Raumfahrt: Der Mann am Mond

Präsident Bush propagiert den Bau einer permanenten Mondstation und den Aufbruch zum Mars. Seine Worte sind ungleich ambitionierter als die dafür bereitgestellten Mittel.

Jedes Wort des Präsidenten zielte tief in die amerikanische Seele. Das Hinausschieben der äußersten Grenze der Zivilisation müsse weitergehen: Nach der Rückkehr zum Mond und dem Bau einer permanenten Mondstation würden amerikanische Astronauten zum Mars aufbrechen und schließlich darüber hinaus in ferne Welten. „Wir wollen der NASA ein neues Ziel und eine neue Vision für künftige Entdeckungen geben“, verkündete George W. Bush am Mittwoch der Vorwoche im Goddard Space Flight Center in Washington.

Während das unbemannte Forschungsvehikel Spirit im Staub des Roten Planeten herumkurvt und bisher nie gesehene Panoramen einer bizarren Sand- und Steinwüste zur Erde funkte, beschwor Bush den Forscher- und Entdeckergeist der Nation. Die anwesenden Raumfahrt-Veteranen und die Crew der nächsten Shuttle-Mission, die voraussichtlich im Herbst mit der Raumfähre Atlantis starten soll, applaudierten mit sichtlicher Erleichterung. Und NASA-Direktor Sean O’Keefe freute sich über „einen historischen Tag“.

Lächerlicher Vergleich. Die von Bush in Aussicht gestellte Aufstockung des NASA-Budgets ist hingegen alles andere als historisch: Gerade eine Milliarde Dollar will er für die kommenden fünf Jahre zusätzlich springen lassen, bei einem NASA-Jahresbudget von 15 Milliarden Dollar ist das nur unwesentlich mehr als die Inflationsrate. Jeder Vergleich mit dem 1961 von US-Präsident John F. Kennedy initiierten Apollo-Programm wirkt daher lächerlich. Denn Kennedy, der versprach, einen Amerikaner auf den Mond zu schicken, „bevor das Jahrzehnt endet“, ließ der hehren Zielvorgabe auch die nötigen Geldmittel folgen: Das Budget der NASA wurde verdoppelt und im Jahr darauf nochmals verdoppelt.

Freilich, es war Kalter Krieg, und die Russen hatten im Weltraum vorerst die Nase vorn. Das konnte eine ebenso stolze wie in militärischen Sicherheitsfragen empfindliche Nation wie die USA nicht auf sich sitzen lassen. So stand die US-Bevölkerung geschlossen hinter dieser einzigartigen Kraftanstrengung, in die nach Schätzungen insgesamt an die 300.000 Wissenschafter und Techniker eingebunden waren. Tatsächlich stand dann am 21. Juli 1969 mit Neil Armstrong der erste Amerikaner auf dem Mond.

Viereinhalb Jahre später, im Dezember 1972, waren Harrison Schmitt und Gene Cernan im Rahmen der Apollo-17-Mission die bislang letzten Besucher. „So wie wir jetzt den Mond verlassen, so werden wir wiederkehren“, meinte Cernan beim Einsteigen in die Raumkapsel optimistisch. Eine Prophezeiung, die sich bislang noch nicht bewahrheitet hat. Denn nach den wiederholten Mondlandungen hatte der erdnächste Himmelskörper bereits einen Großteil seiner Faszination verloren. Immer nur Steine sammeln ist auf Dauer kein Quotenhit.

Wissenschaftlich war die Ausbeute, die das Apollo-Programm hervorbrachte, von überschaubarem Erkenntniswert. Insgesamt wurden 382 Kilogramm Mondgestein zur Untersuchung auf die Erde gebracht. Die Kosten dafür betrugen – auf heutiger Preisbasis – 100 Milliarden Dollar. Allerdings muss bei dieser Kosten-Nutzen-Rechnung berücksichtigt werden, dass die mit den Mondabenteuern einhergehende Mobilisierung des Geisteskapitals einer ganzen Wissenschaftergeneration einen technologischen Vorsprung hervorbrachte, von dem kaum ein Lebensbereich unberührt blieb und von dem die USA bis heute profitieren.

Als der Beweis der technologischen Überlegenheit erbracht war, hatte das Apollo-Programm seinen Zweck erfüllt.

Fehlende Vision. Von der NASA schon 1969, im Jahr der ersten Mondlandung, entwickelte Pläne zum Bau einer permanenten Mondstation sowie die Vision einer bemannten Mission zum Mars wurden von Präsident Richard Nixon gestoppt. Der hatte mit dem Vietnamkrieg andere Sorgen und gab die nötigen Finanzierungsmittel nicht frei. Seither wurden von der NASA immer wieder ähnliche Vorstöße unternommen, unter anderem 1986 und dann wieder 1989 unter Präsident George Bush senior. Doch auch er stellte keine Mittel zur Verfügung. Bemannte Raumfahrt galt als teures Hobby, dem klare Ziele fehlten und dessen kommerzieller wie – vor allem – politischer Nutzen höchst fragwürdig erschienen.

