Wissenschaft – Wie massiv Raketenstarts Atmosphäre und Klima belasten – Wissen

London (dpa) – Der Europäischen Weltraumorganisation Esa ist gerade ein deutlich aufgestocktes Dreijahresbudget zugesprochen worden. Es soll zahlreiche Weltraumprojekte finanzieren – darunter auch Raketenstarts. Was bisher oft übersehen wurde: Raumfahrtraketen haben einen größeren Einfluss auf das Klima als oft angenommen.

Sie produzieren schädliche Stickoxide, tragen zum Abbau der Ozonschicht bei und beschleunigen die Erderwärmung. Das Volumen solcher Raumflüge ist noch gering, Wissenschaftler erwarten jedoch eine enorme Steigerung durch den aufkommenden Weltraumtourismus, der von Unternehmen wie Space-X, Blue Origin und Virgin Galactic geplant wird.

„Klimaschädlich und reine Ressourcenverschwendung“

„Solche Raumflüge sind klimaschädlich und reine Ressourcenverschwendung, nur weil ein paar Reiche das als Statussymbol entdeckt haben“, sagt Knud Jahnke vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPI) in Heidelberg. Ein Team um Robert Ryan vom University College London hat berechnet, dass drei Jahre Weltraumtourismus ausreichen könnten, um doppelt so viele klimaschädliche Emissionen zu produzieren wie alle wissenschaftlichen Weltraummissionen.

„Raketenstarts werden routinemäßig mit Emissionen von Treibhausgasen und Luftschadstoffen aus der Luftfahrtindustrie verglichen, was unsere Arbeit zeigt, ist falsch“, erklärt Co-Autorin Eloise Marais vom University College. Die Simulationen zeigten, dass Rußpartikel aus verbranntem Treibstoff in der Stratosphäre die Erde etwa 500-mal effektiver erwärmen als in Bodennähe. Obwohl Raketen nur 0,02 Prozent zu den globalen Rußemissionen beitragen, sind sie bereits für sechs Prozent der rußbedingten globalen Erwärmung verantwortlich.

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Der Weltraumtourismus verstärkt den Abbau der Ozonschicht

Wissenschaftler kritisieren auch die Auswirkungen von Raketenstarts, den Absturz verbrauchter Raketenstufen und die Rückkehr von Raumfahrzeugen auf die Ozonschicht, die die Erde vor der aggressiven ultravioletten Strahlung der Sonne schützt. Der zunehmende Weltraumtourismus wird den Ozonverlust über der nördlichen Polarregion massiv erhöhen. „Der einzige Teil der Atmosphäre, der unter dem Montrealer Protokoll eine starke Ozonerholung zeigt, ist die obere Stratosphäre“, sagte Ryan. “Und das sind diejenigen, die am stärksten von den Auswirkungen der Raketenemissionen betroffen sind.”

Ioannis Kokkinakis und Dimitris Drikakis von der Universität Nikosia auf Zypern haben sich die Abgasfahne der Rakete genauer angesehen. Die Wirkung von Verbrennungsprodukten variiert erheblich mit der Höhe, berichten Forscher in der Fachzeitschrift Physics of Fluids. Weil sich die chemische Zusammensetzung der Luft ändert, vor allem aber weil die Dichte enorm abnimmt. In 70 km Höhe stößt eine moderne Rakete in einem Kilometer Flugabschnitt so viel Kohlendioxid (CO2) aus, wie 26 Kubikkilometer Luft in dieser Höhe enthalten.

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Stickoxide sind gesundheitsschädlich

In Höhen von bis zu zehn Kilometern hält der höhere Luftdruck die Abgasfahne der Rakete zusammen und damit heiß, sodass sich Stickoxide (Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid) bilden können. Die Zahl der Stickoxide im Kielwasser der Rakete ist so hoch, dass sie für die menschliche Gesundheit schädlich wäre. „Wir hoffen, dass kommerzielle Fluggesellschaften wie SpaceX, Virgin Galactic und Blue Origin sowie die mit ihnen verbundenen Triebwerkshersteller diese Effekte bei zukünftigen Entwürfen berücksichtigen werden“, sagte Drikakis.

Auch wenn der Treibhausgas-Fußabdruck der wissenschaftlichen Raumfahrt überschaubar ist, denken immer mehr Astronomen darüber nach, wie ihre Forschung klimafreundlicher gestaltet werden kann. In einer in der Fachzeitschrift Nature Astronomy vorgestellten Studie untersuchten Wissenschaftler um Jürgen Knodlseder von der Universität Toulouse den CO2-Fußabdruck, den astronomische Forschungsinfrastruktur hinterlässt.

Sie schätzen die Menge an Treibhausgasen, die durch die Aktivitäten der Astronomen in die Atmosphäre freigesetzt werden, auf etwa 20,3 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr – das Treibhauspotenzial anderer Gase wie Methan, umgerechnet in CO2-Potenzial. 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 kompensieren kann, leistet die Astronomie derzeit 18-mal mehr.

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Die Corona-Pandemie hat Alternativen aufgezeigt

MPI-Forscher Jahnke und seine Kollegen ermittelten den CO2-Fußabdruck seines Instituts. Für 2018 kam sie auf einen Wert von 18,1 Tonnen CO2-Äquivalent pro Astronom. Fast die Hälfte stammt von den mehr als 1.000 Dienstflügen, die er und seine Kollegen in diesem Jahr absolviert haben. „Wir sind eine kleine Wissenschaftsgemeinschaft und müssen international zusammenarbeiten“, erklärt Jahnke die große Zahl der Flüge. Die Corona-Pandemie hat jedoch gezeigt, dass viele Präsenzmeetings durch Videokonferenzen ersetzt werden können.

Weitere große Posten in der Klimabilanz des Instituts sind laut Jahnke der Stromverbrauch, insbesondere für Supercomputer-Berechnungen und die Gebäudeheizung. „Gut, dass wir jetzt diese Zahlen haben, denn man kann nur managen, was man messen kann.

© dpa-infocom, dpa: 221124-99-640554/2

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