Der Spiegel, Germany
China Mobilizes for 'War of the Heavens'

What could the USA do to prevent an attack on one of its satellites? Probably nothing ...

By Markus Becker  

Translated By Armin Broeggelwirth

January 19, 2007

Germany - Der Spiegel - Original Article (German)    

A test of America's anti-missile defense system:
It depends upon satellites in orbit, most of which
are now apparently vulnerable.

—BBC VIDEO NEWS: Chinese anti-satellite
test changes the global military balance,
Jan. 20. 00:01:41 WindowsVideo

A hole created by a tiny piece of
debris in NASA's Solar Max satellite.


The spectacular destruction of a satellite by the Chinese could ring in a new era of global weapons competition. Politicians and experts are puzzled: What is China planning? How great is the danger to the West's communications networks?

No one saw or heard the explosion, which took place last week over 800 kilometers [500 miles] above the earth. But it nevertheless sent political shock waves around the globe: China shot down one of its old weather satellites with a ground-based missile. It was the first time that such an undertaking has succeeded - and it proves official assertions that there is "no space arms race" to be absurd.

Experts still don't know all the details of what happened. But this much seems clear: On the night of January 11-12, a ballistic missile fired from China's Space Center in Xichang destroyed an outdated weather satellite, the Feng Yun-1C, shattering it into thousands of pieces. This was the first time since 1985 that a satellite has been shot down: At that time, an American F-15 fighter destroyed the research satellite Solwind P78-1 with a special missile.

The debris from the Chinese satellite represents an enormous danger for other satellites. Weapons expert David Wright, a U.S. researcher with the Union of Concerned Scientists, said that the satellite's destruction likely created about 800 fragments of debris ten centimeters or larger, about 40,000 fragments between one and ten centimeters, and about 2 million fragments up to a millimeter. 

Even such small objects can inflict tremendous destruction in orbit. Experience with satellites and the Space Shuttle as well as experiments on the ground demonstrate this impressively. What the threat from this to satellites now in orbit is not exactly clear. But in the opinion of experts, it is considerable. "The orbit between 800 and 850 kilometers is very important for observing the earth," said Michael Khan of the European Space Agency (ESA) in a interview with SPIEGEL ONLINE. In this range, for instance, orbits the "Envisat," "Metop" and the new Planet-Finder "Corot" satellite. The fact that there is now at exactly this height a large debris cloud racing around the globe is, according to Khan, "devastating."

Moreover, depending on its size, the cloud of space rubble could circle the globe for decades or even centuries before it burns-up in the atmosphere. In this regard, the 1985 weapons test by the U.S. was less harmful because the Solwind satellite was only orbiting at 600 kilometers. "At a height of 800 kilometers, the debris remains in orbit about ten times longer," explain Khan. The ruins of Solwind - estimated to consist of 250 to 300 individual pieces - remained in orbit a full 15 years before the last of it burned-up.


Mission control at China's Xichang Space Center.


Yet the political consequences of the test are certainly even more significant. The U.S. government expressed extreme concern - and it has good reason to be concerned. Because among other things, the Chinese test has dealt a blow to the National Space Doctrine RealVideo issued by the U.S. government in October 2006. According to this doctrine, the USA wants to preserve its, "rights, capacities and freedom of action ... and oppose the development of new legal regimes or other restrictions that seek to prohibit or limit U.S. access to or use of space." Now Washington could be forced to restrict these plans. 

To hit a satellite with a ground-based missile is extremely tricky, since the target is an object only a few meters wide which is traveling at a speed of several thousand kilometers per hour in relation to the ground. It was for exactly this reason that the Russians and Americans never tried to construct such anti-satellite missiles. They instead concentrated on systems that are space-based and can destroy hostile satellites from orbit. For this reason, America's ground-based systems have up to now only been able to temporarily paralyze a hostile satellite or craft.


The fact that the Chinese succeeded in downing a satellite with a ground-based missile at first came as a surprise. To be sure, the Chinese cheated a little, as space expert James Oberg wrote for U.S. news broadcaster MSNBC RealVideo. Data released by the North American Aerospace Defense Command (NORAD RealVideo) shows that the orbit of the Fengyun satellite was adjusted just before impact - its orbit rose by about 30 kilometers.

"Such tweaking is characteristic of a satellite lining up its orbital path for a rendezvous with a ground-launched visitor," writes Oberg. The international space station is positioned in such a way to accommodate a docking maneuver with the Russian Soyuz space capsule. In a war-like conflict however, no genuine target would position itself so conveniently.

Therefore the question remains, what are the Chinese really capable of? If they are in a position to shoot down any satellite, it would represent a serious threat to American plans for a space-based national anti-missile defense system, which is dependent, among other things, on satellites.


