ISS Tracking

Weltraumschrott und die ISS

Wie sich die Station vor Tausenden Trümmerteilen schützt, die mit 10 km pro Sekunde unterwegs sind

Eine immer vollere Umlaufbahn

Um die Erde kreisen nicht nur funktionierende Satelliten. Dazu kommen ausgediente Raketenstufen, tote Satelliten, lose Teile und vor allem Bruchstücke aus Explosionen und Zusammenstößen. Die Überwachungsnetze haben Zehntausende Objekte über 10 cm katalogisiert, und man schätzt, dass es mehr als eine Million Fragmente zwischen 1 und 10 cm gibt, zu klein, um sie einzeln zu verfolgen.

Die ISS fliegt mitten durch diese Zone. In ihrer Höhe, rund 400 km, sorgt die Reibung mit den letzten Resten der Atmosphäre dafür, dass Trümmer nach einigen Jahren absinken und verglühen, was die Bahn ein wenig aufräumt. Doch von oben kommen ständig neue nach, und die Station ist ein großes Ziel: mehr als 100 Meter von einem Ende zum anderen.

Warum schon ein kleines Bruchstück so gefährlich ist

Das Problem ist die Geschwindigkeit. Zwei Objekte im niedrigen Orbit können mit etwa 10 km pro Sekunde aneinander vorbeirasen, mehr als zehnmal so schnell wie ein Gewehrgeschoss. Bei diesem Tempo hat eine Aluminiumkugel von einem Zentimeter, die kaum mehr als ein Gramm wiegt, ungefähr so viel Energie wie ein eine Tonne schweres Auto bei rund 40 km/h, nur eben auf einen einzigen Punkt konzentriert.

GrößeAnzahl (geschätzt)Umgang damit
Über 10 cmZehntausende, katalogisiertWerden vom Boden aus verfolgt; die ISS weicht aus, wenn sie zu nahe kommen
1 bis 10 cmMehr als eine MillionZu klein, um sie zu verfolgen; vor einem guten Teil davon schützt die Abschirmung
Unter 1 cmHunderte MillionenDie Abschirmung hält sie auf; sie hinterlassen kleine Krater und Spuren

Die Überwachung: eine Box um die Station

Das Weltraumüberwachungsnetz der USA verfolgt die katalogisierten Objekte mit Radaranlagen und Teleskopen und berechnet mehrmals täglich, ob eines davon nahe an der ISS vorbeikommt. Dafür denkt man sich um die Station eine Box von etwa 2 km Höhe und je 50 km Länge und Breite, inoffiziell „Pizzaschachtel“ genannt. Droht ein Objekt in diese Box einzudringen, prüfen NASA und Roskosmos den Fall.

Entscheidend ist die Kollisionswahrscheinlichkeit. Liegt sie über etwa 1 zu 10.000 und bleibt genug Zeit, wird ein Ausweichmanöver angeordnet: eine Triebwerkszündung von einigen Minuten, die die Geschwindigkeit der Station leicht verändert, damit das Bruchstück vor oder hinter ihr vorbeifliegt. In der Regel übernehmen das die Triebwerke eines angedockten Progress-Frachters oder die des Moduls Swesda.

Seit 1999 hat die ISS mehrere Dutzend Ausweichmanöver geflogen. Auf unserer Echtzeitkarte siehst du, dass die vorhergesagte Bahn alle paar Minuten neu berechnet wird: Nach einem solchen Manöver können sich die Überflugzeiten um einige Sekunden verschieben. Wie sich das auf die Vorhersagen auswirkt, erklären wir in Wie wir ISS-Überflüge berechnen.

Wenn keine Zeit bleibt: Zuflucht in den Raumschiffen

Manchmal wird ein Bruchstück zu spät entdeckt, und für ein Manöver reicht die Zeit nicht. Dann zieht sich die Besatzung in ihre Raumschiffe zurück, die Sojus und die Crew Dragon, mit geschlossenen Luken und bereit, abzukoppeln und zur Erde zurückzukehren, falls die Station schwer getroffen würde. Das ist schon mehrmals vorgekommen. Am bekanntesten ist der 15. November 2021: Bei einem Militärtest zerstörte Russland mit einer Rakete einen seiner alten Satelliten, Kosmos 1408. Dabei entstanden mehr als 1.500 verfolgbare Bruchstücke, und die Besatzung musste in den Raumschiffen Schutz suchen, während die Station die Trümmerwolke durchquerte.

