Wie die Sonne einen Rettungsplan für die NASA diktiert - und warum das Teleskop erst gefunden werden muss

Es klingt nach einem Paradoxon, das nur die Raumfahrt schreiben kann: Ein voll funktionsfähiges, 22 Jahre altes Weltraumteleskop soll von einem privaten Wartungssatelliten eingefangen und in eine höhere Umlaufbahn gehievt werden - nicht weil es defekt ist, sondern weil die Atmosphäre es langsam verschluckt. Das Problem: Bevor die Rettungsmission starten kann, muss die NASA das Teleskop in den Weiten des erdnahen Orbits erst einmal präzise lokalisieren. Und das ist komplizierter, als es sich anhört, denn der Himmel ist kein statisches Gebilde.

Ein Teleskop ohne Antrieb im Sog der Atmosphäre

Das Neil Gehrels Swift Observatory der NASA kreist seit 2004 in einem niedrigen Erdorbit und hat die Astronomie mit der Jagd auf Gammablitze - jene energiereichsten Explosionen des Universums - revolutioniert. Doch Swift hat einen entscheidenden Konstruktionsfehler, der ihm nun zum Verhängnis zu werden droht: Es besitzt kein eigenes Antriebssystem. In der dünnen, aber stets vorhandenen Restatmosphäre in rund 500 Kilometern Höhe wirkt ein minimaler, aber kontinuierlicher Luftwiderstand, der den Satelliten mit der Zeit absinken lässt. Je tiefer er fällt, desto dichter wird die Luft, desto stärker die Bremswirkung - ein Teufelskreis, der unweigerlich zum Verglühen in der Atmosphäre führt.

Modellrechnungen, die das Flugdynamik-Team der NASA Anfang 2025 durchführte, zeichneten ein alarmierendes Bild: Swift würde ohne Eingreifen bereits im Sommer 2026 in die dichteren Schichten der Atmosphäre eintreten. Diese düstere Prognose war der Auslöser für einen beispiellosen Plan. Die NASA finanzierte das in Arizona ansässige Unternehmen Katalyst Space Technologies mit einem 30-Millionen-Dollar-Vertrag, um eine robotische Rettungsmission zu entwickeln. Der private Raumfrachter mit dem Namen „Link“ soll als erstes kommerzielles Raumfahrzeug überhaupt einen operativen Satelliten der US-Regierung einfangen und in eine sicherere Umlaufbahn bugsieren.

Die Sonne als Störfaktor

Die größte Herausforderung für die Missionsplaner ist jedoch nicht die komplexe Robotik des Einfangmanövers, sondern die schiere Unberechenbarkeit des Ziels. Die Position von Swift in einigen Monaten exakt vorherzusagen, gleicht einer Wettervorhersage für die obere Atmosphäre - mit der Sonne als Hauptdarsteller. „Diese Vorhersagen entwickeln sich ständig weiter, basierend auf Weltraumwetter-Prognosen und anderen Faktoren wie Swifts aktueller Höhe und Ausrichtung“, erklärte Michael Shoemaker, stellvertretender Leiter der Flugdynamik im Space Science Missions Operations (SSMO) am Goddard Space Flight Center der NASA, in einer Mitteilung.

Der Grund für diese Dynamik liegt im 11-jährigen Sonnenzyklus. Während eines Sonnenmaximums, das zuletzt 2024 erreicht wurde, heizt die erhöhte ultraviolette Strahlung die obere Atmosphäre auf und lässt sie expandieren. Die dichtere Luft in größeren Höhen erhöht den Luftwiderstand für Satelliten drastisch. Die Folge: Ein Raumschiff, das jahrelang stabil schien, kann plötzlich rapide an Höhe verlieren. Die Flugdynamiker um Shoemaker erstellen daher nun wöchentlich neue Orbitalprognosen für Swift, die eine Fülle von Datenquellen integrieren - von den Lageregelungsinformationen des Teleskops über Tracking-Daten der U.S. Space Force bis hin zu Sonnenaktivitätsmodellen des Space Weather Prediction Center der NOAA.

