Künstlerische Darstellung eines Szenarios zur Erforschung des Mondes. Bild: ESA–ATG
Andreas Jürgens
Die European Space Agency, kurz ESA, bringt Europa zu den Sternen. Welche Bedeutung hat das europäische Weltraumprogramm für das Leben hier unten auf der Erde? Über sicheres Internet aus dem All, Monddörfer und den Rohstoff der Zukunft.
»… trois, deux, un – et décollage!« Ein gewaltiger Feuerstrahl schießt aus dem Triebwerk und hüllt die Startrampe in dichte, meterhohe Rauchwolken. Die Trägerrakete Ariane ist auf ihrem Weg über das offene Meer ins All. Im Kontrollzentrum bricht professionell verhaltener Jubel aus, konzentriert blickt man auf die Monitore. Das Ergebnis jahrelanger Entwicklung zieht einen Schweif quer durch den Himmel, bis nur noch ein kleiner glühender Punkt zu sehen ist. Die Ariane rast mit einer Geschwindigkeit von über zehn Kilometern – pro Sekunde! – in den Weltraum.
Die mythologische Namensgeberin dieses europäischen Gemeinschaftsprojektes ist die griechische Göttin Ariadne, frz. Ariane. Sie gab ihrem Geliebten Theseus einst einen Faden mit, damit er den Weg aus dem Labyrinth finden konnte. Ariane trug auch ein Diadem, welches dem Mythos nach das Sternbild Nördliche Krone bildet. Die moderne Ariane kennt den exakt vorausberechneten Weg durch das Weltall dank hoch entwickelter Technik. Mehr als einhundert Flüge wurden bereits mit den Vorgängermodellen absolviert. Auch ihr mehrfach zündbares Flugtriebwerk hat einen berühmten Namensgeber: Dank »Vinci«, benannt nach dem italienischen Universalgelehrten Leonardo da Vinci, kann die Ariane ihre Nutzlast, z. B. Satelliten, nacheinander an unterschiedlichen Positionen aussetzen. Auch Themis, die Göttin der Gerechtigkeit, Ordnung und Weisheit, wird ihren Namen einer zukünftig wiederverwendbaren Trägerrakete geben. Die Projekte der ESA lesen sich wie das Namensregister europäischer Kulturgeschichte – ausgestattet mit modernster Technologie made in Europe.
Gemeinsam eine Supermacht
1929 zeigte Fritz Lang seinen Science-Fiction-Film »Frau im Mond«, in dem er den Erdtrabanten als Quelle großer Goldvorkommen darstellte. Heute hat man den Mond tatsächlich auch als Ressource von Gold, Gas und Silizium im Blick. Beim Dreh erfand Lang übrigens den auch heute noch üblichen »Countdown« gleich mit. Damit die Zuschauer wussten, wann die Rakete abhebt, wurde im Film rückwärts gezählt – eine Zählweise, die später an den echten Startrampen übernommen wurde. Im Film wurde der Begriff der »Weltraumschiffahrt« verwendet, damals gab es in Deutschland bereits einen von Ingenieuren und Astronomen gegründeten »Verein für Raumschiffahrt« – mit einer Zeitschrift namens »Die Rakete«.
Eines der Mitglieder dieses Vereins, der Physiker Hermann Oberth, beriet Lang am Filmset. Oberth hatte sechs Jahre zuvor sein Buch »Die Rakete zu den Planetenräumen« veröffentlicht und legte damit eine der wissenschaftlichen Grundlagen für die Raumfahrt vor. In den 1950er-Jahren ging er, wie zuvor schon sein Kollege Wernher von Braun und andere europäische Ingenieure in die USA, um an den dortigen Raum- und Luftfahrtprogrammen mitzuwirken. Am 16. Juli 1969, vierzig Jahre nach »Frau im Mond«, startete von Cape Canaveral eine bemannte Rakete ins Weltall. Fünf Tage später landeten zum ersten Mal wirklich Menschen auf dem Mond.
