Jul 21 2009

Ein Raumfahrtprogramm für das 21. Jahrhundert

Heute sind 40 Jahre vergangen, seit der erste Mensch seinen Fuss auf den Mond setzte. Doch das Denkmuster der kurzfristigen, nationalen Interessen ist heute überholt. In diesem Artikel geht es darum, was wir im 21. Jahrhundert im Weltraum erreichen wollen – und können.

Über Sinn und Zweck der bemannten Raumfahrt wird – gerade heute wieder – gerne gestritten: welchen Sinn hat es, heisst es da zum Beispiel, Menschen in sorgfältig konstruierten, aber fragilen „Blechbüchsen“ ins All zu schiessen, während einigen Tagen jeden ihrer Herzschläge zu überwachen und am Ende zu hoffen, dass alle wider heil herunter kommen? An unbemannten Raumsonden hat fast niemand etwas auszusetzen, ausser, dass manchmal die scheinbar hohen Kosten kritisiert werden, die nun Mal entstehen, wenn man ein paar Tonnen Messgeräte durch viele Millionen Kilometer Raum zu einem anderen Planeten schicken will.

Was bisher geschah

In den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts war der Sinn der bemannten Raumfahrt klar: es ging darum, welche Nation als erste einen Menschen zum Mond und wieder zurück bringen könnte – letztlich als eine Art Beweis für die Fähigkeit eines Wirtschafts- und Gesellschaftssystems, auch schwierigste Hürden zu überwinden. Die Mondlandung war ein Symbol, ein Gradmesser für Fortschrittlichkeit. Sie generierte nicht nur eine Menge hochqualifizierter Jobs und eine lebendige High-Tech-Industrie, sie begeisterte auch eine ganze Generation von Menschen für Wissenschaft und Technologie. Die Zukunft schien damals rosig: man extrapolierte munter die schnelle Entwicklung in die Zukunft und plante für die Jahrtausendwende schon mal Ferien auf dem Mond.

Wir wissen heute, dass es nie soweit kam. Nach der Mondlandung fehlte die Konkurrenz, der Anreiz, weiter zu machen: Nachdem die Sowjets geschlagen waren, gab es im Weltraum nichts mehr zu gewinnen. Ein Wettlauf zum Mars fand nie statt, weil es dem sowjetischen Raumfahrtprogramm erst gegen Ende der 80er Jahre endlich gelang, eine echte Schwerlastrakete (die Energija) zu entwickeln, die Grundlage für ein solches Vorhaben wäre – doch kurz darauf brach die Sowjetunion zusammen. Die Amerikaner hatten zu diesem Zeitpunkt auf die Forderung hin, die Kosten der Raumfahrt zu senken, den Space Shuttle entwickelt und sich damit jeder Möglichkeit beraubt, den Erdorbit ohne die teure Neuentwicklung einer Schwerlastrakete zu verlassen. So beschränkte man sich auf die ewige Warteschlaufe zum nächsten logischen Schritt und baute die Internationale Raumstation ISS. Es gab durchaus Versuche, aus dieser Situation auszubrechen: sowohl Bush Senior als auch Bush Junior entwickelten „Visionen“ (Space Exploration Initiative bei Bush Senior, Vision for Space Exploration beim Junior) zur Rückkehr zum Mond und darüber hinaus, wobei es Bush Junior dank dem nach zwei Unfällen absehbaren Ende des Shuttleprogramms sogar gelang, die Verwirklung dieser „Vision“ im „Constellation-Projekt“ der NASA zumindest anzustossen. Doch nun, unter einem neuen Präsidenten, steht das alles wieder in der Schwebe.

Die Situation heute

Fakt ist, niemand weiss so ganz genau, was der Mensch denn eigentlich im Weltraum soll, warum der Staat viele Milliarden ausgeben soll, damit ein kleines Grüppchen von lebensmüden Privilegierten (sogenannten Pionieren) seine Fussabdrücke in den roten Marssand pressen darf. „Das Überleben der Menschheit sichern, in dem andere Welten kolonisiert werden“ klingt strategisch und langfristig geplant, doch es dürfte allen klar sein, dass das mit den unter den heute gegebenen Umständen niemals erreichbar sein wird – mit heutigen Budgets wird es auch in Jahrhunderten nur für kleine Hopser ins All oder zum Mars (oder vielleicht auch darüber hinaus) reichen, wird es keine autarken Kolonien auf dem Mars oder sonstwo im Weltraum geben. So lange niemand bereit ist, einige Grössenordnungen mehr Geld in die Raumfahrt zu stecken (zum Beispiel hunderte von Milliarden pro Jahr), wird sich die Menschheit diesem illusorischen Ziel kein Bisschen annähern. „Wir Menschen wollen Erforschen und neue Welten erkunden“ wird auch oft genannt und klingt gut, reicht aber nicht allein als Begründung für eine hunderte Milliarden teure Mondstation oder Marsmission. Das Versprechen, „Faszination“ zu wecken und eine neue Generation von Menschen für Naturwissenschaften und Ingenieursberufe zu motivieren, klingt auch nicht schlecht, ist aber – trotz nachweisbarem Effekt in den 60er Jahren – offenbar zu wenig greifbar.

