Der Weltraum im Wandel: Digitalisierung, Satelliten und die Herausforderung des Weltraummülls

Der Blick in den nächtlichen Sternenhimmel beflügelt die Gedanken und lädt zum Träumen über die unvorstellbaren Weiten des Universums ein. Immer häufiger enden diese gedanklichen Traumreisen, bevor sie überhaupt begonnen haben, denn die zunehmende Lichtverschmutzung – vor allem in den Städten – schränkt den Blick auf den Nachthimmel ein.
Es wird immer schwieriger, die Gedanken frei schweifen zu lassen und vom unendlichen Nichts zu träumen, denn spätestens, wenn die vermeintlichen Sternenkette sich als vorbeifliegende Satellitenkette entpuppen, wird deutlich, welcher Trubel sich im All abspielen muss.
Im Folgenden werfen wir, auch ohne Teleskop, einen Blick auf das, was sich im All und auf unserer Erde hinter dem Trubel verbirgt.
Was 1957 mit dem ersten Start eines Satelliten – Sputnik 1 – begann, könnte sich bald zu einem alltäglichen Phänomen entwickeln. Immer mehr Satelliten werden von der Erde aus in den Orbit geschickt. Laut dem Bericht „Prospects for the Small Satellite Market“ des Unternehmens Euroconsult könnten bis 2033 etwa 26.000 neue Satelliten ins All gebracht werden. Das entspricht durchschnittlich etwa sieben Starts pro Tag. In anderen Worten verlassen täglich 1,5 Tonnen Material die Erde. Euroconsult schätzt, dass bis 2032 etwa 82 % dieser Satelliten kommerzielle Zwecke verfolgen werden.
Ein bedeutender Bereich dieser kommerziellen Interessen ist die Förderung der Digitalisierung. Seit Namen wie Elon Musk und Jeff Bezos zusammen mit Organisationen wie NASA oder ESA genannt werden, ist klar, wer unter anderem die großen Akteure in der kommerziellen Raumfahrt sind.
Das geplante chinesische Projekt „Guo Wang“, das von der Staatlichen Kommission zur Kontrolle und Verwaltung von Staatsvermögen (SASAC) der Volksrepublik China unterstützt wird, plant, diese Zahl um 13.000 zusätzliche Satelliten zu erweitern (4). Die einst unendlichen Weiten des Weltraums werden somit immer enger.
Satelliten spielen eine zentrale Rolle in der digitalen Welt des 21. Jahrhunderts, da sie Daten empfangen, verarbeiten und übertragen können. Diese „Weltraum-Computer“ sind daher ideal für die Digitalisierung geeignet. Sie ermöglichen viele wichtige digitale Technologien, darunter auch die Bereitstellung von Breitbandinternet selbst in den abgelegensten Gegenden der Erde. Unternehmen wie SpaceX mit ihrem Starlink-Service und Amazon mit dem Kuiper-Projekt bieten diesen Service bereits ab etwa 50 Euro (Starlink) pro Monat an. Die hierfür verwendeten Satelliten werden als Low Earth Orbit (LEO) Sateliten bezeichnet. Der Name lässt es schon vermuten, diese Satelliten liegen besonders nah an der Erdoberfläche und sind daher am Sternenhimmel zu erkennen.
Satelliten sind zudem entscheidend für die zukünftige Entwicklung des Internet of Things (IoT), insbesondere im Bereich Mobilität und autonomes Fahren. Autonome Fahrzeuge verwenden satellitenbasierte Navigationssysteme wie das Global Positioning System (GPS), um präzise Standort- und Bewegungsdaten zu erhalten, die für ihre Funktion unerlässlich sind.
Der Weltraum füllt sich zunehmend mit Satelliten, die für die Digitalisierung unverzichtbar sind, und die Entwicklungen schreiten bereits mit Hochdruck voran.