The International Space Station: Now threatened by space debris.


Particularly alarmed is Taiwan RealVideo, which is threatened by China: The island nation is dependent on satellites to guard against Chinese cruise missiles, which are arrayed against Taiwan. In a conflict situation, the commercial and military satellites of the USA, Europe, Israel and Japan would also be threatened. Without their precision eyes in the sky, Western militaries would be practically blind.

In addition, the demonstration of Chinese power could confirm the concerns of critics, who reproach the U.S. government for pursuing a unilateral foreign policy that is so lopsided in its focus on battling Islamic terrorism. Meanwhile it has neglected the need to restrain nuclear build-ups in Pakistan, India, North Korea and Iran, as well as the growing power and Great-Power behavior of Russia and China. "Each of these countries possesses - by far - more destructive power than the handful of madmen scattered across Arabia that we call al-Qaeda," commented made by Loren B. Thompson of America's Lexington Institute RealVideo.


Russia and China have denied wanting to station weapons in space and instead have demanded an international agreement against the militarization of space. How serious this demand is, is certainly open to question. But up to now, any such agreement has been definitely rejected by the USA: Under its space strategy, the U.S. government categorically rejects all agreements that would limit military uses of space by the United States.

And to date, the USA has also argued that such an agreement is unnecessary - because there wouldn't be any weapons in space. The Chinese test has now impressively proves the opposite.

The curse of the Chinese test is that security and military policy must immediately regard any newly-developed rocket of suitable size as a potential anti-satellite weapon. The dual-use issue creates additional problems: At present, lots of technology is being developed for space rendezvous robots for repair. The flick of a joystick during close approach is all it takes to convert a rescue mission into an attack," says Oberg.


What could the USA do to prevent an attack on one of its satellites? Probably nothing. To be sure, the U.S. Air Force in its space war doctrine lists a set measure for the protection of its own space assets, like positioning satellites at many different orbits and regularly changing their radio frequencies to inhibit attempts at interference. But these measures can only protect the U.S. communications network as a whole.

The Pentagon's 'Kinetic Energy Interceptor' could provide some protection ... in 2014.


But to protect an individual satellite from attack is almost impossible. Even if a satellite executes evasive maneuvers and has sufficient advance warning, they don't as a rule carry sufficient fuel for such maneuvers.

In addition, it isn't practical to protect orbiters with armor since such a measure, if possible at all, would increase the weigh dramatically and the cost of launching such heavy objects into orbit would be astronomical. Others exotic preventive measures are still years away. Among them, for instance, is the "Airborne Laser," a jumbo jet that could shoot down hostile missiles with a powerful laser immediately after lift-off. Similarly, the so-called "Kinetic Energy Interceptor RealVideo" is a type of long-range missile without a warhead that would intercept hostile missiles and which could be operational by 2014 at the earliest.

The Chinese test could be thoroughly successful in a political sense: It could force the USA to restrict its activities in space. That would save the Chinese from a costly weapons race, a race that the Soviets lost to the Americans long ago - with well-known results.

German Version Below

China rüstet für den himmlischen Krieg

Von Markus Becker

Der spektakuläre Satelliten-Abschuss der Chinesen könnte eine neue Ära des globalen Wettrüstens einläuten. Politiker und Experten rätseln: Was bezweckt China? Wie groß ist die Gefahr für das Kommunikationsnetz des Westens?

Niemand hat die Explosion gehört oder gesehen, die sich vergangene Woche mehr als 800 Kilometer über der Erde ereignet hat. Dennoch schickt sie zumindest politische Schockwellen um den Globus: China hat vom Boden aus mit einer Rakete einen seiner alten Wettersatelliten abgeschossen. Es ist das erste Mal, dass so etwas gelungen ist - und es führt die offiziellen Beteuerungen, es gebe kein Wettrüsten im All, endgültig ad absurdum.

Experten wissen derzeit noch nicht in allen Details, was genau geschehen ist. Nur so viel scheint bisher klar zu sein: Eine ballistische Rakete, gestartet vom chinesischen Weltraumbahnhof Xichang, hat in der Nacht vom 11. zum 12. Januar den veralteten Wettersatelliten "Fengyun-1C" getroffen und in viele Tausend Trümmerteile zerlegt. Es ist das erste Mal seit 1985, dass ein Satellit abgeschossen wurde: Damals hat ein amerikanischer F-15-Kampfjet den Forschungssatelliten "Solwind P78-1" mit einer speziellen Rakete vernichtet.