Ein kosmisches Wettrennen gegen die Zeit

Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichten es dem Swift-Betriebsteam, einen innovativen Überlebensmodus zu aktivieren. „Dieser innovative neue Ansatz für den Betrieb von Swift hat es ihnen ermöglicht, den orbitalen Zerfall erfolgreich zu verlangsamen“, so die NASA. Das Team traf Entscheidungen darüber, wann wissenschaftliche Beobachtungen pausiert und wie das Teleskop ausgerichtet werden muss, um den Luftwiderstand zu minimieren - eine Art Segelmanöver im Orbit, bei dem die schmale Kante des Satelliten in Flugrichtung zeigt. Der Erfolg dieser Maßnahmen verschafft der Mission wertvolle Zeit: Swift wird die kritische Höhe von 300 Kilometern, unterhalb derer die Erfolgschancen für Link drastisch sinken, voraussichtlich bis in den frühen Herbst hinein halten können.

Dennoch bleibt die Unsicherheit ein ständiger Begleiter. „Wir arbeiten auch an Vorhersagen, wo Swift sein wird, wenn Link im Juni an Bord einer Northrop Grumman Pegasus-Rakete starten soll“, sagte Russell Carpenter, der stellvertretende Projektmanager im SSMO. Die gesamte Flugdynamik-Community sei in höchster Alarmbereitschaft. „Das Projekt, Swift wieder anzuheben, hat intensives Interesse in der gesamten Flugdynamik-Gemeinschaft geweckt. Das Swift-Team ist dankbar, dass so viele Leute bereit sind, bei der Verfeinerung dieser Vorhersagen mitzuhelfen.“

Mehr als nur eine Rettungsaktion

Die Mission ist nicht nur eine Rettungsaktion für ein einzelnes Teleskop, sondern ein Präzedenzfall für die Zukunft der orbitalen Infrastruktur. Noch nie hat ein privates Raumfahrzeug einen robotischen Satelliten der US-Regierung eingefangen. Gelingt das Manöver, öffnet es die Tür für eine neue Ära der Satellitenwartung, bei der alternde oder antriebslose Observatorien nicht mehr als Wegwerfprodukte gelten. Die Fähigkeit, ein sich unkontrolliert bewegendes Ziel in einer dynamischen Atmosphäre aufzuspüren und sicher zu greifen, ist eine technologische Meisterleistung, deren Bedeutung weit über Swift hinausgeht.

Die Ironie der Geschichte liegt darin, dass ausgerechnet die Sonne, deren Gammablitze Swift seit zwei Jahrzehnten im fernen Universum aufspürt, nun indirekt über das Schicksal des Teleskops entscheidet. Ihre Aktivität bestimmt, wie schnell die Atmosphäre den Satelliten verschlingt - und wie viel Zeit den Ingenieuren bleibt, um ihn zu retten. Sollte Link sein Ziel verfehlen, wird Swift nicht an Altersschwäche sterben, sondern als Opfer jener unsichtbaren Kräfte, die den erdnahen Raum zu einem weitaus dynamischeren Ort machen, als es der bloße Anblick des ruhigen Sternenhimmels vermuten lässt.

Quellen:

• NASA is hatching a ‚fast-paced plan‘ to boost this space telescope. But first, they’ll have to find it (Space.com)
• Shock waves show how baby stars‘ cradles get their radial shape in 3D simulations (Phys.org)
• China’s Shenzhou 21 astronauts return to Earth after being briefly ’stranded‘, wrapping up record-breaking mission (video) (Space.com)
• Rare Blue Moon hides the red light of an ancient star on May 31: Will you be able to see it? (Space.com)
• Red dwarf stars detected ‚eating‘ Earth-like planets (Phys.org)
• ‚Star City‘: Release date & how to watch Apple TV’s superb Soviet space series (Space.com)

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