Jagd auf den Müll im Weltall

Zwei neue Kuppelbauten, drei neue Teleskope: Die Sternwarte Zimmerwald hat aufgerüstet. Damit will man auf die Suche nach Weltraumschrott gehen.

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Die beiden Kuppeln, die auf Betonsockeln in der Ebene stehen, sehen aus, als würde hier die Kulisse zu einem Science-Fiction-Film aufgebaut. Man könnte sich auf dem Mond oder auf dem Mars wähnen – wären da nicht das saftige Grün der Wiesen, das angrenzende Gehöft, das Brummen eines Traktors und die Alpen im Hintergrund.

Kanton und Universität Bern haben die Sternwarte Zimmerwald, gut zehn Kilometer südöstlich von Bern gelegen, vor kurzem aufgerüstet und ausgebaut. In den beiden Kuppelbauten stehen drei neue Teleskope. Damit wollen die Wissenschaftler den Weltraum nach Schrott absuchen.

«Die Teile bewegen sich zehnmal so schnell wie eine Gewehrkugel.»Thomas Schildknecht, Zimmerwald-Direktor

Das sei dringend nötig, erklärt Thomas Schildknecht, Direktor der Sternwarte Zimmerwald. «Man kann sich kaum vorstellen, wie viel Schaden diese Teile anrichten können», sagt er. «Sie bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 7,5 Kilometern pro Sekunde – das ist fast zehnmal so schnell wie eine Gewehrkugel.» Bei diesem Tempo setzten bereits kleinste Teilchen bei einem Zusammenprall dieselbe Energie frei wie die Explosion einer Handgranate. Schätzungen zufolge kreisen etwa 30'000 Objekte um die Erde, und das sind nur die grösseren Teile (siehe Text Box).

Prävention als Grundsatz

Eines der neuen Instrumente besteht aus zwei Weitfeldteleskopen. Diese haben ein breiteres Gesichtsfeld und dienen dazu, Schrottobjekte im geostationären Ring permanent zu beobachten. Dieser Ring befindet sich auf einer Höhe von 36'000 Kilometern, wo Wetter- und Kommunikationssatelliten ihre Kreise ziehen. «Durch die Teleskope sehen wir, wenn sich vor dem Sternenhintergrund etwas bewegt. Und was sich bewegt, registrieren wir», sagt der Zimmerwald-Direktor. Mehrere Aufnahmen erlaubten es, die Bahn eines Objekts zu berechnen. «Dann gleichen wir unsere Messungen mit einem Katalog ab. So wissen wir, ob es sich um ein bekanntes oder unbekanntes Objekt handelt.»

«Bern ist an der Weltspitze ganz vorne mit dabei.»Thomas Schildknecht, Zimmerwald-Direktor

Mit dem dritten Teleskop wollen die Astronomen kleine Bruchstücke auffinden mit dem Ziel, deren Beschaffenheit und Ursprung zu ermitteln. Das dient vor allem präventiven Zwecken. «Die Schrottmenge hat ein kritisches Stadium erreicht und darf nicht weiter wachsen», sagt Schildknecht. Sobald man wisse, woher die Teile stammten, lasse sich das Problem an der Quelle bekämpfen. Häufig seien es Überreste von Satelliten, Raketen oder Shuttles, aber auch Fragmente von Isolationsfolien. «Man muss die Entwickler von Raumfahrzeugen darüber in Kenntnis setzen, sodass sie die Bauweise verändern können.»

Die Teleskope werden ständig überwacht. Studenten und Doktoranden wechseln sich schichtweise ab, auch über Nacht. Sieben Bildschirme müssen sie im Auge behalten. Nebst der Lichtverschmutzung, die von Städten und Dörfern herrührt, kann vor allem das Wetter den Messungen einen Strich durch die Rechnung machen.

Schrott landet auf «Friedhof»

Der präventive Ansatz ist das eine. Sollte aber der Weltraum weiter zugemüllt werden, müssen andere Strategien her. Zum Beispiel Roboter, die Objekte einfangen. Solche Sammel-Roboter sind aber nicht nur extrem teuer, sondern auch umstritten: Es besteht die Gefahr, dass sie für militärische Zwecke missbraucht werden. «Man denke etwa an die Sabotage von Aufklärungssatelliten», sagt Schildknecht.

Ab einer gewissen Entfernung zur Erde lassen sich Objekte auch kaum mehr in die Atmosphäre steuern, damit sie dort verglühen. Stattdessen schickt man sie in eine Zone noch weiter weg von der Erde, in eine Art Weltraumfriedhof. «Diese Praxis hat aber keine Zukunft», sagt Schildknecht. «Wer weiss, wozu wir den Raum da draussen dereinst brauchen.»

