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Wo stürzt Chinas Raumstation auf die Erde?

Anna Schughart 23.03.2018

Die Raumstation Tiangong 1 stürzt zu Ostern vom Himmel. Im Space Debris Office der europäischen Raumfahrt-Agentur ESA versuchen Experten, so präzise wie möglich vorherzusagen, wo und wann das passiert – es ist eine Berechnung mit einigen Unbekannten.

Irgendwann über Ostern, vermutlich zwischen dem 30. März und dem 3. April, wird die chinesische Raumstation Tiangong 1 unkontrolliert abstürzen und in die Erdatmosphäre eintreten. Das klingt gefährlich: Eine Raumstation, die ins Trudeln gerät, vom Himmel fällt und irgendwo auf der Erde aufschlagen wird.

Tatsächlich ist das Risiko für Menschen, bei dem Wiedereintritt verletzt zu werden, ziemlich gering – vergleichbar mit der Gefahr, gleich zweimal im selben Jahr von einem Blitz getroffen zu werden.

Zwar ist das Hauptmodul von Tiangong 1 gut zehn Meter lang, aber ein Großteil der Raumstation wird durch die Reibungshitze in der Atmosphäre verbrennen. Außerdem fallen ständig Dinge, die der Mensch in die Umlaufbahn schießt, unkontrolliert zurück auf die Erde – und manche davon waren bereits größer als Tiangong 1.

Die Raumstation verliert rasant an Höhe – zum Schluss geht alles ganz schnell

Für Stijn Lemmens, der im Space Debris Office am European Space Operations Centre (ESOC) in Darmstadt arbeitet, ist der Absturz von Tiangong 1 daher auch nichts wirklich Ungewöhnliches. „Größere Objekte treten etwa einmal in der Woche in die Erdatmosphäre ein“, sagt Lemmens. Im Space Debris Office wird jedes Objekt, das vom All auf die Erde zurückkehrt, genau beobachtet und jeder Wiedereintritt so gut möglich vorhergesagt.

Im Idealfall geht es dann um einen kontrollierten Wiedereintritt – und bei den meisten größeren Objekten, die sich nicht mehr im Orbit halten können, ist das auch der Fall. Die Verantwortlichen visieren dann eine bestimmte Zone an, in der Trümmerteile wenig Schaden anrichten können: zum Beispiel unbewohnte Gegenden im Südpazifik.

Wissenschaftler am Fraunhofer-FHR-Institut beobachten die Raumstation mit einem der leistungsfähigsten Radare auf Erden und unterstützen damit die ESA

Fällt ein Satellit oder eine Raumstation dagegen unkontrolliert zurück zur Erde, lässt sich deutlich schwerer vorhersagen, wo die Überreste landen werden. Tiangong 1 ist seit 2013 unbemannt, seit 2016 besteht kein Kontakt mehr zu der Raumstation, die Triebwerke lassen sich nicht mehr zünden. So umkreist das ehemalige Weltraumlabor die Erde und verliert dabei immer mehr an Höhe.

Ungefähr bei der Marke von 100 Kilometern über dem Meeresspiegel bremst die Erdatmosphäre die Raumstation innerhalb von kurzer Zeit auf null, und das 8,5 Tonnen schwere Objekt stürzt ab. Die meisten Teile der Station überleben das nicht, in der Reibungshitze verglühen sie. Besonders hitzebeständige Elemente aus Titan oder Edelstahl fallen jedoch als Trümmer zu Boden. Das dürfte, schätzt die ESA, auf 20 bis 40 Prozent der Bauteile zutreffen.

Wo und wann sie auf der Erde aufschlagen werden, versuchen die Analysten im Space Debris Office am ESOC so gut wie möglich vorherzusagen. Hier laufen die Daten des weltweiten Inter Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) zusammen. Dieser Zusammenschluss von 13 Weltraumorganisationen hatte Tiangong 1 im Winter auch für seine jährliche Wiedereintritts-Simulation ausgewählt – alle wussten ja, was auf sie zukommen würde.

Das Zeitfenster des Absturz hat sich auf wenige Tage Ende März oder Anfang April verengt

Grundlage der Berechnungen, so erklärt Lemmens, ist es, ein absturzgefährdetes Objekt erst einmal über einen längeren Zeitraum hinweg zu beobachten und seine Position bestimmen. Mit diesen Daten versuchen die Analysten dann zu schätzen, wie schnell der Luftwiderstand das Objekt bremst. Denn auch in großen Höhen sorgt die Rest-Atmosphäre dafür, dass Satelliten und Raumstationen langsamer werden und immer wieder Korrekturmanöver fliegen müssen. Können sie das nicht mehr, beginnt ein unaufhaltsamer Sinkflug.

Ganz genau lässt sich der Zeitpunkt des Absturzes nicht vorhersagen. Es bleibe immer eine Unsicherheit von plus-minus 20 Prozent der noch verbleibenden Zeit bis zum Absturz, erklärt Lemmens. Zwar wird die Vorhersage immer präziser, je näher das Ereignis rückt – doch sieben Stunden vor dem Wiedereintritt ist selbst ein so großes Objekt wie Tiangong 1 vom Boden aus nicht mehr zu beobachten.

„Je näher ein Objekt der Erde ist, desto schwieriger kann man es messen“, sagt Lemmens. Keine neuen Daten heißt aber auch: keine neuen Berechnungen. Und bei sieben Stunden liegt die Unsicherheit noch bei etwa einer Erdumrundung. Das sei zwar ein langer, „aber zumindest ein relativ dünner Korridor“, sagt Lemmens. „Wir können also ziemlich genau sagen, wo es nicht passieren wird.“

Ungefährdet sind zum Beispiel deutsche Städte – denn alle liegen außerhalb der möglichen Absturzzone, die sich nördlich und südlich des Äquators jeweils entlang dem 43. Breitengrad wie ein Gürtel um die Erde legt. Selbst in Städten wie Rio de Janeiro, New York oder Peking, die innerhalb dieses Gürtels liegen, müssen sich die Menschen wohl wenig Sorgen machen, von Trümmern getroffen zu werden – eben weil der Korridor, in dem Teile herabfallen können, relativ schmal ist.

Allerdings können die ESA-Experten ebenfalls nicht genau vorhersagen, wie viele Reste der Raumstation im betroffenen Korridor am Ende zu Boden gehen werden. Dazu bräuchten sie einen genauen Bauplan von Tiangong 1 und müssten wissen, wie viele Teile beim Sturz durch die Atmosphäre verglühen werden. „Das sind jedoch Informationen, die man nur hat, wenn man das Objekt selbst gebaut hat“, erklärt Lemmens.

Auch wenn Tiangong 1 wahrscheinlich keine größeren Schäden anrichten wird, unkontrollierte Wiedereintritte werden das Space Debris Office in Zukunft wohl immer häufiger beschäftigen. Im Erdorbit wird es voller, und „je mehr man nach oben schießt“, sagt Lemmens, „desto mehr kommt auch herunter.“