Es ist aber auf der anderen Seite auch ganz klar: nicht alles, was man im Weltraum oder auf anderen Planeten (und Monden) machen könnte, ist durch unbemannte Raumsonden machbar. Die Strecke, die Marsrover wie Spirit und Opportunity in vielen hundert Tagen abfahren, könnten menschliche Forscher in wenigen Tagen absolvieren, und dabei gezielter vorgehen, vor Ort schnell Entscheidungen treffen: ein interessanter Felsen, der ein paar hundert Meter weit weg liegt, bedeutet keinen wochenlangen, sorgfältig geplanten Umweg, sondern eine zehnminütige Expedition. Der Mensch hat durchaus eine Nische, in der sein Einsatz dem Erreichen des Missionsziels mehr nützt als Dutzende von unbemannten Raumsonden das je könnten – doch die hohen Kosten, die entstehen, wenn man einen Menschen (oder eine Gruppe von Menschen) mitsamt lebensfreundlicher Umgebung, Nahrung, Strahlenschutz etc im Sonnensystem herumschicken will, bedeuten, dass man erst einmal bereit sein muss, in absoluten Zahlen hohe Investitionen zu tätigen. Die Wissenschaft, die aus diesen Vorhaben herausschaut, muss die Investition wert sein. Dies mag aber einigen nicht besonders attraktiv erscheinen, selbst wenn die daraus resultierenden wissenschaftlichen Erkenntnisse alles übertreffen würden, was mit unbemannten Systemen erreichbar wäre: auch Politiker haben lieber den Spatz in der Hand (den unbemannten Marsrover) als die Taube auf dem Dach (die bemannte Marsforschungsstation). Eine Marsmission oder eine bemannte Raumstation auf dem Mond bedeuten jahrzehntelange, hohe finanzielle Verpflichtungen mit ungewissem Ausgang, denn schon der nächste amerikanische Präsident (oder die nächsten europäischen Regierungen, im Fall der ESA) könnte das Projekt beenden, vielleicht auch nur, um bei Wahlen ein paar Stimmen mehr zu holen (böse Zungen behaupten anderseits, dass das bemannte Raumfahrtprogramm nach dem Sieg über die Sowjetunion 1969 ohnehin nur noch deshalb existiert, weil gerade die „Raumfahrtstaaten“ Texas, Florida und Kalifornien wichtige, bevölkerungsreiche Staaten sind, die einen entscheidenden Einfluss auf die Präsidentschaftswahlen haben). Daran wird sich so schnell nichts ändern, was bedeutet, dass es zur Zeit zunächst einmal ziemlich schlecht aussieht für eine bemannte Marsmission.

Ein Raumfahrtprogramm für das 21. Jahrhhundert

Für die Entwicklung eines Raumfahrtprogrammes für das 21. Jahrhundert ist es also wichtig, dass für alle – Politiker wie Steuerzahler – klar und verständlich ist, was Sinn und Zweck des ganzen Unternehmens ist. Jede Mission muss ein überprüfbares Ziel haben und zu einem der „grossen Themen“ gehören, die die Menschen im Zusammenhang mit dem Weltraum und dem Sonnensystem beschäftigen. Die „grossen Themen“ sind vor allem:

1. Woher kommen wir, wie ist das Universum entstanden? Was ist unser Platz im Weltraum?

2. Gibt es da draussen andere wie wir? Gibt es Leben auf anderen Planeten?

3. Welche Gefahr droht uns von Asteroiden und Kometeneinschlägen?

Gerade der dritte Punkt wird in den nächsten Jahrzehnten immer grössere scheinbare „Dringlichkeit“ bekommen. Je effizienter die Suchprogramme immer kleinere erdnahe Asteroiden finden, desto häufiger wird man in der Zeitung von „nahen Vorbeiflügen“ in naher und mittelfristiger Zukunft lesen. Die beiden anderen Themen gehören zu den Hauptgründen, warum wir überhaupt Astronomie und Wissenschaft betreiben und kleine Roboterfahrzeuge auf anderen Planeten herumkurven lassen. Ihnen muss, in einem künftigen Raumfahrtprogramm, genügend Platz eingeräumt werden.

