Schrumpfende Erdatmosphäre: CO₂-Emissionen sorgen für mehr Weltraumschrott

Während Treibhausgase die unteren Atmosphärenschichten erwärmen, sieht das weiter oben anders aus. Als Folge könnte es künftig mehr Weltraumschrott geben.

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Atmosphäre mit Halbmond

(Bild: NASA)

Von
  • Martin Holland

Die Hauptursache für den Klimawandel könnte auch dafür sorgen, dass sich im Orbit mehr Weltraummüll ansammelt, als bislang erwartet. Das haben drei Forscher und eine Forscherin der University of Southampton ermittelt und damit frühere Analysen bestätigt. Allein seit dem Jahr 2000 hat die Dichte der Ausläufer der Atmosphäre in 400 Kilometern Höhe demnach um 17 Prozent abgenommen, im ungünstigsten Fall dürfte das auf 30 Prozent steigen. Weil Satelliten in dieser Höhe damit weniger stark abgebremst werden, erhöht sich ihre Lebenszeit und damit auch die Menge an Weltraumschrott, die sich dort sammelt.

Dass der von Menschen verantwortete Ausstoß von Treibhausgasen immense Auswirkungen auf die Zusammensetzung der Atmosphäre hat, ist schon länger bekannt. In Southampton wird seit Jahren zu den Veränderungen der sogenannten Thermosphäre in einer Höhe von etwa 100 bis 600 Kilometern geforscht. Dort sorge der CO2-Ausstoß für eine Abkühlung und ein Zusammenziehen der Atmosphäre. Dass die darunter liegende Stratosphäre wegen der Treibhausgase beständig schrumpft, geht derweil aus einer anderen aktuellen Forschungsarbeit hervor. Während die Konsequenzen der Veränderung der Stratosphäre aber erst noch genau untersucht werden müssen, hat Matthew Brown mit seinem Team in der Analyse der Thermosphäre bereits genaue Daten zusammengetragen. Die Arbeit ist im Fachmagazin JGR: Atmospheres erschienen.

Im Low Earth Orbit (LEO) auf 400 Kilometern Höhe hat die atmosphärische Dichte der Studie zufolge seit 1967 um 1,7 bis 5 Prozent pro Jahrzehnt abgenommen. Das habe die Bremswirkung der Atmosphäre auf Satelliten in dieser Höhe merklich verringert – das prominenteste Beispiel ist die Internationale Raumstation ISS. Selbst wenn das Ziel des Pariser Klimaabkommens für eine maximale Erderwärmung um 1,5 Grad Celsius erreicht wird, werde die Dichte der Atmosphäre in diesem niedrigen Erdorbit um 30 Prozent gegenüber dem Jahr 2000 abnehmen. Das heißt, Satelliten und da vor allem auch die geplanten Mega-Konstellationen wie Starlink von SpaceX werden um diesen Wert langlebiger. Das ist in den Planungen aber wohl gar nicht einkalkuliert und dürfte die Menge an Weltraumschrott weiter erhöhen.

Nicht mehr steuerbare Satelliten, Überreste von Raketen und anderer Weltraumschrott sind ein wachsendes Problem, Maßnahmen zur gezielten Beseitigung sollen erst erprobt werden. Geplante Mega-Konstellationen wie Starlink mit einmal Zehntausenden Satelliten, die entlegene Weltregionen ans Internet anschließen sollen, setzen auf die Bremswirkung der Atmosphäre, um ausgediente Satelliten zum Absturz zu bringen. Erst vor wenigen Tagen wurde SpaceX erlaubt, Tausende weitere Satelliten deutlich niedriger auszusetzen. In die dabei gemachten Annahmen zur Lebenszeit ist die Forschung aber nicht eingeflossen. Dabei geht die Annahme einer verlängerten Lebenszeit um 30 Prozent noch von einem ideal verlaufenden Kampf gegen den Klimawandel aus, im schlimmsten Szenario würden die CO2-Emissionen die Lebenszeit von Starlink-Satelliten sogar fast verdreifachen.

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(mho)