Ende August meldet sich der Hochsommer plötzlich wieder. Die Menschen zieht es zur Eisdiele und ans Wasser. Und doch ist unser Veranstaltungssaal voll, als im vierten Jahr in Folge Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt über ihre Arbeit sprechen. Mit seinem Hauptsitz in Köln gilt das DLR als die Kölsche NASA, doch seine Standorte sind in ganz Deutschland verteilt. In Bonn ist z.B. das Raumfahrtmanagement angesiedelt. Hier liegen auch die Arbeitsplätze unserer 3 Vortragenden.

Europa auf der ISS

Als erstes betrat Volker Schmid die Bühne. Als Leiter der Fachgruppe ISS hat er z.B. die Blue-Dot-Mission von Alexander Gerst mitgeplant und begleitet. Und als Delegierter des European Utilisation Board der ESA kann er einen Eindruck davon vermitteln, wie das Projekt ISS auf dem internationalen Parkett ausgehandelt, geplant und gesteuert wird. In seinem Vortrag beleuchtete er die Rolle Europas.

Der Wunsch nach einer kooperativ betriebenen Raumstation manifestierte sich zum ersten Mal 1984 auf Initiative der Amerikaner. Planungen und Verhandlungen dauerten mehr als ein Jahrzehnt bis 1998 das erste Modul in den Orbit befördert wurde. Gründungsmitglieder der ISS waren die USA, Russland, Kanada, Japan sowie die ESA-Mitglieder Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Groß-Britannien, Italien, die Niederlande, Norwegen, Schweden, die Schweiz und Spanien.

Europa hat für die ISS einen Nutzungsanteil von 8,3 Prozent. Das umfasst die Entwicklung und den Betrieb von eigenen Modulen und Raumfahrzeugen sowie die Nutzung der Station durch eigene Astronauten und Forschungsaktivitäten.

Die ISS verfügt über zahlreiche Elemente, die von der ESA beigesteuert wurden: Ein Datenmanagementsystem, das Raumlabor Columbus, Verbindungsknoten sowie die Aussichtskuppel Cupola. Bis 2014/2015 wurden Lieferungen mit dem europäischen Raumfahrzeug ATV zur ISS befördert, mit der Starthilfe einer europäischen Ariane-5-Rakete. Am Boden wachen europäische Kontroll- und Nutzerunterstützungszentren über den Betrieb der ISS und der Experimente. Außerdem durchlaufen ISS-Astronauten Teile ihrer Ausbildung bei der ESA und europäische Astronauten werden zur ISS geschickt.

Das Projekt ISS hat für Europa und Deutschland viele Vorteile: Es werden hochqualifizierte Arbeitsplätze aufgebaut und gesichert, rund 300 europäische Experimente konnten bereits auf der ISS durchgeführt werden, Europa profitiert von den Forschungsergebnissen und unsere Industrie wird mit Aufträgen versorgt.

Auch über die Finanzen sprach Herr Schmid. Hier sind vor allem zwei Regelungen interessant. Fließt Geld von Deutschland an die ESA, gewährleistet diese einen Rückfluss von 84% in Form von Aufträgen. Dienstleistungen und Entwicklungen der ISS-Kooperationspartner werden nicht mit Geld eingekauft, sondern mit anderen Leistungen vergolten. Dieser Prozess nennt sich Bartering. Wollte die ESA früher einen Astronauten in den Orbit schicken, reservierte sie den USA im Gegenzug z.B. Nutzlastkapazität im ATV.

Das ATV steht nun leider nicht mehr für das Bartering zur Verfügung, wird jedoch Teil des NASA-Raumschiffes Orion. Obwohl die NASA das Modul durchaus selbst herstellen könnte, entscheidet sie sich damit verbindlich für eine Zusammenarbeit und ein Abhängigkeitsverhältnis. Europa ist also mit dabei, wenn die NASA in Zukunft zu Asteroiden, zum Mond oder zum Mars aufbricht.

Mehr Informationen zum DLR, zur ESA, dem Bartering innerhalb des ISS-Programms sowie zu Columbus, dem ATV und den Forschungen an Bord der ISS erhaltet ihr im Video.

Eine Rakete für Europa

Im zweiten Vortrag gab uns Denis Regenbrecht, Leiter der Fachgruppe „Ariane/Operationelle Träger“ des DLR-Raumfahrtmanagements einen Einblick in das Ariane-Programm und die Entwicklung der Ariane-6.

