Der „natürliche Feind“ der Ozonschicht +1? Achten Sie auf Trümmer von toten Satelliten!

Duan Yuechu Huang Xianghong

Satelliten umkreisen die Erde in einer niedrigen Umlaufbahn und verlieren mit der Zeit allmählich an Höhe, bis sie schließlich aufgrund der starken Reibung mit der Atmosphäre verglühen und zerfallen. Jahrzehntelang glaubten Wissenschaftler, dass es sich dabei um einen natürlichen und harmlosen Prozess handele. Jüngste Forschungsergebnisse zeigen jedoch, dass dieses Phänomen eine Gefahr für die Ozonschicht darstellen könnte.

Die internationale Fachzeitschrift Scientific American veröffentlichte vor kurzem einen Artikel mit dem Titel „Satelliten-Megakonstellationen könnten die Wiederherstellung des Ozonlochs gefährden“, in dem darauf hingewiesen wird, dass die zunehmende Zahl von Satelliten in niedrigen Erdumlaufbahnen das empfindliche Gleichgewicht der schützenden Ozonschicht zerstören könnte.

Wenn Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn in Betrieb sind, verringert sich ihre Höhe aufgrund der Reibung mit der Atmosphäre langsam, und schließlich treten sie in die Atmosphäre ein, wobei sie während des Verbrennungs- und Zerfallsprozesses große Mengen an Gas und Partikeln freisetzen. Diese Stoffe wirken sich sehr wahrscheinlich negativ auf die Ozonschicht aus und erhöhen dadurch die ultraviolette Strahlung auf der Erdoberfläche. Übermäßige UV-Strahlung kann verschiedene Krankheiten wie Hautkrebs und Katarakte verursachen und sich auch negativ auf das Ökosystem auswirken. Es liegt auf der Hand, dass der Schutz der Ozonschicht für die Erhaltung des ökologischen Gleichgewichts der Erde und der menschlichen Gesundheit von entscheidender Bedeutung ist.

Daten zeigen, dass die durch den Wiedereintritt von Satelliten in die Atmosphäre verursachte Verschmutzung durch Aluminiumoxid zwischen 2016 und 2022 um das Achtfache zugenommen hat. Die anhaltende Ansammlung dieser Metallpartikel in der Stratosphäre könnte die Ozonschicht schädigen und ihre Fähigkeit zur Absorption ultravioletter Strahlung schwächen. Studien haben gezeigt, dass Aluminiumoxid in ausreichender Konzentration die zerstörerische Reaktion von Ozon mit Chlor katalysieren kann, wodurch die Ozonmoleküle gespalten werden. Gleichzeitig bleibt das Aluminiumoxid bei diesem Vorgang intakt und kann weiterhin mit Ozon reagieren, was zu einer kontinuierlichen Schädigung der Ozonschicht führt.

Derzeit sind etwa 8.100 Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen im Einsatz. Bei der Mehrzahl davon handelt es sich um Starlink-Satelliten, die vom US-amerikanischen Weltraumforschungstechnologieunternehmen SpaceX gestartet wurden. Insgesamt beträgt die Zahl bis zu 6.000. SpaceX plant außerdem, in Zukunft bis zu 42.000 Satelliten zu starten, um sein riesiges Internet-Satellitennetzwerk aufzubauen. Darüber hinaus bereiten auch andere Unternehmen auf der ganzen Welt, wie beispielsweise Amazon, aktiv den Start von Zehntausenden erdnahen Satelliten vor. Die Lebensdauer dieser Internetsatelliten ist im Allgemeinen kurz und beträgt etwa 5 Jahre. Wissenschaftler schätzen, dass nach dem Start aller geplanten Satelliten und dem Erreichen des Endes ihrer Lebensdauer jedes Jahr fast 360 Tonnen Aluminiumoxidpartikel in die Erdatmosphäre fallen werden. Das ist mehr als das Sechsfache der Menge an Aluminiumoxidpartikeln, die normalerweise in der Atmosphäre vorhanden sind.

Angesichts dieser neuen Bedrohung besteht dringender Bedarf, den bestehenden Rechtsrahmen zu aktualisieren, um die möglichen Auswirkungen des Wiedereintritts von Satelliten in die Atmosphäre umfassend zu berücksichtigen.

Am 16. September 1987 hielt das Umweltprogramm der Vereinten Nationen in Montreal, Kanada, eine internationale Konferenz zum Schutz der Ozonschicht ab und verabschiedete das Montrealer Protokoll (im Folgenden als „Protokoll“ bezeichnet). Das Protokoll legt die Arten der kontrollierten Substanzen und den Zeitplan für deren schrittweise Abschaffung fest und verpflichtet die Länder dazu, die Produktion und Verwendung von Substanzen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffen, die die Ozonschicht schädigen, schrittweise zu reduzieren und schließlich ganz einzustellen. Seit der Umsetzung des Protokolls konnten Produktion und Einsatz ozonschädigender Stoffe weltweit erfolgreich reduziert, der Trend zur Zerstörung der Ozonschicht wirksam eingedämmt und ein wichtiger Beitrag zum Schutz der ökologischen Umwelt der Erde geleistet werden.

Die erfolgreichen Erfahrungen mit dem Protokoll zeigen, dass wir durch globale Zusammenarbeit in der Lage sind, komplexe Umweltprobleme anzugehen. Allerdings scheinen die aktuellen Vorschriften für Aktivitäten im Orbit keine einfache und wirksame Lösung für dieses heikle Problem zu bieten.

Um die potenzielle Bedrohung der Ozonschicht durch die Zerstörung von Satelliten zu verringern, sollten wir den Einsatz schädlicher Substanzen bei der Konstruktion und Herstellung von Satelliten minimieren. Wenn ein Satellit das Ende seiner Lebensdauer erreicht, können wir die Schäden an der Ozonschicht minimieren, indem wir seinen Verbrennungsprozess präzise steuern. Darüber hinaus sollte die internationale Gemeinschaft ihre Zusammenarbeit verstärken und gemeinsam an der Erforschung und Entwicklung umweltfreundlicherer Technologien zur Satellitenverarbeitung arbeiten.

(Der Autor Duan Yuechu ist Mitglied der China Science Writers Association und Huang Xianghong ist Mitglied der Hunan Science Writers Association.)