Astronaut - Leben und forschen im All

Ernst Messerschmid ist einer von zehn Deutschen, die im Weltall waren. Er umkreiste die Erde vom 30. Oktober bis zum 6. November 1985 als Wissenschaftsastronaut auf der D1-Mission. Seit 1986 ist er ordentlicher Professor an der Universität Stuttgart. Messerschmid (Jahrgang: 1945; im Bild vor einem Modell der ISS) machte im elterlichen Betrieb in Reutlingen zunächst eine Klempnerlehre und studierte dann Physik an der Universität Tübingen. Von 2000 bis 2004 leitete er das Europäische Astronauten Zentrum in Köln.

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„Unerträglich, wenn wir nur Zuschauer wären“

Die Space-Shuttle-Katastrophe 2003 setzte dem Ausbau der Internationalen Raumstation ISS gewaltig zu. Wie es weitergeht, erläutert der ehemalige D1-Astronaut und jetzige Professor für Raumfahrtsysteme Ernst Messerschmid.

bild der wissenschaft: Sie haben Ihren Astronautenkollegen Thomas Reiter vier Wochen nach seinem 172-tägigen Aufenthalt auf der ISS getroffen. Merkten Sie ihm noch an, dass er lange im All war, Herr Prof. Messerschmid? ERNST MESSERSCHMID: Überhaupt nicht. Doch er gab zu, dass er unmittelbar nach der Rückkehr der Macht der Schwerkraft Tribut zollen musste und gut beraten war, als ihn wohlmeinende Mitarbeiter vom Rundgang um das Space-Shuttle zurückhielten.

Wird er noch einmal ins All fliegen? Er gehört sicher zu den Top-Astronauten. Andererseits gibt es im europäischen Kader auch gute Leute, die noch auf ihren Einsatz warten. Insofern braucht er wie die andern Glück und den absoluten Willen zum nochmaligen Raumflug zur ISS. Die Fähigkeiten, dies als Commander der ISS zu tun, hat er auf jeden Fall.

Der Auf- und Ausbau der Raumstation hat sich immer wieder verzögert. Wie steht es aktuell um die ISS? Nach der Columbia-Katastrophe ging man auf Notbetrieb über – mit nur zwei Astronauten an Bord. Seit Reiters Mission sind dort wieder drei ständige Astronauten. Vorausgesetzt, beim Shuttle kommt nichts mehr dazwischen, erwarten wir, dass die Raumstation 2010 fertig ist und bereits ab 2009 mit sechs Astronauten betrieben wird.

Trifft es weiter zu, dass keine der drei verbliebenen Raumfähren Atlantis, Discovery und Endeavour nach 2010 ins All fliegen soll? Daran hat sich nichts geändert. Und kein künftiger amerikanischer Präsident wird daran rütteln. Das Space Shuttle hat sich als modernes, aber nie ganz ausgetestetes Gerät entpuppt: komfortabel zu fliegen, aber lange nicht so sicher wie die russischen Sojus-Kapseln. Das sagen selbst US-Astronauten. Das Shuttle-Konzept müsste außerdem neu zertifiziert werden, was Milliarden von Dollar kosten würde. Deshalb hat die Nasa verfügt, dass alle Fahrzeuge Ende 2010 außer Dienst gestellt werden.

Wie viele Flüge stehen noch bevor? Bis dahin haben wir noch 16 Missionen, 15 zur Raumstation und eine – voraussichtlich im Mai 2008 – zur letzten Reparatur des Weltraumteleskops Hubble.

Eigentlich sollte die ISS seit 2004 fertig sein. Je nach Rechnung haben wir in der Tat eine Verzögerung von vier bis sechs Jahren. Allein drei Jahre sind auf die Columbia-Katastrophe zurückzuführen. Im Moment ist etwa die Hälfte der im Endausbau 400 Tonnen schweren ISS im Orbit. Die ISS ist ein bedeutender Zwischenschritt des Menschen zur Erkundung und Nutzung des Weltraums. Wie die Vergangenheit zeigt, gibt es beim Vordringen in Neuland immer wieder Rückschläge. Das muss akzeptiert werden, wenn man Raumfahrt betreiben will.

