Umwelt- und Klimatipps aus dem Orbit

Kann die Weltraumforschung Umweltprobleme lösen?
Umwelt- und Klimatipps aus dem Orbit

von Andreas Scholz

Der Weltraum beflügelt die Phantasie des Menschen seit eh und je. Ob es Außerirdische wie E.T. oder Alf tatsächlich gibt? Dank „spacigen“ Rockklängen wie „Space Lord“ (Monster Magnet) oder „Dark Side of the Moon“ (Pink Floyd) lassen wir den Erdplaneten einen Moment hinter uns, um in einen entfernten Klangkosmos einzutauchen. Mithilfe von Perry Rhodan-Heften oder Weltraumepen wie Kampfstern Galactica, Raumschiff Enterprise oder Star Trek „beamen“ wir uns kurz in fremde Weltraum-Galaxien. Weder mit gefährlichen Aliens oder bösen Mächten wie Darth Vader beschäftigen sich dagegen Berufsastronauten. Immer mehr Weltraummissionen dienen nicht ausschließlich industriellen Zwecken. So manches Bordexperiment auf den Raumschiffstationen soll dazu beitragen, um Lösungsvorschläge für ökologische und klimatologische Probleme auf dem strapazierten Planeten Erde aufzuzeigen.

Bereits im Jahr 1869 verfasste Jules Verne seinen fiktiven Roman „20.000 Meilen unter dem Meer“. Mit seinem Epos nahm der französische Schriftsteller die technische Entwicklung des Unterseeboots vorweg. Es ist kaum zu glauben, dass durch den technologischen Fortschritt nur 100 Jahre später die ersten Mondflüge stattfanden. Der berühmteste Meilenstein für die weltweite Forschung fand im Jahr 1969 statt. Während auf der Erde die Woodstock-Generation freie Liebe und Frieden propagierte, flog die Raumfahrtmission „Apollo 11“ im Auftrag der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA zum Mond – der Wettlauf ins All zwischen den USA und der Sowjetunion erreichte damit seinen Höhepunkt.

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Die erste Mondlandung löste den nächsten Weltraum-Hype aus. Schon vorher machten immer wieder Meldungen von UFO-Sichtungen weltweit die Runde, die nicht nur Forscher mit einem Hang zu Para- und Grenzwissenschaften fasziniert. So werden inzwischen auf einer interaktiven Karte im Internet alle Sichtungen von „unidentifizierten Flugobjekten“ (UFO) in Deutschland von 1945-2017 erfasst. Bereits kurz vor der erfolgreichen Mond-Mission der Apollo 11 verzückte der US-amerikanische Filmregisseur Stanley Kubrick die Kinomassen mit seinem Science-Fiction-Film „2001: Odyssee im Weltraum“.

Der mit zahlreichen Spezial-Effekten gespickte Filmstreifen aus dem Jahr 1968 basierte auf der Kurzgeschichte „The Sentinel“, die der britische Schriftsteller Arthur C. Clarke im Jahr 1953 verfasste. Stanley Kubrick war von der Vorstellung fasziniert, dass es außerirdisches Leben geben könnte. Sein komplexer Kinofilm beschäftigt sich mit spannenden Zukunftsszenarien. Der Film startet jedoch interessanter Weise in der vorchristlichen Zeit. Eines Tages erwacht eine Gruppe von Vormenschen in der afrikanischen Savanne und wacht neben einem schwarzen Monolithen auf, der eine Bewusstseinsveränderung herbeiführt.

Im weiteren Verlauf der Geschichte tauscht Kubrik die Kulisse aus der Vorzeit gegen eine modernere ein, die im Weltall spielt. Er verlegt die Szene ins Jahr 1999: Hightech-Satelliten ziehen ihre Bahnen im Erdorbit, während ein Raumschiff mit dem Passagier Dr. Heywood Floyd sich einer Raumstation nähert. Nach einer Begegnung mit sowjetischen Astronauten fliegt Floyd weiter zum Mond. Dort entdeckt er im Mondkrater Tycho einen Monolithen, der ein elektromagnetisches Signal zum Jupiter-Planeten sendet.

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Stanley Kubrick schuf mit seinem Weltraum-Epos bereits im Jahr 1968 ein Werk mit visionärer Strahlkraft, das Künstler wie David Bowie („Space Oddity“) und Peter Schilling („Major Tom: völlig losgelöst“) inspirierte und bis ins heutige digitale Zeitalter reicht. In vielen Branchen sind autonom fahrende Maschinen und Fahrzeuge oder vollautomatisierte Fabriken im Zeitalter von Industrie 4.0 gang und gebe.

Im Jahr 2017 ist die künstliche Intelligenz ebenfalls kein Zukunftsszenario mehr, sondern längst Realität. Neben Stanley Kubrick erwiesen sich bei diesem technischen Fortschrittsaspekt auch die beiden amerikanischen Schrifsteller Frank Herbert und Edmond Hamilton als weise „Technik-Propheten“. Edmond Hamilton schuf zwischen 1940 bis 1944 die legendären Abenteuer des Weltraumkapitäns „Captain Future“. Seine Buchvorlage wurde Anfang der 1980er Jahre erfolgreich als Zeichentrickfilm im Fernsehen gezeigt. Der heimliche Star der Zeichentrickserie war damals Simon Wright, der als „lebendes Gehirn“ bezeichnet wurde. Der getrennt von seinem Körper lebende Wissenschaftler bildete quasi den Prototyp für „Künstliche Intelligenz“. Sprachprozessor und Sensoren ermöglichen ihm Sehen, Hören und Sprechen.

Kann die Weltraumforschung Umweltprobleme lösen?

Der Schriftsteller Frank Herbert beschäftigte sich ebenfalls schon früh mit künstlicher und natürlicher Intelligenz. Sowohl in seinem Science-Fiction-Werk „Der Wüstenplanet“ (1965) oder in seinem später veröffentlichten Romanzyklus „Dune“ präsentierte er interessante Entwicklungstheorien. Der Romanzyklus „Dune“ spielt in ferner Zukunft. Herbert schließt in seinem Zyklus alle Computer aus der Gesellschaft aus, weil sie mit der Intelligenz des Menschen konkurrieren. Die Raumschiffe werden in seinem Buch alternativ von Navigatoren gesteuert, welche die Zukunft voraussehen können.

Nicht nur der raumfahrende Sternbewohner Codo aus dem musikalischen Repertoire der Neue Deutsche Welle-Band „DÖF“ wusste schon Anfang der 1980er Jahre, dass der technische Fortschitt im „Sauseschritt düst“. Die Weltraumforschung soll im digitalen Zeitalter weiterhin einen festen Bestandteil beim Aufbau von zukunftsfähigen Entwicklungsszenarien für die Menschheit bilden. Weltallexperten wie Volker Schmid vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Hauptsitz in Köln heben in Vorträgen immer wieder hervor, dass die kostspieligen Forschungsreisen ins All gerechtfertigt sind.
Seiner Meinung nach können Weltallexpeditionen dazu beitragen, um Lösungsansätze für gravierende Probleme der Menschheit im 21. Jahrhundert zu erarbeiten.

Volker Schmid ist vor allem im Südwesten der Republik ein gern gesehener Vortragsredner. Der DLR Manager leitete die Weltraumexpedition „blue dot mission“ um den Astronauten Alexander („Astro-Alex“) Gerst im Jahr 2014. Alexander Gerst ist in Künzelsau im Kochertal aufgewachsen. Am 28. Mai 2014 brach der Astronaut im Auftrag der European Space Academy (ESA) zur Internationalen Raumstation ISS auf. Zusammen mit seinen Kollegen führte Alexander Gerst dabei 100 verschiedene Bord-Experimente durch.

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Flüge in entfernte Galaxien beflügeln die Phantasie des Menschen. Volker Schmid zeigt in seinen Vorträgen jedoch auf, dass Weltraumwissenschaftler noch nicht auf schleimige Aliens gestoßen sind, die in der fiktiven Filmwelt der US-Schauspielerin Sigourney Weaver schwer zu schaffen machten. Im Gegensatz zu den Jedi-Rittern in den Star Wars-Heldenepen brauchen Alexander Gerst und seine Astronautenkollegen auf der ISS-Station auch keine Laserschwerzer zur Verteidigung. Der Weltraumkenner räumt ebenfalls mit dem Vorurteil auf, dass die Astronauten im Weltall stets in klaustrophobischer Enge aufeinander hocken. „Die ISS ist so groß wie ein Fußballfeld, wiegt 420 Tonnen und erreicht eine Geschwindigkeit von 28.000 Kilometern in der Stunde“, erläutert der Blue Dot Mission-Manager. „Alexander und seine Astronautenkollegen haben also am Tag insgesamt 16 Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge erlebt“, fügt Schmid lachend hinzu. Er bestätigt allerdings, dass die Schwerelosigkeit die Kosmonauten auf Dauer an die Grenzen der physischen Belastbarkeit bringt. „Nach einem achtstündigen Arbeitstag müssen die Astronauten ein zweistündiges Sportprogramm durchziehen, da die Schwerelosigkeit auf Dauer an die körperliche Substanz geht“, bekräftigt Schmid.

