Auf Kollisionskurs

Über unseren Köpfen wächst eine Mülldeponie. Zwischen Atmosphäre und Weltall, dort wo die Erdanziehungskraft Satelliten, Teleskope und die Internationale Raumstation im Orbit hält, rasen Millionen Objekte auf dem größten aller Schrottplätze umher. Und der Weltraummüll bedroht jetzt ausgerechnet jene Forschung, die eigentlich nach den Sternen greift.

Satelliten hinterlassen ganz deutliche Spuren in astronomischen Aufnahmen. Janine Fohlmeister, Astrophysikerin und Pressesprecherin am Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam, öffnet auf dem Rechner in ihrem Büro eine Präsentation. Als diese Satellitenkonstellationen anfingen, die wie eine Lichterkette am Himmel erscheinen, haben uns immer mehr Fragen dazu erreicht, sagt sie. Sie klickt sich durch die Folien, auf der Suche nach einem ganz bestimmten Bild.

Bei den Lichterketten, von denen Fohlmeister spricht, handelt es sich um eine Gruppe von Satelliten, die gemeinsam in ihre Umlaufbahn gebracht werden. Von der Erde aus gesehen erscheinen sie wie eine Reihe leuchtender Punkte, die hintereinander in engen Kolonnen fliegen. Mit der Zeit lösen sie sich auf, bevor die Satelliten mit größerem Abstand zueinander um die Erde sausen.

Fohlmeister bleibt bei einem Bild stehen. Es zeigt den Nachthimmel über Argentinien. Abertausende Sterne leuchten auf der Aufnahme, auch die Milchstraße ist deutlich zu erkennen. Getrübt wird diese Klarheit nur von schmalen Strichen, die sich kreuz und quer durch das Bild ziehen und den Blick ins All wie Kratzer auf einer Scheibe stören.

Sind sie kurz, ist es eine Sternschnuppe, sind sie lang, ist ein Satellit durchs Bild geflogen, sagt Fohlmeister. Immer mehr Himmelserscheinungen sind menschengemacht und das hat Auswirkungen auf Beobachtungen in der Astronomie.

Die Satelliten können täuschend echt wie Sterne am Himmel funkeln, manchmal sogar heller. Dabei leuchten sie nicht selbst, sondern reflektieren das Licht der Sonne. Besonders auffällig sind sie während der Dämmerung, besonders aufdringlich sind die Satellitenkonstellationen. Sie sollen dafür sorgen, dass etwa Navigationssysteme wie die auf unseren Handys den ganzen Globus abdecken.

Das beeinflusst und stört Beobachtungen. Eigentlich wollen wir den echten Nachthimmel untersuchen, sagt Janine Fohlmeister. Am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam wollen sie und ihre Kolleginnen und Kollegen herausfinden, was sich im hintersten Universum verbirgt und die fernsten Galaxien sichtbar machen. Dafür sind sehr lange Belichtungszeiten nötig. Doch je länger das Teleskop belichtet, desto wahrscheinlicher wird, dass ein Satellit das Bild durchquert. Oder, dass das Licht eines weit entfernten Sterns von der Reflektion des Satelliten überlagert wird und die Zusammensetzung nicht verlässlich bestimmt werden kann. Noch dazu stören die von Satelliten ausgesandten Funksignale Radioteleskope auf der Erde. Bei veränderlichen Objekten gibt es keine zweite Chance. Durch die Zunahme der Reflexionen droht ein klarer Erkenntnisverlust.

Dass sich mal ein Satellit vor die astronomische Linse schiebt, ist nicht neu. 1957 schickte die Sowjetunion mit Sputnik 1 den ersten ins All. Seither nutzen Staaten den Orbit für ihre Zwecke, zur Navigation, Übertragung von Radio- und Fernsehprogrammen oder für das Militär zum Beispiel. Neu ist, dass es nicht mehr nur Raumfahrtnationen sind, die das Weltall erobern wollen. Heute mischen private Unternehmen mit, allen voran SpaceX. Und die bringen die nötigen Mittel mit.

