Das private Raumfahrtunternehmen SpaceX hat den ersten Holzsatelliten zur Internationalen Raumstation ISS gebracht. In etwa einem Monat soll dieser von einer Satellitenstartvorrichtung an der japanischen Kibo-Schleuse ins Weltall entsandt werden.

Das japanische Team der Kyoto Universität und das Forstwirtschaftsunternehmen Sumitomo Forestry hoffen, damit die Zukunft der Raumfahrt zu verändern. Der Holzsatellit Ligno-Sat soll eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Metallsatelliten bieten – welche möglicherweise wegen ihrer hohen Umweltbelastung irgendwann verboten werden. Zumindest geht davon der japanische Space-Shuttle-Astronaut Takao Doi aus.

Gemeinsam mit seinem Team hat er den Satelliten aus der japanischen Magnolienart Honoki in traditioneller japanischer Baukunst fertigen lassen. Entsprechend wurde der Cubesat (cube = Würfel, sat für Satellit) mit einer Kantenlänge von zehn Zentimetern ohne Schrauben oder Klebstoff, sondern mit speziellen Stecktechniken zusammengebaut.

Laut Koji Murata (Kyoto-Universität) sei Holz im Weltraum haltbarer als auf der Erde, da es dort weder Wasser noch Sauerstoff gibt und das Holz nicht verrotten oder sich entzünden kann. Die Mission soll sechs Monate andauern.

Der zusammengebaute Holzsatellit Ligno-Sat. Bildrechte: Kyoto University

Die Messinstrumente des Satelliten sammeln dann Daten zur Reaktion auf die starken Temperaturschwankungen im All. Immerhin wird der Satellit die Erde in einer Höhe von 400 Kilometern umrunden und dabei alle 45 Minuten von der Schattenseite in die sonnenbeschienene Seite wechseln: ein Temperaturunterschied von -100 zu +100° Celsius. Auch die Auswirkungen der Weltraumstrahlung auf die Halbeiter soll erforscht werden. Möglicherweise bietet Holz einen ebenbürtigen Schutz wie Metall.

Anschließend soll der Satellit komplett in der Erdatmosphäre verglühen, ohne dabei schädliche Partikel freizusetzen – wie es etwa bei herkömmlichen Metallsatelliten der Fall ist. "Wenn wir beweisen können, dass unser erster Holzsatellit funktioniert, wollen wir ihn Elon Musk's SpaceX vorschlagen", so der Astronaut.

Musk könnte davon tatsächlich profitieren. Immerhin betreibt er 62 Prozent aller Satelliten im All. Laut einem Bericht im englischsprachigen Nachrichtenmagazin The Independent befinden sich etwa 6.370 aktive Starlink-Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn (Stand: 6. September 2024). Die Gesamtanzahl der ins All gebrachten Starlink-Internetsatelliten ist jedoch höher. Anfang September 2024 hatte Musk den 7.000sten Starlink-Satelliten gestartet. Einige von ihnen sind inaktiv, andere sind bereits in der Erdatmosphäre verglüht.

"Es gibt jetzt fast jeden Tag einen Starlink-Wiedereintritt. Manchmal sogar mehrere täglich", sagt der Astronom Jonathan McDowell (Harvard University). Das entspricht täglich etwa 500 Kilogramm an Starlink-Satellitenmüll. Bereits jetzt ist Starlink damit der Spitzenreiter. Und es dürfte noch viel mehr werden.

Um den Internetempfang aus dem All zu gewährleisten, müssen die Satelliten am Ende ihrer Lebensspanne oder wenn sie nicht einwandfrei funktionieren, ausgetauscht werden. Das Starlink-Netzwerk soll zukünftig aus 14.000 Kleinsatelliten bestehen. Hinzu kommen noch weitere kommerzielle Unternehmen, aber auch staatliche Raumfahrtbehörden, die ihre eigene Megakonstellation planen und teilweise schon im Orbit platzieren.

Und all diese Satelliten müssen irgendwann in der Atmosphäre verglühen. Ansonsten enden sie als Weltraumschrott und können den Zugang zum Weltraum blockieren.

Das ist ein Problem. Denn die meisten Satelliten bestehen aus Aluminium. Laut einem Forschungsteam verwandelt sich Aluminium bei hohen Temperaturen in Aluminiumoxid und diese Asche kann die schützende Ozonschicht der Erde beschädigen.

Zudem könnte es die Albedo (Fähigkeit, Sonnenlicht zu reflektieren) verändern, was zu Temperaturveränderungen in der oberen Atmosphäre führen kann. Zu ähnlichen Ergebnissen kam eine weitere Forschungsgruppe, die ihre Forschung im Juni 2024 veröffentlichte. Die genauen Auswirkungen müssen noch untersucht werden.

"In den kommenden Jahrzehnten werden mehr als 500.000 Satelliten erwartet, vor allem für den Aufbau von Internet-Megakonstellationen", erklärt Sierra Solter (University of Iceland) gegenüber spaceweather.com. Sie hat über die Auswirkungen des Erdmagnetfelds im Zusammenhang mit den entsorgten Satelliten in der Erdatmosphäre geforscht und dazu eine Studie veröffentlicht. Wenn die Satelliten in der Atmosphäre zerfallen, "entsteht eine massive Schicht aus leitenden, elektrisch geladenen Teilchen um unseren Planeten herum".

Die Metalltrümmer eines einzelnen deorbierten Starlink-Satelliten sind siebenmillionenfach massiver als der Van-Allen-Gürtel (Strahlungsgürtel der Erde: ein Ring energiereicher geladener Elementarteilchen, die im Erdmagnetfeld eingeschlossen sind). Eine ganze Megakonstellation ist milliardenfach massiver. "Die Raumfahrtindustrie fügt der Magnetosphäre enorme Mengen an Material hinzu, verglichen mit den natürlichen Mengen an Partikeln", so Solter.

Die unausgeglichene elektrische Ladung ist in leitenden Plasmen genau an der Stelle spürbar, an der Satelliten zerfallen. Das könnte das Magnetfeld der Erde schwächen und uns anfälliger für kosmische Strahlung und Sonnenstürme machen. Die japanischen Holzsatelliten könnten damit eine Umweltrevolution im Weltraum auslösen – wenn sie tatsächlich das halten, was sie versprechen.