Nicht nur die Zahl der von Menschen geschaffenen Satelliten wächst rasant, sondern auch die dadurch entstandene Mülldeponie um den Planeten herum: befanden sich 2019 nur rund 2000 aktive Satelliten im Erdorbit, könnten es in Kürze 40.000 sein.
Dank den US-amerikanischen Unternehmen SpaceX und Starlink wird die Atmosphäre dann jährlich mit rund 500 Tonnen verglühendem Sondermüll gedüngt werden - 30 Tonnen Nanopartikel (Aluminiumoxid) jedes Jahr in die Ozonschicht - wohl bekomm's.
Wettlauf ins All
Groß war die Aufregung als im Oktober 1957 der erste Pieps aus dem Weltraum die Erde erreichte: 'Sputnik 1', vom sowjetischen Kosmodrom in Baikonur mit der ersten Langstreckenrakete vom Typ R-7 in die Umlaufbahn befördert, war das erste von Menschenhand geschaffene Objekt, das jemals außerhalb der Atmosphäre um unseren kleinen Planeten kreiste.
Das Kurzwellensignal des 83kg schweren Erdtrabanten war weltweit zu empfangen und 'Sputnik 1' eröffnete damit das Wettrennen um die besten Plätze außerhalb des Erdballs. Nach nur 92 Tagen und etwa 1.380 Erdumrundungen trat er wieder in die Erdatmosphäre ein und verglühte.
Der kleine "Begleiter" oder "Weggefährte" bestand aus einer gasdicht verschweißten Kugel aus einer Aluminiumlegierung mit 58cm Durchmesser, Sender, Thermometer, einer Batterie für 21 Tage und 4 externen Stabantennen. Der kapitalistische Westen war geschockt, der kommunistische Osten jubelte.
Bereits im November des selben Jahres legte die Führung in Moskau noch eine Schippe drauf: 'Sputnik 2' war 4m hoch, kegelförmig, wog gut 500kg und hatte bereits einen Passagier an Bord - die Schäferhündin Laika. Sie dürfte nur wenige Stunden nach dem Start verstorben sein, eine Wiederkehr war aber ohnehin nicht geplant. 'Sputnik 2' umkreiste die Erde 162 Tage lang, bis er seine elliptische Umlaufbahn (Flughöhe zwischen 225km und 1.670km) langsam verließ und verglühte.
Zwei Monate später, im Jänner 1958, war es dann auch in Cape Canaveral in Florida so weit: die Trägerrakete 'Juno 1' transportierte 'Explorer 1' in eine Umlaufbahn mit einer Höhe zwischen 360km und 2.500km. Der nur 14kg leichte 'Spätnik' - so die spöttische Bezeichnung in der DDR - bestand aus einem 205x16cm großen Zylinder und war vollgepackt mit Messinstrumenten zur Erforschung der Ionosphäre.
'Explorer 1' bildete den Auftakt des bis heute 102 Satelliten umfassenden Explorer-Programms der Vereinigten Staaten. Technischer Direktor der ersten Missionen war Wernher von Braun, der nicht nur für die spätere erste Mondlandung verantwortlich zeichnete, sondern bereits unter Adolf Hitler für die auf London abgefeuerten 'Vergeltungswaffen' V1 und V2.
Das russische Sputnik-Programm umfasste nur insgesamt 10 Missionen - bei der noch einige Hunde, Meerschweinchen und Mäuse ihr Leben (unfreiwillig) für die Wissenschaft opferten - und dauerte bis 1961. Es folgten in den 60er Jahren die Programme 'Kosmos', 'Molnija' und 'Meteor'. 'Kosmos' lief bis in die frühen 2000er Jahre und umfasste rund 2.500 Satelliten, von denen einige heute noch als Radaraufklärungs- und Navigationssatelliten aktiv sind und funkend um den Erdball sausen.
In den 70ern folgte auf sowjetischer Seite das Tselina-Programm und ab den 80ern die Resurs-Reihe. Auf der Seite der USA startete man in den 60ern neben der laufenden Explorer-Reihe noch Programme wie Transit, TIROS, Nimbus, Syncom, ATS, DSCS, Keyhole und DSMP, ab 1976 SDS und ab den 80ern Magnum/Vortex.
Hinter den eher bodenständigen Bezeichnungen russischer Satelliten und der amerikanischen - an Science-Fiction-Literatur erinnernde - Namensgebung stecken allerdings stets die gleichen Absichten: wissenschaftliche Daten (Meteorologie, Geologie, Kartografie, Astronomie etc.) für die Öffentlichkeit, Spionage und Kommunikation für den Militärapparat. Die zivile - und damit wirtschaftliche - Nutzung für Kommunikationszwecke begann erst langsam ab den 1970ern.
Orbits für Alle
Die Umlaufbahnen von Satelliten werden in drei Regionen eingeteilt:
Low Earth Orbit (LEO) in einer Höhe zwischen 160km und 2.000km. Hier beträgt die Umlaufzeit ca. 90 Minuten und die erforderliche Geschwindigkeit um nicht zur Sternschnuppe zu werden beträgt ca. 28.000km/h. Die relative Nähe zur Erdoberfläche eignet sich vor allem für Spionage, Umweltmonitoring und Kartografie.
Und weil es nicht so weit dorthin ist, befindet sich hier auch unser größter Satellit, die internationale Raumstation ISS, in rund 400km Höhe mit zumeist sieben Besatzungsmitgliedern - und manchmal ohne funktionierende Toilette.