Nicht zuletzt durch diesen bis heute andauernden ›Brain Drain‹, der Abwanderung zahlreicher Wissenschaftler nach Übersee, erkannte man in Europa die notwendige Bündelung nationaler Projekte, um im weltweiten Wettbewerb mithalten zu können. Insbesondere in Frankreich wurden die damals dominierenden Raumfahrt-Supermächte USA und Sowjetunion kritisch betrachtet. Ab 1973 wurde intensiv an einem gemeinsamen Raumfahrtprogramm gearbeitet. Die Entwicklung der Ariane legte den Grundstein für die ESA, die Europäische Weltraumorganisation, und deren offizielle Gründung am 31. Mai 1975 in Paris. Heute sind mehr als 20 europäische Staaten Mitglieder, hinzu kommen Kooperationsstaaten und Projektpartner. Alle vier Jahre wird ein Generaldirektor vom ESA-Rat gewählt. Jeder Mitgliedsstaat, unabhängig von seiner Größe, hat dabei eine Stimme.
Zusammen bilden die Mitglieder eine Art ›Supermacht‹ der Forschung und der Technik, die sich im internationalen Vergleich einen guten Stand erarbeitet hat – und diesen halten und ausbauen muss. Doch wie arbeitet eine Organisation mit so vielen verschiedenen Mitgliedern und Partnern? Wie koordiniert die ESA ein Team von 2400 Wissenschaftlern, IT-Spezialisten, Ingenieuren und Verwaltungsangestellten aus ganz Europa?
Tropisches Klima, dichter Regenwald und schier endlose Strände. Von hier aus geht es in den Weltraum.
Europas Tor zum Weltraum liegt am Äquator
Der Hauptsitz der ESA befindet sich in Paris. In der französischen Metropole werden die Beschlüsse für alle laufenden und zukünftigen Projekte gefasst. Doch es gibt über Europa verteilt noch viele weitere Standorte: Das Europäische Weltraumforschungs- und Technologiezentrum liegt im niederländischen Noordwijk. Hier im technischen Herzen der ESA, arbeitet man an der Entwicklung von Satelliten, Robotik und KI. In Köln liegt das Europäische Astronautenzentrum, wo die ESA-Astronauten für ihren Einsatz auf der International Space Station, der ISS, vorbereitet werden. In Frascati bei Rom fungiert das Europäische Weltraumforschungsinstitut als Schnittstelle zwischen der ESA und der EU, der europäischen Industrie und den Ministerien der Mitgliedstaaten.
Im spanischen Villafranca werden beim Europäischen Astronomiezentrum die wissenschaftlichen Daten zusammengeführt und archiviert. Das Europäische Zentrum für Weltraumanwendungen und Telekommunikation liegt im britischen Harwell und hat seinen Schwerpunkt in der Kommerzialisierung der ESA-Projekte. Der ›Sicherheitsdienst‹ der ESA hat seinen Sitz im belgischen Redu. Hier ist man neben der Cybersicherheit auch noch für Wetterdaten und universitäre Ausbildung zuständig.
Schließlich das ›Gehirn‹, das Europäische Satellitenkontrollzentrum im deutschen Darmstadt. Von hier aus werden die Sonden und Satelliten der ESA gesteuert. Hinzu kommen noch mehrere hundert spezialisierte Unternehmen, darunter auch viele kleine und mittlere, die als Auftragnehmer an den Projekten beteiligt sind. Klingt kompliziert? Die ESA ist auch ein komplexer Organismus, der aus vielen hoch qualifizierten Spezialisten besteht. Doch richtig lebendig wird er erst tausende Kilometer entfernt, über dem Atlantischen Ozean.
Tropisches Klima, dichter Regenwald und schier endlose Strände: Das Überseedepartement Französisch Guayana liegt an der Nordostküste Südamerikas. Die Region ist fast vollständig von Wald bedeckt und hat nur knapp 300 000 Einwohner. Hier liegt Europas Weltraumbahnhof, das Guiana Space Centre, direkt am offenen Meer. Der einzige europäische Raketenstartplatz für orbitale Flüge liegt nicht auf dem europäischen Kontinent? Nein, aber er liegt dafür nur etwas mehr als 500 km vom Äquator entfernt und kann von dort aus den maximalen Geschwindigkeitsschub durch die Erdrotation nutzen. Denn am Äquator dreht sich die Erde wie bei einem Kreisel schneller als nördlich oder südlich davon. Das spart Treibstoff – und sehr viel Geld. Ein Vorteil gegenüber den Weltraumbahnhöfen Chinas, Russlands und der USA. Sie liegen weiter entfernt vom größten Breitenkreis – und mit Cape Canaveral haben die US-Amerikaner einen Startplatz mit Tücken: In der Wirbelsturmsaison müssen Starts schon mal verschoben werden.
Eine Ariane Rakete startet. In vielen Bereichen liegt Europa bereits weit vorn, aber ist es auch bereit für eine führende Rolle bei der Erforschung unseres Sonnensystems?
Der Kampf um die Datenströme
Die ESA verfügt über ein Jahresbudget von ca. 7 Milliarden Euro. Das ist eine enorme Summe, doch im globalen Vergleich eher bescheiden. In den USA werden pro Jahr umgerechnet etwa 14 Milliarden Euro allein privat in die Raumfahrt investiert – zusätzlich zum NASA-Budget von 22 Milliarden. Mit China gibt es außerdem eine Macht, die sich anschickt, die Führungsrolle in der Raumfahrt zu übernehmen. Doch anders als der Westen scheint China seine Forschungsergebnisse nicht so bereitwillig mit der Welt teilen zu wollen und bringt sich auch militärisch in starke Position. Die Chinesen verfügen zudem über eine eigene Raumstation und sind nicht auf die ISS angewiesen. Kann Europa in diesem kosmischen Wettrennen mithalten?
In vielen Bereichen liegt Europa bereits weit vorn: Mit dem Satellitensystem Galileo stellt es den präzisesten Navigationsdienst der Welt. Eingesetzt wird Galileo z. B. beim Auffinden von Rohstoffquellen, bei hydrografischen Vermessungen, aber auch in der Robotik und dem Navigieren von Autos, Schiffen, Flugzeugen sowie auf mobilen Endgeräten. Es kann bereits von 3 Milliarden Menschen weltweit genutzt werden (wahrscheinlich auch von Ihnen, liebe Leser). Mit dem Erdbeobachtungsprogramm Copernicus wirft Europa zudem ein wachsames Auge auf die zahlreichen Ökosysteme der Erde. Umwelt- und Katastrophenschutz stehen hierbei im Fokus.
Aber der Kampf um die Datenströme findet auch tief unter dem Meeresspiegel statt. Geschätzte 1,3 Millionen Kilometer Unterwasserkabel verbinden die Kontinente miteinander, ein Großteil der Internetdaten werden hierüber geleitet. Umweltschäden, kriegerische Konflikte, aber auch Cyberattacken bedrohen diese Verbindungen. Mit dem Megaprojekt IRIS² will die Europäische Union für ein sichereres Netz aus dem Weltall sorgen, unabhängig von terrestrischer Energie. Das Programm konzentriert sich zunächst auf Regierungsdienste, einschließlich der Verteidigungssysteme.
Eine weitere Erdbeobachtungsmission der ESA mit dem schönen Namen »Harmony« soll wichtige Informationen zur Klimaforschung und zur Verfügbarkeit von Wasser, Energie und anderen Ressourcen liefern. Mit der Messung kleinster Veränderungen bei vulkanischen Aktivitäten und Erdbeben dient Harmony der Risikoüberwachung in diesen Bereichen. Harmony-Satelliten sind auch in der Lage, hochauflösende Bilder z. B. zur Bewegung von Gebirgsgletschern, die für die Trinkwasserversorgung von Millionen Menschen bedeutend sind, zu liefern. Aber ist Europa auch bereit für eine führende Rolle bei der Erforschung unseres Sonnensystems?
