Raumfahrt: Mondsüchtig

Die NASA will im Mai wieder einen Spaceshuttle ins All schicken – als Auftakt zu einer neuen Ära der bemannten Raumfahrt. Der Mond soll zum zentralen Weltraumflughafen ausgebaut werden.

Das neue Fenster zum Weltraum wird drei Wochen lang offen stehen. Zwischen dem 15. Mai und dem 3. Juni soll mit Discovery wieder ein Spaceshuttle ins All starten, gab die US-Weltraumagentur NASA am vorvergangenen Wochenende bekannt. Und wenn alles gut geht, soll der Flug einen neuen Aufbruch ins All markieren – mehr als zwei Jahre nach der Columbia-Katastrophe am 1. Februar 2003, als der Shuttle beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre in 63 Kilometer Höhe über Texas zerbarst, teilweise verglühte und alle sieben Besatzungsmitglieder ums Leben kamen.

Es war einer der schwärzesten Tage der bemannten Raumfahrt. Schon 1986 hatte ein Shuttle-Unglück sieben Menschenleben gefordert, als die Raumfähre Challenger 72 Sekunden nach dem Start explodiert war. In beiden Fällen waren es kleine Ursachen, die verheerende Wirkungen zur Folge hatten: Für die Explosion der Challenger war eine lecke Dichtung an den Feststoffraketen verantwortlich, bei der Columbia war es ein Kunststoffisolierteil, der sich beim Start vom zentralen Flüssigtreibstofftank gelöst und den Hitzeschild der linken Tragfläche beschädigt hatte (siehe auch Kasten „Zwei Jahre danach“ auf Seite 140).

Die Experten, die den Shuttle Ende der sechziger, Anfang der siebziger Jahre konzipiert hatten, rechneten mit einem Risiko von zwei Prozent, das heißt, dass bei etwa jedem 50. Flug ein gravierendes Problem auftritt. Bei 113 Flügen gingen der Spaceshuttle-Flotte zwei Raumfähren mit 14 Astronauten verloren, das entspricht etwa dem vorausberechneten Risiko. Der gebürtige Südtiroler Klaus P. Heiss, einer der Väter des Spaceshuttles und heute Weltraumberater von US-Präsident George W. Bush, hat nach eigenen Angaben damals anstatt der Kombination von festem und flüssigem Treibstoff ein Antriebssystem nur mit Flüssigtreibstoff vorgeschlagen. „Damit hätte man das Risiko auf etwa ein Prozent heruntergebracht“, sagt Heiss, „aber Raumflüge sind nun mal riskant. Das nächste Mal wird jemand irgendwo einen Schraubenzieher vergessen“ (siehe auch Interview auf Seite 139).

Rettung möglich. Der Columbia Accident Investigation Board, jene Kommission, welche das Columbia-Desaster untersuchte, fand heraus, dass die Mannschaft und eventuell auch der Shuttle hätten gerettet werden können, wenn die Verantwortlichen im Kontrollraum in Houston von dem am Hitzeschild entstandenen Schaden spätestens am siebenten Tag des Shuttle-Fluges Kenntnis gehabt hätten. Dann wäre es laut Aussagen von NASA-Technikern möglich gewesen, das Raumschiff Atlantis für einen Rettungsflug flottzumachen. Zwar wäre der nächste programmgemäße Flug von Atlantis erst für März 2003 vorgesehen gewesen, aber in einer Kraftanstrengung hätten sie die Raumfähre für einen vorzeitigen Start zwischen 10. und 15. Februar präparieren können.

Auch die Wetterbedingungen hätten den Start zugelassen. Atlantis wäre mit nur vier Besatzungsmitgliedern – einem Commander, einem Piloten und zwei auf Raumspaziergänge spezialisierten Astronauten – in den Orbit geflogen, hätte an die Columbia angedockt und die Besatzung für die sichere Rückkehr zur Erde aufgenommen. Während die Atlantis-Besatzung im Flugdeck Platz genommen hätte, wären die sieben geretteten Astronauten im Mitteldeck zur Erde zurückgeflogen. Das defekte Raumschiff Columbia hätte man entweder kontrolliert zum Absturz gebracht oder so lange im Orbit belassen, bis eine Reparaturmission möglich wäre.

