So wird der Absturz der Raumstation ISS ablaufen

Die Nasa hat SpaceX beauftragt, ein Vehikel zu bauen, das 2030 die ISS zum Absturz bringen soll. Fragen und Antworten rund um das Ende der Raumstation.

Mehrfach war die Internationale Raumstation ISS totgesagt – und nicht erst seit Beginn des Ukrainekriegs. Die Station ist in die Jahre gekommen, ihr Unterhalt verschlingt Milliarden. Russische und US-amerikanische Teams teilen sich nicht mehr so gerne Labors und Suppe. Doch im Weltraum sind die Beteiligten auf die Station und aufeinander angewiesen. So umkreist die ISS noch immer die Erde; seit einem Vierteljahrhundert sind ständig Crews an Bord.

Nun aber scheint das Ende gekommen. Schon länger ist bekannt, dass Russland erwägt, sich 2028 zurückzuziehen. Die Weltraumagenturen Nasa (USA), Jaxa (Japan), CSA (Kanada) und ESA (Europa) haben die Finanzierung bis 2030 zugesagt. Manche Parteien würden die Station gerne noch etwas länger betreiben – oder denken zumindest über eine Verlängerung nach. Es ist an der Zeit, sich konkrete Gedanken über das Ende der ISS zu machen. Die USA haben nun die Weltraumfirma SpaceX beauftragt, ein Vehikel zu entwickeln, mit dem die Raumstation nach dem Betriebsende 2030 aus dem Orbit entfernt werden soll. 843 Mio. $ (annähernd 790 Mio. €) sollen für die Entwicklung und den Bau bereitgestellt werden.

Die ISS ist das mit Abstand ehrgeizigste Weltraumprojekt der Menschheitsgeschichte. Inklusive aller Strukturen, der Crew und der Bordgitarre wiegt sie 450 t. Sie ist 109 m lang und 73 m breit. Nie zuvor ist ein derart großes Objekt zum Absturz gebracht worden. „Das wird das komplexeste Absturzmanöver der Geschichte“, sagt Volker Schmid, ISS-Experte am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Wird die ISS verglühen wie die meisten Satelliten?

Nein, dafür ist die Struktur viel zu groß. Die ISS wird – wenn alles gut geht – in einen Bereich des Pazifiks stürzen, der sich als Friedhofszone bewährt hat. 2001 ist hier auch schon die russische Station MIR niedergegangen.

Ist der Absturz der ISS für Menschen gefährlich?

Nicht, wenn keine Anomalien auftreten. „De-orbiting ist eine Standardaufgabe in der ­Raumfahrt – bei der ISS wird das nicht anders sein“, sagt Felix Huber, Direktor des Deutschen Raumfahrtkontrollzentrums am DLR.

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Wie wird das Ende der ISS eingeläutet?

Noch hat die Nasa keine Details bekannt gegeben. Laut dem Bahndynamikexperten Huber ist das Vorgehen in solchen Situationen aber häufig ähnlich. ­Zuerst wird demnach die Bahn der ISS angepasst; dafür würde das SpaceX-Vehikel genutzt.
Aktuell bewegt sich die Station mit einer Geschwindigkeit von 27 600 km/h in einem annähernd kreisförmigen Orbit mit 420 km Bahnhöhe. Daraus wird eine elliptische Bahn gemacht, deren erdfernster Punkt ­(Apogäum) höher ist als vorher und deren erdnächster Punkt bei etwa 150 km liegt. Das ist so ­niedrig, dass die ISS von der ­Erdatmosphäre gefangen wird. Sie legt einen Wiedereintritt hin.
Ein etwas anderes Vorgehen erwartet Frank De Winne, der seit 2012 das Europäische Astronautenzentrum (EAC) der ESA in Köln leitet. „In einem ersten Schritt werden wir aufhören, den Orbit der ISS zu stabilisieren, sodass sie auf einer deutlich tieferen Kreisbahn fliegen wird“, sagt De Winne.

Wie lange dauert der „Absturz“?

Im Szenario einer elliptischen Bahn keine Stunde. Typischerweise dauert es 45 min vom erdfernsten Punkt, an dem das Bremsmanöver eingeläutet wird, bis zum Wiedereintritt. Weitere 10 min vergehen bis zum Einschlag im Pazifik.

Was passiert während des Flugs?