Das Unternehmen kann alleine in einem Monat hunderte Satelliten starten, sagt Fohlmeister. Nach ihrer Lebenszeit verglühen sie in der Atmosphäre. Schon jetzt umspannen Satelliten in den Umlaufbahnen die Erde wie ein Wollknäuel. Knapp 11.500 hat das Unternehmen SpaceX vom Tech-Milliardär Elon Musk seit 2019 gestartet, täglich werden es mehr, immer gleich in dutzendfacher Ausfuhr, mit dem Ziel, das globale Internetnetzwerk »Starlink« auszubauen – eine dieser Lichterketten-Satellitenkonstellationen. Und die Zukunftspläne sind noch viel größer: Es sind zehntausende weitere Starts angekündigt. Laut den Anträgen des Unternehmens könnten es einmal eine Million Satelliten sein. Und andere Unternehmen ziehen schon nach.

Wie groß das Problem ist, zeigen die Zahlen des Europäischen Raumflugkontrollzentrums (ESOC) in Darmstadt im April 2026: Seit Sputnik wurden rund 7.000 Raketen mit etwa 25.000 Satelliten an Bord ins All gesendet. Nur 15.000 davon funktionieren noch. Ein Großteil ist in der Erdatmosphäre verglüht, der Rest sorgt unaufhaltsam für Chaos: Teile brechen ab, übrig gebliebener Treibstoff löst Explosionen aus, Trümmer kollidieren und beschädigen wichtige Instrumente. Die European Space Agency (ESA) vermutet in unseren Erdumlaufbahnen heute mehr als 54.000 Objekte ab der Größe von zehn Zentimetern, über 1.200.000 Objekte von der Größe einer Murmel und mehr als 140.000.000 Fragmente so groß wie ein Sandkorn. Teile alter Raketen, defekte Satelliten, verlorene Kleinteile und abgeplatzte Lacksplitter sausen mit Geschwindigkeiten von mehreren Kilometern pro Sekunde durch den Orbit. Zum Vergleich: Das Projektil einer Pistole schafft es im Durchschnitt auf etwa 500 bis 1.000 Meter pro Sekunde.

Und das Problem nährt sich selbst. Der sogenannte Kessler-Effekt beschreibt eine Kettenreaktion zufälliger Kollisionen, ausgelöst ab einer kritischen Masse an Objekten im Orbit. Benannt wurde er nach dem NASA-Mitarbeiter Donald J. Kessler, der die Kettenreaktion schon 1978 in einem wissenschaftlichen Artikel vorhersagte – gerade einmal zwei Jahrzehnte nach Sputnik. Wo also stehen wir heute?

Wir gingen auf dem Mond, sammelten Proben von entfernten Asteroiden (und schickten sie zurück), bemannten eine internationale Raumstation und sprechen noch immer davon, dass dies erst der Anfang sei. Ausgerechnet unser Müll könnte diese ambitionierten Raumfahrtpläne erstmal ad acta legen. Schon öfter musste die Internationale Raumstation Ausweichmanöver starten, um Kollisionen zu vermeiden. Schon jetzt landen nicht verglühte Raketenteile auf dem Erdboden.

Mit bloßem Auge können wir in sehr dunklen Gebieten bis zu 3.000 Sterne am Himmel zählen, sagt Fohlmeister. Schon jetzt kreisen um die gesamte Erde dreifach so viele Starlink-Satelliten umher. Wenn ich mir vorstelle, wir sehen Sterne aber es gibt am Himmel mehr Blech, ist das traurig. Die Astrophysikerin fügt hinzu: Die Astrophysik muss mit den Auswirkungen leben. Beim Beobachten werden wir die Satelliten zukünftig stärker mitdenken. Es ist eine Frage, wie man damit umgeht.

Weijia Sun, ein Kollege von Fohlmeister, arbeitet schon jetzt an einer technischen Lösung: Am AIP wurde das Instrument »4MOST« entwickelt und im Dezember 2025 dem 4-Meter-VISTA-Teleskop in Chile aufgesetzt. Es zerlegt das empfangene Licht von Himmelskörpern in bis zu 18.000 Farbkomponenten, um ihre chemische Zusammensetzung zu ermitteln. Um den Satelliten zuvorzukommen, wird dem Teleskop ein weiteres kleineres parallel montiertes Teleskop aufgesetzt, das beobachtet, welche Satelliten am Himmel sind. Mit einer Software könnte es lernen, ihre Umlaufbahn zu verstehen, um die Spuren in der Aufnahme systemisch rauszurechnen.