Die Untersuchungskommission bemängelte, dass die NASA von der Beschädigung des Hitzeschilds bis zum letzten Tag der Shuttle-Mission keine Kenntnis hatte. Darüber hinaus kritisierte das Gremium schwere Managementfehler und technische Nachlässigkeiten, die zu dem Schaden am Hitzeschild und schließlich dem tragischen Absturz der Columbia geführt hätten. Die NASA gelobte eine Reorganisation sowie peniblere Sicherheitskontrollen. Die elfköpfige, für die Flugsicherheit verantwortliche Einheit trat aufgrund der von der Kommission vorgebrachten Kritik im September 2003 zurück.

Kühne Vision. Noch in der Stunde der Trauer hatte US-Präsident George W. Bush im Lyndon B. Johnson Space Center in Houston verkündet: „Amerikas Weltraumprogramm wird weitergeführt. Dieser Entdeckungswille ist keine von uns gewählte Option. Er liegt in der Natur des Menschen.“ Im Jänner des Vorjahres verkündete er bei einem Besuch im Goddard Space Flight Center in Washington, D. C., vor der Crew der Raumfähre Discovery, welche den nächsten Shuttle-Flug im Mai absolvieren soll, eine Aufstockung des NASA-Budgets um rund 500 Millionen Dollar und einen neuen Aufbruch der Nation ins All: Innerhalb eines Jahrzehnts soll wieder ein Amerikaner am Mond stehen, und der Erdtrabant soll künftig als Zentralflughafen für den gesamten bemannten Raumflug dienen.

Bushs Weltraumpläne stammen nicht von der NASA, sondern hauptsächlich von einem privaten Washingtoner Think Tank namens „High Frontier“, der Ende der siebziger Jahre von dem pensionierten Armeegeneral Daniel O. Graham, dem MIT-Wissenschafter Peter Glaser, einem Großcousin Bruno Kreiskys, sowie dem bereits erwähnten Klaus P. Heiss gegründet worden ist. Im Dezember 2003 legte diese Gruppe dem US-Präsidenten den bisher noch unveröffentlichten Bericht „Columbia: A Permanent Lunar Base“ vor, in dem all das steht, was Bush im Goddard Space Flight Center verkündete: der Nation eine neue Vision zu geben, deren erster großer Schritt (zum Mond) innerhalb eines Jahrzehnts (als überschaubarer Zeitraum) realisiert werden müsse.

Im Kern propagiert dieser Bericht ein Mond-zentrisches Bild der bemannten Raumfahrt. Das bedeutet eine Abkehr vom geozentrischen Bild – dass man von der Erde aus zuerst Roboter zum Mars und zu ferneren Planeten schickt, um ihnen dann irgendwann, wieder von der Erde aus, bemannte Missionen folgen zu lassen. Dieses Konzept erweist sich aufgrund der hohen Anziehungskraft unseres Planeten als schwierig und kostspielig, weil große Lasten mit enormem Aufwand ins All befördert werden müssten.

Eine bemannte Mars-Mission würde mit heutiger Technologie zwei Jahre dauern. Ungeklärt ist, ob der menschliche Körper in der Lage ist, derart lange Raumflüge zu überstehen – physisch wie psychisch. Die körperliche Belastung durch die Schwerelosigkeit, kombiniert mit dauerhaftem Beschuss durch kosmische Strahlung und Partikel ist nicht abschätzbar, weil es bis auf die kurzen Mondflüge noch keine bemannten Raumflüge außerhalb des so genannten Van Allen Belt, eines in 6400 Kilometer Höhe die Erde umspannenden Partikelgürtels, gegeben hat. Außerhalb dieses Gürtels sind aber kosmische Strahlung und Partikelbeschuss ungleich intensiver.

Wasserschirm. Um den Menschen gegen eine solche Strahlung und Beeinträchtigung durch Partikel abzuschirmen, müsste ein Raumschiff ungeheure Mengen Wasser oder Wasserstoff in der äußeren Hülle mitführen. Diese Last von der Erde aus ins All zu hieven wäre überaus aufwändig. Und die psychische Belastung eines zweijährigen Fluges, bei dem die Erde für lange Zeit aus dem Blickfeld der Astronauten verschwindet, ist noch nicht abschätzbar.