Die Abschirmung: Schichten mit Abstand

Gegen kleine Bruchstücke hilft die Abschirmung. Die Module haben eine dünne Außenwand, die einige Zentimeter vor der druckführenden Wand sitzt. Trifft ein Teilchen die erste Schicht, zerbricht es und verdampft zu einer Wolke aus Trümmern, die sich auf eine größere Fläche verteilt und nicht mehr genug Kraft hat, die zweite Wand zu durchschlagen. Dieses Prinzip heißt Whipple-Schild, nach dem Astronomen, der es in den 1940er-Jahren vorschlug. An den am stärksten gefährdeten Stellen wird es mit Lagen aus Spezialgewebe wie Kevlar verstärkt.

Mit diesem Schutz hält die Station Einschläge von Teilchen bis etwa einen Zentimeter aus. Am meisten Sorgen bereitet der Bereich zwischen einem und zehn Zentimetern: zu klein, um verfolgt zu werden, und zu groß für die Abschirmung.

Spuren von Einschlägen

Das Kessler-Syndrom: 1978 warnte der NASA-Wissenschaftler Donald Kessler, dass Kollisionen in einer Umlaufbahn mit genügend Objekten Bruchstücke erzeugen können, die weitere Kollisionen auslösen, in einer Art Kettenreaktion. Das auf den meistgenutzten Bahnen zu verhindern, gehört heute zu den großen Sorgen der Raumfahrtbranche.

Was dagegen getan wird

Raumfahrtagenturen und Aufsichtsbehörden verlangen zunehmend, dass neue Satelliten am Ende ihrer Lebensdauer entsorgt werden: Man senkt ihre Bahn ab, damit sie innerhalb weniger Jahre in der Atmosphäre verglühen. Außerdem werden Missionen erprobt, die Trümmer einfangen sollen. Große Konstellationen wie Starlink fliegen gerade deshalb auf niedrigen Bahnen, damit ihre Satelliten bei einem Ausfall von selbst abstürzen. Wie sie sich mit der ISS den Himmel teilen, zeigt unser Beitrag Starlink oder ISS: So unterscheidest du sie.

Häufige Fragen

Ist schon Weltraumschrott mit der ISS zusammengestoßen?

Kleine Bruchstücke ja, sehr oft: Es gibt Spuren an Fenstern, Solarflügeln und am Roboterarm. Große Objekte nicht, denn sie werden überwacht, und die Station weicht ihnen aus.

Wie oft weicht die ISS Weltraumschrott aus?

Einen festen Rhythmus gibt es nicht. Seit 1999 hat sie mehrere Dutzend Ausweichmanöver geflogen, manchmal mehrere im selben Jahr, manchmal monatelang keines.

Was macht die Besatzung, wenn für ein Ausweichmanöver keine Zeit bleibt?

Die Crew zieht sich in ihre Raumschiffe zurück, die Sojus und die Crew Dragon, schließt die Luken und hält sich bereit, abzukoppeln und zur Erde zurückzukehren, falls die Station schwer getroffen würde.

Wie große Trümmer hält die ISS aus?

Die Abschirmung der Station ist dafür ausgelegt, Teilchen bis etwa einen Zentimeter aufzuhalten. Objekte über 10 cm werden überwacht und umflogen. Der Bereich dazwischen bereitet die meisten Sorgen.

Verändern Ausweichmanöver die Überflugzeiten?

Ja, ein wenig. Ein Manöver verändert die Bahn, und die Überflugzeiten können sich um einige Sekunden verschieben. Deshalb lohnt es sich, die Vorhersage am selben Tag noch einmal zu prüfen.

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