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Raumfahrt Der finale Countdown läuft

Am Mittwoch fliegt der deutsche Astronaut Alexander Gerst zur Internationalen Raumstation. Doch die Tage des milliardenschweren Prestigeprojekts sind gezählt - denn die Raumfahrt der Zukunft hat andere Pläne.

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Der Arbeitsalltag eines Astronauten
ISS Arbeitsalltag eines Astronauten Quelle: Laif
6:00 Wecken Quelle: NASA
6:15 Körperpflege Quelle: NASA
6:50 Frühstück Quelle: NASA
7:30 Teambesprechung Quelle: NASA
9:00 Experimente Quelle: NASA
13:00 Wartungsarbeiten Quelle: NASA

Es gibt wohl kaum einen spektakuläreren Arbeitsplatz als den von Alexander Gerst: gut 400 Kilometer über der Erde, 28.000 Kilometer pro Stunde schnell. Dennoch hat der deutsche Astronaut auf der Internationalen Raumstation ISS einen ziemlichen Routinejob.

An einem typischen Tag wird er Punkt 6 Uhr geweckt und muss als Erstes den Sitz zweier Sensoren auf Brust und Stirn überprüfen, die seine Körpertemperatur bestimmen. Um 6.15 Uhr steht die Morgentoilette auf dem Dienstplan, um 6.35 Uhr ein Urintest.

Besprechungen und Experimente

Es folgt das Frühstück. Anschließend Besprechungen, weitere Experimente, eine Pressekonferenz, Fitnesstraining, noch mehr Experimente, noch mehr Besprechungen. Schließlich um 21.20 Uhr muss Gerst die beiden Sensoren noch einmal checken. Zehn Minuten später heißt es: Licht aus.

166 Tage lang wird das so gehen, sofern Gerst wie geplant als dritter Deutscher zur ISS aufbricht. Der promovierte Geophysiker wird dann die Arbeit von Thomas Reiter und Hans Schlegel fortsetzen. Wie seine Vorgänger wird er Experimente zur Materialforschung und Plasmaphysik durchführen, zum Erdmagnetfeld und zur Suche nach kosmischen Teilchen. Und er wird – im Dienste der Medizin – selbst zum Versuchskaninchen.

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80 Milliarden Euro Kosten

Ob ihm ein weiterer deutscher Astronaut folgen wird, ist indes fraglich: Die Raumstation ist angezählt. Mindestens 80 Milliarden Euro haben die 14 westlichen ISS-Staaten seit Anfang der Neunzigerjahre in Planung, Aufbau und Betrieb des Außenpostens investiert.

Die Ausgaben verteilen sich zwar auf viele Jahre und viele Partner, trotzdem geraten die Anhänger der Station zunehmend in Erklärungsnot: Hoffnungen, die Industrie würde auf der ISS experimentieren, haben sich nicht erfüllt. Und der Erkenntnisfortschritt durch die Grundlagenforschung wird nur langsam sichtbar.

Vor allem die Europäer tun sich schwer, Geld für den weiteren Betrieb aufzubringen. Die Russen drohen sogar, ganz auszusteigen: Verärgert über Sanktionen im Zuge der Ukraine-Krise, hat der stellvertretende Ministerpräsident Dmitri Rogosin vergangene Woche angekündigt, 2020 den Geldhahn zuzudrehen. Er ist einer der russischen Top-Politiker, denen die Europäische Union die Einreise verboten hat.

Symbol der Kooperation

Die Raumstation taugt damit womöglich bald nicht mehr länger als Symbol der friedlichen internationalen Kooperation. Ursprünglich ein Produkt des Kalten Krieges, ausgeheckt von US-Präsident Ronald Reagan, hat die Station im Laufe ihrer Geschichte Russen, Amerikaner, Kanadier, Japaner und Europäer zusammengeschweißt. Sogar für den Friedensnobelpreis soll sie schon im Gespräch gewesen sein. Doch das ist Geschichte.

Neue Ideen sind gefragt. Die Forschung im All muss billiger, effizienter, schneller werden. Aufblasbare Raumstationen, umgebaute Touristenflieger und winzige Forschungssatelliten könnten ihren Teil dazu beitragen.

Die zwölf Männer auf dem Mond

Hinter diesen Konzepten stecken visionäre Unternehmer, die Pioniergeist mit Pragmatismus verbinden. Etwas, was den großen staatlichen Raumfahrtagenturen zu fehlen scheint.

