*innen haben die Befürchtung, dass wenn wir noch mehr Satelliten in die Erdumlaufbahn schießen, es bald dazu kommen kann, dass zwei Objekte kollidieren. Dadurch kann eine Kettenreaktion entstehen, welche dazu führen könnte, dass mehrere tausend Tonnen an Weltraumschrott auf die Erde fallen und verheerenden Schaden anrichten können. Im Jahr 2020 wurden so viele Satelliten in den Erdorbit geschossen, wie es insgesamt Satelliten seit 1960 gibt. Der exponentielle Anstieg an Satelliten im Erdorbit stellt eine immer größer werdende Gefahr dar. Man muss sich die Frage stellen, wie man den Weltraumschrott minimieren kann. Zum einen kann sich überlegt werden, ob man Projekte starten möchte, welche sich damit beschäftigen, dass nicht mehr genutzte Satelliten, Raketenstufen oder anderer Weltraumschrott aus der Umlaufbahn herausgeholt werden und so den Weltraumschrott minimiert.

Es muss aber auch ein Auge auf die Privatwirtschaft geworfen werden. So hat zum Beispiel SpaceX einen Großteil dazu beigetragen, dass 2022 das Jahr mit den meisten neuen Satelliten im Erdorbit war. Jährlich kommen immer neue private Unternehmen dazu, welche Satelliten und Raketen in den Erdorbit schießen. Diese Entwicklung kann schwerwiegende Folgen haben, wenn man das Problem des Weltraumschrotts nicht gelöst bekommt. Eine Lösungsansatz könnte es sein, die jährlich in den Orbit geschossenen Satelliten zu regulieren und damit einhergehend nicht verwendete Satelliten zu entfernen. Viele der privaten Weltraummissionen werden von Staaten beauftragt, um so den Weltraumvertrag (WRV) von 1967 und das Weltraumhaftungsübereinkommen (WHÜ) zu umgehen, denn aktuell ist es so, dass der WRV und das WHÜ nur für Staaten gelten und private Firmen diese ignorieren können. Ist es noch sinnvoll, dass jeder unkontrolliert Raketen in den Erdorbit schießen kann? Oder muss man auch hier die Firmen in die Pflicht ziehen, vorsichtiger zu handeln und auch den WRV und das WHÜ zu beachten, um Weltraummissionen zu starten?

7. Hinweise zur Recherche

Hier bieten sich vor allem die Seiten der NASA und ESA an, da diese bisher bei den Themen besonders fortgeschritten sind. Dadurch gibt es auf der Seite der NASA und der ESA viele Berichte über verschiedenste Themen, die sich um das Thema Weltraumforschung drehen. Besonders empfehlenswert ist der Punkt Space Safety auf der Website der ESA, denn hier ist das Thema am größten und verständlichsten erklärt und bietet viele Anhaltspunkte zum Thema ESO und Weltraumschrott. Die Seite der NASA bietet vor allem einen generellen Überblick über viele Themen, die die Raumfahrt angehen.

Um mehr über die Arbeit der Vereinten Nationen im Bereich NEOs zu erfahren, ist es empfehlenswert, die Seite der UNOOSA aufzurufen und sich die aktuellen Berichte durchlesen. Auch um Lösungsansätze zu finden, bietet sich eine Seite der UN an, und zwar die Seite der SMPAG. Hier findet man aktuelle Berichte der NASA, ESA, JAXA, CNES, ASI etc. Diese stellen hier ihre Lösungen vor, welche man in die Überlegungen einfließen lassen kann. Für kleinere Staaten bieten sich die Reporte der Regionalkommission der UNOOSA an. Hier gibt es Berichte darüber, wie die Zusammenarbeit grundsätzlich im Bereich Weltraumforschung innerhalb der Region stattfindet.

Wenn man mehr über Privatfirmen im Zusammenhang mit Weltraumforschung erfahren will, kann man über die Seite der Nicht-Regierungs-Organisation Space Foundation mehr erfahren und sich die Jährlichen Space Reports durchlesen. Hierbei erhält man einen besseren Überblick über den aktuellen Stand.

 

Lexikon

Asteroiden: Für den Begriff Asteroid gibt es keine Definition der Internationalen Astronomischen Union (IAU), er wird jedoch in der Regel für Objekte verwendet, auf die folgende Kriterien zutreffen: Das Objekt bewegt sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne Das Objekt hat eine zu geringe Masse, um eine annähernd runde Form zu erreichen und ist eher unregelmäßig geformt Der Himmelskörper ist größer als ein Meteoroid Globaler Norden /

Globaler Süden: Die Begriffe „Globaler Süden“ und „Globaler Norden“ werden hauptsächlich in der Entwicklungspolitik und in den Sozial- und Geisteswissenschaften benutzt. Die Bezeichnungen sollen die Situation von Ländern in der globalisierten Welt möglichst wert- und hierarchiefrei beschreiben. In diesem Sinne ist ein Land des Globalen Südens ein politisch, wirtschaftlich oder gesellschaftlich benachteiligter Staat.