Das Ariane-Raketenprogramm hat seine Wurzeln in den 70er Jahren. Europa hatte zu dieser Zeit keine funktionierende Rakete, um Satelliten ins All zu bringen. Als Transporteur kamen zwar die USA in Frage, doch es zeigte sich schnell, dass solche Transporte an Bedingungen geknüpft waren. In die Beförderung eines Fernsehsatelliten willigten die USA zwar ein, allerdings nur unter der Voraussetzung, dass die fortschrittliche Technik nicht zu kommerziellen Zwecken eingesetzt werden durfte. Für Europa stand fest: Für politische Souveränität, eine uneingeschränkte Nutzung des Weltalls und Unabhängigkeit in den Bereichen Wirtschaft, Wissenschaft und Sicherheit war eine eigene Rakete nötig.

Bereits 1973, zwei Jahre vor Gründung der ESA, begann man auf Initiative der Franzosen, mit dem Bau der Ariane 1. Ihren Jungfernflug zu Weihnachten 1979 bestand die Rakete mit Bravour. In den Achtzigern entwickelte man sie dann weiter – folgerichtig mit den Namen Ariane 2 bis 4.

Die Entwicklung der Ariane 5 war ursprünglich an den Raumgleiter Hermes gekoppelt. Europa wollte in die bemannte Raumfahrt einsteigen und die damals noch Freedom getaufte Internationale Raumstation anfliegen. Als das Gewicht von Hermes immer weiter anstieg, entschied man sich, die Rakete ohne Hermes weiterzuentwickeln und wieder zum Transport von Satelliten zurückzukehren. Der Erstflug 1996 endete nach einer Kursabweichung in der Sprengung der Rakete, doch nach einer gemischten Bilanz in den ersten Jahren löste die Ariane 5 schließlich 2003 ihre Vorgängerin ab und fliegt seitdem ohne Vorfälle. Mit 83 erfolgreichen Starts und nur 4 teilweisen oder totalen Fehlschlägen gilt sie als die sicherste am Markt verfügbare Rakete und als Weltmarktführer auf dem Raumtransportmarkt.

Doch die europäische Marktführerschaft ist bedroht. Das private Raumfahrtunternehmen SpaceX hat es innerhalb kürzester Zeit geschafft, den Raketenmarkt aufzumischen und sich einen Marktanteil von 20% zu sichern. Während es 15 Millionen Euro kostet, 1 Tonne Nutzlast mit der Ariane 5 ins All zu befördern, kostet das gleiche Gewicht bei SpaceX nur 10 Millionen. Nun gilt es, die Zuverlässigkeit einer Ariane 5 mit geringeren Kosten zu erreichen. Dieser Herausforderung stellt man sich seit 2014 mit der Ariane 6.

Es gibt verschiedene Strategien, die Kosteneinsparungen zu erreichen. Die Ariane 6 soll öfter fliegen als ihre Vorgängerin und dadurch die Produktionskosten senken. Es werden neue Technologien eingesetzt wie z.B. der 3D-Druck und das Rührreibschweißen. Teile von alten oder anderen Raketen wie der Vega-Rakete sollen weitergenutzt und optimiert werden. Und ganz wichtig: Prozesse und Strukturen innerhalb des Ariane-Programmes werden verschlankt, vereinfacht und beschleunigt. So will die ESA den angeschlossenen Industrien z.B. mehr Freiräume aber auch mehr Verantwortung geben, indem sie nicht in alle Entscheidungen des Entwicklungsprozesses eingebunden wird.

Den ersten Überprüfungsmeilenstein hat die Ariane 6 übrigens schon hinter sich. Sie wurde als gut befunden.

Mehr Informationen zur Ariane 6 erhaltet ihr im Video sowie auf den folgenden Seiten:

• Launch Vehicles – Ariane 6  (ESA, 2016)
• „Warum es keine Recycling-Ariane geben wird“ (Die Welt, 2016)
• Space in Videos – Ariane 6 (ESA, 2016)

Missionen zum Jupiter

Im Anschluss verließ die Veranstaltung den Erdorbit. Dr. Christian Gritzner von der Abteilung Extraterrestrik des DLR-Raumfahrtmanagements berichtete über aktuelle und zukünftige Missionen zur Erkundung des Planeten Jupiter.

Zwei einleitende und respekteinflößende „Anekdoten“ zum größten Planeten unseres Sonnensystems:

Zwischen Mars und Jupiter befindet sich ein Asteroidengürtel. Während früher davon ausgegangen wurde, dass es sich hier um die Überbleibsel eines Planeten handelt, herrscht heutzutage die Theorie vor, dass der Jupiter mit seinen starken Gezeitenkräften ganz im Gegenteil die Entstehung eines weiteren Planeten verhindert hatte. In den 90er Jahren zog Jupiter den Kometen Shoemaker-Levy 9 von seiner Sonnenumlaufbahn. Die Gezeitenkräfte brachen ihn auseinander und verursachten sein Eintreten in die Jupiter-Atmosphäre.