Wie kommt die sechsköpfige Besatzung nach oben, wenn das Shuttle nicht mehr fliegt? Dann werden die Astronauten mit vier Sojus-Kapseln pro Jahr zur und von der ISS gebracht. Das funktioniert so: Drei Astronauten fliegen hoch, die drei, die an Bord sind, mit der Kapsel der Vorgänger zurück, so wie jetzt alle sechs Monate. Ein zweites Crew-Paar mit je drei Astronauten macht dies auch – zumeist zeitversetzt – und löst sich ebenfalls gegenseitig ab. Damit ist gewährleistet, dass im Notfall alle sechs Besatzungsmitglieder sofort einen Rückflug zur Erde antreten können.

Im Oktober soll das etwa 20 Tonnen schwere europäische Forschungslabor Columbus endlich zur ISS gebracht werden. Ist der Termin bestätigt? Der Oktober steht fest. Und wir hoffen, dass der Erstflug von ATV, des autonomen Transfer-Fahrzeugs der Europäer, ebenfalls noch 2007 stattfinden wird.

Über die Exzellenz der wissenschaftlichen Experimente im All weiß ich wenig. Oder habe ich da einen Erfolg übersehen? In der Tat war für wissenschaftliche Experimente auf der ISS bisher kaum Zeit. Doch das wird sich mit Columbus drastisch ändern. Mit den dort geplanten Experimenten bewegen wir uns mindestens auf Augenhöhe mit den Amerikanern. Dort haben wir ein Biolabor, ein Labor zur Untersuchung der Physiologie des Menschen, eine Materialforschungsanlage und ein Labor zur Untersuchung von Strömungsphysik.

Was hat es mit den Untersuchungen der menschlichen Physiologie auf sich? Unter Schwerelosigkeit baut der menschliche Körper pro Monat etwa ein Prozent der Muskeln und ein Prozent der Knochensubstanz ab. Ein Raumflug hat außerdem Auswirkungen auf das Herz-Kreislaufsystem, auf die Zellteilung und auf das Immunsystem. Astronauten sind gesund und körperlich fit. Da sie im Weltraum veränderten Einflüssen ausgesetzt sind und sie teilweise schneller altern als auf der Erde, lassen sich so medizinische Erkenntnisse gewinnen, die auf der Erde nicht möglich, aber für die Menschen wichtig sind.

Es geht da also um Experimente am Menschen? Ja, aber die meisten Effekte sind reversibel. Nur deshalb sind sie zugelassen. Im Übrigen kenne ich keinen Astronauten, der sich solchen Experimenten verschlossen hätte.

Wie geht es nach 2010 weiter? Erklärter Wille ist, die Raumstation zehn Jahre zu betreiben, nachdem sie fertiggestellt ist. Für mich heißt das also mindestens bis 2020. Nach der Beendigung des Shuttle-Programms werden das europäische ATV und eine ähnliche japanische Entwicklung, abgekürzt HTV, in die Bresche springen, um schwere Lasten und Experimente zur ISS zu bringen. Nach den gegenwärtigen Vorstellungen der USA werden sie frühestens 2013 wieder Raumtransporter haben, die Astronauten zur ISS bringen. Es handelt sich dabei um die Kapsel Orion. Sie sieht ähnlich aus wie die Apollo-Kapsel, hat allerdings ein dreimal so großes Volumen. Damit können sechs Astronauten gleichzeitig zur Raumstation gebracht werden. Eine modifizierte Orion soll um 2020 übrigens zum Mond fliegen.

Wer über die ISS spricht, muss über Kosten reden. Es drängt sich der Eindruck auf, dass sie allen beteiligten Nationen zunehmend zur Last fallen und die Lust auf Finanzierung mindern. Europa stellt für den Aufbau jährlich etwa 600 Millionen Euro zur Verfügung – das sind aber lediglich 20 Prozent der Aufwendungen für die europäische Raumfahrtagentur ESA. Rund 40 Prozent der 600 Millionen kommen aus Deutschland, 28 Prozent aus Frankreich, 18 Prozent aus Italien. Den Rest steuern weitere sieben Länder bei. In der Betriebsphase geht der deutsche Anteil auf etwa 30 Prozent zurück. Ich meine, das können wir uns leisten. Insgesamt kostet der ISS-Betrieb pro Tag etwa 20 Millionen Euro. Zwei Drittel davon übernehmen die USA. Die ESA, Japan und Russland teilen sich den Rest.