Alexander Gerst wird sich all diese Diskussionen nicht anmerken lassen, wenn er in seine Sojus-Kapsel klettert. Sechs Stunden soll der Flug zur ISS dauern, fast sechs Monate der Aufenthalt an Bord. Während dieser Zeit wird er mit voraussichtlich mehr als 100 Experimenten in Berührung kommen.

Hauptsächlich geht es dabei um Grundlagenforschung – getrieben von Neugier, mit offenem Ergebnis, ohne absehbaren Nutzen. Es kann dabei das nächste Wundermaterial, die nächste Wunderpille, gar der nächste Nobelpreis herausspringen. Etwa wenn die Physiker mithilfe des 8,5 Tonnen schweren Alpha-Magnet-Spektrometers herausfinden, warum nach dem Urknall die Antimaterie verschwand – wäre das nicht passiert, gäbe es uns heute nicht.

Die Forschung kann aber genauso gut im Sande verlaufen.

Überschaubare Ergebnisse

Die atemberaubenden Twitterbilder der ISS-Astronauten
Ein aktiver Vulkan auf einer Insel – Astronaut Parmitano sieht am 1. Juni bei einem Rundflug um die Erde gleich zwei davon. Er verrät nicht, wo die Aufnahme entstanden ist. Lesen Sie >>hier, wie die Bilder entstanden sind. Quelle: NASA/ESA
Rauch strömt aus der Spitze des Ätna. Der „sizilianische Gigant“, wie Parmitano den Vulkan in Süditalien nennt, ist immer wieder aktiv. Quelle: NASA/ESA
Sonne und Mond gehen gleichzeitig auf – auch für die Astronauten ein besonderer Anblick. Quelle: NASA
Flüsse des brasilianischen Regenwaldes fließen in den Atlantik, in dem sich die untergehende Sonne spiegelt. Quelle: NASA/ESA
Der große Wagen steht am Firmament – was sich bewegt, ist die Erde. Quelle: NASA
Der Nil und sein Delta. Das von Unruhen geplagte Ägypten – von Bord der ISS sieht es nachts ganz friedlich aus. Quelle: NASA/ESA
Detroit, Cleveland und Toronto leuchten hell bis ins All. Rechts deutet sich der Sonnenaufgang an – in Europa ist es schon hell. Quelle: NASA

„Für uns ist das Engagement auf der ISS vergleichbar mit Investitionen in den Teilchenbeschleuniger Cern oder andere Großforschung. Es ist eine grundsätzliche Entscheidung“, rechtfertigt Volker Schmid die Ausgaben für die Station. Er leitet die Fachgruppe ISS beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Bisher hat Deutschland etwa 3,5 Milliarden Euro investiert. Die jährlichen Betriebsausgaben belaufen sich – vom Management bis hin zum Transport der Astronauten – auf rund 130 Millionen Euro. „Die ISS kostet somit jeden Bürger ein Glas Kölsch oder eine Tasse Kaffee im Jahr“, rechnet Schmid vor.

Nur wenig Zählbares

Die Ergebnisse der jahrelangen Forschung, zumindest die handfesten, sind dennoch überschaubar: So bauen sich in der Schwerelosigkeit unvermeidlich die Knochen eines Menschen ab. Aßen Astronauten mehr Kochsalz, verschlimmerte sich das Problem bei einigen von ihnen. Sollte sich der Effekt bestätigen, würde das für eine kochsalzarme Diät bei alten und bettlägerigen Menschen sprechen.

Versuche auf der ISS haben zu einer besonders leichten und widerstandsfähigen Titan-Aluminium-Legierung geführt. Turbinenschaufeln aus dem neuen Material könnten den Kerosinverbrauch in Düsentriebwerken deutlich senken und so die Emissionen verringern.

Zufälliges Potenzial

Besonders beeindruckend – aber auch völlig unkalkulierbar – sind die zufälligen Funde, die Abfallprodukte der Raumfahrt: Seit 2001 experimentiert das Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching beispielsweise mit kalten Plasmen – einem verdünnten Gemisch aus neutralen und geladenen Atomen sowie Molekülen.

Auf der ISS untersuchten die Forscher damit Kristalle. Auf der Erde erkannten sie später, dass kaltes Plasma Wunden desinfiziert, ohne die Haut zu schädigen. Sogar Mikroben, die gegen Antibiotika resistent geworden sind, werden getötet. Nun soll ein tragbares Gerät zur Wunddesinfektion entwickelt werden. „Da ist enorm viel Potenzial vorhanden“, sagt Schmid.

Die Sternenflotte der Privaten

Ein anderer Traum ist dagegen weitgehend geplatzt. In den Anfangstagen der ISS hofften Raumfahrtmanager, die Industrie würde auf der Station forschen und produzieren. „Das war damals sehr optimistisch“, sagt Schmid. Heute ist klar: Die Planung eines Weltraumexperiments mit allen nötigen Genehmigungen dauert vielen Forschungsabteilungen zu lange, die Ergebnisse sind zu unberechenbar, der Ausflug ins All gilt als zu teuer – obwohl das DLR mitunter sogar Transport und Betrieb auf der Station übernimmt.

Gütesiegel für die Vermarktung

Nur zwei industriegetriebene Versuche stehen auf Gersts Experimentierplan: Der Raumfahrtkonzern Airbus Defence and Space will ein per Funk kommunizierendes Sensornetzwerk testen, das künftig im europäischen Forschungsmodul Columbus der ISS, aber auch in anderen extremen Umgebungen arbeiten soll. Der Schweizer Textilhersteller Schoeller will gemeinsam mit den Hohenstein Instituten und der Berliner Charité die Geruchsentwicklung seiner Funktionstextilien von Astronauten beurteilen lassen – eine Art Gütesiegel, das sich gut fürs Marketing nutzen lässt.

Vom Astronaut zum Werbeträger

Die verrückten Projekte des Elon Musk
Tesla-Chef Elon Musk Quelle: dpa
Menschen auf dem Mars - im September 2016 stellt Musk detaillierte Ideen für eine Besiedlung des Planeten vor. Quelle: SapceX,AP
Im Dezember 2015 kehrt mit der „Falcon 9“ erstmals eine Trägerrakete nach einer Mission heil und aufrecht zum Startplatz auf die Erde zurück. Quelle: dpa
Autopilot im Tesla Quelle: REUTERS
Autonomes Fahren im Tesla Quelle: REUTERS
Die sogenannten „Supercharger“ brauchen rund 75 Minuten, um einen Tesla-Akku komplett aufzuladen und eine halbe Stunde für eine halbe Ladung. Quelle: REUTERS
Mit einer „Hyperloop“ genannten Röhre will Musk irgendwann in der Zukunft per Unterdruck Passagiere mit nahezu Schallgeschwindigkeit wie eine Art Rohrpost transportieren. Quelle: REUTERS

Im Kampf um Aufmerksamkeit – und mehr Steuergelder – rücken daher andere Aspekte in den Mittelpunkt: Bildung und Öffentlichkeitsarbeit. Gerst hat sich in den vergangenen Monaten zu einem Sonnyboy und Werbeträger für die Raumfahrt gemausert.

Gitarre spielen und singen wie sein kanadischer Kollege Chris Hadfield will er zwar nicht, dessen Version des David-Bowie-Songs „Space Oddity“ im Internet millionenfach abgerufen wurde. Aber Bildungsthemen haben es ihm angetan.

Mehrere Schülerexperimente, Live-Schalten und Fotoaktionen sind während seiner Mission geplant. „Ich empfinde es als meine Verpflichtung, der kommenden Generation zu zeigen, was wir am Weltall haben“, sagt Gerst. Er wird das größtenteils in seiner Freizeit erledigen. „Rein rechnerisch stehen uns pro Flugperiode nur zwei Stunden für Bildung zur Verfügung“, sagt Schmid. „Die Wissenschaft bleibt stets im Vordergrund.“

Das Trommeln für die Station ist dringend erforderlich. Vor allem Italien und Frankreich haben ihre finanzielle Unterstützung zuletzt deutlich zurückgefahren; Deutschland, das bislang 41 Prozent der europäischen Ausgaben schulterte, hat seinen Anteil auf 50 Prozent erhöht. Trotzdem müssen die laufenden Ausgaben für die ISS um 30 Prozent gedrückt werden, unter anderem bei der Betreuung der Forscher, ebenso bei den Experimenten.

Wie es nach 2015 weitergeht, ist derzeit noch offen. Eine weitere Milliarde Euro wird bis 2020 benötigt. „Noch sind wir nicht ganz am Ziel, aber ich bin zuversichtlich“, sagte Jean-Jacques Dordain, Chef der Europäischen Weltraumorganisation ESA, Anfang des Jahres bei einem Besuch des europäischen Raumfahrtkontrollzentrums in Darmstadt. „Allerdings müssen wir dieses Jahr unbedingt eine Lösung finden, andernfalls bekommen wir ein großes Problem.“

Ende der Mammutprojekte

Volker Schmid plädiert jedenfalls dafür, die ISS „zu nutzen, zu nutzen, zu nutzen, so lange wie möglich“. Dennoch machen sich die Raumfahrtagenturen bereits Gedanken, was nach der Station kommen könnte. Sicher scheint: Die Zeit der Mammutprojekte im All ist vorbei. Neue Forschungseinrichtungen müssen kleiner, modularer, flexibler sein.

