Klartext Raumfahrt

Nihil fit sine causa

USA und Europa machen Ernst: Kein Schrott, keine Ausnahme, keine Diskussion

Distribution of space debris around Earth

Ab sofort gilt Pflichtgrenze 5 Jahre für Deorbit von Satelliten und Raketenteilen

Bazookas im All

Wer kennt sie nicht, die Animationen jener Schwärme von Schrott in Teilchengrößen von 1 mm bis deutlich größer 10 Zentimeter, die die Erde auf den Highways des Big Business, also vor allem auf LEO und MEO umkreisen? Schätzungen auf Basis vielschichtiger Messungen zufolge handelt es sich um insgesamt fast 350 Millionen dieser kleinen Geschosse, davon eine Million der schon für Satelliten, Raumstationen und durch den Gürtel höher hinaufstrebende Missionsflüge potentiell sehr gefährlichen Debris-Teile zwischen einem und zehn Zentimeter. Bei Geschwindigkeiten je nach Orbit zwischen etwa 25- und 40-tausend km/h, also etwa sieben- bis elfmal so schnell wie eine Gewehrkugel auf der Erde, ist das Zerstörungspotential enorm: Bazookas im All.

Es war einmal: 25 Jahre Zeit, um den Müll nach unten zu bringen

In weiser Voraussicht der Entwicklung, die einen Rückzug des Menschen und seiner Technik aus dem Weltraum nach den Erfolgen der Mondlandungen und erster Satellitenprojekte ausschloss, hatte man im Raumfahrtausschuss der UN seitens des Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) bereits 1967 eine – allerdings mangels Gesetzeskraft freiwillig einzuhaltende – Grenze von 25 Jahren für das Deorbit von Satelliten festgelegt. Mit Hilfe der entsprechend von der International Organization for Standardization (ISO) definierten Richtlinie 24113 wurde auch der Versuch unternommen, dem Ganzen einen halbwegs offiziellen Charakter zu geben und damit mehr Akzeptanz zu verschaffen. Denn juristisch bindend und verpflichtend war an dieser Regelung absolut nichts.

Kleinsats im Klondike

Das machte auch nichts – zumindest so lange, wie sich Starts und Betrieb von Satelliten auf LEO und MEO in äußerst überschaubarem Rahmen hielten und die Musik kommerziell klingender Münze eher aus 36.000 Kilometern Höhe von den TV- und anderen GEO-Satelliten erscholl. Und das ging immerhin beinahe ein halbes Jahrhundert gut, bis sich unter etablierten wie vor allem auch vielen neuen Innovateuren moderner Goldsuche in den Weiten des Weltraums die Erkenntnis durchsetze, dass der Klondike des Alls viel näher lag als vermutet und nicht unbedingt großes Schürfgerät, sondern preiswerte Klein- und Cubesats im Rennen um das Abstecken der orbitalen Claims auf geringer Höhe den größten Vorteil besaßen. In wenigen Jahren hat sich das Bild dramatisch zu dem gewandelt, wie es sich heute präsentiert.

Es wird dunkel

Es entbehrt dabei nicht gewisser Ironie, dass nicht nur aus dem Zentrum der Aktion, sondern auch von der Seitenlinie des Spielfeldes erheblicher Druck auf die überfällige Anpassung der Regeln an die neue Wirklichkeit kam. Denn die mit einer Zielgröße von 42.000 Satelliten operierende Starlink-Konstellation von Elon Musk ist schon seit Jahren so opulent am Himmel präsent, dass sie diesen zur Empörung der Astronomen tatsächlich zu verdunkeln vermochte. Und viele andere Projekte – ob nun Kuiper von Jeff Bezos, Rivada, UNIO Enterprise, IRIS2 oder die Megakonstellation von Ruanda mit 330.000 geplanten Satelliten – stehen in den Startlöchern. Alte Mechanismen der Kontrolle funktionieren nicht mehr unbedingt, wenn die Kommunikation dieser Konstellationen zunehmend auf der Interaktion von Laserterminals basiert, denn für Kommunikation per Licht bedarf es unter Umständen nicht mehr des Wohlwollens einer frequenzvergebenden U.S. Federal Communications Commission (FCC) oder einer Internationalen Fernmelde Union (ITU), die unter dem Dach der UN beheimatet ist.

Keine Erlaubnis ohne Verbot

Laser lösen aber nicht das Problem der satellitentechnischen Übervölkerung des Alls vor allem auf den Höhenbahnen zwischen 500 und 2.000 Kilometern Erdabstand. Um hier für alle Aspiranten Pfade fairer Teilhabe bis weit in die Zukunft zu schlagen, stellte dann im Jahre 2022 allein die Reduktion der maximal „erlaubten“ Deorbit-Zeit von 25 auf fünf Jahre eine veritable Möglichkeit dar.  Das Wort „erlaubt“ in Anführungszeichen, weil keine Institution mit der Macht ausgestattet wäre, etwas regulär zu verbieten – und allein das wäre ja die Grundlage dafür, auch etwas effektiv erlauben zu können. Aber ein Anfang wurde damit von der FCC eben doch schon 2022 gemacht:

FCC 5 year rule

Altruistische Ausnahmen …

… gibt es selten, aber tatsächlich auch: Unternehmen, die jenseits aller Ver- und Gebotslagen aus eigenem Antrieb zum Wohle der Sache aller einfach Entscheidungen treffen. Ein Beispiel: Reflex Aerospace mit Sitz in Berlin und München. Das Unternehmen ist dabei, mit modernsten Methoden des 3D-Drucks die Herstellung hoch präzise gefertigter Satelliten auf einen Zeitraum von unter 12 Monaten zu begrenzen; damit schließt es eine bisher deutliche Lücke im Anforderungsprofil sowohl der stark wachsenden Konstellationsprojekte wie auch militärischer Anwendungen. Bereits lange vor den neuen Deorbit-Beschlüssen zeichnete Reflex Aerospace mit der HPS GmbH, dem weltweit einzigen Anbieter seriengefertigter Dragsails auf Qualitätslevel TRL-9 und erfolgreicher Flight Heritage für den Deorbit von Satelliten, ein Memorandum of Understanding über die künftig routinemäßige Verwendung der Dragsails aus der ADEO-Serie von HPS für Satelliten aus dem Hause Reflex Aeropace GmbH.

Der Vollständigkeit halber sei noch als zusätzliche Erläuterung angemerkt, dass die ideale Deorbit-Bahn mit ADEO ab etwa 1,6 Millionen Flugkilometern vor der Auslösung vom deutschen SST-Spezialisten OKAPI ORBITS GmbH, Braunschweig, berechnet und bis zum Verglühen in der oberen Atmosphäre beobachtet werden kann, um an diesem Punkt die Staffette an das patentierte DeCAS-Systems (Debris Collision Alert System) für Positionsverfolgung und Wiedereintritts-Prognose von Raumfahrzeugen speziell zur Warnung von Flugzeugen zu übergeben. DeCAS stammt vom italienischen Unternehmen Aviosonic, ist raumerprobt und eine einzigartige Methode für Positionsverfolgung und Re-Entry-Prognose in Echtzeit. Diese Sicherheitsinformation wird auch von den Air Traffic Management-Systemen benötigt, wie unter anderem auch schon Die WELT berichtet.

Pragmatische US-Lösung: Nach oben geht´s nur mit Deorbit-Tech an Bord

Allerdings führten sehr pragmatische Überlegungen und daran anschließende Vereinbarungen mit SpaceX – seit Beginn des Boxenstops beider Träger Europas im Prinzip auf Pole Position für´s Angebot von Raumtransporten aller Art – im Herbst 2023 zur verblüffend einfachen Lösung: SpaceX schafft nichts mehr nach oben, was nicht schon beim Start ausgerüstet ist, in spätestens fünf Jahren nach Missionsende wieder aus eigener Kraft nach unten zu kommen. Damit dies kein Gerücht bleibt, hat SpaceX die Regel in seine Lastenhefte und Beförderungsbedingungen übernommen. So heißt es im „Rideshare Payload User`s Guide“ von SpaceX in der letzten Fassung vom Dezember 2023 so höflich wie bestimmt, dass Nutzlasten, die SpaceX – und damit die marktbeherrschende Falcon 9 –  befördern soll, innerhalb von spätestens 5 Jahren nach Missionsende wieder entsorgt worden sein müssen. Die Regel gilt praktisch ab sofort:

Rideshare program overview

Die Ansage ist so deutlich wie einfach:

 

Keine Onboard-Deorbit-Technologie = kein Start = keine Mission.

 

Starlink selbst hatte damit übrigens noch nie ein Problem, denn ihre Satelliten kommen mit einem Extra-Chemieantrieb wieder herunter. Und für Raketenteile braucht es US-seitig keine Regelung, da die Träger dort nicht nach Missionsende in Einzelteilen durch´s All taumeln, sondern auf der Erde recycelt und wieder verwendet werden.

 

Auch in Europa: Sparfüchse in der Startfalle

Die KTR-Redaktion erhielt im Zuge ihrer europaweiten Recherchen zu diesem Thema auch mit mehr oder weniger großer Heiterkeit vorgebrachte Hinweise auf eine „zahnlose FCC“ im Kontext mit der 2023 verhängten Strafe von 150.000 Dollar gegen Dish Networks, die ihren GEO-Satelliten Echostar-7 so lange betrieben, bis sie ihn wegen Treibstoffmangels nicht mehr korrekt aus dem Orbit entfernen konnten und der dann quasi „weggeworfene“ Satellit zur potentiellen Gefahr für andere zu werden drohte. Die Schlussfolgerung, wie sie nun offensichtlich manche Sparfüchse – tatsächlich also auch solche aus Europa – daraus ziehen, nämlich lieber eine Handvoll Dollar Strafe einzukalkulieren, statt sich beim Design regelkonform zu verhalten, greift also nicht nur zu kurz, sondern glatt ins Leere. Und das nicht nur in den USA, sondern auch in Europa. Denn analog zu SpaceX setzt jetzt und ab sofort auch die ESA die gleichen Vorbedingungen für den Transport auf europäischen Trägern – und darüber hinaus auch übrigens für die Schrott-Teile der in Europa ja nicht wiederverwendbaren Träger selbst. So heißt es in den ESSB-ST-U-007 – ESA Space Debris Mitigation Requirements vom 30. Oktober 2023:

ESA ESSB-ST-U-007

Wildwest im Weltraum war gestern, Neue und Alte Welt setzen der Vermüllung ein jähes Ende:

einfach, effektiv, endgültig.

 

Quellen:

ESA-Space-Debris-Mitigation-Requirements-ESSB-ST-U-007-Issue1.pdf

SpaceX Rideshare_Payload_Users_Guide.pdf (storage.googleapis.com)

FCC DOC-387720A1.pdf (fcc.gov)