Indien braucht Daten aus Bern

Die Erforschung von Weltraumschrott hat an der Uni Bern Tradition. Ende der 1980er-Jahre sei das noch etwas für «Freaks» gewesen, so Schildknecht. Anschliessend habe man als Nestbeschmutzer gegolten. «Die Weltraumforschung genoss bis dahin einen tadellosen Ruf. Dann hat man begonnen, die negativen Auswirkungen auf den erdnahen Raum aufzuzeigen.» Heute komme der Disziplin wachsende Bedeutung zu. «In Bern haben wir das Glück, dass nicht nur Objekte gesucht, sondern auch Bahnen berechnet werden können. Das ist eine fast einzigartige Kombination.»

Schildknecht und sein Team stehen daher in regem Austausch mit der European Space Agency (ESA) und russischen Berufskollegen. Und wenn Indien einen Kommunikationssatelliten ins All schiessen will, greifen die Behörden auf Daten der Uni Bern zurück, um eine Kollision mit Schrott-Teilchen zu vermeiden.

Trotzdem: Erst 2013 hat die Sternwarte Zimmerwald aufgerüstet. Ebenfalls eine neue Kuppel und ein neues Teleskop, Kostenpunkt 700'000 Franken. Nun kosten die neuen Kuppelbauten rund 820'000 Franken, die der Kanton berappt. Für die Teleskope kommt noch mal derselbe Betrag hinzu, wobei hier vor allem der Nationalfonds und die Uni Bern zahlen. Wie lassen sich so teure Anschaffungen binnen kurzer Zeit rechtfertigen? «Bern ist an der Weltspitze ganz vorne mit dabei, was die Erforschung des Weltraums angeht. Wenn das so bleiben soll, braucht es modernste Technik und die entsprechenden Geräte.»

Tag der offenen Tür und Einweihung: 2. Juni 2018, Sternwarte Zimmerwald. (Der Bund)

Erstellt: 13.04.2018, 06:40 Uhr

«Da oben ist es eng geworden»

Waren es zu Beginn der Raumfahrtgeschichte ein paar Dutzend Satelliten, die um den Erdorbit kreisten, gibt es mittlerweile über 1300 Stück. «Da oben ist es in den letzten Jahren ziemlich eng geworden», sagt Thomas Schildknecht, Direktor der Sternwarte Zimmerwald. Problematisch sind weniger die aktiven künstlichen Himmelskörper, sondern diejenigen, die ihre Lebensdauer überschritten haben: ausgediente Satelliten, Treibstofftanks, Abdeckungen etwa.

Weltraumschrott, oder neudeutsch «Space Debris», stellt die Raumfahrt zunehmend vor Probleme. Heute sind die Bahnen von rund 30'000 solcher Teile bekannt. Sind sie kleiner als zehn Zentimeter, lassen sie sich aber kaum erfassen. Schätzungen zufolge gibt es mehrere Hunderttausend solcher kleiner Teilchen, die immensen Schaden anrichten können. Sie stellen auch für die bemannte Raumfahrt eine Bedrohung dar.

Wer etwas ins All schicken will, tut daher gut daran, dies haargenau zu koordinieren. Die Akteure sind dabei auf Daten-Kataloge angewiesen, worin die Bahnen von Schrott-Teilen verzeichnet sind. Einmal im All angekommen, kommen Raumfahrzeuge nicht umhin, den herumgeisternden Objekten regelmässig auszuweichen. «Es braucht aufwendige und teure Ausweichmanöver», sagt Schildknecht. Satelliten etwa müssen vom Kurs abweichen und können zeitweise ihre Funktion nicht erfüllen. Das hat Einbussen in Millionenhöhe zur Folge. «Tun sie dies nicht, droht die Zerstörung.»

Juristisches Vakuum im Weltall

Das Problem dürfte sich in Zukunft arg verschärfen, wenn die präventiven Massnahmen nicht greifen: Zunehmend wollen nämlich auch kommerzielle Anbieter ihren Platz im Weltraum. So plant etwa das US-amerikanische Privatunternehmen Spacex, in den kommenden Jahren den erdnahen Orbit mit bis zu 10'000 Mini-Satelliten auszustatten. Dadurch sollen auch entlegene Regionen mit schnellem Internet versorgt werden.

Zimmerwald-Direktor Schildknecht fordert daher strengere Regeln, insbesondere im Bereich der kommerziellen Aktivitäten. Bislang herrscht da oben ein juristisches Vakuum, was hier unten weitreichende Folgen haben kann. Stürzt ein Teil auf die Erde, hat der Herkunftsstaat den entstehenden Schaden zu berappen. «Aber bei den Teilchen, die mit unvorstellbarer Geschwindigkeit im All kollidieren, lässt sich die Herkunft bislang kaum nachweisen.»

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