c't 26/2006, S. 66: Raumfahrt

Dr. Hans-Arthur Marsiske

Aufholjagd ins All

Pläne zur deutschen Weltraumexploration

In Dresden berieten hochrangige Vertreter aus Wissenschaft und Industrie über Deutschlands nächste Schritte in der Raumfahrt - die Ziele reichen vom Mond über den Mars bis hin zum Jupitermond Europa.

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Zwei Tage lang war Dresden Mittelpunkt der deutschen Raumfahrt. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hatte zu einer Konferenz über die „Zukunft der deutschen Weltraumexploration“ geladen, um einen Dialog zwischen Wissenschaft, Industrie und Politik zu initiieren und sich über Ziele und Herausforderungen bei der Erforschung des Sonnensystems bis zum Jahr 2025 zu verständigen. Etwa 120 Teilnehmer folgten der Einladung und erlebten ein ungewöhnlich konzentriertes und inspirierendes Vortragsprogramm - mit einem großen Schwachpunkt.

Es hatten wohl viele auf so ein Signal zum Aufbruch gewartet. Denn die Ausgangslage für Weltrauminitiativen, die über den erdnahen Orbit und kommerzielle Anwendungen hinausgehen, ist nicht gerade günstig, seit Deutschland den Anschluss an entsprechende europäische Projekte verpasst hat. „Der Aurora-Zug ist abgefahren“, resümierte Walter Döllinger zum Auftakt der Konferenz die Situation. „Und wer sitzt in der Lokomotive? Italien.“ Der Programmdirektor Raumfahrt beim DLR spielte damit auf das Aurora-Programm der Europäischen Weltraumorganisation ESA an, in dessen Rahmen seit 2001 ein langfristiger Plan zur Erkundung des Sonnensystems erarbeitet wird. Die ehemalige Bundesregierung unter Kanzler Gerhard Schröder hatte als einziges größeres ESA-Mitglied lange eine Beteiligung an diesem Programm verweigert, weil darin auch eine bemannte Mission zum Mars um das Jahr 2030 vorgesehen ist. Erst im Juli 2005 stieg auch Deutschland bei Aurora ein - mit der internen Vorgabe, sich nur an Robotikmissionen zu beteiligen. Inzwischen war es jedoch zu spät, noch Führungsaufgaben zu übernehmen.

China, Indien und die USA preschen vor

Die Dresdner Konferenz sollte jetzt helfen, den Rückstand mit einer eigenen Explorationsinitiative wieder aufzuholen. Eine wichtige Rolle spielt dabei, dass nicht nur in Europa, sondern auch anderswo bereits mehrere Züge Fahrt aufgenommen haben. Insbesondere China und Indien verfolgen im Weltraum sehr ehrgeizige Ziele, die auch bemannte Missionen zum Mond einschließen. Mehrere Referenten bezogen sich zudem auf die US-amerikanische Weltraumstrategie, die im Januar 2004 als Konsequenz aus dem Absturz der Raumfähre Columbia verkündet wurde und die Rückkehr von Menschen zum Mond sowie bemannte Missionen zum Mars und anderen Zielen jenseits des erdnahen Orbits vorsieht. Döllinger hob dabei besonders die neue Aufteilung der Zuständigkeiten hervor: Die Entwicklung gehe dahin, die umfassende Verantwortung für alle erdnahen Vorhaben mehr und mehr dem Militär und den Nachrichtendiensten zu übertragen, während die NASA sich vorrangig um die von der Erde fort weisenden Missionen in den Bereichen Wissenschaft und Weltraumexploration kümmern solle. „Bereits heute“, so Döllinger, „wendet das Department of Defence mehr Mittel für die Raumfahrt auf als die NASA, jährlich etwa zwanzig Milliarden US-Dollar.“

Von diesen finanziellen Dimensionen ließen sich die Konferenzteilnehmer indes nicht einschüchtern, sondern präsentierten zahlreiche Ideen für Weltraumprojekte und diskutierten deren Machbarkeit. Der Gegensatz zwischen bemannten und unbemannten Missionen, der die Diskussion in Deutschland so lange geprägt hat, spielte dabei keine Rolle. Gerhard Neukum von der Freien Universität Berlin, der den Vortragsreigen eröffnete, sagte es ganz deutlich: „Ich halte diese Unterscheidung für völlig überzogen.“

„Vergesst den Mond nicht!“

Neukum ist insbesondere im Zusammenhang mit der europäischen Mission Mars Express bekannt geworden. Ein Bild der unter seiner Leitung gebauten hochauflösenden Stereokamera HRSC schmückte denn auch eine Wand des Konferenzraums. Gleichwohl mahnte Neukum: „Vergesst den Mond nicht!“ Mit eindrücklichen Beispielen demonstrierte er, wie wenig wir trotz Apollo immer noch über unseren kosmischen Nachbarn wissen. Der Mond, so Neukum, sei ein Schlüsselobjekt für die planetare Erkundung, ein Vergleichsobjekt für erdähnliche Planeten, das in den letzten Jahren stark vernachlässigt worden sei.