„Unterhalb von 100 km beginnen die ersten Effekte der Atmosphäre“, sagt Felix Huber. Die Station dreht sich in den Wind. Zwischen 60 km und 80 km Höhe liegt die Zone der größten aerodynamischen Last: Hier sind also die Kräfte auf die Struktur am größten.
„Die Geschwindigkeit ist noch hoch, der Atmosphärenwiderstand schon hoch“, sagt Huber. In der Folge reißt die Station langsam auseinander. Zuerst fliegen die Solarpaneele ab, kurze Zeit darauf die Truss genannten Strukturen, an denen die Paneele befestigt wurden.
Was nun noch übrig ist, trudelt immer langsamer, aber immer schneller fallend in Richtung Meer. „Was im Ozean aufschlägt, ist ein Regen aus Metallfragmenten – das ähnelt der ISS vermutlich nicht mehr allzu sehr“, sagt der DLR-Experte Schmid.

Wie funktioniert das SpaceX-Vehikel?

Details zur Technik sind noch nicht bekannt. Die grundsätzliche Funktionsweise lässt sich aber skizzieren. Das Vehikel dockt an der ISS an und ist während der folgenden Manöver fest mit der Station verbunden. „Für das Docking kommt nur das westliche Segment infrage, wo auch die Spaceshuttles festgemacht haben“, sagt Schmid. Der Adapter, der PMA-1, befindet sich in Flugrichtung vorne.

Vereinfacht gesagt, handelt es sich bei dem Vehikel um ein externes Triebwerk. „Vermutlich ein Dragon-Derivat mit genügend Robustheit und Antriebsvermögen“, sagt Schmid. Als Faustregel gilt: Je größer die abzuschleppende Struktur, desto größer die Tanks, weil der für die Beschleunigung nötige Schub lange durchgehalten werden muss. Für die ISS ist mit einem entsprechend großen Vehikel zu rechnen. Laut Nasa sind für das gesamte Manöver 9000 kg Treibstoff notwendig.

Offen ist die Frage, ob SpaceX eine Schubregelung vorsehen wird. Dies würde ermöglichen, den Absturz präzise zu kontrollieren.

Ist SpaceX allein für den Absturz zuständig?

Davon ist nicht auszugehen. Den heutigen Planungen zufolge wird mindestens ein russisches Progress-Vehikel die Manöver unterstützen. In der ESA ist das Vertrauen groß, dass die russische Seite beim De-orbiting mitmacht. „Ich bin mir 100 % sicher, dass Russland sich an den Manövern beteiligen wird“, sagt der Frank De Winne vom EAC.

Welche großen Strukturen sind in der Vergangenheit bereits zum Absturz gebracht worden?

Die russische MIR reichte mit einem Gewicht von 124 t noch am ehesten an die ISS heran. Jürgen Drescher war während der Manöver im russischen Kontrollzentrum ZUP für das DLR dabei. „2001 waren absolute Profis am Werk“, erinnert er sich. „Die konnten am Vorabend ihre Bahnberechnungen auf einem Stück Rechenpapier aus dem Gedächtnis niederschreiben. Ich habe am nächsten Tag dann stündlich die realen Bahndaten mit den Briefing-Daten verglichen. Fantastisch genau!“

Bange wurde es den Anwesenden laut Drescher gegen Ende des Absturzes; die Station hatte Sibirien mit Flugrichtung Osten passiert. „Die letzten 80 min, als die MIR über Japan geflogen ist, waren sehr, sehr kritisch. Die Station war von den Bildschirmen verschwunden. Wir haben mit dem Jubeln noch gewartet, bis die Kollegen vom deutschen Weltraumradar am Wachtberg einen Orbit später gemeldet haben, dass sie am Himmel keine Trümmer mehr gesehen haben“, sagt Drescher.

Ist wirklich 2030 Schluss?

Gut möglich, dass sich die Weltraumagenturen noch einmal für eine Verlängerung entscheiden. Die Nasa hat verlauten lassen, dass sie eine „no gap solution“ anstrebt, dass sie also vermeiden will, dass sich zu irgendeinem Zeitpunkt keine (westliche) Raumstation in einem Erdorbit befindet.

Ähnlich klingt das auch beiden kleineren Partneragenturen. „Wir sind bereit, den Fortbestand der ISS um weitere zwei bis vier Jahre zu prüfen“, kommentiert Frank De Winne.
Ein zweiter Grund spricht dafür, die ISS möglichst lange zu betreiben. „Wir befinden uns in der goldenen Ära der Nutzung, solche wissenschaftlichen Möglichkeiten gibt es nirgends sonst. Solange wir die ISS haben, sollten wir sie nutzen, so gut wir nur können“, sagt De Winne.

Was kommt nach der ISS?

China und Russland planen eigene Raumstationen. Für westliche Forschung zeichnet sich ein Szenario mit mehreren kleineren, potenziell kommerziellen Stationen ab.