Jedoch überwiegen aus wissenschaftlicher Sicht die positiven Aspekte der Schwerelosigkeit. „Die Schwerelosigkeit im Weltall ermöglicht Experimente, die auf der Erde einfach nicht machbar sind“, betont Schmid. Körperliche Testläufe unter Extrembedingungen könnten seiner Meinung nach dazu beitragen, eventuelle Herz-Kreislauf-Erkrankungen frühzeitig aufzudecken. „Das ist ein nachhaltiges Experiment, weil die Gesellschaft immer älter wird und die Gesundheitskosten förmlich explodieren“, unterstreicht der DLR Manager.

Im nächsten Jahr gilt das Forschungsinteresse von Alexander Gerst und seiner Bord-Crew unter anderem auch Bord-Experimenten mit einem speziellen Mikroskop für biologische Testreihen. „So erfahren wir vielleicht noch mehr über biologische Phänomene in Zellen und Organismen. Wir können das Wurzelwachstum direkt verfolgen“. Für Forschungszwecke soll ebenfalls der Umstand genutzt werden, dass bei der Mikrogravitation im Weltall schwache Beschleunigungskräfte auftreten. In einem weiteren Experiment soll daher das richtige Mischungsverhältnis für Beton bestimmt werden. „Bei der Zementherstellung wird viel Kohlenstoffdioxid in die Luft geblasen“, so Schmid. Einen Versuch ist das Betonexperiment im Weltraum allemal wert.

Schließlich sickerte erst im April 2017 die Meldung durch, dass Deutschland laut einer Studie schon in den ersten drei Monaten sein komplettes Jahresbudget an CO2-Emissionen verbraucht hat. Ein Schuss vor den Bug für ein Land, das sich selbst gerne als Klimaschutzpionier sieht. Schuld ist der immense Pro-Kopf-Verbrauch: bisher wollen einfach nur wenige Bundesbürger auf ihr „Heilig's Blechle“ oder den Flug mit der Billig-Airline verzichten. Im „Experimentekoffer“ an Bord der ISS-Station im Jahr 2018 dabei ist auch ein so genannter Elektromagnetischer Levitator (ELM). „Dieses spezielle Gerät erlaubt Alexander das kontaktfreie Schmelzen und Erstarren von Metallproben“. Erdmagnetfeld-Experimente im Planetenlabor plant die Crew um ISS Commander Alexander Gerst ebenfalls fest ein.

Ein aufregendes Projekt ist ebenso die Analyse eines automatischen Identifikationssystems (AIS) zur Ortung von Schiffen mit mehr als 300 Bruttoregistertonnen. Volker Schmid erklärt, warum ein totales Überwachungsszenariao hier sogar mal einen Sinn ergibt. „Eine Reederei kann nicht länger vertuschen, dass Öl aus dem Tanker ausläuft und die Meere verschmutzt“, bekräftigt der DLR Manager. Gespannt blicken die Weltraumforscher auch auf die Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Ornithologie in Radolfzell. „Wir können auf der nächsten Blue-Dot-Mission hoffentlich viele Erkenntnisse über Routen von Zugvögeln, Bienen und vielleicht auch Fischschwärmen gewinnen“, hofft Schmid.

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„Spaciges“ in der Region
Wer mehr über die spannende Forschungsarbeit von „Astro-Alex“ wissen möchte, der sollte die Weltraumausstellung in seiner Heimatstadt Künzelsau besuchen. In der Dauerausstellung im Rathausfoyer in Künzelsau werden Leihgaben vom DLR und von Alexander Gerst präsentiert. Ein nachgebautes Modell erlaubt einen Einblick in das Mehrzwecklabor „Columbus“, das die Astronauten in der ISS einsetzen. Geöffnet ist die Ausstellung immer montags bis freitags von 9 bis 18 Uhr und samstags von 9 bis 12 Uhr. Der Eintritt ist frei.

Auch für Schulklassen gibt es in der NATURSCHECK-Region eine Anlaufstelle, um mehr über Weltraumtechnik zu erfahren. So erklären Mitarbeiter des DLR_School_Labs Lampoldshausen anhand von interaktiven Experimenten kleinen und großen Weltraumfans das Funktionsprinzip der Vakuum- und Raketenantriebstechnik. Am DLR-Standort in Lampoldshausen im Harthäuser Wald bei Heilbronn werden hauptsächlich Raketentriebwerke entwickelt und getestet – zum Beispiel für die europäische Trägerrakete 'Ariane 5'.

Text und Fotos: Andreas Scholz

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