Urs Mall vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau konnte da nur zustimmen. Die Erforschung des Mondes könne das Verständnis früher planetarer Prozesse verbessern, er sei weniger komplex als andere Planeten und relativ nah. Als besonders interessante Missionsziele nannte Mall das South-Pole-Aitken Basin am Mond-Südpol, einen großen Einschlagskrater, von dem die Forscher sich einen Zugang zum Studium des Mondinneren erhoffen. Über dessen Zusammensetzung und Struktur würde auch ein Netz von Seismometern auf der Mondoberfläche neue Erkenntnisse ermöglichen. Vollständig unerforscht seien zudem die polaren Schattengebiete. In diesen Regionen, die permanent im Dunkeln liegen, könnte Wassereis erhalten geblieben sein. Eben wegen der ständigen Dunkelheit stoßen Methoden der Fernerkundung aus dem Orbit rasch an ihre Grenzen. Letzte Gewissheit dürften daher nur Landemissionen bringen.

Neben dem Mond war vor allem der Mars Thema vieler Vorträge. Doris Breuer vom Berliner DLR-Institut für Planetenforschung etwa stellte Überlegungen an, was nach der im Rahmen des Aurora-Programms geplanten Mission ExoMars (Starttermin: 2013) folgen könnte. ExoMars soll einen Rover auf der Oberfläche absetzen und nach Spuren von Leben suchen. Damit zusammenhängende Fragen nach der Bewohnbarkeit eines Planeten, so Breuer, seien dadurch aber noch nicht erfasst. Sie skizzierte die komplexen geophysikalischen Wechselwirkungen, die die Entstehung und Entwicklung von Leben begünstigen, aber auch wieder erschweren können. Über solche Prozesse sei noch sehr wenig bekannt, etwa die Bedeutung des frühen Magnetfelds auf dem Mars oder den Verlust der Atmosphäre. Ähnlich wie beim Mond sei die Untersuchung des Marsinneren mit Hilfe von Seismometern wünschenswert. Breuer schlug eine kombinierte Mission aus einem Orbiter und vier Landern vor, um solche Fragen angehen zu können.

Zum Jupitermond Europa will Manfred Reimert vom ZARM (Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation) an der Universität Bremen. Dort soll eine Sonde abgesetzt werden, die sich durch die wahrscheinlich mehrere Kilometer dicke Eisdecke bis zum darunter vermuteten Ozean bohrt. Dort könnte es Leben geben. Seit auf der Erde Mikroorganismen entdeckt wurden, die am Meeresboden bei völliger Abwesenheit von Sonnenlicht geothermische Energie nutzen, werden die Chancen dafür recht hoch eingeschätzt. Für die Kommunikation mit der Erde soll die Sonde auf ihrem Weg durchs Eis mehrere Relaisstationen aussetzen.

In noch weitere Fernen zielen die Ideen von Robert F. Wimmer-Schweingruber von der Universität Kiel, der die galaktische Umwelt des Sonnensystems untersuchen will. „Seit seiner Entstehung hat das Sonnensystem mindestens 18-mal das Zentrum der Milchstraße umkreist und dabei sehr unterschiedliche Regionen durchquert“, sagte er. Die dabei aufgetretenen Wechselwirkungen mit dem interstellaren Medium hätten auch Auswirkungen auf das irdische Klima gehabt, ließen sich hier aber nur ungefähr 500 Millionen Jahre weit zurück verfolgen. Auf dem Mond und auf Asteroiden seien die geologischen Archive dagegen vermutlich besser erhalten. Das günstigste Signal/Rausch-Verhältnis für interstellare Materie erwartet Wimmer-Schweingruber an den Mondpolen.

Die Industrie ist bereit

Alle Wege führen offenbar über den Mond, der selbst als Forschungsobjekt interessant ist, aber auch als Basis für weitergehende astronomische Studien sowie als Testumgebung für neue Raumfahrttechnologien. Vertreter der Raumfahrtindustrie, die das Programm des zweiten Konferenztages bestritten, unterstrichen, dass sie bereit und in der Lage sind, die Herausforderungen einer Mission zum Erdtrabanten anzunehmen.

Peter Hofmann von der Kayser-Threde GmbH berichtete, er habe in den vergangenen Monaten viele Gespräche über Mondmissionen geführt. Für deren Realisierung, so Hofmann, sei ein „gestuftes Gesamtprogramm mit finanzierbaren Einzelschritten“ erforderlich. Er favorisiert eine Kombination aus Mondorbiter und Rover auf der Oberfläche, wobei Vorarbeiten anderer Missionen genutzt werden könnten.

