ESA legt die Grundlagen für eine Kreislaufwirtschaft im All: von der Reparatur von Satelliten bis zum Recycling von Abfällen in der Umlaufbahn
In den letzten zwei Jahren hat die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ihre Arbeit am Konzept einer Kreislaufwirtschaft im All intensiviert – einem Modell, in dem Satelliten, Teilsysteme und Materialien in der Umlaufbahn nicht mehr „Verbrauchsgüter“ sind, sondern Ressourcen, die repariert, aufgerüstet, wiederverwendet und schließlich recycelt werden können. Der zentrale Wandel ist einfach: Statt defekte oder veraltete Raumfahrzeuge in „Friedhofs“-Orbits zu schieben oder sie einem unkontrollierten Zerfall zu überlassen, soll ein ganzes Ökosystem von Dienstleistungen in der Umlaufbahn aufgebaut werden, das die Lebensdauer der Ausrüstung verlängert und die Menge an Abfall reduziert.
Diese Veränderung ist nicht nur eine Umweltbotschaft, sondern auch eine wirtschaftliche Kalkulation. Die Zahl der Satelliten in der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) und in der geostationären Umlaufbahn (GEO) wächst weiter – und mit ihr steigen Kollisionsrisiken, Versicherungskosten sowie der Druck auf begrenzte „Verkehrs“- und Frequenzressourcen. Die ESA spricht offen davon, dass der Orbit als endliche Ressource behandelt werden muss und nicht als unendliche Deponie. In diesem Rahmen ist die Kreislaufwirtschaft im All der nächste Schritt nach klassischen Maßnahmen zur Abfallminderung: einerseits strengere Standards zur Vermeidung von Trümmerentstehung, andererseits die Entwicklung von Technologien, die Reparaturen, Austausch und Wiederverwendung in der Umlaufbahn ermöglichen.
Von „Zero Debris“-Zielen zur kreisförmigen Umlaufbahn
In den vergangenen Jahren hat die ESA den Ansatz „Zero Debris“ stark betont. Damit will sie die Entstehung von Weltraummüll in wertvollen Orbits deutlich begrenzen und bis 2030 für ihre künftigen Missionen und Aktivitäten das Ziel „debris-neutral“ erreichen. Diese Politik, gestützt durch interne Anforderungen und den breiteren Rahmen der „Zero Debris Charter“, formuliert eine Ambition: Jede neue Mission muss so entworfen werden, dass sie künftigen Generationen kein Problem hinterlässt.
Doch selbst bei strengsten Standards gibt es bereits eine große Menge inaktiver Satelliten und Raketenstufen im Orbit, und das erwartete Wachstum von Konstellationen bedeutet, dass sich das Starttempo in absehbarer Zeit kaum verlangsamen wird. Deshalb betont man bei der ESA zunehmend, dass langfristige Nachhaltigkeit ohne den Übergang vom linearen Modell „starten–nutzen–wegwerfen“ zu einem kreislaufförmigen Modell unmöglich ist, bei dem wertvolle Teile im Orbit bleiben. In der Praxis bedeutet das die Entwicklung von In-Orbit-Servicing, dann In-Orbit-Montage und -Fertigung und schließlich Recycling – damit möglichst wenig Material als Abfall zurückkehrt und möglichst viel zu Rohstoff für neue Strukturen wird.
SysNova-Kampagne: sechs Monate für Missionen der künftigen Kreislaufökonomie
Eine konkrete Grundlage für diesen Kurswechsel lieferte die ESA-Kampagne „System Studies for the Circular Economy in Space“, durchgeführt über die Open Space Innovation Platform (OSIP) im Rahmen des SysNova-Programms, das auf wettbewerbliche „technologische Herausforderungen“ und Systemstudien setzt, um realistische Optionen für künftige Missionen zu kartieren. Im Rahmen der Kampagne wurden Industrie und Wissenschaft eingeladen, Konzepte und Systeme vorzuschlagen, die drei Schlüsselkompetenzen liefern können: die Erneuerung und Aufrüstung bestehender Satelliten, die Fertigung und Montage großer Strukturen im Orbit sowie das Recycling von Abfällen zu nutzbaren Materialien.