Der chinesische 'Himmelspalast' ('Tiangong') schwebt seit 2021 über uns im LEO und wird seit 2022 von drei Taikonauten bewohnt. Westliche Akteure der ISS wollten China nicht mit an Bord haben, so machen die - eigentlich an Kooperation interessierten - Chinesen es halt selbst.
Medium Earth Orbit (MEO) in 2.000km bis 35.786km Höhe, Umlaufzeit 12-14 Stunden, erforderliche Geschwindigkeit ca. 14.000 km/h. Hier finden Navigationssatelliten und Kommunikationsrelais ihr lauschiges Plätzchen.
Geostationärer Orbit (GEO) befindet sich exakt in 35.786km Höhe, Umlaufzeit genau 24 Stunden, erforderliche Geschwindigkeit ca. 11.000km/h. Günstig für Kommunikation und Wetterbeobachtung. Weiter oben (weitere 300km) beginnt der sogenannte "Friedhofsorbit" für gezielt dorthin bugsierte ausgediente Trabanten.
Spezialorbits sind der Highly Elliptical Orbit (HEO) zwischen 500km und 40.000km Höhe für Spezialaufklärung, Astronomie und polarregionale Kommunikation, sowie der sonnensynchrone Orbit (SSO) in 600-800km Höhe für präzise Erdbeobachtung und Bildaufnahmen (zb. Landsat).
Kleinvieh macht Mist
Seit 1962 führt das 'Büro der Vereinten Nationen für Weltraumfragen' mit Sitz in Wien ein Verzeichnis aller ins All geschossener Satelliten. Am Beginn ein leichtes Unterfangen: 1962 wurden 14 Starts gezählt, bis 1969 erhöhte sich die Zahl auf überschaubare 37. Von den seit 1957 in Betrieb genommenen rund 600 Satelliten, waren 1969 die meisten schon wieder verglüht.
Bis 2000 blieb die Zahl der ausgesetzten künstlichen Trabanten pro Jahrzehnt zwischen 1.000 und 1.500, von den rund 4.200 gestarteten seit 'Sputnik 1' waren bis dahin mehr als die Hälfte bereits verglüht oder umrundeten als Schrott die Erde. Dazu kommen aber auch jede Menge ausgedienter Raketenstufen und ähnlicher Weltraummüll.
Ungünstig: auch wenn Zusammenstöße (noch) recht selten sind, entsteht bei jedem Aufprall ein Kaskadeneffekt, der sich in nicht allzu ferner Zukunft zu einem echten Problem auswachsen wird. Bei Geschwindigkeiten zwischen 11.000km/h im geostationären Orbit (GEO) und 28.000km/h im Low Earth Orbit (LEO) setzt ein 1cm kleines Schräubchen beim Aufprall bereits die Energie einer Handgranate frei.
Der erste bekannte Zusammenstoß eines ausgedienten mit einem aktiven Satelliten 2009 entsprach der Sprengkraft von 10 Tonnen TNT - und erzeugte eine gehörige Menge an Kleinteilen, die wiederum bei jedem Zusammentreffen neue Trümmer und Partikel erzeugen. Die 2009 von der europäischen Weltraumagentur ESA gezählten 18.500 Stück Weltraummüll beinhalten nur Objekte größer als 10cm. Kleinere sind schwerer auffindbar und daher umso gefährlicher.
Ausverkauf
Da das Recht auf ständige Erreichbarkeit und aktuellste Katzenvideos mittlerweile zu den Grundbedürfnissen der Menschheit zu gehören scheint und die "wertebasierte" Kriegsmaschinerie auf jedem Flecken der Welt ihr Recht auf Durchsetzung ihrer (nicht für jeden geltenden) Menschenrechte erfüllt sehen möchte, springt Elon Musk wie immer selbstlos in die Presche und sorgt für Erlösung von der Not - und für das Besetzen von 80% aller in Zukunft noch möglichen Plätze im Orbit.
Die Satelliten von Starlink wiegen zwischen 227kg und 800kg und lassen sich durch ihre flache Bauform gut auf einer Trägerrakete (zurzeit Falcon-9) stapeln. So lassen sich bis zu 60 davon auf einer einzigen Rakete unterbringen. Das ist auch nötig, denn durch den niedrigen Orbit und die nur auf fünf Jahre Haltbarkeit ausgerichtete Konstruktion (soll ja Gewinn abwerfen), braucht es ständig Nachschub, um die verglühten zu ersetzen und das Kontingent trotzdem aufzustocken. Ein durchschnittlicher Sonnensturm im Februar 2022 schickte auf einen Schlag gleich 38 neue wieder zurück Richtung Erde.
Das, wofür die Weltgemeinschaft früher ein bis zwei Jahrzehnte gebraucht hat, schaffen Starlink und SpaceX jetzt jedes Jahr: allein 2000 neue (Wegwerf-)Satelliten im Jahr 2024, geplantes Endziel 40.000. Lustig für Astronomen: in Zukunft hat man ständig was vor der Linse und uns Normalsterblichen bietet sich in den Abend- und Morgenstunden beim Blick in den Himmel auch endlich etwas mehr Abwechslung. Was will man mehr?
Vielleicht mehr Raketenemissionen? Chemische Reaktionen in höheren Atmosphärenschichten durch Nanopartikel aus Elektronikschrott? Wird geliefert, wie bestellt. Was fürs gelungene Spektakel jetzt noch fehlt ist "grüne Raumfahrt" oder an Satelliten geklebte Aktivisten in Raumanzügen. Die Zukunft (frei nach Karl Kraus): "Hoffnungslos, aber nicht ernst."