Auf dem Mond könnten schon bald autarke Strukturen entstehen, die Langzeitaufenthalte ermöglichen.
Wieder zum Mond und darüber hinaus
Der 380 000 km entfernte Erdmond ist immer wieder Ziel von Weltraummissionen, die Raumfahrtnationen drängen zum Mond. Er gilt bereits als der »Achte Kontinent«, umkreist von zahlreichen Sonden. Mit »Artemis« existiert ein Programm, das Module und auch Astronauten für eine dauerhafte Raumstation im Mondorbit transportieren soll. Diese Raumstation, das »Lunar Gateway«, soll zum »Außenposten der Menschheit« im Weltraum werden. Von hier aus können bisher wenig bekannte Gebiete wie der Mond-Südpol erforscht werden, mit seinen gewaltigen Wassereisvorkommen. Zusammen mit dem im Mondgestein eingeschlossenen Sauerstoff könnten damit Trinkwasser und Atemluft für die Mondkolonisation oder Treibstoff für die Weiterreise, z. B. zum Mars, gewonnen werden. Ein Verfahren, das bereits von der ESA in Noordwijk entwickelt wird. Mit »ESPRIT« stellt die ESA zudem eine Reihe von Kernelementen wie die Kommunikations- und Betankungssysteme.
Geführt wird das Artemis-Programm von der NASA, aber auch Europäer sind mit dabei. Die ESA stellt das wichtige Servicemodul ESM, das für den Antrieb und die Versorgung des Raumfahrzeuges der Mission sorgt und es auf Kurs hält. Dieses Modul wird am ESA-Standort in Bremen gebaut. Auch die Technik zur Erkundung der Mondoberfläche liefert Europa: Der European Large Logistics Lander – genannt »Argonaut« – sucht nicht nach dem Goldenen Vlies wie die gleichnamigen antiken Helden, sondern nach Ressourcen. Außerdem soll er zukünftige ›Moon Villages‹ versorgen – der moderne Argonaut ist ein überlebenswichtiger ›Lieferservice‹ für die Entdecker im Weltraum. Wie eine dauerhafte Basis auf dem Mond aussehen könnte, zeigte die ESA mit ihren Entwürfen zur PneumoPlanet-Studie. Wohn und -Gewächshäuser, Landeplätze und Verbindungstunnel: Auf dem Mond könnten schon bald autarke Strukturen entstehen, die Langzeitaufenthalte möglich machen.
Werden europäische Astronauten auch Teil der nächsten bemannten Mondlandungen sein? Bei der ESA hofft man darauf und lobt die bisherige gute Zusammenarbeit mit der NASA – vom gemeinsamen James-Webb-Weltraumteleskop, das mit einer Ariane vom Guiana Space Centre startete, bis zum Erdbeobachtungssatelliten Sentinel-6, der in Friedrichshafen am Bodensee gebaut wurde. Auch die Internationale Raumstation ISS wurde schon von einem ESA-Astronauten, dem Deutschen Alexander Gerst, geleitet. Doch dieses Projekt neigt sich nun langsam dem Ende zu: Die Station soll 2030 aufgegeben und kontrolliert zum Absturz gebracht werden. Private Anbieter planen im Auftrag der NASA bereits an einer neuen Raumstation. Doch wenn China und bald auch Russland ihre eigenen Stationen haben und die USA ihre Neue stark kommerzialisieren, wo bleibt Europa – und kann die ESA langfristig eine strategische Autonomie erreichen und den dauerhaften Zugang zum All sichern?
Europas Raumfahrtziele lassen sich nur gemeinsam erreichen, nicht mit nationalen Alleingängen.