Das Ergebnis waren vier Pre-Phase-A-Studien, die in einem sechsmonatigen Zyklus erstellt wurden und verschiedene „Punkte“ der orbitalen Wirtschaft abdeckten – von der niedrigen Umlaufbahn über die geostationäre bis hin zu spezialisierten Orbits, die für Recycling geeignet sind. Die Teams präsentierten ihre Ergebnisse am 27. Februar 2025 im ESA-Forschungszentrum ESTEC in Noordwijk in den Niederlanden, in einem Format, das den Austausch von Erkenntnissen und die Anbahnung künftiger Partnerschaften förderte.
Bei der ESA fasste man die Botschaft ohne überflüssige Superlative zusammen: Die Studien zeigten, dass Servicing, Fertigung und Recycling im Orbit nicht mehr nur Labor-Experimente sind, sondern Konzepte, die das Fundament einer künftigen Kreislaufökonomie im All bilden können – vorausgesetzt, Standards, kompatible Architekturen und Geschäftsmodelle werden entwickelt.
IRUS: ein Serviceraumschiff, das die „Spielregeln“ in LEO verändert
Der konkreteste kurzfristige Fortschritt aus der Kampagne ist IRUS (In-orbit Refurbishment and Upgrading Service) – ein Missionskonzept unter der Leitung von Astroscale, mit Partnern wie BAE Systems und DHV Technology. Die Idee ist die Entwicklung eines Serviceraumschiffs („Servicer“), das sich autonom einem Kundensatelliten in der niedrigen Umlaufbahn nähern, sicher andocken und anschließend mit Robotarmen kritische Komponenten austauschen kann.
Laut öffentlich verfügbaren Zusammenfassungen der Studie stützt sich das Serviceraumschiff auf das technologische „Erbe“ der Astroscale-Plattformen und auf Erfahrungen im In-Orbit-Servicing und sieht modulare Behälter mit Komponenten vor, die entnommen und ersetzt werden können. Als typische Zielkomponenten werden Bordcomputer, Reaktionsräder, Batterien und Solarpaneele genannt – Teile, deren Ausfall oft das vorzeitige Ende einer Mission bedeutet, obwohl der Rest des Systems funktionsfähig sein kann.
Die zentrale Voraussetzung ist jedoch, dass Satelliten im Hinblick auf künftiges Servicing entworfen werden. Dazu gehören standardisierte Schnittstellen, Zugangspunkte, die Möglichkeit, Werkzeuge in Mikrogravitation zu handhaben, sowie Architekturen, die einen teilweisen Austausch ohne „Zusammenbruch“ des gesamten Systems verkraften. Andernfalls wird eine Servicemission zu einer teuren Improvisation. Deshalb betonte die IRUS-Studie neben dem technischen Design auch den kommerziellen Fall: Nach Schätzungen des Konsortiums könnte der Markt für die Erneuerung und Aufrüstung von Satelliten im Zeitraum 2030–2040 groß genug sein, um die Entwicklung zu rechtfertigen – allerdings vor allem für Satelliten, die von Anfang an als „serviceable“ ausgelegt sind.
Im Januar 2026 gab Astroscale UK bekannt, dass es einen ESA-Phase-A-Vertrag im Wert von 399.000 Euro für die Weiterentwicklung des IRUS-Konzepts erhalten hat. In der Mitteilung heißt es, Ziel sei es, ein detaillierteres Design zu erstellen und die technische Machbarkeit sowie die geschäftliche Logik der Mission weiter zu prüfen. In derselben Veröffentlichung wird Ross Findlay von der ESA zitiert, der hervorhob, dass die Demonstration einer In-Orbit-Erneuerung einen entscheidenden Schritt hin zu einer Kreislaufwirtschaft im All darstellt – mit Schwerpunkt auf der Reduzierung von Abfall und der Verlängerung der Satellitenlebensdauer.