Weltraumgestützte Astronomie

Die erste Frage lässt sich mit neuen, weltraumgestützten Teleskopen beantworten – oder zumindest können wir so der Antwort näher kommen. Die Möglichkeiten für irdische Teleskope werden in wenigen Jahrzehnten ausgeschöpft sein. Teleskope können aus Strukturgründen kaum grösser als das E-ELT (European Extremely Large Telescope, ca. 40 m Spiegeldurchmesser) werden – im freien Weltraum spielt die Grösse keinerlei Rolle, auch Segmentspiegel aus Tausenden von Einzelspiegeln und vielen hundert Metern Durchmesser sind denkbar. Zwei Teleskope, die zusammengeschaltet werden, können auf der Erde nirgends mehr als 12800 km (ein Erddurchmesser) voneinander entfernt sein – im Weltraum sind „Basislinien“ von vielen Millionen oder gar Milliarden Kilometern problemlos denkbar. Die Erdatmosphäre verschluckt bestimmte Bereiche des elektromagnetischen Spektrums – um eine wirklich umfassende Astronomie in allen Frequenzbereichen betreiben zu können, müssen wir also ohnehin ins All. Die Radioastronomie wird von der Erde aus wegen der steigenden Anzahl Störquellen im schwieriger – die Mondrückseite hingegen ist, weil der Mond selbst immer direkt vor der Erde steht, der radiostillste Ort im gesamten Sonnensystem. Nicht zuletzt befindet sich 550 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt der Gravitationsfokus der Sonne – dort bündelt die Schwerkraft der Sonne das Licht von weit entfernten Sternen – das grösste denkbare Teleskop überhaupt, mit einer Auflösung von ein paar hundert Kilometern über beliebig viele Lichtjahre (einzige Bedingung: die Sonne muss bei der Beobachtung exakt zwischen dem empfangenden Teleskop und dem zu beobachtenden Objekt stehen – es wäre also ein Teleskop pro Stern nötig, wobei man natürlich nur ganz bestimmte, interessante Sterne auswählen würde, etwa solche, von denen man wüsste, dass sie erdähnliche Planeten besitzen).

Solche Weltraumteleskope, und hier kommt nun der Mensch ins Spiel, müssen gewartet (und ausgebaut) werden. Sicher, auch Roboter können einzelne Geräte austauschen – doch gerade die erfolgreiche Hubble-Reparaturmission hat gezeigt, dass immer wieder mit dem Unerwarteten zu rechnen ist: eine Schraube klemmt, ein Bolzen ist anders eingebaut als in den Plänen spezifiziert war – Menschen können in solchen Situationen kreativ reagieren. Um Teleskope im freien Raum, auf der Mondrückseite oder gar im Gravitationsfokus der Sonne zu warten, müssen Technologien entwickelt werden, um sie dem Menschen zugänglich zu machen. Dazu gehört zum Beispiel ein strahlenfestes Habitatmodul für die Reise zum Teleskop und ein schneller Antrieb, um die Distanz in vernünftiger Zeit zu überbrücken, sowie diverse Manipulationsgeräte für die Arbeit am Teleskop selbst.

Die Suche nach Leben

Die Frage, ob es neben uns noch andere „da oben“ gibt, ob es Leben auf anderen Planeten gibt, hat die Menschheit schon sehr lange beschäftigt. Die oben erwähnten Weltraumteleskope werden nicht nur Astronomie betreiben, sondern auch nach möglichen Signalen von anderen Zivilisationen suchen und die Atmosphären von fernen, erdähnlichen Planeten nach Anzeichen einer Sauerstoffatmosphäre untersuchen. Mit einer Sonde im Gravitationsfokus wird es sogar möglich sein, Kontinente auf einem erdähnlichen Planeten in einem anderen Sternsystem abzubilden. Doch die Suche nach primitivem Leben wird auch im Sonnensystem weiter gehen. Folgende Orte bieten sich für eine Suche nach Lebensspuren an (nach zunehmendem Sonnenabstand geordnet):

1. Die Hochatmosphäre der Venus, wo die erdähnlichsten Bedingungen im gesamten Sonnensystem überhaupt (mit Ausnahme der Erde natürlich) herrschen

2. Das Grundwasser unter der Permafrostschicht auf dem Mars, die Eiskappen an den Marspolen

3. Der möglicherweise vorhandene rhadamantische (=unter der Eiskruste versteckte) Ozean des Zwergplaneten Ceres.

4. Der rhadamantische Ozean der Jupitermonde Europa und Ganymed.

5. Der rhadamantische Ozean der Saturnmonde Enceladus und Titan, sowie die Titanoberfläche

6. Die vermuteten rhadamantischen Ozeane von grossen Kuipergürtelobjekten

Mit Ausnahme der Hochatmosphäre der Venus sind all diese Orte schwierig mit Robotern alleine zu erreichen. Durch Kilometerdickes Marsgestein oder einen Eispanzer zu bohren, erfordert vermutlich eine ausgedehnte und komplexe Expedition – vermutlich unter menschlicher Überwachung (wobei mit zunehmender Erfahrung wohl auch Roboter diese Aufgabe übernehmen könnten). Auch hier gilt: Wenn wir das mit Menschen machen wollen (wir werden nicht darum herum kommen, wenn wir echte Fortschritte machen wollen), müssen wir strahlengeschützte interplanetare Habitatmodule sowie schnelle Antriebe entwickeln (gerade für die Jupitermonde, die Mitten in Jupiters „Van Allen“-Gürteln liegen, ist ein guter Strahlenschutz zwingend).

