Die unsichtbare Spur der Raketen: Wissenschaftler messen die Verschmutzung, die in der Atmosphäre zurückbleibt

    Nach dem Wiedereintritt der Falcon 9 konnte ein Team von Wissenschaftlern erstmals die chemische Verschmutzung nachweisen und quantifizieren, die die Rakete beim Verglühen in der oberen Atmosphäre hinterlassen hatte. Diese Daten sind für die Bewertung der Auswirkungen der Weltraumforschung auf das Klima von entscheidender Bedeutung.

    Dies ist das erste Mal, dass die Verschmutzung durch eine Rakete während ihres Zerfalls gemessen wurde.
    Dies ist das erste Mal, dass die Verschmutzung durch eine Rakete während ihres Zerfalls gemessen wurde.

    Stellen wir uns einmal vor, dass der von uns verursachte Abfall nicht auf der Erde verbleibt, sondern in den Himmel verdunstet und dabei eine chemische Spur in den höchsten Schichten der Atmosphäre hinterlässt. Klingt wie Science-Fiction? Genau das passiert mit den Raketen, die wir ins All schicken. Und nun ist es einem Team von Wissenschaftlern erstmals gelungen, dies zu messen.

    Eine Forschungsgruppe unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Physik der Atmosphäre (Deutschland) hat einen Meilenstein erreicht: die Echtzeit-Erkennung und -Quantifizierung der Verschmutzung, die eine Rakete beim Wiedereintritt in die obere Atmosphäre hinterlässt. Die Quelle dieser chemischen Signatur war eine SpaceX Falcon 9, deren Oberstufe im Februar 2025 über Mitteleuropa zerfiel.

    Mithilfe eines hochentwickelten Lasersystems beobachteten Wissenschaftler, wie nach dem Vorbeiflug der Rakete der Lithiumgehalt in der Mesosphäre sprunghaft anstieg. Der Anstieg lag um das Zehnfache über dem Normalwert.

    Eine chemische Signatur in den oberen Schichten

    Bislang war bekannt, dass Satelliten und Raketenstufen so konstruiert sind, dass sie beim Wiedereintritt in die Atmosphäre zerfallen und wie künstliche Sternschnuppen verglühen. Was danach geschieht, blieb jedoch ein Rätsel. Was passiert mit all diesen Materialien, nachdem sie verdampft sind?

    Die in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment veröffentlichte Studie konzentrierte sich auf ein bestimmtes Element: Lithium. Dieses Metall wird häufig in Raumfahrzeugkomponenten verwendet, kommt jedoch in den oberen Schichten der Atmosphäre (in einer Höhe zwischen 50 und 120 Kilometern) in der Natur fast nicht vor. Es tritt nur in Spuren auf und eignet sich daher perfekt als Marker für die Identifizierung menschlicher Aktivitäten.

    Etwa 20 Stunden nachdem die Oberstufe der Falcon 9 vor der Küste Irlands wieder in die Atmosphäre eingetreten war – was einen spektakulären Feuerball erzeugte, der vom Boden aus sichtbar war – registrierten wissenschaftliche Instrumente in Deutschland etwas Ungewöhnliches. Die Konzentration von Lithiumatomen hatte sich verzehnfacht.

    Die Forscher konnten durch die Analyse von Winden und Flugbahnen die Kontaminationswolke zurückverfolgen und bestätigen, dass ihr Ursprung in der Raketenspur in einer Höhe von etwa 100 Kilometern lag. Die Lithiumsäule, die sich zwischen 97 und 94 Kilometern Höhe erstreckte, wurde fast eine halbe Stunde lang beobachtet.

    Warum sollte uns das interessieren?

    Die Erkenntnis geht weit über einen Einzelfall hinaus. Die Autoren der Studie warnen, dass „wiederkehrende Wiedereintritte zu einem höheren Niveau anthropogener Flüsse von Metallen und Metalloxiden in der mittleren Atmosphäre führen können, mit entsprechenden kumulativen Folgen für das Klima“.

    Mit anderen Worten: Wir beginnen auch die obere Atmosphäre zu industrialisieren. Angesichts des starken Anstiegs der Orbitalstarts in den letzten zehn Jahren wird diese Art der Verschmutzung wahrscheinlich zunehmen.

    Derzeit sind die genauen Auswirkungen dieser Metalle in der Mesosphäre und Thermosphäre noch unbekannt. Es ist unklar, ob sie als Kondensationskerne wirken, die elektrischen Eigenschaften der Ionosphäre verändern oder die Ozonchemie beeinflussen könnten. Diese Studie zeigt jedoch, dass wir endlich über ein Instrument verfügen, um dies herauszufinden.

    Ein neues Forschungsgebiet

    Um diese Messungen durchzuführen, verwendete das Team einen atmosphärischen Lidar, eine Art Laserradar, der mit millimetergenauer Präzision die Verteilung von Aerosolen und Partikeln in den oberen Schichten der Atmosphäre kartografiert.

    „Diese einzigartigen Messungen zeigen, dass die Ablation von Raumfahrzeugkomponenten in Höhen von bis zu 100 Kilometern beginnt“, heißt es in der Studie. Darüber hinaus schloss die Analyse der geomagnetischen und atmosphärischen Bedingungen einen natürlichen Ursprung für den Lithiumanstieg aus.

    Diese Arbeit öffnet die Tür zu einem neuen Bereich der Umweltüberwachung. Wie die Forscher schlussfolgern, hat die Möglichkeit, Schadstoffe zu identifizieren und zu ihrer Quelle zurückzuverfolgen, „wichtige Auswirkungen auf die Überwachung und Minderung von Weltraumemissionen in der Atmosphäre“.

    Es ist das erste Mal, dass wir den chemischen Fußabdruck unserer Reisen ins All sehen können. Die Frage lautet nun: Was lassen wir noch alles vom Himmel fallen, ohne es zu merken?

    Quellenhinweis:

    Robin Wing et al. Measurement of a lithium plume from the uncontrolled re-entry of a Falcon 9 rocket. Communications Earth & Environment (2026).