Wo beginnt eigentlich das Weltall - und was haben Trojaner damit zu tun?

Dünner blauer Saum über der Erde: Der Blick ins All zeigt, wie fließend der Übergang zwischen Atmosphäre und kosmischer Weite ist. (Bildquelle: Adobe Firefly, KI-generiert; Prompt: Alexander Köpf)

Seit Jahrtausenden blicken Menschen in den Himmel und fragen sich, wo das Bekannte endet und das Unbekannte beginnt. Schon antike Kulturen sahen im Firmament eine Grenze zwischen der irdischen Welt und dem Reich der Götter.

Später wurde der Himmel zum Feld astronomischer Forschung. Mit Fernrohren, Ballonflügen und schließlich Raketenstarts, die den Traum vom Aufbruch ins All greifbar machten.

In Filmen und Romanen ist der Moment des Starts längst zum Sinnbild geworden: Der Countdown läuft, Triebwerke entfachen ein künstliches Beben, und mit ungeheurer Wucht erhebt sich der Mensch von seinem Heimatplaneten. Nur wenige Minuten später scheint er eine unsichtbare Schwelle zu überschreiten. Doch wo diese Schwelle wirklich verläuft, ist bis heute umstritten.

Denn astrophysikalisch ist die Sache keineswegs so eindeutig, wie es Geschichten oder Filme suggerieren. Die Erdatmosphäre endet nicht abrupt wie eine Klippe, sondern verläuft wie ein immer dünner werdender Schleier, der sich schließlich in der Weite verliert.

Luftdruck schwindet, Gravitation bleibt, eine scharfe Trennlinie existiert nicht. Genau hier setzt die scheinbar einfache, aber wissenschaftlich und politisch komplexe Frage an: Wo beginnt eigentlich das Weltall?

2:17 Das sind unsere Botschafter für die Ewigkeit jenseits des Sonnensystems - mit an Bord Clyde Tombaugh

Atmosphärische Schwellen

Die einfachste Antwort lautet: bei der Kármán-Linie, rund 100 Kilometer über dem Meeresspiegel. Sie markiert rechnerisch den Punkt, an dem Flugzeuge ihren aerodynamischen Auftrieb verlieren würden und sich nur noch durch Orbitalgeschwindigkeit oben halten könnten. Die Fédération Aéronautique Internationale (FAI) hat sie als offizielle Grenze ins All festgelegt.

Die NASA und die US Air Force hingegen setzen die Grenze bereits bei 80 Kilometern an, dort, wo Steuerflächen in der dünnen Luft ihre Wirkung verlieren. Piloten der legendären X-15, die diese Höhe erreichten, erhielten deshalb den Astronautentitel. Das Testflugzeug konnte in der Spitze aber sogar die Kármán-Linie überschreiten.

Beide Definitionen zeigen: Das All beginnt nicht durch ein Naturgesetz, sondern durch Konvention.

Und doch geht die Atmosphäre noch viel weiter: Ihre äußerste Schicht, die Exosphäre, beginnt ab etwa 500 bis etwa 1.000 Kilometer und reicht bis rund 10.000 Kilometer.

Hier sind nur noch einzelne Teilchen unterwegs, manche verlassen die Erde für immer und verschwinden im interplanetaren Raum. Die Exosphäre ist jedoch kein Tor, sondern ein Übergang, ein langsames Verblassen der Erdatmosphäre in das Nichts.

Magnetische Schilde und Gravitation

Auch das Magnetfeld der Erde reicht weit hinaus – wie ein unsichtbarer Schutzschild, der uns vor Sonnenwind und kosmischer Strahlung bewahrt. Auf der Sonnenseite wölbt es sich bis zu 63.000 Kilometer, auf der Nachtseite zieht es sich wie ein Schweif bis zu 600.000 Kilometer in den Raum. Doch so lebenswichtig es ist: Eine Grenze zum All markiert es nicht.

Noch schwieriger ist es mit der Gravitation. Sie nimmt zwar mit der Entfernung ab (Abstandsquadratgesetz), kann aber mathematisch nie Null erreichen. Selbst weit draußen im Sonnensystem wirkt die Erde noch, wenn auch schwach. Praktisch aber lässt sich eine Grenze ziehen: Dort, wo die Schwerkraft eines anderen Himmelskörpers überwiegt.

Bei der Erde ist dies die Hill-Sphäre, eine Art gravitativer Herrschaftsbereich. Innerhalb dieser Zone kann die Erde Objekte wie den Mond oder Satelliten dauerhaft binden. Ihre Reichweite beträgt etwa 1,5 Millionen Kilometer, weit jenseits der geostationären Umlaufbahnen. Hier ist die Erde noch Herrin der Lage.

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Kosmische Balancepunkte

Besonders faszinierend sind die Lagrange-Punkte, fünf Orte im Erde-Sonne-System, an denen sich die Anziehungskräfte von Erde und Sonne mit der Zentrifugalkraft eines kleinen Objekts genau ausgleichen.

Zwei von ihnen, L1 und L2, liegen nur etwa 1,5 Millionen Kilometer von uns entfernt. Dort stationiert die Menschheit Satelliten und Beobachtungsinstrumente wie das James-Webb-Weltraumteleskop, das bei L2 mit minimalem Energieaufwand im Gleichgewicht bleibt und von der Erde mitgezogen wird.

L3 dagegen liegt auf der gegenüberliegenden Sonnenseite, rund 300 Millionen Kilometer entfernt, doppelt so weit wie die Erde selbst von der Sonne. Die Punkte L4 und L5 schließlich teilen die Erdbahn, 60 Grad vor und hinter uns, und bilden stabile Balancezonen, in denen sich theoretisch ganze Schwärme von Objekten aufhalten könnten – sogenannte Trojaner.

Doch so weit entfernt diese Punkte auch sind: Niemand würde sagen, dass das All erst dort beginnt.

Wo beginnt das Weltall nun wirklich?

Wo also beginnt das All? Sicher nicht erst bei Millionen Kilometern Entfernung, aber auch nicht an einer klaren Grenzlinie wie auf einer Landkarte.

Der Übergang ist ein Kontinuum. Ein gleitender Wechsel von dichter Luft zu dünnem Gas, von der blauen Himmelskugel zur schwarzen Tiefe des Raums. Am ehesten ließe sich sagen: Das All beginnt dort, wo die Partikeldichte der Erdatmosphäre in die des Weltraums übergeht, in spätestens etwa 10.000 Kilometern Höhe.

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Und doch ist das nur eine Annäherung. Die Internationale Raumstation zieht ihre Bahnen in nur 400 Kilometern Höhe, während geostationäre Satelliten rund 36.000 Kilometer entfernt parken. Alle gelten längst als Teil des Weltalls, auch wenn die ISS streng genommen noch in der Thermosphäre der Erde fliegt.

Vielleicht liegt die Antwort also weniger in einer Zahl als in einer Haltung: Das Weltall beginnt dort, wo die Erde ihren unmittelbaren Griff verliert, wo Blau ins Schwarz übergeht und der Mensch zum ersten Mal den Blick zurückwirft – auf eine blaue Kugel im Dunkel.