ZWILLINGSSONDEN, ZWEI VERSCHIEDENE SCHICKSALE

Im August 2012 verließen zwei identische Raumfahrzeuge gemeinsam die Erde: die Van-Allen-Sonden A und B, gebaut, um die Strahlungsgürtel zu untersuchen, die unseren Planeten umgeben. Sie teilten dieselbe achteckige Form, dieselben vier Solarpaneele, dieselbe stark elliptische, um 10,2 Grad geneigte Bahn. Nach Ende ihrer wissenschaftlichen Mission wurde Sonde B am 19. Juli 2019 abgeschaltet und Sonde A am 18. Oktober 2019. Laut Prognosen aus der Zeit vor der Mission hätten beide bis 2034 im Orbit bleiben sollen.

So kam es nicht. Sonde A trat am 11. März 2026 in die Atmosphäre ein. Sonde B ist noch im Orbit – obwohl sie einige Monate früher abgeschaltet wurde. Wie können zwei Zwillinge, auf derselben Bahn gestartet und demselben Weltraumwetter ausgesetzt, so unterschiedliche Lebensdauern haben?

Acht Jahre Bahnen rekonstruiert

Ayisha Ashruf und Kollegen am Vikram Sarabhai Space Centre und am Indian Institute of Space Science and Technology, beide in Thiruvananthapuram, Indien, rekonstruierten die Bahn jeder Sonde aus öffentlichen Bahndaten, ein Punkt alle 15 Sekunden. Für jede Position schätzte ein Atmosphärenmodell die Dichte der dünnen Luft in der oberen Atmosphäre – der Thermosphäre – anhand der Aktivität der Sonne und des Erdmagnetfelds zu diesem Zeitpunkt.

Tief in ihren elliptischen Bahnen, nahe dem erdnächsten Punkt, dem Perigäum, streiften die Sonden durch diese dünne Luft. Jeder Durchgang bremste sie ein wenig. Das ist der atmosphärische Widerstand, die Hauptkraft, die Satelliten herunterholt.

Eine kleine Lücke, die immer weiter wächst

Bis 2022 entwickelten sich die beiden Sonden im Gleichschritt. Doch ab 2021 begannen ihre Perigäen auseinanderzudriften. Seltsamerweise tauchte Sonde B anfangs tiefer ein – etwa 180 Kilometer gegenüber 200 für A –, doch Sonde A blieb länger tief: Ihr Perigäum verweilte nahe dem Tiefpunkt jedes Zyklus.

Oben: Größe der Bahnen der Sonden A (dunkelrot) und B (blau) und ihre Differenz (rosa). Unten: Höhe ihrer Perigäen. Schattierte Bänder: Phasen, in denen die Lücke sprunghaft wächst; orange Linie: der Sturm vom Mai 2024. – Abbildung 1, Ashruf et al. (2026), arXiv:2610.05372.

Ab Ende 2022 wurde die Lücke deutlich. Das Perigäum von Sonde A fiel unter etwa 190 Kilometer, während das von B darüber blieb. Zwischen Mitte 2023 und 2025 sank A auf etwa 160 Kilometer, B auf etwa 180. Laut dem Text hatte Sonde A bis 2025 etwa 39 Stunden mehr als ihr Zwilling unterhalb von 263 Kilometern verbracht.

Selbst auf gleicher Höhe trafen die beiden Sonden nicht mehr auf dieselbe Luft: Sie durchquerten die tiefe Atmosphäre nun auf unterschiedlichen Breiten, Längen und zu unterschiedlichen Tageszeiten. Gleiche Sonne, gleiche Stürme, aber nicht dieselbe Atmosphäre.

Der Teufelskreis des Widerstands

Die Luft wird nach unten hin sehr schnell dichter. Etwas mehr Zeit in der Tiefe bedeutet viel mehr Widerstand. Mehr Widerstand senkt die Bahn, was die Sonde noch tiefer bringt, wo die Luft noch dichter ist. Die Autoren beschreiben diese verstärkende Rückkopplung als den Kern der Geschichte: ein kleiner anfänglicher Unterschied, der sich selbst nährt.

Stürme als Beschleuniger

Das Weltraumwetter drückte in dieselbe Richtung:

• Im Oktober 2022 fällt eine Reihe bescheidener geomagnetischer Stürme mit dem ersten deutlichen Sprung der Lücke zusammen. Zu diesem Zeitpunkt war Sonde A bereits bei etwa 180 Kilometern, B über 200. Die Autoren erinnern daran, dass ein mäßiger Sturm im Februar 2022 bereits den Verlust von 38 Starlink-Satelliten verursacht hatte, indem er die Luft um 200 Kilometer aufblähte.
• Starke Stürme im Dezember 2023, dann im März und August 2024 fallen jeweils mit einer neuen Erweiterung der Lücke zusammen.
• Während des „Gannon”-Sturms im Mai 2024 scheint die Erholung von Sonde A gebremst worden zu sein, nicht die von B. Die beiden Sonden passierten damals zu unterschiedlichen Abendzeiten, was eine Rolle spielen könnte.
• Im Hintergrund erwachte die Sonne: Ihre Ultraviolettstrahlung steigt seit 2019 mit dem neuen Sonnenzyklus, verdichtet die obere Atmosphäre und macht jeden kleinen Bahnunterschied kostspieliger.

Lehren für überfüllte Umlaufbahnen

Kein einzelner Sturm erklärt es: Die Divergenz entsteht aus kleinen Bahnunterschieden, die immer wieder durch Stürme und durch den steilen Anstieg der Luftdichte mit abnehmender Höhe verstärkt werden. Die Autoren räumen die Grenzen ihrer Werkzeuge ein – ein gemitteltes Atmosphärenmodell, das Stürme unterschätzt, Bahndaten, die beim finalen Absturz unscharf werden, und ein berechneter Energieverlust, der um den Faktor zehn herunterskaliert werden musste, um zum beobachteten zu passen. Dennoch schließen sie, dass zwei Raumfahrzeuge auf nahezu identischen Bahnen unter demselben Himmel sehr unterschiedliche Lebensdauern haben können – eine Lehre für die Vorhersage, wann Satelliten und Weltraumschrott herabfallen.