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Satelliten haben es einfacher als Bodenstationen

Nach Aussagen der Forscher sollten knapp 6.000 Impulse ausreichen, um eine 10 cm große Aluminiumkugel aus einem 800 km hohen Orbit auf 200 km abzusenken, von wo sie innerhalb weniger Tage auf die Erde stürzt. Das entspricht einem dauerhaften Laserbeschuss von etwa fünf Minuten. Kleinere und weniger kompakte Teile würden weniger Impulse benötigen. Eine Bremswirkung erzielt der Laser aber nur mit dem Anteil, der von vorne, also aus der Bewegungsrichtung des Trümmerteils, kommt. Das kann ein Problem sein.

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Anders als die chinesischen Forscher will das Cleanspace-Projekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) den Laser nicht auf einen Satelliten auf einer ähnlichen Umlaufbahn montieren. Stattdessen sollen die Laserstrahlen von der Erde und damit sozusagen von unten auf Trümmerteile geschossen werden. Das vermeidet die Probleme mit dem Bau, Start und Betrieb eines Satelliten, macht dafür aber alle anderen Teile des Unterfangens schwieriger.

Der Laser soll vom Satelliten aus eine maximale Reichweite von 200 km haben, bevor sich der Strahl zu stark ausweitet. Von der Erde aus sind nicht nur Reichweiten von teilweise über 1.000 km nötig; um den Strahl über diese Entfernung ausreichend gebündelt zu halten, muss auch die mit dem Laser verwendete Optik den fünffachen Durchmesser haben. Sie müsste damit etwas größer sein als die derzeit größten Teleskope der Welt. Dazu kommt das Problem, die ersten 20 km und ihre turbulente Atmosphäre zu überwinden. Mit adaptiven Optiken, wie sie in großen Teleskopen längst verwendet werden, ist es inzwischen möglich, solche Turbulenzen auszugleichen, wenn auch mit großem Aufwand.

Trümmer müssen erst gefunden werden

Eine weitere Hürde ist, dass der Laser nie von vorn das Trümmerstück beschießen kann, um es von der Erde aus abzubremsen. Es kann bestenfalls in einem spitzen Winkel beschossen werden, bei dem nur ein kleiner Teil des erzeugten Impulses tatsächlich gegen die Flugrichtung wirkt und den niedrigsten Punkt der Umlaufbahn des Trümmerteils absenkt. Der restliche Teil der Kraft wirkt nach oben und erhöht den höchsten Punkt der Umlaufbahn. Ein erdgebundener Laser braucht damit viel mehr Leistung als ein zielgerichteter Laser von einem Satelliten aus einer ähnlichen Umlaufbahn heraus.

Noch schwieriger ist das Auffinden der Trümmerteile. Sie sind teilweise so klein, dass sie vom Radar nicht mehr erfasst werden können. Dazu wird der gleiche Laser benutzt, wenn auch weniger fokussiert. Ein breiter Laserimpuls wird ausgesendet, um nach Reflexionen von möglichen Trümmern zu suchen. Das Prinzip eines solchen Lidars ist das gleiche wie beim Radar, nur mit Licht statt Radiowellen. Hier ist der Satellit wegen der größeren Nähe gleich doppelt im Vorteil. Das Laserlicht wird über die kürzere Entfernung weniger abgeschwächt und auch das reflektierte Licht ist wesentlich heller.

Satelliten müssen nicht überlegen sein

Trotzdem ist keineswegs sicher, welche der beiden Lösungen die bessere ist. Die Satellitentechnik hat erhebliche Vorteile, mal ganz abgesehen von der Unabhängigkeit von Wetter und Tageslicht. Dafür lassen sich Projekte am Boden wesentlich einfacher und billiger realisieren, auch wenn die nötige Technik sehr viel leistungsfähiger sein muss. Welches Konzept das praxistauglichere ist, ist damit noch keineswegs entschieden. Die notwendigen Bestandteile der Technik sind jedenfalls im Prinzip schon vorhanden.

Wie bei jeder anderen Technik zur Beseitigung von Weltraumschrott gibt es ein weiteres Problem. Der Weltraum wird militärisch genutzt und viele Länder verfolgen dort militärische Interessen. Jede Technologie, die Weltraumschrott aus der Umlaufbahn befördern kann, ist auch geeignet, funktionierende Satelliten zu stören oder gar zu zerstören. Jede Entwicklung in dieser Richtung wird also von Militärs entsprechend misstrauisch beobachtet werden. Ohne internationale Zusammenarbeit kann das Problem mit dem Weltraummüll also niemals gelöst werden.

 Raumfahrt: Weltraummüll-Räumkommando mit Laserkanonen
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