GEO als „strategische Zone“: LOOP und die Frage der Standards
Das zweite Konzept aus der Kampagne, LOOP („Preparing the foundations of circular on-orbit economy“), richtet sich auf die geostationäre Umlaufbahn – ein Gebiet, in dem sich hochwertige Kommunikationssatelliten mit langen Betriebszeiten befinden, wo jedoch jedes Manöver und jedes Servicing logistisch komplex und teuer ist. Das Projekt wurde von Growbotics Space mit Industriepartnern koordiniert; im Fokus standen die Entwicklung von Service-„Kits“ und modularen Lösungen zur Reparatur und Erneuerung wichtiger Teilsysteme, einschließlich elektrischem Antrieb, Leistungsaufbereitungseinheiten und Ausrüstung elektrischer Triebwerke.
GEO ist aus mindestens zwei Gründen speziell. Erstens handelt es sich um eine Umlaufbahn, die wirtschaftlich äußerst wichtig ist, weil sie eine kontinuierliche Abdeckung von Gebieten auf der Erde ermöglicht. Zweitens ist die räumliche Ressource begrenzt: Positionen in GEO und die zugehörigen Frequenzen sind Teil eines komplexen regulatorischen und marktlichen Rahmens. In diesem Kontext sind Servicing und Aufrüstung im Orbit nicht nur ein technisches Projekt, sondern auch eine Frage der Standardisierung von Schnittstellen und der geschäftlichen Abstimmung zwischen Betreibern, Herstellern und Dienstleistern.
LOOP versuchte laut verfügbaren Beschreibungen genau das: Prinzipien und Architekturen zu definieren, die es ermöglichen würden, Satelliten in GEO als Plattformen zu entwerfen, die repariert und erneuert werden können, statt nach Funktionsverlust in die Friedhofsbahn „migriert“ zu werden. Ein solcher Ansatz könnte potenziell die Notwendigkeit von Ersatzstarts verringern, zugleich aber auch einen Markt für neue Dienstleistungen öffnen – von der Lieferung von Ersatzteilen bis hin zu präzisen robotischen Eingriffen an Teilsystemen.
ROBOFAB: Fertigung großer Strukturen im Orbit als Voraussetzung neuer Infrastruktur
Das dritte Projekt, ROBOFAB (Robotic Fabrication for Space Applications) des Unternehmens KINETIK Space, zielt auf ein Problem, das allen Planern von Weltraummissionen bekannt ist: Die größten Systeme sind oft durch die Abmessungen der Trägerrakete begrenzt. Große Antennen, Solar-„Farmen“, Segel, Teleskopreflektoren oder massive Konstruktionen für künftige kommerzielle und wissenschaftliche Plattformen müssen heute in gefaltetem Zustand gestartet und danach entfaltet werden – mit Risiken mechanischer Ausfälle und strengen Beschränkungen bei Masse und Volumen.
ROBOFAB schlägt einen anderen Weg vor: einen Satelliten, ausgestattet mit Robotarmen und Werkzeugen zur Formgebung von Kohlenstoffröhren sowie mit 3D-Druck, der im Orbit Strukturen „drucken“ und zusammenbauen kann, die auf der Erde unpraktisch zu starten wären. Praktisch könnte das bedeuten, eine „Fabrik“ in den Orbit zu bringen, die aus standardisierten Rohstoffen Teile herstellt und sie zu funktionalen Objekten zusammensetzt – von großen Antennen bis zu Energiekonstruktionen.
Auch wenn hier oft von einem technologischen Durchbruch die Rede ist, passt ROBOFAB in der Logik der ESA in die Kreislaufökonomie: Wenn im Orbit produziert und repariert werden kann, sinkt der Bedarf, ständig fertige Komponenten zu starten. Langfristig eröffnet eine solche Fähigkeit auch den Weg zum Recycling – denn Rohstoffe könnten nicht nur aus der Industrie auf der Erde stammen, sondern auch aus aufbereitetem orbitalem Abfall.