Waffen im All: Der Orbit wird zur Kampfzone

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Die Reste des chinesischen Satelliten stellen eine immense Gefahr für andere Satelliten dar. Rüstungsexperte David Wright vom US-Forscherverband Union of Concerned Scientists sprach von 800 Fragmenten ab einer Größe von zehn Zentimetern. Hinzu kämen fast 40.000 Trümmer zwischen einem und zehn Zentimetern und rund zwei Millionen Teile von bis zu einem Millimeter.

Selbst derart kleine Objekte können im Orbit eine ungeheure Zerstörungskraft entfalten. Erfahrungen mit Satelliten und Space Shuttles sowie Experimente am Boden haben das eindrucksvoll gezeigt. Welche Gefahr den Satelliten nun droht, die sich derzeit in der Umlaufbahn befinden, ist noch nicht genau klar. Sie ist nach Ansicht von Experten aber beachtlich. "Die Umlaufbahn zwischen 800 und 850 Kilometern Höhe ist sehr wichtig für die Erdbeobachtung", sagte Michael Khan von der europäischen Raumfahrtagentur Esa im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. In diesem Bereich befinden sich etwa die Esa-Satelliten "Envisat", "Metop" und der neue Planetenfinder "Corot". Dass genau in dieser Höhe nun eine große Trümmerwolke umherrast, hält Khan für "verheerend".

Zudem könnten die Trümmerteile abhängig von ihrer Größe Jahrzehnte, mitunter gar Jahrhunderte um die Erde kreisen, ehe sie in der Atmosphäre verglühen. In dieser Hinsicht war der US-Waffentest von 1985 harmloser, da sich der "Solwind"-Satellit in nur 600 Kilometern Höhe befand. "In 800 Kilometern Höhe bleiben Trümmerteile etwa zehnmal länger im Orbit", erklärt Khan. Die Trümmer von "Solwind" - ihre Zahl wurde auf 250 bis 300 geschätzt - schwirrten volle 15 Jahre um die Erde, ehe das letzte von ihnen verglüht war.

Schlag gegen Bushs-All-Macht-Doktrin

Noch schwerer dürften allerdings die politischen Folgen des Tests wiegen. Die US-Regierung äußerte sich höchst beunruhigt - und hat dazu allen Grund. Denn der chinesische Test ist unter anderem ein empfindlicher Schlag gegen die erst im Oktober 2006 veröffentlichte Weltraum-Doktrin der US-Regierung. Danach wollen die USA ihre "Rechte, Fähigkeiten und Handlungsfreiheit im All" bewahren und andere daran hindern, diese Freiheit zu beeinträchtigen. Nun könnte Washington gezwungen sein, diese Pläne einzuschränken.

Einen Satelliten mit einer bodengestützten Rakete zu treffen, ist äußerst knifflig. Immerhin gilt es ein Objekt zu treffen, das nur wenige Meter groß und im Verhältnis zum Boden mit mehreren Tausend Kilometern pro Stunde unterwegs ist. Genau aus diesem Grund haben die Russen und Amerikaner nicht versucht, solche Anti-Satelliten-Raketen zu bauen. Sie konzentrierten sich stattdessen auf Systeme, die ebenfalls im Orbit schweben und von dort aus feindliche Satelliten zerstören sollen. Die bodengestützten Systeme der Amerikaner können feindliche Orbiter bisher nur vorübergehend lahmlegen.

Nur ein Trick-Schuss?

Dass nun den Chinesen der Abschuss mit einer bodengestützten Rakete gelungen ist, überrascht zunächst. Allerdings haben die Chinesen wohl auch ein wenig gemogelt, wie Raumfahrt-Experte James Oberg für den US-Nachrichtendienst MSNBC schrieb. Die bisher bekannt gewordenen Daten des North American Aerospace Defense Command (Norad) zeigten, dass die Umlaufbahn des "Fengyun"-Satellit kurz vor dem Aufprall angepasst wurde - seine Höhe stieg um 30 Kilometer.

"Solche Manöver werden normalerweise durchgeführt, um einen Satelliten auf ein Treffen mit einem Besucher vom Boden vorzubereiten", so Oberg. Die Internationale Raumstation etwa bringe sich so für Andockmanöver russischer Sojus-Kapseln in Stellung. In einem kriegerischen Konflikt aber würde sich kein echtes Ziel derart hilfreich verhalten.

Deshalb bleibt die Frage, was die Chinesen wirklich können. Sollten sie in der Lage sein, jeden beliebigen Satelliten abzuschießen, wäre das unter anderem eine ernstzunehmende Gefahr für die US-Pläne einer Nationalen Raketenabwehr im All, die unter anderem auf Satelliten basiert.