Neue Welten in Sicht
Das Astronautenzentrum in Köln. Hier wird man bis zu 4 Jahre lang von etwa 100 Experten auf einen Einsatz vorbereitet. Freizeit und Privatleben gibt es während der Ausbildung wenig, stattdessen anspruchsvolle wissenschaftliche Programme und Fitnesstraining im eng getakteten Zeitplan. Körperliche und mentale Fitness sind Voraussetzung für die Arbeit in einer so lebensfeindlichen Umgebung wie dem Weltall. Am Ende stehen nur die Besten an der Startrampe. Die Astronautenklasse der ESA besteht aus 17 Frauen und Männern, die das strenge Auswahlverfahren unter den über 22 000 Bewerbern erfolgreich durchlaufen haben. Doch nur ein Drittel von ihnen darf dann tatsächlich ins All. Außerdem müssen sich Europas Astronauten noch mit einem ›Beifahrersitz‹ bei der NASA begnügen. Doch es gibt Hoffnung. Sie heißt »Susie«.
Die »Smart upper stage for innovative exploration« ist ein 25 Tonnen schweres Langstreckenraumschiff, das eine immerhin fünfköpfige Besatzung in den Weltraum bringen kann – mit bis zu 25-facher Schallgeschwindigkeit, mehr als 30 000 Kilometer pro Stunde. Durch spezielle Trainings, Druckanzüge und Bordtechnik müssen die Astronauten nicht mehr Belastung aushalten als in einer Achterbahn und landen nach ihrem Einsatz wieder sicher auf unserem Heimatplaneten. Diese Missionen reichen vom Aussetzen und Justieren der Satelliten, über die Versorgung von Raumstationen, bis zum Besatzungswechsel auf den Basen. Zusammen mit der wiederverwendbaren Themis-Rakete könnte Europa damit vielleicht eines Tages zu den USA aufschließen, die mit der Falcon-Rakete von Elon Musks SpaceX schon länger ein ähnliches System einsetzen. Eine eigene europäische Raumstation ist wohl zurzeit nicht in Sicht, doch ist man sich einig, dass der Weltraum ein Schlüssel zu mehr Unabhängigkeit für Europa ist.
Ein ehrgeiziges Ziel, das die ESA erreichen will lautet: Vor Ende des Jahrzehnts sollen Europäer auf dem Mond landen. Mit dem Strategieplan »Terrae Novae 2030+« wird es dann stufenweise weitergehen mit Europas Reise durchs Sonnensystem. Die weitere Erforschung des Mondes, die dauerhafte europäische Präsenz im All und die Vorbereitung des Horizontziels – einer bemannten Mission zum roten Planeten, zum Mars. Das soll bis zum Jahr 2040 geschehen. Doch diese Ziele lassen sich nur gemeinsam erreichen, nicht mit nationalen Alleingängen.
Neugier als Motor für die Zukunft
Mit der Erforschung des Weltraums investiert Europa auch in seinen Wohlstand – und der beruht vor allem auf dem ›Rohstoff‹ in unseren Köpfen. Die Forschungsergebnisse lassen sich auf der Erde für Sicherheit, Klimaschutz und innovative Technologien einsetzen und werden auch kommende Generationen inspirieren. Wenn die europäische Raumfahrt zukünftig mehr für Privatunternehmen geöffnet wird, müssen die dadurch geschaffenen, hochwertigen Arbeitsplätze in Europa entstehen und die Wertschöpfungskette auf dem Kontinent bleiben. Schließlich kann sich auch der geopolitische Kontext jederzeit ändern, bestehende Konflikte können sich verschärfen und neue hinzukommen.
Ob sicherere Kommunikation, die Erschließung neuer Märkte oder Wissensvorsprung: Die ›Europäisierung der Raumfahrt‹ bedeutet auch, als Gemeinschaft handlungs-, widerstandsfähig – und vor allem neugierig zu bleiben. Natürlich spielen auch philosophische Aspekte, letztlich die Frage nach dem Sein und der Entstehung des Universums eine Rolle. Europäische Innovatoren, Wissenschaftler und Entdecker werden jedenfalls auch in Zukunft im Weltall sein.
Ad Astra!