London (dpa) – Die europäische Raumfahrtagentur Esa hat kürzlich eine deutliche Aufstockung ihres Dreijahresbudgets erhalten. Viele Weltraumprojekte sollen damit finanziert werden – darunter auch Raketenstarts. Was bisher weitgehend unbeachtet blieb: Raketen für Weltraumflüge haben einen größeren Einfluss auf das Klima als oft angenommen.
Sie produzieren schädliche Stickoxide, die zum Abbau der Ozonschicht beitragen und die globale Erwärmung beschleunigen. Der Umfang solcher Flüge ins All ist noch gering, aber Wissenschaftler erwarten eine große Entwicklung auch durch den aufkommenden Weltraumtourismus, den Unternehmen wie Space-X, Blue Origin und Virgin Galactic planen.
„Klimaschädlich und reine Ressourcenverschwendung“
„Solche Raumflüge schaden dem Klima und sind eine enorme Ressourcenverschwendung, nur weil ein paar Reiche sie als Statussymbol entdecken“, sagt Knud Jahnke vom Max-Planck-Institut (MPI) für Astronomie in Heidelberg. Ein Team um Robert Ryan vom University College London errechnete, dass drei Jahre Weltraumtourismus ausreichen würden, um doppelt so viele klimaschädliche Emissionen zu produzieren wie alle wissenschaftlichen Weltraummissionen zusammen.
„Raketenstarts werden oft mit Treibhausgas- und Luftschadstoffemissionen aus der Luftfahrtindustrie verglichen, was unsere Arbeit zeigt, ist falsch“, erklärte Co-Autorin Eloise Marais vom University College. Simulationen zeigen, dass Rußpartikel aus verbranntem Treibstoff in der Stratosphäre die Erde etwa 500-mal effektiver erwärmen als in Bodennähe. Obwohl Raketen nur 0,02 Prozent der globalen Kohlenstoffemissionen ausmachen, sind sie bereits für sechs Prozent der mit Kohle verbundenen globalen Erwärmung verantwortlich.
Der Weltraumtourismus erhöht den Ozonabbau
Kritisch sehen Wissenschaftler auch den Einfluss von Raketenstarts, den Rückfall der verbrannten Raketenstufen und die Rückkehr des Raumfahrzeugs in die Ozonschicht, die die Erde vor aggressiver ultravioletter Sonnenstrahlung schützt. Der zunehmende Weltraumtourismus wird den Ozonverlust in der Nordpolregion erhöhen. „Der einzige Teil der Atmosphäre, der unter dem Montrealer Protokoll eine starke Ozonerholung zeigt, ist die obere Stratosphäre“, sagte Ryan. “Und sie sind am stärksten von den Auswirkungen der Raketenstarts betroffen.”
Ioannis Kokkinakis und Dimitris Drikakis von der Universität Nikosia auf Zypern haben sich die Abgasfahne der Rakete genauer angeschaut. Die Wirkung von Verbrennungsprodukten ist je nach Höhenlage sehr unterschiedlich, wie die Forscher im Fachblatt „Physics of Fluids“ berichten. Weil sich die chemische Zusammensetzung der Luft verändert hat, vor allem aber weil die Dichte deutlich abgenommen hat. In einer Höhe von 70 Kilometern stößt eine moderne Rakete bei einem Flugkilometer Kohlendioxid (CO2) aus, weil sie auf ihrer Höhe 26 Kubikkilometer Luft enthält.
Stickoxide sind gesundheitsschädlich
In einer Höhe von bis zu zehn Kilometern hält der höhere Luftdruck die Raketenabgase zusammen und damit heiß, sodass Stickoxide (Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid) entstehen können. Die Menge an Stickoxiden in der Raketenspur ist so groß, dass sie der menschlichen Gesundheit schadet. „Wir hoffen, dass kommerzielle Fluggesellschaften wie SpaceX, Virgin Galactic und Blue Origin sowie die mit ihnen verbundenen Triebwerkshersteller diese Auswirkungen bei zukünftigen Entwürfen berücksichtigen werden“, sagte Drikakis.
Auch wenn der Treibhausgas-Fußabdruck wissenschaftlicher Raumflüge überschaubar ist, denken immer mehr Astronomen darüber nach, wie ihre Forschung klimafreundlicher gestaltet werden kann. In einer im Fachblatt „Nature Astronomy“ vorgestellten Studie untersuchten Wissenschaftler um Jürgen Knödlseder von der Universität Toulouse den CO2-Fußabdruck, den die astronomische Forschungsinfrastruktur hinterlässt.
Sie schätzen die Menge der durch die Aktivitäten der Astronomen in die Atmosphäre freigesetzten Treibhausgase auf etwa 20,3 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr – das Treibhauspotenzial anderer Gase wie Methan umgerechnet in das Potenzial von CO2. Auf einzelne Astronomen hochgerechnet sind das 36,6 Tonnen CO2-Äquivalent. Wenn man bedenkt, dass die Natur der Erde laut Experten nur etwa zwei Tonnen CO2 pro Person und Jahr ausgeben kann, beträgt der astronomische Strom das 18-fache.
Die Corona-Pandemie zeigt Alternativen auf
MPI-Forscher Jahnke und seine Kollegen ermittelten den CO2-Fußabdruck seines Instituts. Für 2018 erhielt er einen Wert von 18,1 Tonnen CO2-Äquivalent pro Astronom. Fast die Hälfte der mehr als 1000 Dienstreisen, die er und seine Kollegen in diesem Jahr absolviert haben. „Wir sind eine kleine Wissenschaftsgemeinschaft und müssen international zusammenarbeiten“, begründet Jahnke die große Zahl der Flüge. Die Corona-Pandemie hat jedoch gezeigt, dass viele Präsenzmeetings durch Videokonferenzen ersetzt werden können.
Weitere wichtige Faktoren in der Klimabilanz des Instituts sind laut Jahnke der Stromverbrauch, insbesondere für Berechnungen auf Höchstleistungsrechnern, und die Beheizung von Gebäuden. „Gut, dass wir diese Zahlen jetzt haben, denn was messbar ist, lässt sich auch managen.“
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