Forscher weisen Spuren von Raumfahrt in der Atmosphäre nach
Eine ungewöhnliche Lithiumwolke in 96 Kilometern Höhe hat Wissenschaftler auf eine bedeutende Entdeckung gebracht: Wenn Raketen in der Erdatmosphäre verglühen, hinterlassen sie messbare chemische Spuren. Eine internationale Forschergruppe um Robin Wing vom Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik in Kühlungsborn hat nachgewiesen, dass dabei deutlich erhöhte Mengen an Lithiumatomen in der oberen Atmosphäre zurückbleiben – etwa zehnmal mehr als unter normalen Bedingungen.
Zufallsfund mit weitreichenden Konsequenzen
Die Entdeckung gelang eher zufällig während routinemäßiger Messungen mit der speziellen Laser-Methode Lidar. Die Wissenschaftler beobachteten die Lithiumwolke in einer Höhe zwischen 94,5 und 96,8 Kilometern für 27 Minuten. Nach intensiven Untersuchungen konnten sie natürliche Ursachen ausschließen und alle Spuren führten zu einer Raketenstufe der Falcon-9-Rakete von SpaceX, die am 19. Februar 2025 in die Erdatmosphäre eingetreten war.
Die Studie, die in der Fachzeitschrift „Communications Earth & Environment“ veröffentlicht wurde, zeigt erstmals konkret, wie Raumfahrtaktivitäten die chemische Zusammensetzung der oberen Atmosphäre verändern. Das gemessene Lithium stammt hauptsächlich aus Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Aluminium-Legierungen, die in der Rumpfverkleidung von Raketen verbaut werden.
Warnung vor unbekannten Folgen
Die Forscher warnen eindringlich vor den bisher kaum verstandenen Auswirkungen zunehmender Raumfahrtaktivitäten auf die obere Atmosphäre. „Trotz der wichtigen Rolle, die die obere Erdatmosphäre beim Schutz des irdischen Lebens spielt, sind die Folgen der zunehmenden Verschmutzung durch wiedereintretende Weltraumtrümmer auf den Strahlungstransport, die Ozonchemie und die Aerosolmikrophysik weitgehend unbekannt“, schreiben die Studienautoren.
Hintergrund dieser Warnung ist der massive Anstieg von Satelliten und Raketen im Orbit. Allein für das Satelliteninternet-Projekt „Starlink“ des amerikanischen Raumfahrtkonzerns SpaceX befinden sich derzeit knapp 10.000 Satelliten im All, mit langfristigen Plänen für mehr als 40.000 Einheiten. Jeder dieser Satelliten und jede Raketenstufe hinterlässt bei ihrem Wiedereintritt Spuren in der Atmosphäre.
Falcon-9-Ereignis als Vorbote
Der Fall der Falcon-9-Rakete vom 19. Februar 2025 erregte internationale Aufmerksamkeit, als Trümmerfragmente, darunter ein Treibstofftank, in der Nähe der polnischen Stadt Posen geborgen wurden. Die Wissenschaftler sehen dieses Ereignis als Vorboten des erwarteten Anstiegs von Satelliten- und Raketenwiedereintritten im kommenden Jahrzehnt.
„Bisher wurden vor allem die Risiken für Menschen und Infrastruktur durch herabfallende Trümmer diskutiert“, merken die Studienautoren an. „Unsere Forschung zeigt jedoch, dass die chemischen Auswirkungen auf die Atmosphäre mindestens ebenso bedeutsam sind.“
Bisherige Forschung und offene Fragen
Frühere Untersuchungen zu den Auswirkungen verglühender Raketen- und Satellitenteile konzentrierten sich hauptsächlich auf Aluminium, das in großen Mengen in solchen Objekten verbaut wird. Laut einer 2023 im Fachmagazin „PNAS“ veröffentlichten Studie enthalten bereits etwa zehn Prozent der Schwefelsäurepartikel in der Stratosphäre Aluminium und andere Metalle aus verglühten Satelliten und Raketenstufen.
Bei der Reaktion des Aluminiums mit Sauerstoff entsteht Aluminiumoxid, von dem seit Jahrzehnten bekannt ist, dass es den Ozonabbau beschleunigt. Doch viele Vorgänge beim Verglühen von Raketen und Satelliten sind laut Wing und seinen Kollegen noch nicht ausreichend erforscht.
Die Wissenschaftler schickten ihren Artikel und die zugrunde liegenden Daten an SpaceX und gaben dem Unternehmen die Möglichkeit zur Korrektur – erhielten jedoch keine Antwort. Diese fehlende Kommunikation unterstreicht die Dringlichkeit, die Auswirkungen der Raumfahrt auf unsere Atmosphäre besser zu verstehen und zu regulieren.
