Während private Raumfahrtunternehmen versuchen, die Raumfahrt zur Routine zu machen, ist die obere Erdatmosphäre zu einem unbeabsichtigten Testgelände geworden. Jeder Start beweist menschliche Weisheit, doch dahinter verbirgt sich auch eine Formel, die niemand beachtet: Raketenabgase und Treibstoffrückstände reagieren mit Ozon und schwächen so diese Barriere, die das Leben auf der Erde schützt. Dieses Problem wird nun von Wissenschaftlern nach und nach quantifiziert, und seine Auswirkungen nehmen ebenso schnell zu wie die Rakete selbst.
In den 1980er Jahren war die Welt vor der atmosphärischen Krise, die durch synthetische Chemikalien, Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), verursacht wurde, äußerst alarmiert. FCKW werden häufig in Kältemitteln und Aerosoldosen verwendet, verursachen Löcher in der Ozonschicht und ermöglichen das Eindringen schädlicher ultravioletter Strahlen in großen Mengen. Die globale Reaktion war schnell und einheitlich: Das Montrealer Protokoll von 1987 verbot ozonschädigende Stoffe und legte einen strengen Zeitplan für den Ausstieg fest. Dadurch gingen die FCKW-Emissionen um 99 % zurück, und bis zum Jahr 2025 zeigten Satellitendaten, dass das antarktische Ozonloch seit seiner Erholung auf eine der kleinsten Größen in der Geschichte geschrumpft war.
Doch als ein Kapitel der atmosphärischen Zerstörung zu Ende geht, tauchen still und leise neue verborgene Gefahren auf. Der Anstieg kommerzieller Raketenstarts – einschließlich der Entwicklung von Satellitennetzwerken und des Weltraumtourismus – führt zu dem, was Wissenschaftler als „neue Ära der Raketentechnik“ bezeichnen. Die Zahl der jährlichen Starts hat sich seit 2019 verdoppelt, wobei jeder Start eine einzigartige chemische Spur hoch in der Stratosphäre hinterlässt.
Bei jeder Mission durch die Stratosphäre werden Abgase, chlorhaltige Substanzen in Festtreibstoffen, Metallpartikel aus Motoren und Ruß aus der Kraftstoffverbrennung freigesetzt. Diese Rückstände verursachen nicht nur einen Treibhauseffekt in der oberen Atmosphäre, sondern lösen auch eine Reihe ozonzerstörender chemischer Reaktionen aus, die sich genau dort auswirken, wo die Ozonschicht am anfälligsten ist.
Sandro Vattioni, Forscher an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich), und sein Team führten im Jahr 2024 eine Modellstudie durch und wies darauf hin: „Der Anstieg der Zahl globaler Raketenstarts könnte den Erholungsprozess der wichtigen Ozonschicht verlangsamen.“ Vattionis Team sagte, dass die derzeitigen Auswirkungen der Raketen immer noch begrenzt seien, die Ozonschicht jedoch immer noch etwa 2 % dünner sei als vor der FCKW-Krise, was darauf hindeutet, dass die Erholung zwar im Gange sei, aber noch nicht abgeschlossen sei.
Ein Team der University of Canterbury (Laura Revell) in Neuseeland analysierte anhand des Vattioni-Modells weitere zukünftige Wachstumspfade für die globale Launch-Industrie. Unter mittleren Annahmen (etwa 884 Starts pro Jahr) wird das globale Ozon bis 2030 um etwa 0,17 % sinken. Im Szenario mit hohem Wachstum liegt die jährliche Zahl der Starts nahe bei 2040 und der globale Ozonverlust steigt auf 0,29 % und erreicht über der Antarktis fast 4 %.
Dieser Prozentsatz mag gering erscheinen, aber der chemische Prozess von Ozon ist nicht linear. Kleine Veränderungen können ausreichen, um die Erholung zu verlangsamen und jahrzehntelange globale Zusammenarbeit zu untergraben. Beide Studien sind sich einig: Ohne einen sauberen Übergang in der Antriebstechnologie könnte die rasche Expansion der Trägerraketenindustrie einen Großteil der im Rahmen des Montrealer Protokolls erzielten Fortschritte zunichte machen.
Der Schlüssel zur wissenschaftlichen Warnung liegt in den chemischen Reaktionen, die im Raketenabgas ablaufen.
Die Hauptverursacher des Ozonabbaus durch Raketen sind Chlor und Ruß. Chlor zerstört katalytisch Ozonmoleküle, während Ruß die mittlere Atmosphäre erhitzt und ähnliche Reaktionen beschleunigt. Die meisten Treibstoffe hinterlassen Rußspuren, Chlor stammt jedoch hauptsächlich aus Feststoffraketenmotoren. Raketen, die flüssige Niedertemperaturtreibstoffe wie Sauerstoff und Wasserstoff verwenden, haben nahezu keinen Einfluss auf das Ozon, machen aber aufgrund komplexer Technologie derzeit nur etwa 6 % der Gesamtzahl der Starts aus.
Und die Wirkung endet nicht beim Start. Vattionis Modell stoppt beim Start und der Wiedereintritt des Satelliten in die Atmosphäre birgt möglicherweise größere Risiken. Satelliten mit niedriger Umlaufbahn setzen bei Abstürzen Stickoxide und Metallstaub frei. Stickoxide können Ozon direkt abbauen, und Metalle können die Bildung polarer Stratosphärenwolken anregen oder Oberflächenbeschleuniger für ozonabbauende Reaktionen darstellen.
Solche Wiedereintrittseffekte wurden bisher nicht systematisch erkannt und sind in bestehenden Modellen größtenteils nicht dokumentiert. Da die Zahl der Satelliten weiter zunimmt, werden solche „Hot Returns“ immer häufiger, und die Ozonauswirkungen insgesamt könnten viel größer sein als derzeit geschätzt.
Die Schlussfolgerungen der Studie zeichnen eine Zukunft, die von koordinierter Wissenschaft und Politik abhängt. Um weitere Ozonverluste zu vermeiden, müssen wir weiterhin Raketenemissionen verfolgen, Treibstoffe mit hohem Chlor- und Rauchgehalt auslaufen lassen, die Modernisierung sauberer Technologien fördern und Prozesse zur Startüberwachung einbetten. Wie die Ozonkrise der 1980er Jahre gezeigt hat, vollziehen sich atmosphärische Veränderungen immer im Stillen, doch Katastrophen ereignen sich oft unvorbereitet.