Alarmstimmung in Taiwan

Besonders alarmiert reagierte das von China bedrohte Taiwan: Der Inselstaat ist auf Satelliten angewiesen, um chinesische Marschflugkörper zu überwachen, die auf Taiwan gerichtet sind. Auch die kommerziellen und militärischen Satelliten der USA, Europas, Israels und Japans wären im Konfliktkfall bedroht. Ohne die präzisen Himmelsaugen wären etwa die westlichen Streitkräfte praktisch blind.

Die chinesische Machtdemonstration könnte zudem Kritiker bestätigen, die der US-Regierung vorwerfen, in der Außenpolitik zu einseitig auf den Kampf gegen den islamischen Terrorismus zu setzen. Derweil vernachlässige man die Eindämmung der nuklearen Aufrüstung in Pakistan, Indien, Nordkorea und Iran sowie das erstarkende Großmacht-Gebaren Russlands und Chinas. "Jeder dieser Staaten besitzt bei weitem mehr Zerstörungskraft als die Handvoll Irrer, die über Arabien verstreut sind und die wir al-Qaida nennen", kommentierte etwa Loren B. Thompson vom Lexington Institute in den USA.

Jede neue Rakete ab sofort eine Anti-Satelliten-Waffe

Russland und China haben bisher dementiert, Waffen im Weltraum stationieren zu wollen und stattdessen ein internationales Abkommen gegen die Militarisierung des Alls gefordert. Wie ernst diese Forderung gemeint ist, dürfte allerdings fraglich sein, da ein solches Abkommen bisher an den USA gescheitert wäre: In ihrer Weltraum-Strategie lehnt die US-Regierung alle Verträge kategorisch ab, die eine militärische Benutzung des Alls durch die USA einschränken würden.

Die USA haben auch argumentiert, dass ein solcher Vertrag bis dato nicht notwendig sei - weil es einen Rüstungswettlauf im Orbit überhaupt nicht gebe. Der chinesische Test hat nun eindrucksvoll das Gegenteil bewiesen.

Der Fluch des chinesischen Tests ist, dass Sicherheitspolitiker und Militärs ab sofort jede neu entwickelte Rakete von passender Größe als potentielle Anti-Satelliten-Waffe betrachten müssen. Hinzu kommt das Dual-Use-Problem: Derzeit wird viel Technologie entwickelt, die das Zusammentreffen von Satelliten mit anderen Geräten, etwa Reparatur-Robotern, ermöglichen soll. "Aber schon ein Ruck am Steuerknüppel während des Anflugs würde ausreichen, um die Rettungsmission in einen Angriff zu verwandeln", meint Oberg.

Schutzlose Kommunikations-Satelliten

Was könnten die USA tun, um eine Attacke auf einen ihrer Satelliten zu verhindern? Wahrscheinlich nichts. Zwar listet die US-Luftwaffe in ihrer Weltraum-Kriegs-Doktrin eine Reihe von Maßnahmen zum Schutz der eigenen Gerätschaften im Orbit auf, etwa Satelliten auf vielen unterschiedlichen Umlaufbahnen zu positionieren und die Funkfrequenzen regelmäßig zu wechseln, um Störversuche zu unterbinden. Doch diese Maßnahmen können nur das US-Kommunikationsnetz als Ganzes schützen.

Einen einzelnen Satelliten vor einer Attacke zu bewahren ist indes nahezu unmöglich. Selbst wenn Satelliten für ein Ausweichmanöver genügend Vorwarnzeit hätten, tragen sie in der Regel nicht genügend Treibstoff mit sich.

Auch eine Panzerung ist nicht praktikabel, da sie die Orbiter viel zu schwer machen würde. Sie in eine Umlaufbahn zu schießen, würde - falls überhaupt noch möglich - astronomische Kosten verursachen. Andere, exotische Schutzmaßnahmen sind noch Jahre von einem möglichen Einsatz entfernt. Darunter ist etwa der " Airborne Laser", ein Jumbo-Jet, der mit einem starken Laser feindliche Raketen unmittelbar nach dem Start abschießen soll. Ähnliches soll der sogenannte "Kinetic Energy Interceptor" können, eine Langstreckenrakete ohne Sprengkopf, die aber frühestens 2014 einsatzfähig sein soll.

Der chinesische Test könnte deshalb im politischen Sinn durchaus erfolgreich sein: Die USA sind nun möglicherweise gezwungen, ihre Aktivitäten im All von sich aus zu beschränken. Das würde den Chinesen einen kostspieligen Rüstungswettlauf ersparen, denn einen solchen haben bereits die Sowjets gegen die Amerikaner verloren - mit dem bekannten Ergebnis.