Auch die ESA sucht Strategien, um den Orbit aufzuräumen. Etwa mit der »Zero Debris Charter«, mit der die Weltraumbehörde Satellitenbetreiber dazu anregt, möglichst nachhaltige Entscheidungen zu treffen. Vor allem geht es jedoch darum, den Orbit gar nicht erst zu vermüllen. Deshalb sehen die Handlungsanweisungen vor, Weltraumobjekte in erster Linie durch das Verglühen beim Wiedereintritt in die Atmosphäre zu entsorgen.

Anfang April 2025 fand in Bonn die jährliche »European Conference on Space Debris« statt. Mit dabei war Gerd Baumgarten vom Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik (IAP) in Kühlungsborn. Auf einem Panel diskutierte er mit Fachleuten über die Risiken des Wiedereintritts von Weltraumobjekten und die Vision einer Zukunft ohne herabfallende Satellitenteile.

Politisch ist die Lage kompliziert. Ein verbindliches internationales Abkommen zum Umgang mit Objekten, die in den Orbit gebracht werden, gibt es nicht. Der Envisat-Satellit etwa, ein gigantischer Umweltsatellit der ESA mit der Aufgabe, das Klima und das Ökosystem der Erde zu überwachen, wurde 2002 in 800 Kilometern Höhe ausgesetzt. Dort beendete er 2012 seine Arbeit (nach doppelter Lebenserwartung), doch schwebt er jetzt als Weltraumschrott von der Größe eines Reisebusses umher. Es könnte noch 150 Jahre dauern, bis der Satellit durch die Erdanziehungskraft zum Absturz gebracht wird und in der Atmosphäre verglüht. In der Zwischenzeit bleibt Kollisionsgefahr.

Künftig sollen die Satellitenbetreiber dazu verpflichtet werden, ihre Satelliten nach Ablauf der Nutzungsdauer zurückzuholen. In einer Höhe von 400 Kilometern über der Erde sorgt die Atmosphäre dafür, dass Satelliten nach zwei bis fünf Jahren verglühen. Die ESA verfolgt deshalb die Strategie, Satelliten nur noch in niedrigeren Orbits, also näher an der Erde, auszusetzen. Ist ein Satellit nach dem Start fehlerhaft – was durchaus vorkommt –, können die defekten Satelliten frühzeitig aussortiert werden, bevor sie höher steigen. Denn je niedriger der Orbit, desto schneller wirkt die Abbremsung durch die Atmosphäre auf den Satelliten und sorgt dafür dass er absinkt. Ist er unterhalb von etwa 100 Kilometern wird er dabei stark erhitzt und verglüht.

Doch für die Atmosphäre ist das keine gute Nachricht: Wir wissen noch nicht, was die Satelliten in der Atmosphäre anrichten, sagt Baumgarten. Bislang wurde das nämlich so gut wie gar nicht untersucht. Instrumente in Höhen über 75 Kilometern zu bringen, ist schwierig und derzeit nur mit Raketen möglich, sodass dieser Teil in der Forschung bislang ignoriert wurde.

Gerd Baumgarten erforscht die Atmosphäre. Am IAP arbeitet er mit bodengestützten Lidarsystemen und Forschungsraketen, die kurzzeitig in die Höhe schießen und wieder zurückfallen. Mit einem Lidarmessinstrument schickt das Team um Gerd Baumgarten außerdem einen neongrünen Laser in den Himmel, um die Zusammensetzung der Luft zu verstehen. Inzwischen weist es auch Spuren von verglühten Satelliten nach.

Die Atmosphäre ist in vier Schichten gegliedert: Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre und Thermosphäre. In den unteren Bereichen besteht die Luft aus 78 Prozent Stickstoff, 21 Prozent Sauerstoff und einem Prozent Argon und Spurengasen. Ab etwa 100 Kilometern Höhe gelten andere Gesetze. Hier trennt sich die Luft nach Gewicht: Die schweren Gase sinken ab oder werden durch Sonnenlicht zerstört und leichte steigen auf. Unterhalb von 100 Kilometern ist die Luft aber so dicht, dass Satelliten genauso wie Meteoroiden verglühen.