Die Abwehr von Asteoriden- und Kometeneinschlägen

Wir wissen heute, aus Astronomie und Erdgeschichte, dass die Kollision von Asteroiden und Kometen mit Planeten zur „Tagesordnung“ im Sonnensystem gehört. Einschläge, die katastrophale Folgen für eine planetare Zivilisation nach sich ziehen können (selbst, wenn sie, bei kleineren Einschlägen relativ lokal bleiben – man denke nur an den Tsunami im Dezember 2004 – der Einschlag eines 100 m grossen Asteroiden, wie er alle paar Jahrhunderte vorkommt, könnte einen ähnlichen Tsunami erzeugen), kommen mit einer Regelmässigkeit vor, die einer planetaren Zivilisation tatsächlich bedrohlich werden könnten. Ein Ziel eines Raumfahrtprogramms für das 21. Jahrhundert könnte also sein, diese Gefahr auszuschalten: ein enges Überwachungsnetz erfasst zunächst alle Asteroiden, die der Erde kurz- oder langfristig gefährlich werden könnten. Ein weiteres System ist auf die Früherkennung von Kometen spezialisiert (Kollisionen mit Kometen sind seltener als jene mit Asteroiden, jedoch ist die Vorwarnzeit bei Kometen deutlich kleiner und die Auswirkungen sind wegen der vergleichsweise grossen Durchmesser und Aufprallgeschwindigkeiten grösser). Im Raum werden dann verschiedenste (bemannte und unbemannte) Methoden zur Ablenkung von Asteroiden und Kometen, in allen denkbaren Bahnen und Grössen erprobt und verfeinert.

Die Arbeit auf Asteroiden erfüllt das oben aufgestellte Kriterium für „sinnvolle bemannte Raumfahrt“, wonach das Ziel der Mission überprüfbar und einfach verständlich sein soll. Katastrophenprävention ist heute bereits weit verbreitet und anerkannt – nichts anderes wird man in Asteroidenmissionen sehen. Das diese Missionen nebenbei auch die Wissenschaft enorm weiter bringen würden (Asteroiden sind nichts anderes als übrig gebliebende Planetenbausteine aus der Frühzeit des Sonnensystems), macht ein solches Unternehmen nur noch interessanter.

Die Lösung der kommenden Energie- und Rohstoffkrise

Neben den Möglichkeiten, Wissenschaft zu betreiben und die Menschheit vor Asteroiden- und Kometeneinschlägen zu schützen, bietet das Sonnensystem aber auch Lösungen für die kommende Energie- und Rohstoffkrise. Der Energieverbrauch der gesamten Menschheit steigt permanent an, doch unsere primären Energiequellen, die fossilen Rohstoffe, gehen langsam zur Neige. Bis zum Ende des Jahrhunderts muss diese Frage geklärt sein, und es scheint, dass die Ressourcen des Sonnensystems eine wichtige Rolle in der Lösung des Energieprolbems spielen könnten. Zum einen ist da die Sonnenenergie selbst – ausserhalb der Atmosphäre kann sie einen Satelliten in einem polaren Orbit während 24 Stunden permanent mit Energie versorgen. Die so erzeugte Energie kann dann per Mikrowellenstrahl auf eine Empfangsstation auf der Erdoberfläche gerichtet und übertragen werden, wo sie ins Stromnetz eingespeist wird. Doch auch nuklearen Energiequellen sind vorhanden: so enthält der Mondregolith neben Uran und Thorium auch vergleichsweise hohe Mengen des Helium-3-Isotops. Zusammen mit Deuterium (Wasserstoff-2, ein schweres Isotop von Wasserstoff) kann dieses zu Helium-4 plus einem Proton verschmolzen werden, eine im Vergleich zur „herkömmlichen“ Deuterium-Tritium-Fusion praktisch saubere Energiequelle. Helium-3 gibt es auch in grossen Mengen in den Atmosphären der Gasriesen. Deuterium liesse sich aus den Ozeanen der Erde extrahieren, oder möglicherweise auch aus Deuterium-Seen, die es auf einigen sehr grossen, hypothetischen Kuipergürtelobjekten, die über eine dichte Wasserstoffatmosphäre verfügen, geben könnte (Deuterium hat einen höheren Schmelz- und Verdampfungspunkt als Wasserstoff-1). Eine weitere mögliche Deuteriumquelle wäre die Venusatmosphäre, die stark an Deuterium gegenüber Wasserstoff-1 angereichert ist (wegen der hohen Energien, die aufgewandt werden müssen, lohnt sich der Transport von Energierohstoffen über interplanetare Distanzen nur für nukleare Rohstoffe, die ein sehr hohes Ertrag-zu-Masse-Verhältnisse haben – es würde sich etwa niemals energetisch lohnen, die Kohlenwasserstoffreservoire auf dem Saturnmond Titan anzuzapfen).

Auch Rohstoffe sind im Sonnensystem zu holen: Viele der seltenen Metalle, die heute abgebaut werden, dürften in wenigen Jahrzehnten weitgehend erschöpft sein: der Abbau von immer weniger stark angereicherten Erzen dieser seltenen Metalle wird immer teurer und unwirtschaftlicher werden. Ist ein günstiger Zugang ins All (siehe weiter unten) erst einmal eingerichtet, lohnt sich der Transport von seltenen Metallen wie Iridium oder Indium von erdnahen Asteroiden sehr schnell. Denn im Weltraum sind Distanzen, auch wenn sie noch so gross sind, bedeutungslos. Strecken können ohne Energieaufwand überwunden werden, weil es keinerlei „Reibung“ gibt, die auf der Erde die hohen Kosten von Langstreckentransporten verursacht. Ohne Reibung sind Distanzen bloss eine Zeitfrage. Das einzige, was im Weltraum eine Rolle spielt, sind Geschwindigkeitsunterschiede, die überwunden werden müssen, etwa um ein Gravitationsfeld zu verlassen oder um in eine Umlaufbahn einzubremsen. So erfordert es zum Teil deutlich weniger Enerige, zu einem erdnahen Asteroiden zu reisen, als zur Oberfläche des Mondes.

