Schutz unseres Heimatplaneten

Die Erde ist zahlreichen Gefahren ausgesetzt. Einige Bedrohungen kommen aus dem Weltraum. Angesichts dessen beschäftigt sich die Europäische Raumfahrtagentur (European Space Agency, ESA) mit Möglichkeiten für Abschwächung, Prävention und Schutz. Eine Information der Europäischen Raumfahrtagentur.

Quelle: ESA.

Schätzungen zufolge haben bisher insgesamt 108 Milliarden Menschen gelebt. Doch von diesen hat nur ein verschwindend kleiner Anteil die Möglichkeit gehabt, Bilder wie diese zu sehen – von unserem Heimatplaneten, dem blassen blauen Punkt in der schier unendlichen Dunkelheit des Weltraums.

Wir sammeln kontinuierlich neues Wissen über den Umfang und die faszinierenden Eigenschaften unsere Universums. Angesichts dessen erscheinen die blauen Ozeane, grünen Wälder und glitzernden Stadtlichter der Erde noch besonderer, gleichzeitig aber auch zerbrechlicher.

Zerbrechlicher, weil sie Gefahren ausgesetzt sind. Und einige dieser Bedrohungen kommen aus dem Weltraum. Die Wahrscheinlichkeit, dass diese eintreffen, ist zwar gering, und doch stellen sie eine reale Gefahr für unsere bisherige Lebensweise auf unserer Erde da – im schlimmsten Fall sogar für unsere Gesundheit und unsere Sicherheit.

Wir sind erst seit wenigen Jahrzehnten in der Lage, die potenziellen Risiken, die sich aus der Position der Erde im Sonnensystem ergeben, zu verstehen. Im Zuge der beständigen technischen Weiterentwicklung bricht nun eine Zeit an, in der wir auf diese Gefahren auch tatsächlich reagieren können.

Dabei dürfen wir nicht außer Acht lassen, dass sich die Technologie zwar weiterentwickelt, wir allerdings auch immer abhängiger von ihr werden. Das erhöht unsere Verwundbarkeit – sowohl durch von Menschen verursachte als auch durch natürliche Bedrohungen aus dem All.

Gefahren aus dem Weltraum
Unsere Sonne – Ohne diesen stürmischen Stern wäre kein Leben auf der Erde möglich. Allerdings ist die Sonne auch verantwortlich für massive Eruptionen, die unvorhersehbare Auswirkungen des „Weltraumwetters“ auslösen und damit lebensnotwendige Infrastrukturen auf der Erde als als auch in dessen Umlaufbahn stören und beschädigen können.

Asteroiden – Bei diesen uralten Weltraumgesteinen handelt es sich um Überbleibsel der Entstehung unseres Sonnensystems. Sie sollen vor Milliarden von Jahren komplexe Moleküle und wahrscheinlich sogar frühe Lebensformen auf die Erde gebracht haben. Heutzutage würde ein Asteroideneinschlag auf unserem Planeten für große Zerstörung sorgen. Schon mittelgroße Exemplare können Schockwellen auslösen, die Glas zerschlagen, Gebäude beschädigen oder dem Erdboden gleichmachen und Menschen verletzen könnten

Space debris — Derzeit ziehen Tausende von Satelliten ihre Kreise um die Erde. Sie stellen lebenswichtige Dienstleistungen für alle Menschen auf der Erde zur Verfügung. Gleichzeitig steigt aber auch die Anzahl der nicht entsorgten Satelliten und Raketenteile im All – und damit das Risiko von Kollisionen, Explosionen sowie die ungewollte Produktion weiteren Mülls. Wenn dieser Anstieg ungebremst anhält, wird der Weltraumschrott dazu führen, dass die nützlichsten und wirtschaftlich unverzichtbaren Umlaufbahnen um die Erde komplett unbrauchbar werden.

Globale Herausforderungen auf der Erde
Aber nicht nur die Technologie entwickelt sich rasend schnell weiter. Die Erde wird derzeit und auch in der Zukunft von massiven globalen Veränderungen erfasst – angefangen bei Naturkatastrophen, Nahrungsmittelknappheit und Klimawandel bis hin zu demografischen Veränderungen und einem Wettlauf um begrenzte Ressourcen.

Einige dieser Herausforderungen können auch vom Weltraum aus angegangen werden. Zuverlässige Informationen, schnelle und aktuelle Daten sowie sichere Kommunikationsdienstleistungen sind nicht nur für das Verständnis, sondern auch für die Reaktion auf diese Veränderungen von großer Bedeutung. Darüber hinaus stellen diese Faktoren die Fähigkeit zu internationaler Koordination sicher: Hilfsdienste, nationale sowie regionale Regierungen und weitere zivile Organisationen bleiben informiert, miteinander verbunden und sicher.

Weltraumtechnologien werden ihre wichtige Rolle auch in der Zukunft beibehalten. Diese zu schützen und zu sichern, ist entscheidend für die Zivilgesellschaft. Dazu gehört nicht nur, die Weltrauminfrastruktur vor Bedrohungen aus dem All zu schützen, sondern auch das Bewusstsein für potenziell gefährliche Cybersicherheitsbedrohungen auf der Erde zu stärken.

