Forscher sind durch eine Lithiumwolke in 96 Kilometern Höhe auf eine heiße Spur getroffen. Wie sie nachweisen konnten, verbleiben tatsächlich messbare Spuren in der oberen Erdatmosphäre, wenn ein Teil einer Rakete im Weltall verglüht. Die Menge an Lithiumatomen ist ungefähr zehnmal höher als normal.
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Forscher schließen natürliche Ursache für Lithiumwolke aus
Robin Wing vom Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik in Kühlungsborn veröffentlichte die Ergebnisse seiner Studie mit einer internationalen Forschergruppe in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment.
Die Forscher konnten die stark erhöhte Menge an Lithiumatomen in der oberen Erdatmosphäre ungefähr 20 Stunden nach dem Eintreten einer Raketenstufe in die Atmosphäre messen.
Sie schließen eine natürliche Ursache für die erhöhte Lithiumkonzentration aus.
Folgen der Verschmutzung der Atmosphäre weitgehend unbekannt
Die langfristigen Auswirkungen von zunehmenden Raumfahrtaktivitäten auf die obere Atmosphäre sind nach Meinung der Forscher bislang weitgehend unbekannt. Die Autoren der Studie schreiben, dass die obere Erdatmosphäre beim Schutz des irdischen Lebens eine wichtige Rolle spielt. Dennoch lässt sich aktuell kaum einschätzen, welche Folgen die zunehmende Verschmutzung durch wiedereintretende Weltraumtrümmer auf die Ozonchemie, den Strahlungstransport und die Aerosolmikrophysik haben wird.
Die obere Atmosphäre schützt die Erde vor gefährlicher kosmischer Strahlung. Die Forscher wollen die Folgen der verstärkten Raumfahrtaktivitäten für die Atmosphäre und deren Schutzfunktion darlegen.
Immer mehr Raketen und Satelliten werden in den Weltraum gebracht.
Der US-amerikanische Raumfahrtkonzern SpaceX hat inzwischen knapp 10.000 Satelliten für sein Satelliteninternet-Projekt Starlink im All. Das Unternehmen plant langfristig mehr als 40.000 solcher Satelliten.
SpaceX-Rakete wahrscheinlich Verursacher der Lithiumwolke
Die Forscher nutzten für ihre Messung die spezielle Laser-Methode Lidar. Dabei handelt es sich um ein Laserscanning, das die Teilchen in der Atmosphäre dreidimensional erfassen kann. Die Lithiumwolke wurde von den Wissenschaftlern eher durch Zufall entdeckt, als sie routinemäßige Messungen vornahmen.
Über 27 Minuten beobachteten die Forscher in einer Höhe von 94,5 bis 96,8 Kilometern das Lithium. Sie überprüften mit verschiedenen Mess- und Modellverfahren, ob eine natürliche Quelle für das Lithium vorliegt. Die Forscher konnten keine natürliche Ursache für die erhöhte Lithiumkonzentration feststellen.
Die Messung wurde am 19. Februar 2025 durchgeführt. An diesem Tag trat eine Raketenstufe einer Falcon-9-Rakete von SpaceX in die Erdatmosphäre ein. Die Forscher konnten die Auswirkungen des Wiedereintritts der Raketenstufe in die Erdatmosphäre dokumentieren.
Das Eintreten der Raketenstufe in die Atmosphäre sorgte für internationale Aufmerksamkeit, wie es in der Studie heißt. Nahe der polnischen Stadt Posen wurden Trümmerteile, darunter auch ein Treibstofftank, geborgen.
Das von den Forschern nachgewiesene Lithium stammt hauptsächlich aus Lithium-Ionen-Batterien und aus der Rumpfverkleidung, die aus einer Lithium-Aluminium-Legierung besteht.
Aluminium kann ebenfalls der Atmosphäre schaden
Aluminium wird in großen Mengen in Raketen und Satelliten verbaut. Daher untersuchten die Forscher bislang hauptsächlich die Auswirkungen von Aluminium auf die Atmosphäre beim Verglühen von Satelliten- und Raketenteilen.
Eine Studie von 2023, die im Fachmagazin PNAS veröffentlicht wurde, ergab, dass ungefähr zehn Prozent der Schwefelsäurepartikel in der Stratosphäre, aber auch Aluminium und andere Metalle von verglühten Raketenstufen und Satelliten stammen.
Reagiert Aluminium mit Sauerstoff, entsteht Aluminiumoxid, das den Ozonabbau beschleunigt.
Robin Wing und sein Team weisen darauf hin, dass viele Vorgänge beim Verglühen von Satelliten und Raketen noch nicht genügend erforscht sind.
Noch keine Reaktion von SpaceX
Die Autoren der Studie betonten, dass bislang hauptsächlich über die Risiken für die Menschen und die Infrastruktur durch herabfallende Trümmerteile von Weltraumschrott diskutiert wurden. Der Fall von Falcon 9 ist ein hervorragender Test für die Forscher, um die Verschmutzung der Atmosphäre durch den Wiedereintritt von Raketenstufen und Satelliten zu überwachen und zu erkennen.
Gleichzeitig ist dieser Fall ein Vorbote für den erwarteten Anstieg der Zahl von Wiedereintritten von Satelliten und Raketenteilen in die Atmosphäre im kommenden Jahrzehnt.
Die Forscher schickten ihren Artikel mit den darin enthaltenen Daten an SpaceX. Das Unternehmen hatte die Möglichkeit zu einer Korrektur oder Stellungnahme, hat jedoch nicht reagiert.