Die Aufgabe eines Raumfahrtprogramms für das 21. Jahrhundert wird es sein, die Techniken und Geräte, die bei solchen komerziellen Unternehmungen und Explorationen von asteroidalen Rohstoffen eingesetzt werden sollen, sowie ihre Steuerung und Wartung durch Menschen unter Weltraumbedingungen zu testen.

Dazu zählt auch, wie nun schon ein paar Mal erwähnt, die Entwicklung eines effizienten Antriebskonzeptes, mit dessen Hilfe die Distanzen im Sonnensystem in für Menschen erträglichen Zeiträumen (einige Wochen bis Monate) überwunden werden können. Aufgrund der geringen Energiedichte fallen hier chemische Antriebe ausser Betracht. Einzig nukleare Antriebsmethoden (von denen es viele mögliche gibt) haben die notwendige Leistung, um das Sonnensystem für Menschen zu erschliessen. Denkbar sind etwa nuklear-thermische, nuklear-elektrische, oder nuklear-gepulste Antriebe – auch diese Antriebe müssen unter Weltraumbedigungen getestet und verbessert werden.

Der einfache Zugang zum Weltraum

Die menschliche Zivilisation sitzt an der Erdoberfläche, das heisst, an der Oberfläche des massereichsten Felsplaneten im Sonnensystem – eine denkbar ungünstige Position, um an die im freien Raum verstreuten Rohstoffe des Sonnensystems zu kommen. Mehr als 11 km/s oder etwa 60 Megajoule pro Kilogramm trennen uns vom grössten zugänglichen Rohstoffreservoir des Sonnensystems, dem Asteroidengürtel. Von zentraler Bedeutung für die Erschliessung des Sonnensystems ist es deshalb, den Zugang zum Weltraum günstiger zu machen. Der Zugang zum Weltraum ist nicht unbedingt deshalb teuer, weil es sich um eine extreme Umgebung handelt: niemand stellt jemals die Kosten der Antarktisstationen, von Bohrplattformen, von Unterseebooten zur Diskussion. Das, was die Raumfahrt teuer macht, sind diese 8 km/s Geschwindigkeitsdifferenz zur Erdoberfläche, die nötig sind, um nur schon in den Erdorbit zu gelangen (sowie die Löhne der hochqualifizierten Ingenieure, die es für derart verrückte Unternehmungen nun Mal braucht).

Der günstige Zugang zum Weltraum ist der entscheidende Punkt zur Erschliessung des Sonnensystems – ist dies überwunden, folgt alles andere schneller, als wir uns heute vorstellen mögen.

Für dessen Lösung gibt es viele mögliche Ansätze: ein Weltraumlift (Orbitalseil) etwa, oder die Beschleunigung eines Raumfahrzeuges mit Hilfe eines bodengestützten Lasers / Mikrowellengenerators. Es wird auch darüber nachgedacht, Hochatmosphärenballone langsam, aber konstant zu beschleunigen, bis sie in der Lage sind, die Erde zu umkreisen (wobei hier die Zweifel sehr gross sind, ob dies – wegen der Reibung, die selbst in der Hochatmosphäre eine Rolle spielt – tatsächlich jemals gelingen wird). Vollständig wiederverwendbare, einstufige Raumfahrzeuge (die bisher allerdings erst auf dem Papier existieren und üblicherweise mit SSTO, Single Stage to Orbit, abgekürzt werden) wie Skylon oder der indische „Avatar“ zielen darauf ab, die Versprechen des Space Shuttles aus den frühen 80er Jahren des 20. Jahrhunderts endlich zu erfüllen, und einen regelmässigen „Linienverkehr“ zwischen der Erde und dem Erdorbit aufzubauen. Auch SSTO-Antriebskonzepte (SSTO = Single Stage To Orbit, Einstufiger Aufstieg in den Erdorbit), die auf Basis der Polywell-Kernfusion arbeiten, wurden vorgeschlagen.

Ein Schritt in die richtige Richtung stellt die Entwicklung der Ares V Rakete (rund 190 Tonnen Nutzlast, mehr als damals die sowjetische Energija) durch die NASA dar: je grösser die Rakete ist, desto günstiger kommt der Kilopreis. Die NASA hat auch schon mal über riesige, seegestartete Raketen mit bis zu 1000 Tonnen Nutzlast nachgedacht, die nie verwirklicht wurden (etwa die „Sea Dragon“) – möglicherweise könnten auch solche Konzepte wiederbelebt werden. Eine derart grosse Rakete wäre auch robuster gegenüber dem Widereintritt in die Erdatmosphäre und könnte so einfacher wiederverwendet werden. Andere wiederverwendbare Raketenkonzepte werden zur Zeit entwickelt und umgesetzt, unter anderem von den privaten Firmen SpaceX und der Orbital Sciences Corporation.

