Die Sonne droht Hightech-Teleskop zu verglühen – seine außergewöhnliche Rettung soll neue Wege für die Nutzung des Weltalls ebnen

NASA's Swift-Satellit späht aus dem Erdorbit in die Finsternis, stets auf der Suche nach immens starken Energieausbrüchen von weit entfernten Sternen. (Bildquelle: NASA's Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger und NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)

Satelliten sind unverzichtbar für unser Leben, aber allzeit bedroht von der Erde. Denn gleichweg wie grazil, erhaben und entrückt sie unseren Planeten umkreisen, schrammen sie regelrecht stets am Verglühen entlang.

Die NASA will ein spezielles, millionenteures Exemplar vor diesem Schicksal bewahren. Er droht nämlich in die Erdatmosphäre zu stürzen - viel früher als einst befürchtet. Wir stellen euch eine orbitale Premiere, aber bald vielleicht alltägliche Raumfahrtmission und ihre Hintergründe vor.

Rettung vor dem Inferno

Als das Weltraumteleskop Swift 2004 an der Spitze einer Delta-II-Rakete ins All startete, ahnte das wohl kaum jemand: Rund 20 Jahre nach Beginn seiner Forschungsmission braucht es dringend die Hilfe seiner Schöpfer. Ignorieren wir seinen Ruf, gilt Swifts Schicksal als besiegelt: ein feuriger Tod in der oberen Erdatmosphäre - wie es derzeit mehreren Satelliten pro Tag droht.

Ein Tech-Unternehmen aus Arizona (USA) soll ein Raumschiff hinaufschicken, um den Satelliten zu beschleunigen. Das robotische Service-Raumfahrzeug soll ein Annäherungs- sowie anschließend ein Kupplungsmanöver ausführen, um den Satelliten anschließend wie eine Art Weltraum-Rangier-Lokomotive in eine höhere Umlaufbahn zu schieben/heben.

Derzeit planen NASA sowie Auftragnehmer Katalyst Space Technologies of Flagstaff den Rettungsversuch im Frühjahr 2026 zu wagen.

Gelingt das Vorhaben, wäre es eine Premiere für die Raumfahrt, die obendrein der Forschung einige zusätzliche Jahre an Arbeit mit Swift schenkt. Nie zuvor hat ein unbemanntes, kommerzielles Raumfahrzeug - also entworfen, gebaut und betrieben von einem privaten Unternehmen - einen aktiven Satelliten einer Regierung/öffentlichen Organisationen in seinem Orbit angehoben.

Der US-amerikanische Rüstungsriese Northrop Grumman holte den Satelliten Intelsat 901 zwar vor einigen Jahren aus dem Graveyard-Orbit (siehe Klappbox unten) zurück in eine geostationäre Umlaufbahn. Sie erfolgten aber in deutlich größerer Höhe als bei Swift sowie auch anhand von zu dem Zeitpunkt inaktiven Objekten.

Die wohl berühmtesten Reboosts finden regelmäßig für die ISS durch angedockte Raumschiffe statt, zum Beispiel: Progress (Roskosmos), ATVs (ESA) oder Cygnus/Dragon (SpaceX). Nur so kann sie ihre Bahn in 400 Kilometern Höhe halten. Als zweiter Kandidat für den Preis Reboost-Champion reiht sich das Hubble Space Telescope ein. Hier halfen allerdings zwischen 1993 und 2002 ausschließlich Space Shuttles der NASA.

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Ökonomisch betrachtet bieten solche Einsätze anhand von Swift als Ziel unschlagbare Vorteile: Denn selbst Start und Einsatz eines solchen unbemannten Boost-Raumfahrszeugs kommen weit billiger daher als einen neuen Satelliten mit Swifts Fähigkeiten zu bauen und ins All zu bringen. Swift stellt hierfür einen lohnenden Testfall dar - auch wenn es scheint, als wolle die Sonne selbst das Satellitenteleskop beerdigen.

Dienst im Sonnenwind

Jedes Objekt, vor allem in den unteren Erdorbits, verliert stetig an Höhe- selbst die Internationale Raumstation (ISS). Denn auch wenn es nicht danach ausschaut, erstrecken sich dünnste Ausläufer-Schichten der Erdatmosphäre bis weit hinauf in den Weltraum. Einen Versuch der Definition, wo eigentlich der Weltraum beginnt, findet ihr hier.

Hier bilden sie ein unsichtbares Feld an Teilchen, durch das jedes Objekt fortwährend hindurch muss. Dabei stoßen beständig Teile an deren Hülle - Widerstand und Reibung wie bei Flugzeugen, nur eben einige Skalen schwächer. Hierdurch verlieren sie an Höhe. Sie fallen quasi immer näher an der Erde vorbei (Mehr dazu hier).

Um ihren Absturz zu verhindern, müssen Objekte in niedrigen oder mittleren Erdorbit regelmäßig mittels eigener Triebwerke beschleunigen oder extern geboostet werden. Sobald der Treibstoff ausgeht, tickt die Uhr. Swift wurde hingegen ohne Verbrauchsmaterialien wie Propellant konzipiert. Er fällt also sozusagen von Anfang ohne Hoffnung hinab, je tiefer er vordringt, desto schneller gehts es bergab, da der Widerstand steigt.

Allerdings kommt bei Swift eine Erschwernis hinzu, weshalb Eile geboten ist, um ein Verglühen zu verhindern. Denn durch eine höher als bei Missionsbeginn angenommene Sonnenaktivität droht dem Satelliten ein verfrühtes Ende. Hierbei geht es aber nicht, wie eventuell vom Bauchgefühl her einleuchten könnte, um Sonnenwind, der den Satelliten zur Erde drückt, sondern rein um die enthaltene Energie, die auf die Luftmoleküle einwirkt.

Die geladenen Teile des Sonnenwindes (hauptsächlich Protonen und Elektronen) tragen sie in die oberste Schicht (Thermosphäre) ein. Folglich erhitzt sich die dünne Hülle um die Erde und dehnt sich aus. So gelangen mehr Moleküle in die Nähe von Satelliten, wodurch sich deren Lebensspanne ohne Schubwirkung zum Aufstieg verringert.

Ein Beispiel für die Zukunft

Jenseits des Einzelfalls ordnet sich diese Zusammenarbeit derweil bestens in das Gesamtbild einer neuen NASA ein. Die Zeiten von im Alleingang gestemmten Missionen wie Apollo und mit den Space Shuttles sind längst vergangen. Auch wenn damals natürlich auch eine ganze Heerschar von Herstellern die Raumschiffe gemeinsam fabrizierte, betrieb letztlich die NASA sie doch allein.

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Inzwischen gehören engste Kooperationen mit Unternehmen wie SpaceX, Rocket Lab oder Blue Origin zum Alltag. Ohne sie wäre gar der Betrieb der ISS quasi unmöglich, da weder NASA noch ESA im Alleingang über die notwendige Hardware verfügen, um Crew oder Vorräte hinauf bzw. erstere zurück zur Erde zu bringen.

Aufgrund immer mehr Satelliten im Orbit, die vom Großteil ihrer Systeme länger Dienst leisten könnten, als es ihr Treibstoffvorrat erlaubt, sieht die NASA enormes Potenzial für die Zukunft in Boost-Missionen: