«Nachhaltigkeit im Weltraum ist schwer zu definieren»

Haben die Missionsplaner genug getan, um die Entstehung neuen Weltraummülls zu vermeiden? Sind die Komponenten und Strukturen wiederverwendbar? Welche Materialien hat das Team verwendet? Fragen wie diese spiegeln die wachsende Besorgnis über die Nachhaltigkeit von Weltraummissionen wider. Ein neues Bewertungssystem, das Missionen anhand einer Reihe von Merkmalen und der Einhaltung internationaler Richtlinien bewertet, soll die Antworten liefern. Das EPFL Space Center (eSpace) wurde mit der Aufgabe betraut, das System fertig zu stellen und zu implementieren.

Das System mit dem Namen Space Sustainability Rating (SSR) wird von einem Konsortium entwickelt, dem das Weltwirtschaftsforum (WEF), die Europäische Weltraumorganisation (ESA) und das Massachusetts Institute of Technology (MIT) angehören, in Zusammenarbeit mit BryceTech und der University of Texas. Die Partnerorganisationen arbeiteten zwei Jahre lang an einem Entwurf für einen Bewertungsrahmen, bevor sie ihn an die EPFL weitergaben. Die ersten Nachhaltigkeitszertifikate werden Anfang 2022 an Missionsbetreiber vergeben. Emmanuelle David, Geschäftsführerin von eSpace, erzählt uns mehr.

Emmanuelle David. ©EPFL

Warum passt eSpace gut zu diesem Projekt?

Das Projekt hat mit nachhaltiger Weltraumlogistik zu tun, ein Bereich, den wir bei eSpace seit drei Jahren aktiv erforschen. Es ist kaum zu überschätzen, wie wichtig nachhaltiges Denken in einer Zeit ist, in der wir immer mehr Verkehr im Orbit sehen, eine wachsende Zahl von Betreibern, das Aufkommen von Satellitenkonstellationen und private Unternehmen, die Trägerraketen und andere neue Dienste entwickeln. Während die Raumfahrtindustrie diesen massiven Wandel durchläuft, ist es unsere Aufgabe, kritisch über diese Veränderungen und die Technologien nachzudenken, die wir brauchen, um Raumfahrtmissionen nachhaltiger zu gestalten. Als Forschungszentrum mit umfassender Expertise auf diesem Gebiet sind wir ideal aufgestellt, um die technischen Aspekte des Projekts zu behandeln und mit der Industrie und der Regierung zusammenzuarbeiten. Es hilft auch, dass wir in der Schweiz ansässig sind, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, divergierende Interessen zusammenzubringen und für ihre Tradition der Neutralität.

Wir haben in letzter Zeit viel über Weltraummüll gehört. Spricht das Bewertungssystem dieses Thema an?

Ja, es ist ein zentrales Thema des Systems. Das Rating deckt jeden Teil einer Raumfahrtmission ab, vom Design bis zum Betrieb. Und bei jedem Schritt werden Massnahmen zur Reduzierung von Weltraummüll berücksichtigt. Die Gesamtbewertung basiert auf der Leistung einer Mission mit sieben Faktoren: wie gut das Objekt von der Erde aus identifiziert und verfolgt werden kann, welche Massnahmen zur Vermeidung von Kollisionen ergriffen werden, ob und wie Daten weitergegeben werden können, wie gut sich die Mission an internationale Richtlinien hält, ob die Angaben des Betreibers überprüft werden können und ob das Objekt im Orbit repariert werden kann.

Geht es darum, einen breiten Konsens darüber herzustellen, was eine Weltraummission «nachhaltig» macht?

Es ist das erste Mal, dass wir versuchen, eine allgemeingültige Definition von Nachhaltigkeit im Weltraum zu entwickeln. Es ist wirklich schwer, eine zu finden. Es ist nicht einfach, einen globalen Konsens darüber zu erzielen, was objektiv gesehen eine Weltraummission nachhaltig macht – vor allem, wenn man es sowohl mit traditionellen Weltraummächten wie Russland, den USA, Europa und asiatischen Nationen als auch mit neuen Marktteilnehmern aus dem privaten Sektor und anderen Bereichen zu tun hat.