Pro Tag heißt das 2 Millionen Euro für Europa oder 600 000 Euro für Deutschland. Welche Werte stehen dagegen? Viele: Wir können alle Einrichtungen der ISS voll in Anspruch nehmen. Und da wir die Ressourcen der Raumstation durch unseren im US-Vergleich bescheidenen Beitrag nur bedingt nutzen können, strengen wir uns bei den Experimenten ganz besonders an. Das führt zu einer hohen Qualität.

 
Und was bringt die ISS den Deutschen auf der Erde? Allein wissenschaftlich ist es mehr, als ich angenommen habe. Schon jetzt gibt es mehr als 100 Publikationen. Doch genauso wichtig wie die Wissenschaft ist die kulturelle und politische Funktion. Das haben wir in Deutschland bisher viel zu wenig herausgestellt. Es wäre für mich unerträglich, wenn wir – wie die Engländer – abseits stehend zum Zuschauen verurteilt wären.

Kommt dieser Sinneswandel auch deshalb, weil der direkte technische Ertrag der Raumfahrt für den Bürger auf der Erde eher ausgeblieben ist? Weder wurden durch die Raumfahrt bisher neue Arzneimittelwirkstoffe noch hitzebeständigere Turbinenschaufeln entwickelt, geschweige denn produziert. Diese Vorstellung hatten auch in der Vergangenheit nur die größten Optimisten. Bei geringeren Startkosten wäre eine Produktion im All heute durchaus denkbar. Doch schon jetzt liegen Ergebnisse aus dem Weltraum vor, die uns auf der Erde geholfen haben – etwa um Erstarrungsprozesse zu optimieren und so Leichtbaumotoren zu verbessern. Audi ist daran seit Langem äußerst interessiert und finanziert einen Großteil der Experimente. Bei jedem Shuttle-Start nehmen die Amerikaner einige Hundert Kristallisationsexperimente mit, die nicht die Nasa bezahlt. Folglich muss die Wirtschaft davon profitieren.

Was konkret ist bei den früheren deutschen D1- und D2-Missionen herausgekommen? Die Spacelab-Experimente haben zu wichtigen Ergebnissen geführt. Ganz allgemein sind hierbei zu nennen: die Konvektion in der Kristallforschung, Diffusion, dendritisches Wachstum, Erstarrungsforschung. Die Forschungsergebnisse haben Eingang in Lehrbücher und in die industrielle Praxis gefunden. In Deutschland haben sich zur Nutzung des Werkzeugs „Schwerelosigkeit“ Forschergruppen gebildet, die zahlreicher und thematisch vielfältiger sind als solche in Disziplinen, die die traditionelle Raumfahrt nutzen.

Ist der Weltraumtourismus für Sie ein Thema? Wenn sich jemand im Parabelflug 100 Kilometer hoch über die Atmosphäre tragen lässt, hat das für mich nichts mit Weltraumfahrt zu tun, ist aber unter den gegenwärtigen Umständen genauso gefährlich. Um in eine Erdumlaufbahn zu kommen, benötigt man die hundertfache Energie. Das wird leider lange so teuer sein, dass sich das die Wenigsten leisten können. Und selbst wenn es etliche Reiche gibt, für die das erschwinglich ist: Für die Erdatmosphäre wäre ein verbreiteter Orbittourismus verheerend. Schon aus diesem Grund wird es nicht dazu kommen.

Wann rechnen Sie mit den ersten Menschen auf dem Mars? In den kommenden 50 Jahren werden wir es schaffen. Dann wird die Antwort auf die Frage „Gibt es Leben auf dem Mars?“ wenigstens lauten: „Ja – uns“.

Das Gespräch führte Wolfgang Hess für bild der wissenschaft 4/2007

Ernst Messerschmid: ESA

Raumfähre ISS mit Columbus: NASA