Synergieeffekte betonte auch Rolf Janovsky von der OHB-System AG. Die wissenschaftliche Untersuchung der Entstehung des Mondes etwa habe Konsequenzen für andere Himmelskörper wie Venus und Uranus, bei denen, ähnlich dem Erde-Mond-System, eine heftige Kollision in der Frühzeit vermutet wird. Technologisch sei der Mond eine Testumgebung für atmosphärenlose Objekte mit 1 bis 200 Prozent Erdmasse. „Der Mond ist keine Sackgasse, sondern wissenschaftlich hochinteressant“, sagte Janovsky. Deutschland solle eine eigene Mondmission vorbereiten und die Führungsrolle bei einer europäischen Mission übernehmen.

Nach der Sojus

Der ehemalige Astronaut Ernst Messerschmid, heute Professor für Astronautik und Raumstationen an der Universität Stuttgart, skizzierte ein „Geospace Exploration Vehicle“ (GEV), mit dem sich die Erde-Mond-Umgebung erschließen ließe. Von besonderem Interesse sind dabei, neben den beiden Himmelskörpern selbst, die sogenannten Librationspunkte, an denen sich ihre Schwerkraftwirkungen neutralisieren und die daher bevorzugte Orte für die Stationierung von astronomischen Observatorien oder Raumstationen sind. Als Ausgangspunkt für so ein GEV könnte die Internationale Raumstation ISS dienen, von der aus sich ungefähr alle neun Tage ein Startfenster zum Mond öffnet.

Neue Transportsysteme für den Flug von der Erde zur ISS sind bereits in der Entwicklung. Erst im vergangenen September erklärte die ESA ihre Bereitschaft, sich mit zwei Millionen Euro am russischen Crew Space Transportation System (CSTS) zu beteiligen, das bis zu sechs Kosmonauten zur ISS befördern können und ab 2012 die Sojus-Kapsel ablösen soll. Cristian Bank von Astrium Space Transportation erläuterte, wie in das CSTS auch die Erfahrungen mit dem europäischen ISS-Versorgungsraumschiff ATV (Automatic Transfer Vehicle) und dem Weltraumlabor Columbus einfließen könnten. Bank erwartet ab 2010 einen Paradigmenwechsel in der Raumfahrt: Bislang seien Missionen in den erdnahen Orbit und zur ISS weitgehend parallel und ohne große Berührungen zu Mond- und Marsmissionen konzipiert worden. Mit der Ausmusterung des Space Shuttle durch die USA dürften diese Bereiche wieder stärker zusammenwachsen.

Als Einstiegsmission für Europas Aufbruch zum Mond schlug Banks Kollege Hartmut Müller das Konzept LIFE (Lunare Infrastruktur für Exploration) vor. Mit einem einzigen Raketenstart, so Müller, sei es möglich, auf dem Mond ein Radioteleskop zu errichten. Die dafür erforderliche Technik sei mit Ariane-Rakete und ATV bereits teilweise vorhanden. Die wichtigste neu zu entwickelnde Komponente sei ein Landegerät. Bis zur nächsten ESA-Ministerratskonferenz im Jahr 2008 könnte das Missionsszenario entscheidungsreif sein.

Nachholbedarf

Die Erkundung des Weltalls ist nicht nur wissenschaftlich und technologisch interessant, auch die Politik würde gerne mit den Pfründen wuchern. So betonte Thomas Jurk, sächsischer Staatsminister für Wirtschaft und Arbeit, in seinem Begrüßungswort zu Beginn der Konferenz, dass eine erfolgreiche Verständigung über Ziele der Raumfahrt auf globaler Ebene das Vertrauen in die Kompetenz der Politik auch bei der Lösung regionaler Probleme stärken könnte. Auch DLR-Raumfahrtchef Döllinger hob ausdrücklich die bildungspolitischen und kulturellen Aspekte der Raumfahrt hervor. Außer wiederholten Appellen, die Jugend begeistern zu wollen, spielten sie im weiteren Verlauf der Konferenz aber keine Rolle mehr.

Dass es hier aber noch erheblichen Nachholbedarf gibt, zeigten nicht zuletzt die Forums-Re-aktionen auf den Konferenzbericht im Heise-Newsticker: Manche Leser hielten den Artikel offenbar für eine gelungene Satire. Wissenschaftler und Ingenieure in Deutschland mögen bereit sein für den Aufbruch zum Mond. Aber die dafür erforderliche Unterstützung der Politik und damit letztlich den Wähler werden sie nur gewinnen, wenn sie die kulturellen Dimensionen ihrer Aktivitäten wirklich ernst nehmen. (pmz)

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