Bei der Bewertung wird das Ziel der Mission nicht berücksichtigt. Wie erklären Sie sich das, wenn man bedenkt, wie wichtig das Ziel für die Umweltleistung einer Mission ist?

Es stimmt, dass das Ziel der Mission bei der Bewertung zunächst nicht berücksichtigt wird. Dies erwies sich in den ersten Diskussionen zwischen den Konsortialpartnern als heikles Thema. Daran muss noch gearbeitet werden. In dieser ersten Version des Bewertungssystems wird also jede Mission gleich behandelt – egal, ob es sich um den Start eines Klimaüberwachungssatelliten oder den Aufbau eines neuen Satellitenfernsehnetzes handelt. Längerfristig werden diese Aspekte sicherlich noch in das Modell eingebaut werden müssen. Vorerst geht es aber darum, den Vorschlag zu testen und zu sehen, wie er ankommt. Dies ist nur ein erster Schritt.

Welche praktischen Lösungen gibt es für Raumfahrtingenieure, um Missionen nachhaltiger zu gestalten?

Es gibt eine ganze Reihe von Lösungen, von Massnahmen zur Entschärfung von Trümmerteilen bis hin zu Diensten zum Entfernen von Schrott aus der Umlaufbahn, wie sie das EPFL-Start-up ClearSpace anbietet. Es wird auch viel an der Wiederverwendung von Komponenten, Strukturen und Materialien geforscht. So arbeitet ein Team am Laboratory for Processing of Advanced Composites (LPAC) der EPFL an einem Projekt namens «Design for Demise», das Materialien entwickelt, die sich beim Wiedereintritt in die Atmosphäre auflösen. Forschende des Labors für Thermomechanische Metallurgie (LMTM) erforschen unterdessen im Rahmen des Projekts Additive Manufacturing In-Situ Resources Utilization (AMISRU), wie eine künftige Mondbasis beispielsweise lokal verfügbare Gesteine und Mineralien wiederverwerten könnte; eine verwandte Initiative zielt darauf ab, 3D-Drucktechniken zur Nutzung oder Wiederverwendung verfügbarer Ressourcen einzusetzen. Die Miniaturisierung ist ein weiterer möglicher Weg, um Energie und Ressourcen zu sparen.

©ESA

Was ist mit Raketenstarts? Man kann sich leicht vorstellen, wie viel Treibstoff sie verbrennen müssen, um der Schwerkraft der Erde zu entkommen. Wie können wir das nachhaltiger gestalten?

Es wird viel daran gearbeitet, die Auswirkungen von Raketenstarts zu verringern, von der Entwicklung wiederverwendbarer Trägerraketen, die intakt zur Erde zurückkehren, bis hin zur Entwicklung sauberer Raketentreibstoffe und der Verwendung nachhaltigerer Materialien. Es ist auch wichtig, das Gesamtbild zu betrachten – die Auswirkungen einer Mission gegen den wissenschaftlichen Fortschritt abzuwägen, wie sie unser Verständnis des Klimas vorantreibt oder wie sie der Gesellschaft als Ganzes nützt.

Indem die Organisationen mehr Informationen über ihre Pläne und Aktivitäten offenlegen müssen, wird das neue Bewertungssystem dazu beitragen, dass solche Fragen ans Licht kommen. Mehr Transparenz ist genau das, was Bürgerinnen und Bürger wollen. Es gibt einen Grund, warum Menschen etwas, das sie nur schwer verstehen, «Raketenwissenschaft» nennen. Es ist unsere Pflicht, die sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen von Weltraummissionen zu berücksichtigen – und unsere Erkenntnisse mit der Öffentlichkeit zu teilen.