Schauen Sie in den Himmel – Hunderte von ausrangierten Satelliten, verbrauchten Oberstufenraketenkörpern und missionsbezogenen Objekten umkreisen die Erde und stellen ein Risiko für weltraumgestützte Dienste und zukünftige Missionen dar, die einen voraussichtlich Billionen Dollar teuren Weltraum unterstützen werden Wirtschaft.
Nach Angaben der Europäischen Weltraumorganisation mehr als 36.500 katalogisierte Objekte Teilchen, die größer als 10 cm sind, umkreisen derzeit die Erde, zusammen mit Millionen von Stücken, die kleiner als 1 cm sind. Es überrascht nicht, dass jede Kollision im Orbit katastrophal sein kann. Mit einer Geschwindigkeit von mehr als 7 km pro Sekunde – schneller als eine Hochgeschwindigkeitskugel – kann selbst ein 1 cm großes Trümmerstück einem Raumfahrzeug erheblichen Schaden zufügen und eine ganze Mission beenden.
Die heutige Nachhaltigkeitskrise im Weltraum ist das Ergebnis von 60 Jahren Erforschung und Nutzung, die die Umweltfolgen von Weltraumaktivitäten weitgehend ignoriert und Satelliten und andere Weltraumanlagen als Einwegobjekte behandelt haben.
Die Folge dieses Ansatzes ist ein nicht nachhaltiges Modell, das die Kosten erhöht und das enorme Potenzial der Weltraumwirtschaft gefährdet. Niedrige Erdumlaufbahnen sind bereits so bevölkert, dass Satellitenbetreiber gezwungen sind, Konjunktionen zu bewerten und Manöver zur Vermeidung von Trümmern durchzuführen, die wertvolle Ressourcen verbrauchen und Dienste stören können.
Wer übernimmt die Verantwortung?
Technische Maßnahmen allein können das Raumnachhaltigkeitsproblem nicht lösen. Der Servicemarkt im Orbit muss von nationalen Raumfahrtrichtlinien und internationalen Standards bestimmt werden, die die Satellitenwartung direkt unterstützen. Die nationale Regulierungspolitik hat Mühe, mit dem technologischen Fortschritt, dem Wachstum der Satellitenpopulation und der Entwicklung neuer Aktivitäten im Orbit Schritt zu halten.
Während multilaterale UN-Bestimmungen, wie der Weltraumvertrag von 1967 und die Leitlinien für die langfristige Nachhaltigkeit von Weltraumaktivitäten von 2019, Leitlinien auf hoher Ebene bieten, müssen spezifische Lizenzierungspraktiken von den nationalen Regulierungsbehörden in den einzelnen Ländern geschaffen und umgesetzt werden.
Es gibt keine Vorlage für die Umsetzung dieser Richtlinien und Vereinbarungen auf hoher Ebene auf international koordinierter Basis, und die globalen Weltraumaktivitäten stehen nicht unter der Kontrolle einer einzelnen nationalen oder internationalen Einheit. Daher gibt es kein gemeinsames Regelwerk, das globale Weltraumaktivitäten regelt, und keine Mechanismen, um die ordnungsgemäße Entsorgung von Hardware nach Abschluss von Weltraummissionen sicherzustellen. Es gibt auch keine koordinierten Bemühungen, den jahrzehntelangen Weltraumschrott zu beseitigen, der sich bereits im Orbit angesammelt hat.
Die Einstellungen ändern sich jedoch, und im vergangenen Jahr haben wir eine deutliche Verschiebung in der Dringlichkeit des Themas festgestellt. Im Juni 2021, Die G7-Mitgliedsstaaten haben eine Erklärung veröffentlicht Weltraumschrott als eine der größten Herausforderungen für den Weltraumsektor bestätigen und sich für eine sichere und nachhaltige Nutzung des Weltraums einsetzen.
Während diese Aussage eine wertvolle Anerkennung des Umfangs unserer Probleme mit der Nachhaltigkeit des Weltraums darstellt, ist sie nur ein Schritt in die richtige Richtung. Wichtige Akteure in der internationalen Gemeinschaft, von nationalen Regierungen bis hin zu privaten Handelsunternehmen, müssen mit der Entwicklung und Koordinierung des Weltraumverkehrs und des Umweltmanagements beginnen.
