Es ist wieder einmal passiert. Start eines Raumfahrzeugs verlief nicht ganz nach Plan. Ein russischer Progress-Frachter wird demnächst unkontrolliert abstürzen. Wie sollen wir das nur überleben?

“Space is hard.” – Elon Musk

Raumfahrt ist wirklich nicht leicht. Wenn es einer weiß, dann Elon Musk. Nach Gründung seiner eigenen Raumfahrtfirma SpaceX musste er dabei zuschauen, wie die ersten drei Raketenstarts des jungen Unternehmens scheiterten und es an den Rand des Bankrotts brachten. Gelegentliche Fehlfunktionen kann niemand völlig ausschließen und manchmal machen sie Schlagzeilen, am ehesten, wenn sie spektakulär aussehen.

Die Bilder von Progress M-27M sind nicht ganz so spektakulär. Sie zeigen Bilder der Bordkamera des sich unkontrolliert drehenden Frachters. Der Absturz ist unvermeidbar. Und schon gibt es Fragen, wo er denn abstürzen wird und wer in Gefahr ist, genauso wie die lapidare Aussage, dass der Frachter beim Wiedereintritt verglühen wird. Die Fragen sind nicht völlig unberechtigt. Typischerweise übersteht wenigstes ein Zehntel der Masse eines abstürzenden Raumfahrzeugs den Absturz. Es gibt dazu eine Reihe von Untersuchungen.

Tatsächlich ist der unkontrollierte Wiedereintritt tonnenschwerer Teile in die Erdatmosphäre Alltagsgeschäft in der Raumfahrt. Damit meine ich nicht die Booster oder die erste Stufe einer Rakete, die bei ihrer Abtrennung noch viel zu langsam sind um verglühen zu können. Ich meine die Oberstufe, den Teil einer Rakete, die einen Satelliten oder ein Raumschiff überhaupt erst in den Orbit bringt. Typischerweise hat die Oberstufe danach keine Treibstoffreserve mehr und tritt dann, je nach Orbit, Tage oder Jahre später wieder in die Erdatmosphäre ein (oder auch Jahrhunderte und mehr, bei Orbits mit sehr hohem Perigäum.)

reentry

Zahl der Wiedereingetretenen Raumschiffe und Satelliten (“spacecraft”) in Rot und Zahl der Raketenstufen in Gelb. (Quelle: “Reentry Predictions of three massive uncontrolled spacecraft.” Carmen Pardini, Luciano Anselmo) Sie ist längst nicht mehr so hoch wie früher, was vor allem am Niedergang der Raumfahrt nach dem Kalten Krieg liegt.

Dabei ist die leere Oberstufe einer Rakete im allgemeinen nur etwas leichter als ihre Nutzlast, in die Schlagzeilen ist so eine abstürzende Raketenstufe aber meines Wissens noch nie gekommen. Dabei können sehr große Trümmerteile den Boden erreichen.

delta ii tank reentry

(Quelle)

Es ist vor allem eine Materialfrage, ob ein Teil den Wiedereintritt übersteht. Dieser Tank hier besteht aus Stahl. Ein Heliumtank aus Titan, der von der gleichen Stufe stammt, wurde über 100km entfernt ebenso gefunden. Ein Tank aus einer Aluminiumlegierung, wie sie heute aus Gewichtsgründen in den meisten Raketen üblich sind, hätte den Wiedereintritt nicht überstanden.

Es ist aber nicht einfach nur Glück, dass noch niemand von einem Trümmerteil erschlagen wurde. Die Erde ist ein großer Planet und auch wir 7 Milliarden Menschen sind im Vergleich zur gesamte Erdoberfläche sehr dünn verteilt. Es sind nur etwa 16 Personen pro Quadratkilometer, die sich noch dazu meistens in Räumen oder Fahrzeugen aufhalten die sie vor den meisten (sehr kleinen) Trümmerteilen sehr zuverlässig schützen. Die Gefahr durch ein Raumfahrzeug oder eine Raketenstufe verletzt zu werden ist damit äußerst gering.

Wie man an den diversen Untersuchungen sieht, ist man damit trotzdem keineswegs zufrieden. Wann immer es geht, bringt man Satelliten und Raumfrachter kontrolliert über dem Meer zum Absturz (meistens dem Pazifik). Man versucht Sollbruchstellen einzubauen um durch ein früheres Auseinanderbrechen einen größeren Teil des Materials der Hitze auszusetzen und schmelzen zu können. Immer mehr Oberstufen von Raketen sind wiederzündbar, was nicht nur für einen kontrollierteren Wiedereintritt sorgen soll, sondern vor allem die Zahl der Trümmer im Orbit reduziert.

Nicht zuletzt hat man auch noch nicht den Versuch aufgegeben, Raketenstufen wiederzuverwenden. Das ist allerdings ein schwieriges Unterfangen. Jede Tonne zusätzliches Gewicht für Hitzeschutz, Landeeinrichtungen und Treibstoff ist eine Tonne weniger Nutzlast. Bisher waren die einzigen wiederverwendbaren “Oberstufen” von Raketen das Space Shuttle und dessen Russische Schwester “Buran”. Beide waren ein kommerzielles Disaster.

Kommentare (3)

  1. #1 schlappohr
    30. April 2015

    Gibt es eine Statistik darüber, bei wie vielen Wiedereintritten auf der Erde tatsächlich ein Schaden an Mensch oder Material entstanden ist? Ich schätze mal, der Weltraumschrott in den erdnahen Orbits stellt mittlerweile eine weitaus größere Gefahr dar. Wir sollten eigentlich froh sein, wenn das Zeug herunterfällt.

  2. #2 wasgeht
    30. April 2015

    Angeblich soll es 1969 auf einem japanischen Schiff verletzte durch ein Sovietisches Trümmerstück gegeben haben, ich konnte dazu aber noch keine Details finden. Statistiken gibt es nicht, weil es praktisch keine Fälle gibt.

    Es gibt aber Listen von Fällen, in denen Trümmerstücke gefunden wurden, wie hier zum Beispiel:
    http://www.aerospace.org/cords/reentry-data-2/summary-of-recovered-reentry-debris/

    Allerdings gilt das alles nur für Trümmerstücke die bereits im Orbit waren. Ein ganz anderes Thema sind Trümmer von Raketenstarts, die mit russischen und chinesischen Raketen auch über Land stattfinden. In China will man demnächst einen neuen Weltraumbahnhof auf Hainan eröffnen (der großen Insel im Süden des Festlands). Aber Teile russischer Raketen werden bis auf weiteres in der Kasachischen Steppe niedergehen, oder in Ostsibirien nach Eröffnung des Vostochny Kosmodroms.

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