Am Osterwochenende stürzen zwischen 1,5 und 3,5 Tonnen Trümmer auf die Erde. Sie stammen von der chinesischen Raumstation Tiangong-1. Ob ihre Überreste ins Meer fallen oder auf Festland einschlagen, weiss niemand – sie ist defekt, kann nicht mehr gesteuert werden, ist zu Weltraumschrott geworden.

Die Vorstellung herunterstürzender Schrottteile ist unangenehm, doch das Risiko, dass auf der Erde Schäden entstehen oder gar Menschen getroffen werden, ist sehr klein. Und der Absturz hat sogar einen Vorteil: Der Schrott rast nicht mehr unkontrolliert um die Erde. Denn dort, in den Umlaufbahnen in einigen hundert Kilometer Höhe, wird es langsam eng. So eng, dass sich die Raumfahrt nun um ihr Müllproblem kümmern muss.

Am Ostermontag wird der Satellit Remove Debris («Trümmer beseitigen») die Erde verlassen und Technologien zur Entfernung des Schrotts ins Weltall bringen. Ein zentraler Bestandteil der Mission: ein Lasersystem aus der Schweiz. Entwickelt wurde es am Schweizer Zentrum für Elektronik und Mikrotechnik (CSEM) in Neuenburg.

Raumstation muss ausweichen

So viel Schrott umkreist bereits unseren Planeten, dass es immer wieder zu Kollisionen kommt. Es schwirren neben über tausend aktiven Satelliten auch 20 000 grössere Schrottteile herum. Selbst wenige Millimeter grosse Metallsplitter werden bei Geschwindigkeiten von kaum vorstellbaren zehn Kilometern pro Sekunden zu gefährlichen Geschossen. Das führt zu Problemen: Die Internationale Raumstation (ISS) muss auf ihrer Umlaufbahn in 400 Kilometer Höhe immer häufiger Schrott ausweichen.

Zur bisher grössten Kollision im All war es 2009 gekommen. Ein ausgedienter russischer Satellit stiess mit einem Telefonie-Satelliten zusammen. Die Folge waren nicht nur Störungen im Satellitentelefonie-Netz, beim Unfall zersplitterten die beiden Satelliten in Zehntausende neue Schrottteile. Längerfristig befürchten Experten deshalb einen Dominoeffekt: Mit jeder Kollision steigt das Risiko für weitere Kollisionen – bis die erdnahen Umlaufbahnen in der Höhe von einigen hundert Kilometern für die Raumfahrt unbrauchbar werden. Die Menschen würden technologisch um Jahrzehnte zurückversetzt, hätten schlechtere Wetterprognosen und Probleme mit dem Mobilfunkempfang.

Um dies zu verhindern, wurden in den vergangenen Jahren Projekte lanciert mit dem Ziel, das All zu reinigen. Remove Debris ist der erste europäische Satellit mit diesem Zweck, der nun tatsächlich startet. Finanziert wurde er mit 15 Millionen Euro von der EU, die Projektleitung hat die University of Surrey in England, starten soll er am 2. April ab Cape Canaveral in Florida – an Bord einer Rakete des Raumfahrtunternehmens Space X, das dem Tesla-Gründer Elon Musk gehört.

Der Remove-Debris-Satellit ist ungefähr hundert Kilogramm schwer und so gross wie eine Waschmaschine. Er wird allerdings noch keine Schrottteile vom Ausmass einer Raumstation aus dem All holen. Genau genommen soll er ein faustgrosses Stück einfangen, das er zuvor selber ins All spediert hat.

Doch die Technologien, die dabei getestet werden, könnten in einigen Jahren in grösserem Massstab zum Einsatz kommen. So auch das Lasersystem, das am CSEM in Neuenburg entstanden ist. Das Gerät misst die Entfernung zu einem Objekt und erstellt ein dreidimensionales Bild davon. Anhand solcher Bilder soll in künftigen Missionen entschieden werden, ob ein Objekt eingefangen wird oder ob es sich gar nicht um Schrott handelt. Zudem benutzt der Fängersatellit das Lasersystem, um sich sorgfältig einem Objekt zu nähern und es einzufangen.

Mit welcher Methode ein Schrottteil beseitigt wird, hängt von der Form und Grösse ab. Remove Debris soll zwei Varianten demonstrieren. Erstens trägt der Satellit ein ungefähr zwei mal zwei Meter grosses Netz mit sich, das sich um ein Schrottstück wickelt und dieses so in die Atmosphäre abstürzen und verglühen lässt. Zweitens verfügt der Satellit über eine Harpune mit Widerhaken, mit der ein Schrottstück abgeschossen und eingefangen werden kann.

Nach dem erfolgreichem Test steht der Satellit vor einer weiteren Herausforderung – er darf selber nicht zu Schrott werden. Deshalb fährt er ein Segel aus, das ihn bremst. Das führt dazu, dass er sich spiralförmig der Erde nähert. Im Gegensatz zur chinesischen Raumstation wird Remove Debris aber nicht auf der Erde einschlagen. Er ist klein genug, um in der Atmosphäre vollständig zu verglühen.

Japanische Mission gescheitert

Um tatsächlich das Weltall zu reinigen, müssen die Technologien dereinst auf grössere Objekte übertragen werden. Darunter fallen abgebrannte Raketenstufen oder grosse Satelliten, die bei Kollisionen in unzählige Teile zersplittert sind. «Damit das Weltall weiterhin genutzt werden kann, müssen wir fünf grosse Objekte pro Jahr runterholen», sagt Fabien Droz, der am CSEM für wissenschaftliche Raumfahrtprojekte zuständig ist. Und nach aktuellem Stand der Technik muss für jedes dieser Objekte ein eigener Putzsatellit losgeschickt werden – ein aufwendiges Prozedere.

Wie schwierig es ist, Schrott aus dem All zu holen, zeigen frühere Projekte. Vor einem Jahr ist eine Mission der japanischen Raumfahrtagentur gescheitert, die neue Technologien testen wollte. Auch für das 2012 lancierte Schweizer Projekt Clean Space One vom Swiss Space Center wird das Startdatum immer wieder verschoben – derzeit gibt die ETH Lausanne 2021 an. Wie weit China, Russland und die USA mit ähnlichen Bemühungen sind, ist laut Fabien Droz unklar. Dort werde weniger offen kommuniziert als in Europa, denn die Technologien könnten auch militärisch genutzt werden, um gezielt Satelliten eines Gegners lahmzulegen.

Für das Schweizer Lasersystem, das er mitentwickelt hat, sieht Droz vorerst aber vor allem zivilen Nutzen. Einfachere Versionen davon sind in selbstfahrenden Autos im Einsatz. Auch in Drohnen werden sie eingebaut, um Landschaften und Monumente zu vermessen. Nun folgt der Schritt in die Weiten des Weltraums – damit die Erde künftig von Trümmern wie der Raumstation Tiangong-1 verschont bleibt.