Die nächsten Schritte

Die vordringlichste Aufgabe für die nächsten zwei Jahrzehnte ist die Entwicklung eines günstigen Zugangs zum Weltraum. Das ist die Voraussetzung für die Erschliessung des Sonnensystems. Gut möglich, dass man dabei vom heutigen Raketenkonzept wegkommen muss, entweder über SSTO-Raumfahrzeuge, über Orbitalseile, Hochatmosphärenballone oder „Lichtschiffe„, die von bodengestützten Lasern beschleunigt werden. Da der Bau und die Entwicklung einer Infrastruktur zur Nutzung der Rohstoffe des Sonnensystems (etwa des Asteroidengürtels) Zeit braucht und den günstigen Zugang zum Erdorbit und darüber hinaus als unbedingte Vorbedingung hat, kann für diese Entwicklungs-Phase nur der Staat aufkommen: Private Unternehmen mit ihren kurzen Finanzierungshorizonten haben ohne staatliche Gelder keine Chance, und der Staat kann Entwicklungsrisiken tragen, die private Firmen unmöglich auf sich allein gestellt eingehen können. Das heisst nicht, dass für private Unternehmen kein Platz ist, im Gegenteil. Ziel muss es sein, dass die Weltraumagenturen davon wegkommen, alles in Eigenregie herstellen zu wollen. Anstatt die Entwicklung eines Weltraumfahrzeuges selbst in die Hand zu nehmen, sollte etwa die NASA verkünden, dass sie jedes Jahr 100 Leute ins Weltall schicken wollen, für 20 Millionen pro Person und für eine Dauer von so und so vielen Tagen – dann wäre es ander Privatwirtschaft, für diese Nachfrage ein Angebot zu erarbeiten. Die nun vertraglich besiegelte Zusammenarbeit der NASA mit SpaceX und Orbital Sciences Corporation im Rahmen des COTS-Projektes (Commercial Orbital Transportation Services) geht da in die richtige Richtung.

Zusammenfassung

Aus all diesen Punkten lässt sich folgendes Raumfahrtprogramm mit ungefähren Verwirklichungs-Zeiträumen ableiten.

* Entwicklung eines günstigen Zugangs zum Weltraum sowie eines systemweit einsetzbaren, schnellen Antriebes (2010 – 2030)

* Stimulation der kommerziellen Erschliessung der Rohstoffe des Sonnensystems (2020 – 2050)

* Ausschaltung der Bedrohung der menschlichen Zivilisation durch Asteroiden- und Kometeneinschläge (2020 – 2050)

* Wartung und Ausbau von Weltrauminfrastruktur, unter anderem von Weltraum-Teleskopen (2010 – 2100)

* Suche nach Leben auf anderen Welten (2010 – 2100)

Auffällig ist natürlich, dass hier konkrete Ziele wie „der Mond“, „der Mars“ fehlen – dies liegt daran, dass unter dem neuen Erforschungsparadigma für die Raumfahrt des 21. Jahrhunderts, das ich hier vorschlage, konkrete Orte und Welten keinen speziellen Platz einnehmen – niemand fliegt zum Mars, weil man das eben tut oder weil es gut klingt. Wenn wir dorthin gehen, dann, weil wir eine klare Vorstellung davon haben, welche Fragen wir dort beantworten wollen und wie wir die Mission jenen auf der Erde verkaufen. Was auch auffällt, ist die grosse Rolle, die Asteroiden einnehmen. Dies liegt daran, dass es relativ einfach ist, sie zu erreichen, während sie gleichzeitig sehr viel zu bieten haben – in wissenschaftlicher und wirtschaftlicher Hinsicht, aber auch in Bezug auf die globale Katastrophenprävention (ihre Erschliessung und Kontrolle nimmt somit einen ähnlichen Stellenwert ein wie der Kampf gegen die Klimaerwärmung).

Natürlich kann es auch sein, wie so oft, dass wir von einer sehr viel schnelleren Entwicklung überrascht werden, oder dass die Menschheit an ihren Problemen scheitert, bevor sie sie durch die Nutzung der Rohstoffe und Möglichkeiten des Weltraums lösen kann. Ich bin mir aber sicher, dass es einfacher sein wird, ein weltweites Raumfahrtprogramm (PDF) durchzuführen, das sich wirklich an den Bedürfnissen und Fragen aller Menschen orientiert, statt an einzelnen nationalistischen „Flags-and-Footprints“-Missionen, die so typisch für die Zeit vor 40 Jahren waren, als Neil Armstrong seinen Fuss auf den Mondboden setzte.

10 Comments

  • By MonoWolf, 24. Juli 2009 @ 18:05

    Inspirierender Beitrag. Kompliment. Mir stellt sich immer wieder die Frage, ob es überhaupt Sinn macht in diese Richtung zu denken, oder ob dies Vorstellungen bleiben werden, inspiriert von einem momentanen Technologie- und Wissenschaftsboom, der sich allein aus den fossilen Rohstoffen speißt, die bald erschöpft sein werden. Was kommt danach? Eine Rückentwicklung? Ist das menschliche Potential zu Entwicklung, Fortschritt, Technologie…etc. durch diese Vorkommen begrenzt. Muss die Menschheit das akzeptieren und sich langfristig auf einem Technologieniveau des meinetwegen 18.Jh. einpendeln? Oder geht die Wissenschaft danach in eine andere, mehr spirituelle Richtung, die nicht so sehr auf Materie beruht? Oder schaffen es die Menschen tatsächlich vorher neue Rohstoffquellen zu erschließen? Für mich hört sich das ein wenig an wie ein Uhr die langsam abläuft.

