UN-Verbot von Quecksilber als Treibmittel offenbart Lücken im „Weltraumrecht“

Im Jahr 2018, Kevin Bell, Personalberater bei NGO Öffentliche Bedienstete für Umweltverantwortung PEER, erhielt Informationen von a Whistleblower über ein neues Satelliten-Triebwerk in der Entwicklung, das Quecksilber – ein hochgiftiges flüssiges Metall – als Treibmittel verwendete.

Das Unternehmen – Apollo Fusion – war dabei, seine Technologie an Raumfahrtunternehmen wie SpaceX und OneWeb zu verkaufen, die in der Planungsphase waren, neue auf den Markt zu bringen.Mega-Konstellationen mehrerer Satelliten in den Orbit. Der Whistleblower war offenbar von der Sorge motiviert, dass diese Systeme Quecksilber in die obere Atmosphäre abgeben würden, das dann seinen Weg zurück zur Erde finden würde.

Quecksilber aus Plasma erschöpft Raketentriebwerke auf einem Satelliten im Weltraum könnte in die Erdatmosphäre zurückkehren, in die Luft gelangen und sich in Gewässern absetzen. Obwohl es als Kraftstoffkomponente billig zu verwenden ist, ist es auch ein starkes bioakkumulierbares Neurotoxin. Dies bedeutet, dass es sich in lebenden Organismen und darüber anreichern kann in der Nahrungskette aufsteigen, was schließlich zu Beschädigungen führtneurologische Symptome beim Menschen.

Daher sind die negativen Auswirkungen seiner Verwendung im Satellitenantrieb potenziell enorm.

Sicherlich war das illegal?

Der Minamata-Vertrag schließt Leerzeichen aus

Seltsamerweise gab es eine Regulierungslücke im Völkerrecht, das die Verwendung von Quecksilber - der Vertrag von Minamata.

Während die Minamata-Konvention über Quecksilber, deren Erstunterzeichner die USA im Jahr 2013 waren, eine lange Liste verbotener Verwendungen für Quecksilber enthält, gehörte seine Verwendung im Weltraum nicht dazu. AußerdemDie Verantwortung für die Durchsetzung der Vertragsbedingungen liegt bei den einzelnen Regierungen.

Bei der Prüfung von Anträgen auf Genehmigungen für Satelliten-Raumstationen muss die Eidgenössische Kommunikationskommission FCC erkundigt sich nur nach der „Exposition des Menschen gegenüber [gefährlicher] Hochfrequenzstrahlung“ oder hochintensiver Beleuchtung.

Keine anderen Umweltauswirkungen, einschließlich Quecksilberemissionen oder das Vorhandensein anderer gefährlicher Materialien in der Startnutzlast, werden derzeit von der FCC geprüft.

Aufdeckung von Rissen in der Regulierung

PEER hat a gesendetAnfrage an die FCC im Jahr 2018 und forderte sie auf, eine Umweltprüfung durchzuführen, bevor Kommunikationssatelliten „Mega-Konstellationen“ genehmigt werden. In ihrer Anfrage wies PEER darauf hin, dass „der Regulierungsansatz der FCC der Hands-off-Aufsicht, die es ablehnt, die Art der Objekte zu untersuchenes berechtigt, in den Weltraum geschossen zu werden, hat einen massiven blinden Fleck hinterlassen, der korrigiert werden sollte, bevor die Mega-Konstellationen gestartet werden, und die Quecksilberschadstoffe können nicht sicher zurückgewonnen werden."

PEER wies ferner darauf hin, dass die Verwendung von Quecksilber zum Antrieb geplanter LEO-Satellitenkonstellationen zur Freisetzung von etwa 20 Tonnen Quecksilber pro Jahr führen könnte und dass ein Import von Quecksilber bei der Herstellung der Triebwerke ein klarer Verstoß gegen diese Bestimmungen sein könntedes Minamata-Vertrags. Nicht nur das, die FCC verstieß auch gegen den Vertrag, indem sie sich weigerte, die Herkunft des Quecksilbers zu untersuchen.

Schneller Vorlauf bis 2022. Am 28. März, dem Die Vereinten Nationen verabschiedeten eine Bestimmung zum schrittweisen Ausstieg aus der Verwendung von Quecksilber als Satellitentreibstoff bis 2025 während der Viertes Treffen der Konferenz der Vertragsparteien COP des Übereinkommens von Minamata über Quecksilber.

„Nach bestem Wissen und Gewissen war unsere Bitte an die FCC, die Umweltauswirkungen von Aktivitäten im Orbit zu berücksichtigen, der erste Versuch, das US-Umweltrecht im Weltraum anzuwenden“, sagte Bell.IE.

Was nach oben geht, kommt wieder nach unten - so geht's

Brad King, sagte der Richard und Elizabeth Henes Professor für Raumfahrtsystemtechnik an der Michigan Technological University und der CEO von Orbion Space Technology, Inc.IE dass Quecksilber als Treibmittel auf drei Arten zum globalen Quecksilber beitragen kann.

Die erste ist die Möglichkeit von Quecksilber in der Luft.

Es gibt mehrere wissenschaftliche Studien zu diesem Phänomen, und „der Konsens ist, dass dieses Quecksilber schließlich zur Erde zurückkehren wird, obwohl es in den Weltraum emittiert wird“, sagte King.

Er erklärte, dass dies geschieht, weil die emittierten Quecksilberatome mit der sehr spärlichen Atmosphäre des Weltraums kollidieren, und diese Kollisionen dazu führen, dass die Quecksilberatome an Geschwindigkeit verlieren und schließlich in die dichtere Atmosphäre zurückfallen, wo weitere Kollisionen dazu führen, dass sie absinkennoch schneller.

King betonte, dass, obwohl der ersten Möglichkeit die meiste Aufmerksamkeit geschenkt wurde, die nächsten beiden nicht nur weitaus tödlicher sind, sondern auch mit größerer Wahrscheinlichkeit auftreten.

Satellitenausfall ist eine hohe Wahrscheinlichkeit

Satelliten, die den Orbit verlassen, könnten immer noch Quecksilber in ihren Treibstofftanks haben. Das Quecksilber wird freigesetzt, wenn diese Satelliten in der Atmosphäre verglühen. Jetzt, gemäß Weltraumvertrag, Betreiber von erdnahen Satelliten müssen jeden Satelliten innerhalb von 25 Jahren nach dem Start absichtlich aus der Umlaufbahn verlassen, um zu vermeiden, dass Weltraumschrott zurückbleibt.

"In einer typischen erfolgreichen Mission hat der Satellit den größten Teil seines an Bord befindlichen Quecksilbers verbraucht, bevor er die Umlaufbahn verlässt, sodass das restliche Quecksilber, das in die Atmosphäre freigesetzt wird, wenn der Satellit verbrennt, vernachlässigbar wäre. Satelliten versagen jedoch häufig und verlassen unbeabsichtigt die Umlaufbahnund lange bevor ihre Mission beendet ist", sagte King.

Er veranschaulichte dies anhand einer aktuellen Situation.

Im Februar 2022, mehr als 40 SpaceX Starlink-Satelliten fiel nur Wochen nach dem Start aus der Umlaufbahn.

"Ein unerwarteter Sonnensturm führte dazu, dass die Satelliten einige Funktionen verloren, und sie stürzten mit ihren noch vollen Treibstofftanks in einen feurigen Tod. Diese SpaceX-Satelliten taten es nicht verwenden jedoch Quecksilber. Sie verwendeten das viel umweltfreundlichere Krypton für ihre Triebwerke. Krypton ist ein inertes, harmloses Gas, das bereits in unserer Atmosphäre vorhanden ist, und daher ging von diesem teuren Unfall kein Umweltrisiko aus. Allerdings hatten diese Satellitenmit Quecksilber betankt worden wäre, hätte dieses Ereignis dazu geführt, dass Hunderte von Kilogramm Quecksilber entweder in die Atmosphäre freigesetzt oder auf der Erdoberfläche oder im Ozean abgelagert worden wären, wenn die Tanks den Wiedereintritt überlebt hätten", sagte er.

Die dritte Perspektive umfasst Raketen, die Satelliten in die Umlaufbahn befördern. Solche Trägerraketen können versagen.

"In den letzten Monaten gab es bemerkenswerte Raketenexplosionen von Unternehmen wie Astra, RocketLab, Firefly und sogar SpaceX. Unnötig zu sagen, wenn eine Rakete, die beispielsweise aus Florida über dem Ozean abgefeuert wurde, explodiert und diese Rakete 100 trägtSatelliten, von denen jeder einen vollen Quecksilbertank hat, wird dieses Quecksilber im Ozean landen", erklärte King."

Totale Zerstörung, sobald sie auf die Erde zurückgebracht wurde

Obwohl sich Quecksilber in verschiedenen Formen zwischen Luft, Wasser und Boden ausbreitet, ist seine Fähigkeit, sich in lebenden Organismen anzureichern und sich dadurch entlang der Nahrungskette zu bewegen, vielleicht seine schädlichste Auswirkung auf die Umwelt.

"Quecksilber zirkuliert in der Atmosphäre und dringt schließlich in den Menschen ein, indem es die aquatische Nahrungskette nach oben bewegt," Michael Bender, Direktor der Mercury Policy Project und internationaler Koordinator der Zero Mercury Working Group, erzählt IE.

In einem Forschungsarbeit betitelt Sind Quecksilberemissionen aus elektrischen Satellitenantrieben ein Umweltproblem?, Co-Autor Dan Fourie merkte an, dass 75 Prozent des auf die Erde zurückfallenden Quecksilbers in den Weltmeeren abgelagert werden. Dies könnte eine größere Quecksilbermenge darstellen als die landgestützten anthropogenen Quecksilberemissionen, die schließlich in den Ozeanen abgelagert werden.

Im Wasser wandeln aquatische Mikroorganismen und Pflanzen das Quecksilber in tödliches Methylquecksilber um. Wenn Fische die kontaminierten Organismen aufnehmen, konzentriert sich das Quecksilber in ihrem Gewebe in einem Prozess namens Biovergrößerung.

