Esa: Ein Weltraumaufzug für den Mond und irdische Probleme
Mit Weltraumaufzügen beschäftigt sich die Science-Fiction schon seit Arthur C. Clarke(öffnet im neuen Fenster) . Bisher hat sich aber noch kein Material gefunden, mit dem auf der Erde einer gebaut werden könnte. Die Europäische Raumfahrtagentur Esa will nun ein etwas bescheideneres Projekt angehen, das Markus Landgraf, ein Missionsplaner der Esa, auf dem Chaos Communication Congress (33C3) in Hamburg vorgestellt hat: Sie will mit einem Weltraumaufzug auf dem Mond die wirtschaftliche Ausbeutung des Himmelskörpers ermöglichen. Zu früh sollte man sich aber nicht freuen.
Noch gibt es für das Projekt keine feste Planung, wie Landgraf im Gespräch mit Golem.de sagte. Seine Aufgabe bei der Esa ist es vorwiegend, konkretere Missionsszenarien für die Forschung und Erkundung des Weltraums zu entwickeln. Nebenher arbeitet er auch an einer Vision, wie die Erforschung und Nutzung des Mondes eines Tages aussehen könnte.
Weil die Gravitation des Mondes geringer ist als die der Erde, könnte dort ein Weltraumaufzug schon jetzt mit bekannten Polymeren gebaut werden. So müssten nicht mehr Raketen den Transport von Materialien übernehmen. Und der Aufzug würde auch die Landung auf dem Mond mit Raketentriebwerken überflüssig machen. Ohne eine Atmosphäre, die beim Abbremsen hilft, muss die gesamte Landung mit Raketentriebwerken vollzogen werden. Dadurch ist sie genauso aufwendig wie der Start von der Mondoberfläche.
Der Aufzug wiegt 1.000 Tonnen
Wie so ein Aufzug aussehen könnte, hatte 2005 schon eine Forschergruppe um Jerome Pearson(öffnet im neuen Fenster) für die Nasa ausgearbeitet. Der Aufzug hätte demnach eine Masse von rund 1.000 Tonnen. Das entspricht der Nutzlast von etwa 20 Saturn-V-Raketen, die für die Mondlandung im Apollo-Programm zum Einsatz kamen. Allerdings muss nicht die gesamte Masse mit Raketen transportiert werden. Der größte Teil des Aufzuges könnte auch vom Mond aus gebaut werden, wenn zunächst ein kleinerer Aufzug als Pilotkabel gebaut würde. Das Kabel würde dann mit kleinen Transportern von der Oberfläche aus verstärkt, ähnlich wie es auf der Erde auch beim Bau von Hängebrücken getan wird.
Die Gravitation hilft beim Bau
Die Gravitation wäre beim Bau eine große Hilfe. Wenn das erste Kabel von einem Satelliten herabgelassen wird, wirkt auf das mondnahe Ende eine größere Kraft als auf das mondferne Ende. Dadurch wird das Kabel schon im Orbit ohne weiteres Zutun in die richtige Orientierung gezogen. Gleichzeitig fällt das Kabel aber nicht auf den Mond herab, weil die Fliehkraft in der kreisförmigen Umlaufbahn der Gravitation entgegenwirkt. Es muss nur sichergestellt werden, dass auf der mondfernen Seite ein dafür ausreichend großes Gegengewicht vorhanden ist. Das kann eine Raumstation sein, ein Asteroid oder ein Kabel, das noch weiter in den Weltraum hinausragt.
Der Bau eines solchen Aufzugs lohnt sich zurzeit aber nicht. Solange nur einzelne Raumsonden und Forschungsmissionen auf dem Mond landen sollen, ist weiterhin die klassische Raketentechnik gefragt. Derzeit beschränken sich die konkreten europäische Ambitionen zur Mondraumfahrt auch genau darauf. Die einzige geplante Mondmission der Esa ist die Raumsonde Luna-27. Sie soll 2021 in Kooperation mit Russland auf dem Mond landen und dort nach möglichen Rohstoffen suchen. Darüber hinaus verfolgt die Esa derzeit keine konkrete Strategie, die Missionen zum Mond vorsieht. Das Konzept des Moon Village ist zunächst eine Plattform zur Kooperation in der Weltraumforschung und keine Missionsarchitektur.