„Die zivile Raumfahrt der USA wurde 30 Jahre lang ohne eine Leitvision fortgeführt, und keine scheint in Sicht“, heißt es im Schlussbericht jener Kommission, die den Absturz des Spaceshuttles Columbia untersuchte (siehe Shuttle-Bericht). Nun will George W. Bush das Versäumte nachholen – sagt er jedenfalls. Er verkündet den Bau einer permanenten Mondstation, die Entwicklung neuer Raumfahrzeuge mit neuer Antriebstechnik und die Erschließung neuer Energieressourcen. Kritiker werfen ihm vor, es gehe ihm bloß um einen Wahlkampfgag (siehe auch Bericht auf Seite 80).

Der Zeitpunkt für die öffentlichkeitswirksame Ankündigung scheint tatsächlich nicht ganz zufällig mit dem Start des Wahljahres zusammengefallen zu sein. Andererseits sind die Stimmen in der Fachwelt, die eine Neupositionierung der US-Weltraumstrategie verlangen, in jüngster Zeit deutlich lauter geworden. Zentraler Punkt des Großteils dieser Forderungen: die permanente Mondstation als Ausgangsbasis für alle künftigen bemannten Weltraummissionen.

Dass der Mond 30 Jahre nach Ende des Apollo-Programms wieder zum begehrten Zielobjekt wissenschaftlichen Forschungsdrangs geworden ist, hat mehrere Ursachen:

Weil der Mond keine Atmosphäre besitzt, erscheint er überaus geeignet, um auf der erdabgewandten Seite große Teleskope zu installieren, mit denen viel tiefere und präzisere Einblicke in das Universum möglich wären als mit Teleskopen, die auf der Erde stationiert sind. Christian Köberl, Geologie-Professor an der Universität Wien und Experte für Kometen-, Asteroiden- und Meteoriteneinschläge, hält aber den Mond vor allem aufgrund seiner Geologie für „das wohl interessanteste Objekt im Sonnensystem“. Denn mittlerweile hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass der Mond vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstanden ist, nachdem ein Asteroid von der Größe des Mars die noch junge, glutheiße Erde gestreift hatte. Die dabei abgesprengte Trümmerwolke formte sich zu einem Himmelskörper, bestehend aus Asteroiden- und Erdgestein.

Erdgeschichte. Nach einer Phase, in welcher der Erdtrabant von einem allumspannenden Ozean aus flüssigem Gestein bedeckt war, folgte eine Phase des heftigen Bombardements durch Kometen, Asteroiden und Meteoriten, welche auf der Mondoberfläche Krater mit einem Durchmesser von bis zu 2000 Kilometern hinterließen. Nachdem der Mond seit drei Milliarden Jahren geologisch nicht mehr aktiv ist, bildet er so etwas wie ein Archiv der Erdgeschichte. Er könnte aber auch Aufschluss über die Entstehung des Sonnensystems geben.

Für die Raumfahrt rückt unser ständiger Begleiter aber vor allem deshalb ins Blickfeld, weil sich alle bisherigen Strategien für bemannte Marsflüge als nicht gangbar erwiesen. Die Vorstellung, dass man ein bemanntes Raumschiff mit einer Rakete ins All befördert und dass dieses Raumschiff dann zum Mars fliegt, dort landet und die Astronauten wieder sicher zur Erde zurückbringt, erscheint nach heutiger Technik unausgegoren.

Mit den derzeit verfügbaren chemischen Antrieben wäre das Raumschiff neun Monate zum Roten Planeten unterwegs. Dort müssten die Astronauten einige Monate verweilen, bis sich wieder eine günstige Konstellation für den Rückflug bietet. Dann wären sie alles in allem zwei bis drei Jahre unterwegs. Allein die erbgutschädigende kosmische Strahlung, von der die Besatzung während dieser Zeit getroffen würde, käme nahe an einen kritischen Bereich. Die Forschung weiß auch noch zu wenig über die physischen und psychischen Auswirkungen einer derart langen Reise durchs All, wenn die Astronauten viele Monate von der rettenden Erde entfernt sind. Zu all dem kommt die enorme Treibstoffmenge, die für einen solchen Flug erforderlich wäre. Daher überlegen Raumfahrttechniker, wie man die Flugzeit durch neue Antriebstechnologien und neue Energieressourcen verkürzen könnte.