Eine mögliche Lösung kommt vom US-Hotelmagnaten Robert Bigelow. Seit Juli 2006 lässt der Amerikaner bereits einen unbemannten Testballon um die Erde kreisen: Genesis I ist im Grunde ein überdimensionaler, zylindrischer Schwimmflügel – ein aufblasbarer Prototyp, der von einer mehrlagigen Kunststoffhülle gegen Einschläge von Asteroiden geschützt wird. Die leichte, unkomplizierte Konstruktion lässt sich deutlich günstiger transportieren und betreiben als die ISS mit ihrer Spannweite von mittlerweile 110 Metern.

Die Idee dafür hat Bigelow Ende der Neunziger der US-Raumfahrtbehörde Nasa abgekauft, die dem Konzept damals wenig abgewinnen konnte. Nun dreht er es ihr wieder an: 17,8 Millionen Dollar zahlt sie an seine Firma, um ab kommendem Jahr ein aufblasbares Modul an der ISS testen zu können. Dort soll der knapp drei Meter dicke Anbau namens Beam zwei Jahre lang beweisen, dass er der kosmischen Strahlung, dem ständigen Bombardement durch Mikrometeoriten und den Temperaturschwankungen im All trotzen kann.

Mangel an Raketen

Bewährt sich Beam, will Bigelow 2017 eine eigene Station starten. BA 330 soll 14 Meter lang sein, Platz für sechs Astronauten bieten und über einen mehr als doppelt so großen Innenraum verfügen wie das aktuelle ISS-Modul der Amerikaner – bei nur 30 Prozent mehr Gewicht. 25 Millionen Dollar soll es kosten, ein Drittel der Station zwei Monate lang zu mieten. Angeblich haben bereits mehrere Staaten, Biotech-Unternehmen und Universitäten Interesse bekundet.

Noch muss Bigelow aber warten. Ihm fehlen schlicht die Raketen, um Menschen zu solch einer Station zu transportieren: Seit dem Ende der amerikanischen Shuttle-Flüge im Juli 2011 können einzig die russischen Sojus-Raketen Astronauten zur ISS bringen. Gut 70 Millionen Dollar zahlen die Amerikaner derzeit für jede Mitfluggelegenheit in den dreisitzigen Kapseln.

Private Unternehmen holen auf

Mit den Augen eines Astronauten
Seit Dezember schickt der kanadische Astronaut Chris Hadfield regelmäßig Bilder aus dem All. Hier geht der Mond über der Erde auf. Quelle: Chris Hadfield/NASA
Über Belfast - die nordirische Küste zeichnet sich ab. Quelle: Chris Hadfield/NASA
Das schottische Glasgow liegt vor den verschneiten Bergen des Loch Lomond. Quelle: Chris Hadfield/NASA
Eine spektakuläre Aufnahme der Stadt St. John im kanadischen Neufundland. Der Astronaut Hadfield ist gebürtiger Kanadier. Quelle: Chris Hadfield/NASA
Der kanadische Astronaut Chris Hadfield wurde in Sarnia in der Ontario geboren. Diese Stadt sieht man hier im Bild. Seit Ende Dezember ist er erst im All - im März wird er als erster Kanadier das Kommando an Bord der ISS übernehmen. Quelle: Chris Hadfield/NASA
1978 trat Hadfield der kanadischen Luftwaffe bei, die er 2003 wieder verließ. Derzeit ist er als "ziviler" Astronaut bei der kanadischen Luftwaffe. Quelle: Chris Hadfield/NASA
Die chinesische Stadt Hangzhou liegt im Osten der Volksrepublik und hat über sieben Millionen Einwohner. Doch aus dem All sieht auch die Millionen-Metropole winzig aus. Via Twitter grüßte Hadfield die chinesischen Astronauten und würdigte ihre Leistungen. Quelle: Chris Hadfield/NASA

Künftig soll der Transport günstiger und unabhängig von den Russen werden. Seit 2010 unterstützt die Nasa daher US-Firmen bei der Entwicklung eines eigenen Raumschiffs. Drei Konzepte sind derzeit im Rennen, darunter der Shuttle-ähnliche Dream Chaser der Sierra Nevada Corporation, einem mittelständischen Luft- und Raumfahrtunternehmen, sowie eine Kapsel für bis zu sieben Astronauten, die der Boeing-Konzern gemeinsam mit Bigelow Aerospace entwickelt.