Satelliten sind wichtiger Bestandteil im autonomen Fahren
Vom Ende der Lebensdauer zu Weltraummüll: Das Satellitenproblem
Insbesondere LEO-Satelliten haben eine relativ kurze Lebensdauer von 5 bis 10 Jahren, während andere Satellitentypen, wie geostationäre Satelliten, bis zu 20 Jahre in Betrieb bleiben können. Diese begrenzte Lebensdauer ist besonders kritisch, da es derzeit noch keine zuverlässige und fortschrittliche Methode zur Entsorgung von nicht mehr funktionsfähigen Satelliten gibt. Dieses Problem scheint bislang aufgeschoben worden zu sein, obwohl es zunehmend an Dringlichkeit gewinnt.
Wenn es um die Entsorgung von Satellitenmüll geht, stehen Organisationen wie NASA, ESA (Europäische Weltraumorganisation) und JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) im Vordergrund. Diese wissenschaftlichen Institutionen und staatlichen Raumfahrtbehörden beschäftigen sich intensiv mit der Problematik und arbeiten an zahlreichen Projekten zur Lösung des Problems. Im Vergleich dazu treten private Unternehmen wie die von Jeff Bezos (Blue Origin) und Elon Musk (SpaceX) in diesem Bereich eher in den Hintergrund.
Bis eine Lösung zur Entsorgung von Satelliten entwickelt ist, bahnt sich bereits das nächste Problem an. Die derzeitigen Entsorgungsmethoden konzentrieren sich zunächst hauptsächlich auf das Entfernen ganzer Satellitenkörper. Doch schon heute kommt es immer häufiger zu Kollisionen von Weltraumkörpern, die Fragmente und Tausende kleine Trümmerstücke erzeugen. Diese Fragmente rasen mit hohen Geschwindigkeiten durch die Umlaufbahnen und können beispielsweise für Weltraumstationen wie die ISS, die daher regelmäßig ihre Umlaufbahn anpassen muss, eine erhebliche Gefahr darstellen.

Massen von Weltraumschrott im Orbit der Werde
Nachhaltiger Schutz des Weltraums: Richtlinien und deren Umsetzung
Auch ohne selbst in den Weltraum zu reisen oder es mit eigenen Augen zu sehen, ist klar, dass die Umwelt des Weltraums durch Maßnahmen und Richtlinien nachhaltig geschützt werden muss.
Es gibt bereits Richtlinien und Leitlinien, wie die „Guidelines for the Long-term Sustainability of Outer Space Activities“ von der United Nations Office for Outer Space Affairs (UNOOSA) oder die „IADC Space Debris Mitigation Guidelines“ des Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC), die sich für die Minimierung von Umweltschäden im Weltraum einsetzen.
Die Richtlinien der UNOOSA und des IADC sind Empfehlungen und keine bindenden internationalen Gesetze. Ihre Wirksamkeit hängt davon ab, wie gut sie in nationale Gesetze und Vorschriften überführt werden, die ihre Umsetzung sicherstellen und private Unternehmen zur Einhaltung verpflichten.
Ein positives Beispiel dafür ist die Übernahme der NASA-Richtlinien zur Müllvermeidung und Risikominimierung, die in den USA sogar in nationale Gesetzgebung und Vorschriften integriert wurden. Private Unternehmen wie SpaceX müssen sich daher an diese nationalen Vorschriften halten.
Auch China hat sich an den „Guidelines for the Long-term Sustainability of Outer Space Activities“ beteiligt und ist Mitglied der IADC. Es ist jedoch zu erwähnen, dass diese Richtlinien in China, wie auch in vielen anderen Ländern, nicht rechtlich bindend sind und eher als Empfehlungen zur Minderung von Weltraummüll dienen.
Auch wenn dieser Beitrag das Thema Digitalisierung und Weltraumschrott nur oberflächlich anreißt, sollte klar geworden sein, welcher „Rattenschwanz“ hinter der Nutzung von Weltraumtechnologie wie Satelliten für moderne Digitalisierungsvorhaben steckt. Es zeichnet sich derzeit ein Dilemma ab, das überspitzt ausgedrückt wie folgt aussieht: Private Unternehmen setzen ihre Projekte großflächig um, während die traditionellen Raumfahrtunternehmen und wissenschaftlichen Institutionen den entstandenen Weltraummüll beseitigen müssen. Hierfür werden staatliche Regelungen genutzt. Der Weg dorthin ist jedoch lang und kompliziert, da er der Komplexität des Themas entspricht und viele Richtlinien und Empfehlungen umfasst, die sich stets an die aktuellen technischen-Entwicklungen anpassen müssen. Es wirkt fast wie ein ständiges Katz-und-Maus-Spiel.
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Die nächste DIGISUSTAIN findet im April 2025 statt