Positiv ist, dass die ESA darüber nachdenkt, wie man eine nachhaltige Ökonomie schafft, sagt Baumgarten. Über die Folgen dieser Strategie für die Atmosphäre wissen wir aber noch gar nichts. Spurenstoffe aus der Elektronik, seltene Erden oder Schwermetalle können chemische Reaktionen auslösen. Besonders auf Aluminium, das in der Satellitenverkleidung vorkommt oder Lithium, hat es der Atmosphärenforscher abgesehen, denn diese Stoffe kommen in der dünnen Atmosphäre bisher kaum vor. Noch stehen Baumgarten und seine Kolleginnen und Kollegen aber am Anfang.

Seit Anfang 2026 arbeitet das Team um Gerd Baumgarten in zwei neu finanzierten Projekten, um den Eintrag aus dem All zu beobachten. Sie wollen verstehen, welche Auswirkungen er auf die Atmosphäre hat.

Zum Zeitpunkt des Gesprächs ist Gerd Baumgarten in Norwegen am Alomar Observatory, einer Forschungsstation des IAP in Kooperation mit Andøya Space. Hier herrschen ideale Bedingungen, um diese bislang kaum untersuchte Übergangszone unter die Lupe zu nehmen. Schon jetzt gibt es viele Theorien, eine davon könnte theoretisch Positives bedeuten: Die Schrottpartikel in der Atmosphäre reflektieren Sonnenstrahlung ins All zurück und bremsen damit die Erderwärmung. Viel wahrscheinlicher ist aber, dass sie chemische, katalytische Zyklen auslösen, wie wir sie vom Ozonloch kennen, sagt Baumgarten. Dabei hatten wir es als Menschheit doch gerade erst geschafft, die Ozonschicht wieder aufzubauen und nun kommt die Gefahr aus der anderen Richtung durch Aluminiumoxide zu uns zurück.

Doch erst einmal haben Baumgarten und seine Kollegen eine ganz andere Sorge: Die Lebenszyklen der ersten SpaceX-Satelliten enden jetzt. Wir werden kaum noch eine Chance haben, die Atmosphäre ohne Verschmutzung zu messen. Dem Atmosphärenforscher ist die Sorge deutlich ins Gesicht geschrieben. Wenn ich Lithium nachweise und feststelle, dass es zu einem Satelliten gehört, freue ich mich darüber, weil ich den Laser richtig eingestellt habe, sagt Baumgarten. Privat schaut er jedoch besorgt auf die Auswirkungen auf die Atmosphäre.

Noch ist die Atmosphäre in diesen Höhen vermutlich sauber. In fünf Jahren könnte die Atmosphäre schon verschmutzt sein. Denn wenn eine Tonne Satellit in der Höhe von 75 Kilometern verglüht, gleicht es der Verschmutzung von 100.000 Tonnen am Boden. Weil die Atmosphäre so dünn ist, erklärt Baumgarten. Und das hätte direkte Auswirkungen auf unser Klima.

Die Nachverfolgung der Satelliten bleibt schwierig. Manche taumeln, drehen sich, ändern ihre Flugbahn. SpaceX holt einige zurück, vielleicht aus Eigeninteresse, weil die Firma den Orbit noch für andere Zwecke braucht (für neuere Satelliten zum Beispiel). Für die Astrophysik bedeutet das Satellitentreiben im Weltraum eine Einschränkung, auch wenn es technischen Fortschritt verspricht, sagt Janine Fohlmeister. Gerd Baumgarten fasst die Lage so zusammen: Bis jetzt haben wir es geschafft, die Atmosphäre vom Boden aus zu verschmutzen. Jetzt können wir das auch aus dem All. Aber erst einmal braucht es ein wissenschaftliches Verständnis über die Folgen für unseren Planeten – und das möglichst, bevor die Raumfahrt global stark zunimmt.