Am weitesten fortgeschritten ist das kalifornische Unternehmen SpaceX mit seinem Raumtransporter Dragon. Hinter dem Unternehmen steckt der Multiunternehmer Elon Musk, der bereits mit PayPal die Finanzbranche und mit Tesla Motors die Autoindustrie aufgemischt hat.

Die unbemannte Variante der Dragon-Kapsel transportiert seit Mai 2012 Fracht zur Raumstation; die Version für bis zu sieben Astronauten soll 2015 erstmals abheben. SpaceX peilt dann einen Startpreis von 140 Millionen Dollar für das Raumschiff an – oder 20 Millionen Dollar pro Astronaut, sofern die Kapsel voll besetzt ist.

Die Nasa mietet Raumschiffe

Noch billiger könnte es werden, wenn den Forschern wenige Minuten Schwerelosigkeit für ihre Experimente genügen: Raumschiffe, die zahlungskräftige Touristen auf einer Parabelbahn an die Grenze zum Weltall und wieder zurück bringen sollen, eignen sich auch für wissenschaftliche Versuche. Die Firma Virgin Galactic des britischen Unternehmers Richard Branson hat ihr SpaceShipTwo zum Beispiel bereits an die Nasa vermietet.

Die ersten Flüge des Raumfahrzeugs, das seit vielen Jahren in der Mojave-Wüste entwickelt wird, sollen der Forschung gewidmet sein. Vier bis fünf Minuten Schwerelosigkeit verspricht Virgin Galactic – zu einem Preis von etwa 1,2 Millionen Dollar. Noch muss das SpaceShipTwo allerdings beweisen, dass es überhaupt 100 Kilometer Höhe erreichen kann.

Vielleicht zeigen aber auch die Schweizer dem Rest der Welt, wie es gut und günstig funktioniert: Pascal Jaussi, ehemaliger Testpilot der Schweizer Luftwaffe, will mit seinem Unternehmen Swiss Space Systems (S3) komplett auf experimentierende Astronauten verzichten und stattdessen besonders billige Forschungssatelliten ins All schicken.

Hierzu soll ein umgebauter Airbus A300 ein Shuttle auf zehn Kilometer Höhe transportieren. Das Raumfahrzeug klinkt sich aus, zündet sein Triebwerk, klettert auf 80 Kilometer und setzt dort Minisatelliten aus. Die steigen aus eigener Kraft in ihre Umlaufbahn, Flugzeug und Shuttle landen wieder und lassen sich erneut nutzen. „Wir werden ein Startsystem etablieren, das nur ein Viertel so viel kostet wie aktuelle Raketen“, sagt S3-Kommunikationsleiter Grégoire Loretan.

Neue Möglichkeiten mit Robonauten

Einer der ersten Kunden ist die schweizerisch-israelische Firma Spacepharma, die ab 2018 insgesamt 28 Starts anpeilt. In ihren nur fünf Kilogramm schweren Satelliten lassen sich chemische Verbindungen synthetisieren, Genfunktionen testen, Viren auf ihre Gefährlichkeit untersuchen – immer im Hinblick auf neue Impfstoffe und Medikamente. Etwa 350.000 Dollar soll solch ein Experiment kosten. Bis zu 540 Tage kann ein Satellit im All bleiben.

Forschung



Automatische Systeme werden künftig aber auch auf großen Raumstationen, egal, ob starr oder aufblasbar, eine wichtigere Rolle spielen. Schon heute experimentiert die Nasa in der ISS mit einem Robonauten – einem Torso, der mit seinen Armen, Fingern, Augen zunehmend anspruchsvolle Aufgaben übernehmen soll.

Alexander Gerst hat dennoch keine Angst um seinen Job. „Es wäre natürlich blöd, teuer, unnütz, wenn Menschen Aufgaben verrichten, die Roboter genauso gut erledigen könnten“, sagt der Geophysiker.

Den Entdeckergeist, die Inspiration, die Faszination der Raumfahrt können Maschinen in seinen Augen allerdings nicht vermitteln – dafür braucht es den Menschen mit seinen Erinnerungen, mit seinen Abenteuern, notfalls auch mit seiner Gitarre und seinen Liedern. „Die Robotik eröffnet der Raumfahrt neue Möglichkeiten“, sagt der 38-Jährige, „die Menschen aber, die geben ihr den Sinn.“

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