  • By Bynaus, 27. Juli 2009 @ 16:03

    Danke für deinen Kommentar.

    Ich bin überzeugt, dass es auf jeden Fall ein Zeitalter der technischen Zivilisation NACH den fossilen Rohstoffen geben wird – einfach, weil der Bedarf da ist und weil es schon heute Lösungsansätze gibt: Solarenergie (die grösste Energiequelle, die der Mensch noch nicht angezapft hat) und vielleicht (sollte sich das tatsächlich realisieren lassen…) Kernfusion.

    Ich weiss nicht so ganz, was du mit \“spiritueller Wissenschaft\“ meinst – \“Wissen schaffen\“ bedeutet, die Natur durch Experiment und Modell zu erklären und objektiv wahre Zusammenhänge aufzudecken. Viele der Dinge, die man gemeinhin unter \“Spiritualität\“ zusammenfasst, wurden experimentell getestet und sind dabei gescheitert – sie haben keine objektiv wahre Erklärungskraft für die Welt (von mir aus mögen sie für einige Menschen subjektiv wahr sein, aber das ist letztlich irrelevant für das Ziel der Wissenschaften: die Welt zu verstehen). Klar kann es sein, dass dabei eines Tages Zusammenhänge aufgedeckt werden, die für uns heute reichlich esoterisch klingen (das Konzept der radioaktiven Strahlung war es wohl ursprünglich auch). Was auch sein wird, was bleiben wird, ist die Rationalität, die Logik und das Experiment als Kern des \“Wissen-schaffens\“.

  • By MonoWolf, 27. Juli 2009 @ 19:55

    Was ich mit \“Spiritueller Wissenschaft\“ meine kann ich auch nicht genau definieren. Es ist mehr ein Eindruck der genau aus der Tatsache entsteht, die du ansprichst. Verstand, Vernunft, Logik, den Drang die Welt zu verstehen und somit Wissenschaft wird es wohl geben so lange es den Menschen gibt, unabhängig von den Möglichkeiten, die Rohstoffe wie beispielsweise das Erdöl der Wissenschaft bieten können und zu unserem heutigen Technologiestand verhalfen. Meine Vorstellung von Wissenschaft in im Verhältnis zu heute mehr spirituellem Sinne speist sich aus dem Versuch der Vorstellung einer Wissenschaft die diese Rohstoffe nicht ( mehr ) zur Verfügung hat. Ich denke da zum Beispiel an die Antike, wo Disziplinen wie die Mathematik noch eng verbunden waren mit der Philosophie und den höheren Fragen nach dem Warum und dem Sinn unserer Existenz, bzw. überhaupt nicht unterschieden waren. Spirituell mag heute etwas irreführend klingen.

  • By Sven Piper, 15. September 2009 @ 19:30

    Hallo Bynaus,
    ich finde deinen Artikel sehr interessant aber etwas zu pessimistisch. Schließlich wird dank dem Weltraumtourismus gerade erst das Tor zum Weltraum für alle aufgestoßen. Der Rohstoffmangel bei bestimmten Metallen wird die großen Nationen schnell dazu zwingen den erdnahen Raum abzugrasen und China, Indien und die USA werden sicher in den nächsten 20 Jahren bemannte Mondmissionen durchführen. Kein US President wird es sich dabei leisten können, nur ein Glückwunschtelegramm nach Asien zu schicken ohne selbst entsprechende Missionen zu unterstützen. Der Sputnikschock hat eindrucksvoll bewiesen wie die USA ticken, wenn ihre technologische Führerschaft in Gefahr ist.
    Europa hingegen wird dabei allerdings keine Rolle spielen, hier entwickelt man lieber Diesel-Motoren (die außerhalb von Deutschland keine Sau haben will) und investiert sein Geld in die Infrastruktur (wir haben ja schließlich noch nicht genug Autobahnen oder Flughäfen -> bei beiden übrigens hat Deutschland das dichteste Netz) statt in die Bildung oder innovative Projekte zu investieren.

  • By Seth Steiner, 19. November 2009 @ 22:51

    Bin durch Nibiru auf die Seite gestoßen, eine herrliche Diskussion vor allem aufgrund der ganzen Kommentare der Esoteriker und der fehlenden Faktenentwicklung über Monate (und sicher noch Jahre hinweg).

    Lese mir jetzt gern den ganzen Rest noch durch. Ich persönlich denke ja, das solche nationalistischen Missionen auch wichtig sind, weil der Mensch halt doch irgendwo ein fühlendes Wesen ist und nicht nur ein paar unansehnliche Satelliten möchte, die für den Normalo nur schwer nachvollziehbare Dinge tun sondern auch solche gefühlstechnisch beeindruckenden Schritte eines Wesens der eigenen Art das an Orten herumläuft, die gigantisch weit entfernt und unwirklich sind. Solche Sachen wie Weltraumtourismus, Mond- und irgendwann Marsmenschen kann ich mir auch als guten Grund für die Menschen vorstellen, auch ihre Steuern in die Weltraumprojekte zu stecken. Aber natürlich braucht das ganze immer mehr als nur das schnoddrige \“Wir wollen die Menschheit voran bringen\“, \“Wir müssen unsere Grenzen erweitern\“ sondern klare Fakten, wie du sie ja nennst.