Recycling Space Plant: ein Solarofen als Antwort auf wachsenden orbitalen Müll
Das ambitionierteste langfristige Konzept der Kampagne ist Recycling Space Plant, geleitet von Thales Alenia Space mit Unterstützung des PROMES-Labors des CNRS. Im Zentrum der Idee stehen spezielle Recycling-„Anlagen“ im Orbit, ausgestattet mit einem Solarofen zum Schmelzen von Materialien. Das Konzept ist an eine sonnensynchrone Umlaufbahn gebunden, in der sich viele Beobachtungssatelliten befinden und in der die Logistik des Einsammelns ausgemusterter Objekte eine der zentralen offenen Fragen ist.
Die Studie geht von der Realität aus: Im Orbit gibt es bereits viele Materialien – Aluminium, Titan, Verbundwerkstoffe, elektronische Module und Strukturen –, deren Herstellung und Start energie- und kostenintensiv sind und die nach Missionsende oft zu einem passiven Risiko werden. Recycling Space Plant versucht, diesen Kreislauf zu schließen: Statt Abfall nur zu entfernen, wird er zu Rohstoff für neue Fertigung im Orbit.
Aus öffentlich veröffentlichten Executive Summaries ist ersichtlich, dass das Team mehrere grundlegende Herausforderungen betrachtete: wie Materialien für das Schmelzen im Vakuum selektiert und vorbereitet werden, wie Energie und Wärme des Systems gemanagt werden, welche Prozesse für verschiedene Legierungen und Verbundwerkstoffe zu wählen sind und wie künftige Satelliten so zu entwerfen sind, dass sie „recyclable“ sind – also dass ihre Materialien getrennt und wiederverwendet werden können. In diesen Dokumenten wird auch ein langfristiger Horizont erwähnt: Die Entwicklung könnte über Konsolidierungsstudien und anschließend Phase-A-Aktivitäten erfolgen – mit der Vision, die Materialschleife im All in der Zeit nach den 2040er-Jahren umfassender zu schließen.
ESA-Auswahl: Kombination aus kurzfristiger Demonstration und langfristiger systemischer Wirkung
Nach der Bewertung der Ergebnisse wählte die ESA für die weitere Ausarbeitung in ihren Concurrent Design Facility (CDF)-Sitzungen zwei Richtungen: IRUS als Konzept mit Potenzial für eine relativ schnelle Demonstration von Erneuerbarkeit und Aufrüstung im Orbit sowie Recycling Space Plant als langfristige Innovation, die die Art verändern könnte, wie der Orbit als „industrieller Raum“ genutzt wird.
Diese Kombination spiegelt eine Strategie wider, die in europäischen Programmen immer häufiger zu sehen ist: Zuerst nachweisen, dass Servicing zuverlässig und kommerziell tragfähig durchgeführt werden kann, und dann Kapazitäten für komplexere Eingriffe aufbauen – Fertigung, Montage und Recycling. Anders gesagt: Ohne zuverlässiges Servicing ist es schwer, autonome Fabriken oder Recyclinganlagen im Orbit zu denken, denn all diese Strukturen erfordern Wartung, Austausch und Flexibilität.
Was Kreislaufökonomie im All für Industrie und öffentliche Politik bedeutet
Für die europäische Industrie eröffnet die Kreislaufwirtschaft im All mehrere Ebenen der Wettbewerbsfähigkeit. Die erste ist technisch: Die Entwicklung robotischen Servicings, standardisierter Schnittstellen und modularer Satelliten könnte zu einer marktlichen „Signatur“ Europas werden – ähnlich wie es einst bestimmte Nischen in Telekommunikation oder Erdbeobachtung waren. Die zweite ist regulatorisch: Wenn Standards für Serviceability und Recyclability in öffentliche Ausschreibungen und Programme integriert werden, haben Hersteller einen Anreiz, das Satellitendesign zu verändern. Die dritte ist geopolitisch: Unter Bedingungen zunehmender Kommerzialisierung wird der Orbit immer stärker durch Regeln des Zugangs und der Verantwortung bestimmt, sodass die Fähigkeit, Infrastruktur im Orbit zu warten, zu einem Element strategischer Autonomie wird.