Der Schluss, den die Experten von High Frontier aus all diesen Überlegungen ziehen, lautet: Erkundung des Mondes durch unbemannte Sonden ab dem Jahr 2008. Aufbau einer permanenten Mondstation ab dem Jahr 2015 unter Nutzung von „unerschöpflichen“ Ressourcen vor Ort. An den Polen des Mondes gibt es Vorkommen an Eiswasser, und das Mondgestein Regolith enthält nahezu alle Rohstoffe, die für Bau und Betrieb einer permanenten Mondstation nötig sind: Silizium, aus dem man Glas für die Errichtung großer Sonnenkraftwerke erzeugen könnte; Wasserstoff zum Betrieb von Brennstoffzellen und Raumfahrzeugen; in geringen Mengen auch Stickstoff für Pflanzenzucht; auch wäre zur Versorgung der Mondbewohner genügend Sauerstoff aus dem vorhandenen Wassereis zu gewinnen. Entwürfe für eine Mondbasis gibt es inzwischen zuhauf. Einige davon wurden im Jahr 2002 bei einem internationalen Design-Workshop an der TU Wien entwickelt.

Weil der Erdtrabant keine Atmosphäre besitzt und weil eine Seite des Mondes permanent sonnenbeschienen ist, beträgt dort die Ausbeute an Sonnenenergie ein Vielfaches der auf der Erde erzielbaren Werte. Die fehlende Atmosphäre prädestiniert den Mond außerdem für Errichtung und Betrieb von Beobachtungsstationen und Teleskopen, für astronomische Zwecke wie für die Erd- und Sonnenbeobachtung. Aber den ganz großen Vorteil des Mondes erblicken die Wissenschafter in seiner – im Vergleich zur Erde – geringen Anziehungskraft. Jede Rakete und jedes Raumfahrzeug, das vom Mond aus startet, brächte nur ein Sechstel des irdischen Gewichts auf die Waage. Deshalb gibt es schon Pläne, selbst den erdnahen Orbit vom Mond aus zu versorgen.

Fülle von Ideen. Für die fernere Zukunft haben die Forscher Ideen parat, die aus irdischem Blickwinkel überraschend erscheinen, die aber, so sagen sie, vom Mond aus Sinn machen würden. So etwa Peter Glasers Idee, auf dem Mond Sonnenkraftwerke vom Ausmaß 100 mal 100 Kilometer zu errichten und die dort gewonnene Energie mithilfe von gebündelten Mikrowellen auf die Erde zu transferieren; oder das von Klaus P. Heiss entwickelte Konzept, elektromagnetisch angetriebene Raumschiffe aus kilometerlangen, steil aufragenden Tunneln zu starten; oder seine Idee, mit riesigen Sonnensegeln ausgestattete Raumschiffe mithilfe von Laserkanonen oder gebündelten Mikrowellen vom Mond aus anzutreiben; oder auch die Idee, aus dem im Mondstaub enthaltenen Helium 3 den unerschöpflichen Rohstoff für Kernfusionskraftwerke zu gewinnen.

Vorderhand werden die kühnen Pläne noch auf der Erde festgehalten. Denn es ist derzeit noch kein Vehikel in Sicht, das einen Menschen zum Mond befördern könnte. Ein geeignetes Transportmittel muss erst aus der vorhandenen Raketen- und Shuttle-Technologie entwickelt werden. Dazu existiert eine ganze Reihe von Plänen, wie etwa die Entwicklung einer dritten Stufe der Shuttle-Technologie, um damit weiter hinaus ins All zu fliegen. Aber all diese Pläne sind aus irgendwelchen Gründen nie verwirklicht worden. Der Columbia-Untersuchungsbericht macht einen „Mangel an nationalem Leadership“ dafür verantwortlich: Es hat sich in der jüngeren Vergangenheit niemand gefunden, der wie seinerzeit John F. Kennedy den dafür Verantwortlichen nachdrücklich gesagt hätte, ihr müsst es einfach nur tun.