    Ich stimme mit dir überein, das man halt klare Ziele braucht und richtige Gründe Geld in die Weltraumforschung zu stecken, die auch über das \“Wo kommen wir eigentlich her?\“ hinausgehen. Grund für menschliche Anwesenheit im All hast du ja aber auch genannt, ich denke aber das die altmodische Konkurrenz und Fahnenstecken ebenfalls einen gewissen Reiz haben und wenn es nicht die Nationen machen kann ich mir das gut von Seiten der Firmen aus vorstellen, die ihre Fühler mit dem technischen Fortschritt auch ins All ausstrecken werden. Vielleicht haben wir also irgendwann keine Fahne Amerikas, Europas, Chinas oder Indiens auf dem roten Marsboden sondern die von Microsoft, Apple oder MTV 😛

  • By Unbekannter Gast, 19. Dezember 2009 @ 23:10

    Sehr interessanter Artikel ich hoffe doch das der Mensch auch tatsächlich (richtig) in das Weltall aufbricht. Mir ist egal warum er es tut hauptsache er tuts. Und wenn das ganze aufgrund von Ressourcenmangel stattfindet umso besser da dies immer noch die stärkste Triebfeder des Menschen darstellt.

    Wenn endlich mal der Knoten geplatzt ist und es möglich wird mit dem All richtig Geld zu verdienen werden alle ins All aufbrechen wer will da schon ins hintertreffen geraten und gerade die Europäer wären dann plötzlich auf der Matte.

    Die würden doch niemals ihre Wirtschaft den Bach runter gehen lassen.

    Der Mond z.b wäre extrem lukrativ wenn man da Helium 3 abbauen könnte das hört man doch so oft. Aber mich würde mal interessieren würde den Helium 3 wirklich eine finanziell ertragreiche fusion garantieren oder ist das alles nur Spekulation ?

  • By wrentzsch, 4. März 2010 @ 13:33

    Rohstoffe suchen ist ein Witz, weil es auch Kunststoffe gibt und jeder Bedarf kann alternativ gedeckt werden.
    Der Brennstoff für Fusion, wobei Fusion immer noch ein Zuschussgeschäft ist- ist nicht wahrscheinlich.
    Es geht eher um Fluchtmöglichkeiten bei kosmischen katastrophen oder wegen zerstörten Lebensraum Erde.

  • By Thanathos, 8. April 2010 @ 01:07

    Super … mit den Artikel hast du dir aber echt mühe gegeben …

    FG Thanathos

  • By Unbekannter Gast, 22. Mai 2011 @ 20:54

    Das oben skizzierte Programm ist für mich gegenwärtig (noch) nicht wünschenswert.
    Es gibt auf unserem eigenen Planeten alleine mit der Tiefsee, einen Lebensraum, der weitestgehend unerforscht ist und dessen Erforschung nur einen Bruchteil der finanziellen Zuwendungen erhält, die der Raumfahrt zugute kommen.
    Wichtiger noch: Die Menschheit muss alle Kräfte daran setzen das Leben auf der Erde in all seinen Erscheinungsformen zu erhalten und zu schützen und den gegenwärtigen globalen Vernichtungskrieg aufzuhalten und umzukehren.
    Ist dies gewährleistet können wir anfangen im Weltall nach Leben zu suchen. Vorher sind wir dazu, meiner Meinung nach, moralisch schlicht nicht qualifiziert.

  • By Bynaus, 23. Mai 2011 @ 11:22

    Die Erforschung des Lebens in der Tiefsee ist sicher auch wünschenswert und interessant. Allerdings kann dies keinerlei Beiträge zur nachhaltigen Erhaltung der natürlichen Umwelt leisten: Wir wissen dann vielleicht, welche Tierarten wir in der Tiefsee ausrotten, aber das hilft nicht besonders viel.

    Der Weltraum gibt uns die Möglichkeit, die Energie- und Rohstoffkrise auf der Erde einfürallemal zu beenden: Bergbau auf der Erde wird nie mehr nötig sein, wenn wir alles, was wir brauchen, aus dem Weltraum holen können. Sonnenenergie aus dem Weltraum ist die sauberste, sicherste Energieversorgung, die praktisch beliebig ausgebaut werden kann. Die Suche nach Leben im Universum und in den entlegensten Winkeln unseres eigenen Planeten kann sich ergänzen und muss kein Gegensatz sein.

    Man kann es auch so sehen: die Erde verträgt sich schlecht mit der menschlichen Zivilisation. Also müssen wir alles tun, um die Zivilisation und die Biosphäre zu entkoppeln. Am besten können wir das, wenn wir die schmutzigsten, gefährlichsten Teile der Zivilisation in den Weltraum auslagern. Damit am Ende in der Tiefsee auch noch etwas Leben übrig bleibt, das man erforschen könnte.

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