Erst kürzlich wurden Bodenkontrollsysteme für eine Reihe von NASA-Satelliten infiltriert und beschädigt. Eine ESA-Bodenstation wurde Ziel eines sogenannten DoS-Angriffes (DoS steht für „Denial of Service“), mit der Intention, die Datenweiterleitung zu verhindern. Glücklicherweise ist durch diese Cyberangriffe kein Schaden verursacht worden. Dennoch zeigen diese und andere Vorfälle, wie wichtig es ist, wichtige Weltraumsysteme vor unbefugten Zugriff zu schützen.

Vom Wissen zum Handeln
Das technische Know-how und die einzigartige Expertise der ESA ermöglichen es ihr, die Weltraumsicherheit in Europa zu steuern.

Im Jahr 2008 hat der ESA-Ministerrat das Programm zur Weltraumlage-Erfassung (SSA, Space Situational Awareness) beschlossen. Ziel des Programms ist die Unabhängigkeit Europas bei der Entdeckung, Vorhersage und Beobachtung möglicher Risiken durch Objekte oder Naturphänomene im Weltraum, die für das Leben auf der Erde oder die Infrastruktur im All gefährlich werden könnten.

Dies umfasst auch die Bündelung bereits existierender europäischer Kapazitäten sowie die Entwicklung neuer Technologien für die Aufspürung und Verfolgung von Objekten, die wir Menschen in die Umlauf brachten, die Überwachung des Weltraumwetters sowie die Suche nach potenziell gefährlichen Asteroiden.

Abschwächung, Prävention, Schutz
Bisher hat sich das erfolgreiche Programm vor allem auf den Punkt der Sensibilisierung konzentriert. 2019 wird dieser Fokus erweitert, auf die generellen Themenbereiche Weltraumsicherheit und Sicherheitsmaßnahmen. Dazu gehört auch die Abschwächung und Prävention von Gefahren aus dem All, der Schutz unseres Planeten und seiner Bewohner sowie der Schutz wirtschaftlich essenzieller Infrastruktur auf der Erde und im Orbit.

Die Hera-Mission – Im Bereich des Planetenschutzes werden im Rahmen der ambitionierten HERA-Mission der ESA Techniken zum Ablenken eines auf die Erde zurasenden Asteroiden erforscht. Gemeinsam mit einer NASA-Mission wird dies auch den ersten Flug zu einem binären Asteroidensystem umfassen, der schlussendlich zeigen wird, dass Menschen in der Lage sind, die Flugbahn gefährlicher Asteroiden zu verändern.

Die Lagrange-Mission – Um die kontinuierliche Überwachung der aktiven Sonne aufrechtzuerhalten, wird die Lagrange-Sonde entwickelt. Die Sonde wird Frühwarnungen zu potenziell gefährlichen solaren Aktivitäten bereitstellen und in Echtzeit Daten in das ESA-Weltraumwetternetzwerk Space Weather Services Network übertragen. Dieses ist das weltweit umfassendste Informationssystem zum Weltraumwetter.

Aktive Beseitigung von Weltraumschrott/ Servicearbeiten im Orbit – Die ESA erforscht darüber hinaus Konzepte für eine innovative „Tausendsassa“-Mission, in der Technologien zum Tanken, Warten, Manövrieren und aktiver Orbit-Veränderungen kommerzieller Satelliten demonstriert werden sollen. So kann einerseits die Lebenszeit von Satelliten verlängert, andererseits ein sich lohnender neuer Geschäftszweig für die europäische Industrie geschaffen werden. Diese Mission soll dazu beitragen, das Volumen des neuen Weltraumschrottes zu minimieren sowie eine nachhaltige Nutzung im Weltraum zu gewährleisten.

Autonomes Kollisionsvermeidungssystem für Satelliten – Die ESA wird maschinelle Lernverfahren und künstliche Intelligenz nutzen, damit Satelliten im All Weltraumschrott auf eine effizientere Weise ausweichen können. Für aktuelle Missionen ist dies bereits von entscheidender Bedeutung, wird aber mit Blick auf künftige Satellitenkonstellationen an Bedeutung gewinnen.

Am Boden
Die ESA wird die gewonnenen Daten durch wichtige Netzwerke wie das Space Weather Service Network nutzen und teilen. Die Hauptzentren dieses Netzwerks befindet sich im Royal Observatory am Space Pole in Brüssel und im Near-Earth Object Coordination Centre am Europäischen Weltraumforschungsinstitut ESRIN in der Nähe von Rom.

Für die ESA ist die Weltraumsicherheit grundlegend, um den Schutz der europäischen Infrastruktur im Weltraum und auf der Erde zu gewährleisten. So werden Gefährdungen für Systeme, auf die wir uns alle in unserem Alltag verlassen, reduziert und die Auswirkungen von Bedrohungen aus dem Weltraum verhindert und gemindert.