Globaler Norden: Die Länder des Globalen Nordens befinden sich dagegen in einer privilegierten Position, was Wohlstand, politische Freiheit und wirtschaftliche Entwicklung angeht. Damit sollen auch die Ungleichheit und die dadurch bedingten Abhängigkeitsverhältnisse herausgestellt werden. Die Bezeichnungen sollen nicht zur Verallgemeinerung der Verhältnisse in allen entsprechenden Ländern dienen. Sie sind zudem nur bedingt geografisch zu verstehen. So werden Australien und Neuseeland dem Globalen Norden zugeordnet, während Länder wie Afghanistan und die Mongolei zum Globalen Süden gezählt werden.

Meteoroide, Meteore, Meteoriten: Meteoroide entstehen meist, indem sie durch Kollisionen aus einem Asteroiden herausgeschlagen werden. Astronomen haben aber auch große Himmelskörper wie den Mond oder den Planeten Mars als Quelle für Meteoroide identifizert. Beim Eintritt eines Meteoroiden in die Erdatmosphäre kann eine Leuchterscheinung – auch Meteor oder Sternschnuppe genannt – entstehen. Durch die Reibung mit der Luft erhitzen sich schnell auf die Erde fallende Meteoroide stark und können dabei vollständig verdampfen. Erreichen Gesteinsbrocken die Erdoberfläche, werden sie als Meteoriten bezeichnet.

Solare Eruptionen: Eine solare Eruption oder Sonneneruption ist eine große Explosion auf der Oberfläche unserer Sonne. Sie erzeugt eine plötzliche, schnelle und intensive Helligkeitsänderung. Eine Sonneneruption entsteht, wenn magnetische Energie, die sich in der Sonnenatmosphäre angesammelt hat, plötzlich freigesetzt wird.

SpaceX: Eine von Elon Musk und Tom Mueller gegründete Firma, welche sich darauf spezialisiert hat, Raketen zu entwickeln, bei welchen sich die Triebwerke, nachdem sie nicht mehr benötigt werden, auf der Erde landen, um diese so wieder zu verwenden.

TNT-Äquivalent: TNT-Äquivalent ist eine Maßeinheit für die bei einer Explosion freiwerdende Energie. TNT ist dabei der gebräuchliche Name des Sprengstoffs Trinitrotoluol

Quellenangaben und weiterführende Links

Report des UNOOSA vom 17.Februar.2023 A/AC.105/C.1/L.406/Add.4 : https://www.unoosa.org/res/oosadoc/data/documents/2023/aac_105c_1l/aac_105c_1l_406add_4_0_html/AC105_C1_L406Add04E.pdf

Resolution der Generalversammlung zur Internationalen Kooperation für das friedliche Nutzen des Weltraums A/RES/77/121: https://www.unoosa.org/res/oosadoc/data/resolutions/2022/general_assembly_77th_session/ares77121_html/N2274756.pdf

Seite des Büro für Weltraumfragen : https://www.unoosa.org/oosa/index.html

Seite der NASA: https://www.nasa.gov/

ESAs Space Environment Report 2023: https://www.esa.int/Space_Safety/ESA_s_Space_Environment_Report_2023

Seite der ESA: https://www.esa.int/

Seite der IAWN; https://iawn.net/index.shtml

Seite der SMPAG: https://www.cosmos.esa.int/web/smpag

ESA (2023): ESA’S Annual Space Environment Report, ESA Space Debris Office, Darmstadt: European Space Agency, https://www.sdo.esoc.esa.int/environment_report/Space_Environment_Report_latest.pdf, https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/ESA_UNOOSA_space_debris_infographics_and_podcast (zusammenfassende Infografik).

Hudson, Julia (2023): KESSYM: A stochastic orbital debris model for evaluation of Kessler Syndrome risks and mitigations, https://www.soa.org/49f0ba/globalassets/assets/files/static-pages/research/arch/2023/arch-2023-2-kessym.pdf.

NASA (2016): Micrometeroids and Orbital Debris (MMOD), Washington, D.C.: National Aeronautics and Space Administration, https://www.nasa.gov/centers/wstf/site_tour/remote_hypervelocity_test_laboratory/micrometeoroid_and_orbital_debris.html.

NASA (2023): Near-Earth Asteroids as of July 31, 2023, NASA Planetary Defense Coordination Office, Washington, D.C.: National Aeronautics and Space Administration, https://www.nasa.gov/image-feature/near-earth-asteroids-as-of-july-31-2023.

UNOOSA (2023): Near-Earth Objects and Planetary Defence, ST/SPACE/73, Vienna: United Nations Office for Outer Space Affairs, https://www.unoosa.org/res/oosadoc/data/documents/2023/stspace/stspace73_0_html/st-space-073E.pdf.