Fusionsenergie. Eine Option ist der Nuklearantrieb. Schon heute fliegen Sonden wie etwa die Saturn-Sonde Cassini-Huygens mit einem von thermonuklearen Batterien gespeisten Antriebssystem, doch diese Technik wäre für die Fortbewegung eines bemannten Raumschiffs viel zu schwach. Daher gibt es Überlegungen, solche Raumschiffe mit kleinen Kernkraftwerken auszustatten, also der gleichen Technik, mit der auf der Erde Atom-U-Boote betrieben werden. Die NASA befasst sich im Rahmen ihres Projekts „Prometheus“ mit derartigen Hochleistungsantrieben.

Doch schon heute ist klar, dass auch diese Technologie ihre Grenzen hat. Der Betrieb eines Raumschiffs auf Basis der Kernspaltung wäre für die Reise zum Mars noch eine realistische Option, aber kaum darüber hinaus, weil dann auch die Menge des benötigten Nukleartreibstoffs zu groß wird. Daher gibt es schon heute weiterführende Überlegungen, etwa in Richtung Fusionsantrieb.

Nach heutiger Kenntnis wäre das die einzige Antriebstechnik, die künftige Reisen quer durch das Sonnensystem gestatten würde. Für die Kernfusion auf der Erde steht derzeit die Standortentscheidung für den Bau des ersten internationalen Versuchsreaktors ITER – in Frankreich oder Japan – bevor. Während dort die Fusion von Deuterium- und Tritium-Atomen versucht werden soll, ist in der Weltraumtechnik an die Fusion von Deuterium- und Helium-3-Atomen gedacht, für die man eine höhere Zündungstemperatur von mehreren 100 Millionen Grad benötigt. Dafür wäre die Energieausbeute größer.

Deuterium ist ein Isotop des Wasserstoffs, Helium-3 ein Isotop des Edelgases Helium. Eine Kernfusion der beiden ist in der Realität erst in bescheidenen Experimenten, etwa am Fusion Technology Institute der Universität von Wisconsin, gelungen. Dass Weltraumtechniker dennoch solche Pläne wälzen, hat seinen Grund in Rohstoffvorkommen auf dem Mond. Weil der Erdtrabant keine Atmosphäre besitzt, fegt der Sonnenwind seit Milliarden Jahren unentwegt Teilchen auf die Mondoberfläche, die Helium-3 enthalten.

Reichlich Rohstoffe. Aus den von Mondsonden gelieferten Daten weiß man außerdem, dass vor allem der Süd-, aber auch der Nordpol über große Wasservorkommen in Form von Eis verfügen. Das heißt, der wichtigste Rohstoff für eine Besiedelung ist vorhanden. Aus Wasser lassen sich Wasserstoff und Sauerstoff gewinnen, Grundstoffe für die Energieerzeugung und die Sauerstoffversorgung der dort lebenden Menschen. Und aus Wasserstoff ließe sich das Isotop Deuterium gewinnen. Rohstoffe für die Kernfusion wären also reichlich vorhanden, aber solange diese Technologie noch nicht funktioniert, bleibt sie Science Fiction.

Eine Besiedlung des Mondes macht aber aus einem ganz anderen Grund dennoch Sinn: Weil seine Anziehungskraft viel geringer ist als jene der Erde, gilt er als praktischer Startplatz für Raummissionen aller Art. Vom Mond könnten größere Raumschiffe, die in vorgefertigten Modulen zum Erdtrabanten gebracht und dort zusammengesetzt werden, mit geringerem Energieeinsatz auf die Reise geschickt werden.

Vor diesem Hintergrund ist die neue Weltrauminitiative von US-Präsident George W. Bush zu sehen. Er verkündet die Fertigstellung der im Erdorbit kreisenden Internationalen Raumstation ISS bis zum Jahr 2010. Dort sollen jene Erkenntnisse über Langfristwirkungen der Schwerelosigkeit und der kosmischen Strahlung auf den menschlichen Organismus gewonnen werden, die man für die weitere Erforschung des Universums benötigt.

Zentraler Punkt ist aber die Entwicklung eines Ersatzes für die veraltete Spaceshuttle-Flotte. Benötigt wird ein Raumgefährt, das sowohl den Pendelverkehr zur Raumstation als auch zum Mond ermöglicht. Auf dem Reißbrett und in Modellen hat es schon etliche solcher Konzepte gegeben, wie etwa Boeings Orbiter Space Plane (OSP), aber mangels einer eindeutigen Zielsetzung kamen alle diese Projekte über das Planungsstadium nicht hinaus.

Daher muss sich die NASA vorderhand mit ihrer Shuttle-Technologie noch etliche Jahre weiterfretten, bis irgendwann nach 2008 oder 2010 Ersatz in Sicht ist. Spätestens im Jahr 2014 soll es mit der neuen Starttechnologie wieder eine bemannte Mission ins All geben, verspricht Bush. Und spätestens im Jahr 2020, wenn laut Plan wieder Amerikaner am Mond stehen sollen, wird man wissen, ob die großen Worte mehr waren als ein bloßer Wahlkampfgag.