Ein Satellit zerbricht irgendwo über der Erde, und plötzlich wird sichtbar, wie empfindlich die Infrastruktur über unseren Köpfen ist. Professor Hubert Moser forscht seit März 2026 an der Hochschule Trier daran, Weltraumschrott zu erfassen und eines Tages sogar zu recyceln. Anlass ist unter anderem der sowjetische Wettersatellit Meteor 2-7, der kürzlich in der Erdumlaufbahn in zahlreiche Teile zerbrach. Warum, ist unklar – möglicherweise explodierte er im Inneren.

Moser kennt die Raumfahrt nicht nur aus Büchern. Der gebürtige Schwabe kam 2008 für seine Diplomarbeit zum Luxemburger Unternehmen LuxSpace und arbeitete dort an der Entwicklung von Satelliten. Beim ersten Projekt war die spätere Entsorgung noch kein Thema. Später war er an mehreren Satellitensystemen und an Luxemburgs erster privat finanzierter Mondmission beteiligt.

Eine Unterschrift auf dem Mond

Die Sonde startete 2014 mit einer chinesischen Trägerrakete. Eigentlich sollte sie einige Experimente im Mondorbit durchführen und anschließend in der Erdatmosphäre verglühen. Eine offenbar fehlerhafte Berechnung machte der Planung einen Strich durch die Rechnung: Die Sonde blieb mehrere Jahre im Mondorbit und zerschellte erst 2022 auf der Mondrückseite.

Damit erreichte Luxemburg laut Wikipedia als achtes Land die Mondoberfläche. Mosers Unterschrift befindet sich wegen der Signaturen der Erbauer ebenfalls auf der Sonde – und damit auf dem Mond. Ein ziemlich ungewöhnlicher Nebensatz in einem Forscherlebenslauf.

Dass selbst winzige Teile gefährlich sind, zeigt ein Lackfragment von gerade einmal 0,3 Millimetern. Es traf die Außenwand des Space Shuttles. Bei mehr als 33.000 Kilometern pro Stunde hinterließ es eine ungefähr ein Zentimeter breite Beule. Größere Objekte machen entsprechend größere Sorgen.

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Rund 17.000 Tonnen im Orbit

Schätzungen zufolge kreisen rund 17.000 Tonnen menschengemachter Objekte um die Erde. Dazu gehören etwa 68.000 Objekte mit mehr als zehn Zentimetern Durchmesser. Nur rund 16.000 davon sind funktionierende Satelliten. Hinzu kommen ungefähr 1,5 Millionen Objekte zwischen einem und zehn Zentimetern sowie schätzungsweise 230 Millionen Teile mit einer Größe von einem bis zehn Millimetern.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt spricht von Weltraummüll, wenn ausgediente, vom Menschen hergestellte Objekte im All bleiben: Satelliten, Raketenteile, Lackpartikel, Schrauben und Muttern. Durch die Raumfahrtaktivitäten vieler Nationen ist die Menge über Jahrzehnte stark gestiegen. Erfasst und katalogisiert sind derzeit etwa 45.000 Objekte mit mehr als zehn Zentimetern Durchmesser; außerdem gibt es vermutlich mehr als 1,2 Millionen Teilchen zwischen einem und zehn Zentimetern.

Im erdnahen Weltraum befinden sich mehrere tausend Satelliten, Raumfahrzeuge und weitere Objekte sowie hunderttausende Schrottteile. Die Gesamtmasse dieses Materials beträgt nach DLR-Angaben rund 8.000 Tonnen. Etwa 75 Prozent davon kreisen auf niedrigen Umlaufbahnen zwischen 200 und 2.000 Kilometern Höhe, im sogenannten Low Earth Orbit, kurz LEO. Die Internationale Raumstation ISS fliegt in etwa 400 Kilometern Höhe – und ist damit mittendrin.

Die ISS ist teilweise mit einem Material geschützt, das auch in kugelsicheren Westen verwendet wird. Bei größeren Trümmerteilen muss sie trotzdem Ausweichmanöver durchführen. Neuere Satelliten können das ebenfalls, brauchen dafür aber zusätzlichen Treibstoff. Solche Manöver kosten Geld, verkürzen die Betriebszeit und können den Ablauf einer Mission empfindlich stören.

Die Folgen eines Einschlags wären nicht bloß ein Kratzer am Blech. Kollisionen mit Geschwindigkeiten von mehreren Kilometern pro Sekunde können Satelliten schwer beschädigen oder vollständig zerstören. Betroffen wären Anwendungen für Kommunikation, Navigation, Erdbeobachtung, Wettervorhersage und militärische Zwecke. Auch beim Wiedereintritt bleibt ein Risiko: Bruchstücke können die Atmosphäre passieren, ohne vollständig zu verglühen.

