Wissenschaft – Wie massiv Raketenstarts Atmosphäre und Klima belasten – Wissen

London (dpa) – Der Europäischen Weltraumorganisation Esa ist gerade ein deutlich aufgestocktes Dreijahresbudget zugeteilt worden. Es wird zahlreiche Weltraumprojekte finanzieren, einschließlich Raketenstarts. Was bisher oft übersehen wurde: Raketen für die Raumfahrt haben einen größeren Einfluss auf das Klima als oft angenommen.

Sie produzieren schädliche Stickoxide, tragen zur Zerstörung der Ozonschicht bei und beschleunigen die Erderwärmung. Das Volumen solcher Weltraumflüge ist noch gering, aber Wissenschaftler erwarten eine enorme Zunahme auch durch den neuen Weltraumtourismus, der von Unternehmen wie Space-X, Blue Origin und Virgin Galactic geplant wird.

„Klimaschädlich und Ressourcenverschwendung“

„Eine solche Raumfahrt ist schlecht fürs Klima und Ressourcenverschwendung, nur weil ein paar Reiche sie 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 schätzte, dass drei Jahre Weltraumtourismus ausreichen könnten, um doppelt so viele klimaschädliche Emissionen zu produzieren wie alle wissenschaftlichen Weltraummissionen.

„Raketenstarts werden regelmäßig mit den Emissionen von Treibhausgasen und Luftschadstoffen durch die Luftfahrtindustrie verglichen, was unsere Arbeit zeigt, ist falsch“, erklärt Co-Autorin Eloise Marais vom University College. Die Modellierung zeigte, dass Rußpartikel aus verbranntem Brennstoff in der Stratosphäre die Erde etwa 500-mal effizienter erhitzen als in Bodennähe. Obwohl Raketen nur 0,02 Prozent der globalen Rußemissionen ausmachen, sind sie bereits für sechs Prozent der rußbedingten globalen Erwärmung verantwortlich.

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Der Weltraumtourismus erhöht den Ozonabbau

Kritisch bewerten Wissenschaftler auch die Auswirkungen von Raketenstarts, den Absturz verbrauchter Raketenstufen und die Rückkehr von Raumfahrzeugen auf die Ozonschicht, die die Erde vor der aggressiven UV-Strahlung der Sonne schützt. Das Wachstum des Weltraumtourismus wird den Ozonverlust über der nördlichen Polarregion erheblich erhöhen. „Der einzige Teil der Atmosphäre, der unter dem Montrealer Protokoll eine starke Ozonerholung zeigt, ist die obere Stratosphäre“, sagte Ryan. “Und sie sind diejenigen, die am meisten unter den Auswirkungen der Raketenemissionen gelitten haben.”

Ioannis Kokkinakis und Dimitris Drikakis von der Universität Nikosia auf Zypern haben sich die Abgasfahne der Rakete genauer angesehen. Die Wirkung von Verbrennungsprodukten variiert stark mit der Höhe, wie Forscher im Fachblatt „Physics of Fluids“ berichten. Weil sich die chemische Zusammensetzung der Luft verändert, vor allem aber weil die Dichte stark abnimmt. In 70 Kilometern Höhe stößt eine moderne Rakete pro Flugkilometer so viel Kohlendioxid (CO2) aus, wie in 26 Kubikkilometern Luft in dieser Höhe enthalten ist.

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Stickoxide sind gesundheitsschädlich

In Höhen bis zu zehn Kilometern hält der höhere Luftdruck die Raketenabgase zusammen und damit heiß, sodass sich Stickoxide (Stickstoffoxid und Stickstoffdioxid) bilden können. Die Menge an Stickoxiden im Kielwasser der Rakete ist so groß, dass sie für die menschliche Gesundheit schädlich wäre. „Wir hoffen, dass kommerzielle Fluggesellschaften wie SpaceX, Virgin Galactic und Blue Origin und die mit ihnen verbundenen Triebwerkshersteller diese Effekte in zukünftigen Designs berücksichtigen werden“, sagte Drikakis.

Auch wenn die Treibhausgasemissionen der wissenschaftlichen Raumfahrt kontrolliert werden können, denken immer mehr Astronomen darüber nach, wie sie ihre Forschung klimafreundlicher gestalten können. In einer im Fachblatt „Nature Astronomy“ vorgestellten Studie untersuchten Wissenschaftler um Jürgen Knodlseder von der Universität Toulouse den CO2-Fußabdruck, den die Infrastruktur der astronomischen Forschung 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 wird in CO2-Potential umgerechnet. In Berechnungen für einzelne Astronomen beläuft sich dies auf 36,6 Tonnen CO2-Äquivalente. Wenn man bedenkt, dass die Natur auf der Erde laut Experten nur etwa zwei Tonnen CO2 pro Person und Jahr kompensieren kann, ist die Astronomie derzeit 18-mal mehr.

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Die Corona-Pandemie hat Alternativen aufgezeigt

MPI-Forscher Jahnke und seine Kollegen haben den CO2-Fußabdruck seines Instituts ermittelt. 2018 erhielt er 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 geflogen sind. „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 wichtige Posten in der Klimabilanz des Instituts sind laut Jahnke der Stromverbrauch, insbesondere für Berechnungen auf Höchstleistungsrechnern, und die Beheizung von Gebäuden. „Gut, dass wir jetzt diese Zahlen haben, denn nur was messbar ist, lässt sich auch managen.“

© dpa-infocom, dpa:221124-99-640554/2

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