Aus öffentlich-politischer Sicht greifen hier drei Themen ineinander. Erstens: Weltraumverkehrsmanagement und Sicherheit – weniger Müll bedeutet weniger Risiken und weniger Bedarf an Ausweichmanövern, die Treibstoff verbrauchen. Zweitens: der Umweltaspekt auf der Erde – wenn die Lebensdauer von Satelliten verlängert und die Zahl der Starts reduziert wird, sinkt auch der Bedarf an Produktion und Logistikketten, die mit Starts verbunden sind. Drittens: Innovationspolitik – Kreislaufökonomie im All erfordert interdisziplinäre Entwicklung: Robotik, Materialien, thermische Systeme, Autonomie sowie rechtliche Rahmen für Haftung und Eigentum an „sekundären Rohstoffen“ im Orbit.
Nächste Schritte: Verträge, neue Kampagnen und europäische Kooperationen
Nach der Kampagne kündigte die ESA die Fortsetzung durch Konsolidierungsverträge und die Vorbereitung von Missionsvorschlägen an. Öffentliche Informationen zeigen, dass nach Abschluss des SysNova-Zyklus Phase-A-Verträge für Missionen zur Erneuerung im Orbit (ORUM) vergeben wurden, und die Agentur erwägt auch die Möglichkeit einer neuen Kampagne, die das Interesse der Industrie und den technologischen Fortschritt verfolgen würde. Gleichzeitig werden potenzielle Kooperationen mit der Europäischen Kommission erwähnt, die über eigene Programme die Entwicklung von In-Space-Operationen und -Dienstleistungen begleitet.
In diesem Sinne ist die Kreislaufwirtschaft im All kein isoliertes Projekt einer Abteilung mehr, sondern Teil eines breiteren Wandels hin zu nachhaltiger Infrastruktur im Orbit. Wenn es im nächsten Jahrzehnt gelingt zu beweisen, dass kritische Teilsysteme in LEO zuverlässig ausgetauscht werden können und dass Standards für Serviceability üblich werden, dann werden Ideen wie orbitale Recyclinganlagen und robotische Fertigung großer Strukturen aus Studien in Ingenieurpläne übergehen. Die größte Unbekannte bleibt das Tempo: Die technologischen Schritte sind groß, und Geschäftsmodelle entstehen erst. Doch die Richtung ist klar – der Orbit wird immer weniger als Ort einmaligen Verbrauchs gesehen, sondern zunehmend als Raum, in dem Ressourcen bewahrt, erneuert und wiederverwendet werden.
Quellen:- Europäische Weltraumorganisation (ESA) – OSIP und Aufruf zur Kampagne der Kreislaufwirtschaft im All ( Link )- ESA Clean Space Blog – Vision „Space Circular Economy“ und Erklärung des Ökosystems von In-Orbit-Diensten ( Link )- ESA Clean Space – Überblick über Aktivitäten und Studien zur Kreislaufwirtschaft im All ( Link )- ESA Nebula / Activities Portal – IRUS (In-orbit Refurbishment and Upgrading Service) Studienzusammenfassung ( Link )- ESA Nebula – Executive Summary der IRUS-Studie (PDF) ( Link )- ESA Nebula / Activities Portal – Recycling Space Plant Studienzusammenfassung ( Link )- ESA Nebula – Executive Summary Recycling Space Plant (PDF) ( Link )- Astroscale – Mitteilung zum ESA-Phase-A-Vertrag für IRUS (13. Januar 2026.) ( Link )- Europäische Weltraumorganisation (ESA) – „Zero Debris Charter“ und Ziel debris-neutral bis 2030 ( Link )
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Erstellungszeitpunkt: 4 Stunden zuvor