Erst simulieren, dann zugreifen

Mosers Forschungsprojekt wird von der Carl-Zeiss-Stiftung gefördert. Die Ausgangslage ist oft ziemlich dürftig: Häufig weiß niemand genau, aus welchen Materialien ein Objekt besteht oder wie es aussieht. Die Europäische Weltraumorganisation ESA kennt oft nur die Radarschatten. Das ist ungefähr so, als wollte man im Dunkeln einen taumelnden Gegenstand mit einem Greifarm fassen – nur dass er mit hoher Geschwindigkeit durch den Orbit zieht.

Moser und sein Team wollen Fotos aufnehmen, die Rotation der Objekte messen und Materialien mit einem Greifarm untersuchen. Das Annähern ist schwierig, weil sich Satelliten in komplexen Drehbewegungen bewegen. Zunächst sollen Robotersysteme in Simulationen testen, wie sie sich im schwerelosen Raum optimal an rotierende Objekte heranarbeiten.

In etwa fünf Jahren möchte Moser möglichst eine Mission durchführen, bei der echte Satelliten vermessen werden. Rund zehn Jahre später hält er eine tatsächliche Recyclingmission für möglich. Studierende entwickelten bereits einen 3D-Drucker, der Aluminium aus Satelliten einschmelzen und wiederverwenden soll. Eine weitere Gruppe plante, Kunststoffe im Orbit zu zerkleinern und zu recyceln.

Auch die Wartung von Satelliten interessiert den Professor. Astronauten reparierten zuletzt in den 2000er-Jahren mit dem Space Shuttle das Weltraumteleskop Hubble. Bemannte Reparaturen gelten heute als zu teuer. Unbemannte Reparaturgeräte werden zwar entwickelt, kämpfen aber mit technischen Schwierigkeiten. Menschen können laut Moser bei unerwarteten Problemen besser reagieren als Roboter – ein Vorteil, der im All ziemlich teuer erkauft werden müsste.

Die wiederverwendbaren Raketen von SpaceX bezeichnet Moser als ökonomischen und ökologischen Meilenstein. Gleichzeitig haben die gesunkenen Startkosten mehr Satellitenstarts ermöglicht. Das Weltraumschrottproblem ist dadurch weiter gewachsen. Moser wechselte aus der Satellitenentwicklung in die Wissenschaft, um Nachhaltigkeit stärker in den Mittelpunkt zu stellen und sein Wissen an die nächste Generation weiterzugeben.

Wenn aus Kollisionen eine Kettenreaktion wird

Das DLR beschreibt den sogenannten Kessler-Effekt als mögliche Kettenreaktion: Größere Objekte kollidieren, erzeugen Trümmerwolken und diese treffen wiederum andere Objekte. Einzelne Orbitregionen könnten dadurch vollständig vermüllt und langfristig unbrauchbar werden. Der Gedanke ist unangenehm, gerade weil die Teilchen nicht einfach irgendwo parken.

Für die Vermeidung von Kollisionen braucht es deshalb kontinuierlich verlässliche Daten über die Weltraumlage. Radarsysteme wie GESTRA – das steht für „German Experimental Space Surveillance and Tracking Radar“ – liefern solche Informationen. Satellitenbetreiber müssen wissen, welche Objekte sich in der Nähe ihrer Satelliten befinden, um Zusammenstöße frühzeitig zu erkennen und zu verhindern.

Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR erstellt gemeinsam mit der Bundeswehr im Weltraumlagezentrum ein Weltraumlagebild. Aktive Objekte und Weltraummüll werden dafür fortlaufend verfolgt und katalogisiert. Das Lagebild dient als Grundlage für die Planung von Ausweichmanövern. Das DLR erforscht außerdem nachhaltige Raumfahrttechnologien: robotische Systeme zur Verlängerung der Lebensdauer von Satelliten, das aktive Einfangen und Entfernen von Schrott, wiederverwendbare Trägersysteme und De-Orbiting-Technologien, durch die Objekte am Ende ihrer Lebenszeit den Orbit verlassen.

In internationalen Gremien arbeitet das DLR an regulatorischen Maßnahmen gegen Weltraummüll und berücksichtigt in eigenen Projekten international anerkannte Vermeidungsmaßnahmen. Als Unterzeichner der ESA-Initiative „Zero Debris Charter“ unterstützt das DLR eine sichere und nachhaltige Nutzung des Weltraums. Nach dem Ende einer Raumfahrtmission sollen keine Rückstände im Weltraum zurückbleiben. Informationen und Forschungsarbeiten gibt es außerdem zu Satellitenbetrieb, Robotik, Schrottdetektion, Weltraumwetter und Wartung.

Wer mit Moser selbst über Raumfahrt sprechen möchte, hat beim Ingenieurtag der Hochschule Trier Gelegenheit dazu. Die Veranstaltung findet am Freitag, 23. Oktober, an der Hochschule Trier statt und beginnt um 9:25 Uhr. Zwischen 10:30 und 17:00 Uhr sind 35 Vorträge in fünf Räumen geplant. Um 17:00 Uhr folgt eine Vorführung in der Maschinenhalle.