Große Ambitionen bei der Esa
Laut Markus Landgraf scheitern die ambitionierteren Pläne in der Esa, vor allem in der astronautischen Raumfahrt, am fehlenden Geld. Er zitierte dazu Werner von Braun: "Man kann nur die Hälfte des Tages darüber schimpfen, dass das Budget nicht reicht. Die andere Hälfte des Tages muss man mit dem leben, was man hat." Angesprochen auf die derzeitige Abhängigkeit von Russland beim Start von Astronauten und die Vielzahl von internationalen Kooperationen der Esa mit anderen Ländern zog er daraus den Schluss: "Es ist in der heutigen Welt nicht denkbar, dass wir Europäer oder Deutsche einen komplett unabhängigen Zugang zum Weltraum haben."
Die Diskrepanz zwischen den Visionen der Esa und dem tatsächlichen Raumfahrtprogramm ist enorm. Als John F. Kennedy 1962 seine Vision von einem Flug zum Mond ankündigte, wurden die ersten Prototypen des F-1-Triebwerks(öffnet im neuen Fenster) , für die Mondrakete, schon seit drei Jahren getestet. Es gab schon Konstruktionspläne und Bauteile zur Durchführung der Mission. Als Elon Musk im September das Interplanetare Transportsystem vorstellte, konnte er auf einen getesteten Prototyp des Raptor-Triebwerks und einen fertigen Treibstofftank aus Kohlefaser, in Originalgröße, verweisen. Die Esa hat hingegen den ersten Schritt zum Ziel noch nicht getan.
Die Esa muss schneller lernen
Ambitionierte Projekte haben in der Esa eine gewisse Tradition. Statt einer einfachen Kapselkonstruktion sollte das erste europäische Raumschiff der Raumgleiter Hermes werden. Fehlende Erfahrung und technische Probleme, vor allem beim Einhalten der maximalen Startmasse der Trägerrakete, führten letztlich zur Einstellung des Projekts. 1998 kehrte die Esa schließlich zur Kapsel zurück(öffnet im neuen Fenster) und entwickelte aus der gewonnenen Erfahrung den unbemannten Raumgleiter IXV(öffnet im neuen Fenster) , aus dem der Space Rider(öffnet im neuen Fenster) im Rahmen des Esa-Programms Pride(öffnet im neuen Fenster) (dt. "Stolz") entwickelt werden soll.
Die Ariane-5-Rakete fliegt noch bis 2023 mit einem unterdimensionierten Triebwerk, das ursprünglich in den 1970er Jahren für die viel kleinere Ariane 1 entwickelt wurde. Es sollte längst bei der Ariane 5 ECB durch das Vinci-Triebwerk mit 120 Kilonewton Schub ersetzt werden. Das Triebwerk wurde nie abschließend qualifiziert, weil das Projekt eingestellt wurde. Später sollte für die Ariane 5 ME das Vinci-Triebwerk zum Einsatz kommen, aber mit einem Schub von 150 Kilonewton. Auch diese Entwicklung wurde zusammen mit der Ariane 5 ME eingestellt. Für die Ariane 6 musste die Qualifikation des Vinci abermals neu begonnen werden, denn nun liegt die Anforderung bei 180 Kilonewton.
Darauf angesprochen, räumte Markus Landgraf ein: "Es ist natürlich so, dass einem Ambitionen oft im Weg stehen, und wir in Europa sind dafür berüchtigt, dass wir zu viel studieren und zu wenig machen." Er schlussfolgert: "Die Esa muss schneller lernen. Fail faster, fail forward." .
Das vollständige Interview wird im Laufe der nächsten Woche im Countdown Podcast(öffnet im neuen Fenster) veröffentlicht.