Jupiter setzt Maßstäbe in unserem Sonnensystem. Er hat einen Durchmesser von 143.000 Kilometern, 12 Mal so viel wie die Erde. Es umkreisen ihn 67 Monde, darunter Ganymed, der größte Mond unseres Sonnensystems. Drei der Jupiter-Monde besitzen eine Eisoberfläche, unter der Wasser und somit Bakterien und primitives Leben versteckt sein könnten. Jupiter dagegen besteht aus verschiedenen Gasen, deren Zusammensetzung einem Stern ähnelt. Allerdings bräuchte er das 60-fache seines Gewichts um als zweite Sonne an unserem Himmel zu leuchten. In seinem Inneren beherbergt Jupiter vermutlich einen Kern, der mit seinem Gestein und Metall einem Planeten wie der Erde ähnelt.

Sind das genug Gründe für die Erforschung des Jupiter? ;)

Sein Abstand zur Sonne stellt die Weltraumforscher allerdings vor Herausforderungen, denn mit zunehmender Entfernung sinkt ihre Leuchtkraft und Wärme. Beim Jupiter beträgt sie im Vergleich zur Erde nur 1/27. Solarzellen zum An- und Betrieb einer Sonde müssen entsprechend 27 Mal so groß sein wie im Erdorbit. Dies erhöht das Gewicht der Sonde und führt zu ungewollten Bewegungen ihres Körpers. Die alternativ einsetzbaren Nuklearbatterien sind nicht gerade populär. Ein weiteres Problem stellt das starke Magnetfeld des Jupiter dar. Geladene Teilchen von der Sonne verfangen sich im Magnetfeld und bilden Polarlichter. Die geladenen Teilchen sind eine Gefahr für die technischen Gerätschaften der Sonde. Um Schäden zu vermeiden muss die Sonde mit einer zusätzlichen Metallschicht verpackt werden – und wieder steigt ihr Gewicht.

Die Jupiter-Sonde Juno, die den Gasriesen dieses Jahr erreicht hat, ist erst die zweite Sonde, die in seine Umlaufbahn eintritt. Ihr Zweck ist die Erforschung der Jupiter-Atmosphäre und des Magnetfeldes. Die nächste Mission steht bereits in den mittelfristigen Startlöchern. Die ESA schickt 2022 den Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) zum Jupiter, um die schon erwähnten Eismonde zu erforschen.

Alles danach ist noch Science Fiction und doch denkbar: unbemannte Landemissionen zu den Jupiter-Monden, Einschmelzsonden zum Durchdringen des Mondeises und dauerhaft bemannte Forschungsstationen.

Mehr Informationen zum Jupiter, Juno, JUICE und Einschmelzsonden erhaltet ihr im Video sowie auf den folgenden Seiten:

• Twitter-Account der Jupiter-Sonde Juno
• Jupiter’s North Pole Unlike Anything Encountered in Solar System (Nasa, 2016) 
• JUICE-Mission zu den Eismonden des Jupiters (DLR, 2013)

Ein Dankeschön an das Publikum und unsere Kooperationspartner

Was bisher unerwähnt blieb: Nach jedem Vortrag konnte das Publikum eigene Fragen stellen. Bei „Lichtjahre voraus“ muss man das Publikum nie zweimal bitten: Die Hände fliegen nur so hoch und 10 Frageminuten vergehen wie im Flug.

Wie jedes Jahr beendete eine Verlosung die Veranstaltung. Neben Plakaten und Tassen vom DLR, Büchern vom O’Reilly-Verlag und 3D-Drucken von uns lagen 3 besondere Schätze bereit. Volker Schmid ist nicht nur Raumfahrtingenieur sondern auch Science-Fiction-Autor und verloste 2 Exemplare des ersten Bandes „Orions Schwert“ seiner Sci-Fi-Reihe. Christian Gritzner produziert in seiner Freizeit Weltraumklänge und verloste eine CD seiner Band „Starfield Voyagers“. Noch einmal einen herzlichen Glückwunsch an alle Gewinner!

Ein ganz lieber Dank an das DLR, unsere 3 Vortragenden, an O’Reilly und an das Hochschulradio KölnCampus! Wir freuen uns schon auf „Lichtjahre voraus 2017“!

Unsere nächste nerdige Veranstaltung wird die gesamte Zentralbibliothek erfassen. In Kooperation mit Maker Media veranstaltet die Stadtbibliothek Köln am 5. November eine offizielle Mini Maker Faire. Von 10 bis 18 Uhr werden dutzende Tüftler, Maker und DIY-Fans unsere Etagen mit ihren Gadgets, Projekten und Vorführungen bevölkern. Schaut es euch an, staunt, fachsimpelt und macht mit!

Mehr erfahrt ihr in den nächsten Wochen. Wenn ihr unseren Blog abonniert, bekommt ihr bei neuen Blogeinträgen eine Mail. So könnt ihr nichts verpassen!🙂

(ba)