Einmal absorbiertes Quecksilber ist fest an Fischprotein gebunden und kann selbst durch die robustesten Kochmethoden wie Kochen und Frittieren nicht entfernt werden. Der Verzehr von kontaminiertem Fisch kann daher schwerwiegende gesundheitliche Folgen für den Menschen haben.

Dies ist die Situation, die in den 1950er Jahren in Minamata, Japan, auftrat, als große Mengen Quecksilber in das Meeresökosystem der Bucht aufgenommen wurden. Fische aus der Bucht wurden von Anwohnern gegessen, was zum Tod von mehr als 1.000 Menschen führte.mit vielen weiteren Betroffenen mit schweren neurologischen Symptomen, einschließlich Hirnschäden, und einer großen Anzahl von Fällen von fötalen Anomalien bei schwangeren Frauen, die den Fisch gegessen haben.

Und der Schaden, der am verursacht wurdeZentralnervensystem ist irreversibel.

Spätere Untersuchungen ergaben, dass eine örtliche Chemiefabrik unbehandeltes Abwasser mit Methylquecksilberchlorid in die Bucht eingeleitet hatte, das von den Fischen aufgenommen und schließlich an die Dorfbewohner weitergegeben wurde.

„Gesundheitsbehörden weltweit – einschließlich der US-amerikanischen Food and Drug Administration und aller 50 Bundesstaaten – warnen schwangere Frauen, den Verzehr bestimmter Fische zu vermeiden oder einzuschränken, da die Quecksilberbelastungsrisiken bestehen, insbesondere für schwangere Frauen und den sich entwickelnden Fötus“, fügte Bender hinzu.

Eine billigere, aber tödliche Alternative

Die Reduzierung der Satellitenstartkosten führt zur Schaffung einer neuen Generation kleinerer, billigerer Satelliten für die Erdbeobachtung und -kommunikation. Dies führt dazu, dass die untere Umlaufbahn der Erde mit Satelliten übersät ist. Und Quecksilber ist zufällig eines der billigsten und am einfachsten zu lagernden Treibmittel für den elektrischen Antrieb dieser Satelliten.

„Einige Kilogramm Quecksilber können in einem sehr kleinen Gefäß gelagert werden – was wichtig ist, weil der Platz auf Satelliten, die so kompakt wie möglich sein sollen, eine Prämie ist“, sagte King.

Trotzdem, Josef Latrell, sagte der Gründer von Quub, einem SatellitenentwicklungsunternehmenIE, dass die Verwendung von Quecksilber als Brennstoff eine schlechte Idee ist.

"Die Arbeit mit der Substanz ist gefährlich, [sie] hat das Potenzial für Umweltlecks entweder während des Ladens oder beim Transport in den Weltraum", sagte er IE.

Satelliten müssen zwei Tests unterzogen werden – das Design muss einen Qualifizierungstest durchlaufen, und jeder zu startende Satellit muss Abnahmetests unterzogen werden. „Während dieser Tests ist es möglich, dass sich ein Problem entwickelt und Quecksilber kontaminiert wirdalles. Sieht nicht gut aus“, sagte Joseph.

Es gibt bessere Lösungen.

"Unser Motorhersteller verwendet Wismut, Titan oder Aluminium als Kraftstoff. Die Vorteile sind, dass sie von Anfang an solide sind, sodass Sie viel davon nutzen können. Die Elektronik des Motors fällt aus, bevor der Kraftstoff ausgeht,“ sagte Josef.

Ein Quecksilberverbot ist „lebenswichtig“

König hat das hervorgehobenQuecksilber wurde nicht verwendet als Raketentreibstoff in etwa 50 Jahren.

„Aufgrund der gefährlichen gesundheitlichen und ökologischen Auswirkungen von Quecksilber hat sich die Raumfahrtindustrie davon entfernt und verwendet stattdessen Xenon oder Krypton“, sagte er.

Allerdings wird das kürzliche Verbot von Quecksilber als Treibmittel sicherstellen, dass die Industrie in Zukunft nicht mehr auf Quecksilber zurückgreifen wird. Apollo Fusion hat die Verwendung von Quecksilber inzwischen aufgegeben.

„Mindestens ein Unternehmen hat kürzlich die Vorteile von Quecksilber ‚wiederentdeckt‘ und versuchte, seine Eigenschaften in der kommerziellen Raumfahrtindustrie zu nutzen, um [einen] Vorteil gegenüber anderen Unternehmen zu erlangen, die Xenon und Krypton verwenden. Das kürzliche Minemata-Verbot stellt sicher, dass wir dies können.“Wir dürfen die Uhr nicht zurückdrehen und noch einmal schlechte Entscheidungen treffen", fügte King hinzu.

König hat sicher recht.

Die Bemühungen von PEER, von Bells Tweets, enthüllen, wie wichtig das Verbot ist, um eine weitere Minamata-ähnliche Situation abzuwenden. Oder eine Katastrophe epischeren Ausmaßes.