On-Orbit Services – der Schlüssel zu einer nachhaltigen Zukunft
Bisher hatten Satellitenbetreiber keine Möglichkeiten, die Risiken für ihre Satelliten im Orbit zu verringern. Die Wartung im Orbit ändert dieses Risikoszenario jedoch. D-Orbit, Astroscale und ClearSpace bündeln ihre Kräfte, um den Raumfahrtsektor in eine Ära der Nachhaltigkeit zu führen und die Wartung im Orbit zu einer neuen Realität zu machen.
Die Wartung im Orbit ist vergleichbar mit der Wartung von Autos am Straßenrand auf der Erde. Niemand würde ein Auto mitten auf der Autobahn stehen lassen, weil der Tank leer ist oder die Batterie leer ist. Doch genau so haben die meisten Satellitenbetreiber seit Anbeginn des Weltraumzeitalters gearbeitet, wodurch diese metaphorischen „Autobahnen im Orbit“ noch mehr verstopft sind.
Laut Anträgen, die bei der US-amerikanischen Federal Communications Commission und der International Telecommunications Union eingereicht wurden, wird die Anzahl der Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn auf 200 prognostiziert um 10.000 bis 40.000 Satelliten erhöhen bis 2030, und kürzlich wurde ein einziges System mit über 300.000 Satelliten vorgeschlagen. Dieses Wachstum verspricht, ein ernstes Problem exponentiell zu verschlimmern.
Der Einsatz eines geostationären Satelliten kostet in der Regel 150 bis 500 Millionen US-Dollar. In den nächsten 15 Jahren werden mehr als 100 geostationäre Satelliten ihr geplantes Rentenalter erreichen, was die Satellitenbetreiber dazu veranlasst, Optionen zur Wertsteigerung ihrer Vermögenswerte zu verfolgen, anstatt sie nur zu ersetzen. Durch die Verlängerung der Lebensdauer eines Satelliten ermöglicht die Wartung kommerziellen und institutionellen Betreibern, ihr Kapital bewusster einzusetzen.
Satellitenbetreiber – insbesondere diejenigen, die größere Konstellationen aufbauen – können vor dem Start eine kostengünstige Schnittstelle auf ihren Satelliten installieren, um die Kosten und die Komplexität zukünftiger Dienste zu reduzieren, die möglicherweise erforderlich sind. Wenn ein Satellit ausfällt oder das Ende seiner Lebensdauer erreicht, kann ein Servicer-Raumschiff ihn entfernen, ähnlich wie ein Abschleppwagen liegengebliebenen Autos auf einer Straße hilft, die Umlaufbahnen frei hält und das Kollisionsrisiko für andere Satelliten, einschließlich der zu ihnen gehörenden, verringert Konstellation.
Wenn wir die Entfernungsdienste auf Inspektionen im Orbit ausdehnen, können die Betreiber den Zustand ihrer Satelliten besser beurteilen, wenn Anomalien auftreten. Mit On-Orbit-Verlagerungsdiensten können Betreiber ihre Satelliten von der Erststationierung auf ihre beabsichtigten Betriebsumlaufbahnen bringen, Anpassungen vornehmen, um den natürlichen Verfall zu kompensieren, Anlagen innerhalb einer Konstellation neu zu positionieren, um Abdeckungsprobleme zu beheben, oder sie verlagern, um Fehler zu kompensieren, und das alles ohne Kosten ihr eigenes Spritbudget.
Wie bei jedem anderen langfristigen Plan, der erhebliche Investitionen in Forschung und Entwicklung erfordert – wie beim Weltraumrennen der 1950er Jahre – spielen die nationalen Regierungen eine wesentliche Rolle bei der Starthilfe für eine nachhaltige orbitale Infrastruktur. Es werden aktive Trümmerbeseitigungsdienste entstehen, wobei sowohl die Europäische Weltraumorganisation als auch die Japan Aerospace Exploration Agency in Partnerschaft mit privaten Einrichtungen wie ClearSpace und Astroscale Trümmerbeseitigungsmissionen im erdnahen Orbit finanzieren.
Während die Lösung dieses globalen Problems erhebliche öffentliche und private Investitionen sowie systemische Veränderungen in der Branche erfordert, sind die potenziellen Vorteile praktisch unbegrenzt. Die Weltraumwirtschaft – ein neues, unbegrenztes Spielfeld – hat das Potenzial, das Leben auf unserem Planeten zu beeinflussen und eine neue Grenze über unser Sonnensystem und darüber hinaus zu öffnen.