Das Karriereportal für Wissenschaft & Forschung von In Kooperation mit DIE ZEIT Forschung und Lehre

Arbeitsplatz All

VON DIRK ASENDORPF

Astronaut gilt als Traumberuf. Doch die Strahlenbelastung auf der Raumstation ISS ist höher als im Kernkraftwerk. Und die Bilanz der dort betriebenen Forschung ist mager.

Arbeitsplatz All© NASA - http://commons.wikimedia.org/Hohe Kosten sowie eine Strahlenbelastung der Astronauten sprechen gegen die Forschung auf der Raumstation ISS
Das »Traumhotel« ähnelt einer kompakten Dreizimmerwohnung, Bad und Schlafzimmer sind integriert. Ein Aufenthalt hier ist für gewöhnliche Sterbliche unerschwinglich - und das ist, nüchtern betrachtet, auch gut so. Denn seine sechs angeblich privilegierten Bewohner sind dort monatelang eingesperrt. Bei schlechter Luft und schlechtem Essen leben sie zwischen Bildschirmen, Laborgeräten und vielen Kabeln. Die Strahlenbelastung übertrifft die Vorgaben der Strahlenschutzverordnung bei Weitem und kann im Extremfall lebensbedrohlich werden. Zudem ist die Immunabwehr massiv geschwächt, Wunden heilen schlecht, Hautpilze sprießen.

Die Internationale Raumstation (ISS) ist keine Traumherberge - wäre da nicht die Aussicht. 350 Kilometer weiter unten zieht der Blaue Planet langsam vorbei, nachts funkeln Megastädte, tags gleißen Schneeberge und Ozeane. Jeder Astronaut hat davon geschwärmt. Von seinen physischen und psychischen Belastungen im beengten Alltag ist selten die Rede. Sie passen nicht ins Klischee vom Helden der Raumfahrt. Dabei sind seine Gesundheitsrisiken so gravierend, dass sich ein Großteil der Forschung auf der ISS um die Frage dreht, wie Menschen unter den Extrembedingungen von Schwerelosigkeit, Bestrahlung und Bewegungsarmut leiden - und wie sich die Folgen mildern lassen. Das führt notgedrungen zu der Frage: Ist die ISS nur Selbstzweck? Hilft sie, vorwiegend Probleme zu lösen, die sich ohne bemannte Raumfahrt gar nicht ergeben würden?

Seit 1998 ist die Raumstation im Orbit und wird seit zwölf Jahren permanent bewohnt. Bisher haben die Astronauten fast eintausend wissenschaftliche Experimente auf der ISS gemacht - Zeit für eine Zwischenbilanz. Unter dem vollmundigen Motto »Forschung für die Menschheit« hatten sich dazu 300 Wissenschaftler, Raumfahrtmanager und Politiker aus aller Welt Anfang Mai in Berlin versammelt. Wirklich überzeugend fiel ihre Bilanz nicht aus.

Zwar schwärmte Ex-Astronaut Thomas Reiter zu Beginn von dem »fantastischen Labor« und ergänzte, für alle Experimentatoren sei es »sehr befriedigend, jetzt die Ergebnisse zu sehen«. Doch kurz darauf trat Alexej Krasnov auf das Podium, Leiter des russischen Beitrags zur ISS. »Seit 50 Jahren fliegen wir ans gleiche Ziel«, sagte er - und fuhr trocken fort: »Aber den Wert dieser Erkenntnisse zu bemessen ist sehr schwierig.«

Schwierig zu überschauen sind auch die Kosten des größten Technikprojekts, das sich die Menschheit je geleistet hat. Über hundert Milliarden Euro haben Bau und Transport der von den USA koordinierten Segmente verschlungen. Hinzu kommen jährlich fünf Milliarden Euro für den laufenden Betrieb. Wie hoch die Kosten für die russischen Teile waren, weiß niemand. »Auch nicht die Russen selbst«, lästert Bernardo Patti, ISS-Direktor der europäischen Raumfahrtagentur Esa. Europas Beteiligung schätzt er auf sieben Milliarden Euro, jährlich kommen 300 Millionen dazu. 40 Prozent davon trägt Deutschland.

Rund einhundert Einschübe in Bordkoffergröße stehen in den Laborschränken der Raumstation für Experimente zur Verfügung. Hauptunterschied zu irdischen Labors: Es fehlt die Schwerkraft, wenn auch nicht vollständig. Auf ihrer Umlaufbahn wird die ISS von Resten der Atmosphäre leicht abgebremst. Sie muss deshalb regelmäßig mit Triebwerken angehoben und neu ausgerichtet werden. Und jedes Mal, wenn ein Astronaut an einem Laborschrank ruckelt oder sich zur Fortbewegung abstößt, stört das die Schwerelosigkeit. Fachleute sprechen deshalb korrekter von Mikrogravitation.

Damit soll sich Grundlagenforschung betreiben lassen, die auf der Erde kaum oder gar nicht möglich wäre. Wie etwa beeinflusst die Schwerkraft Muskulatur, Zellteilung oder Knochenwachstum, die Entstehung von Kristallen, das Verhalten von Strömungen oder die Bildung von Metalllegierungen? Stolz verweist Julie Robinson, wissenschaftliche Leiterin der ISS-Forschung bei der Nasa, auf 578 wissenschaftliche Publikationen, die in den vergangenen 13 Jahren aus der ISS-Forschung entstanden seien. Das spricht zwar für den Fleiß der Astronauten, aber noch nicht für die Qualität der Ergebnisse.

In das angesehene Wissenschaftsmagazin Nature hat es bisher nur ein einziges ISS-Experiment namens Maxi (Monitor of All-sky X-ray Image) geschafft. Die vollautomatische Röntgenkamera, die außen am japanischen Modul der Raumstation befestigt ist, konnte erstmals die Röntgenstrahlung direkt nachweisen, die ein besonders schweres Schwarzes Loch beim Schlucken eines Sterns aussendet. Allerdings war dafür gar keine Raumstation erforderlich. Zeitgleich gelangen die Messungen auch dem unbemannten Nasa-Satelliten Swift.

Ähnliches gilt für das teuerste Instrument der ISS. Das Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), mit 1,5 Milliarden Euro Gesamtkosten, ermöglicht Rückschlüsse auf die Entstehung von Materie und Antimaterie direkt nach dem Urknall und soll zur Enträtselung der Dunklen Materie beitragen. Auch das AMS nutzt die Raumstation nur zur Stromversorgung und Datenübermittlung und hätte ebenso gut als eigenständiger Satellit gebaut werden können.

Der »Nutzen für die Menschheit«, den die ISS Betreiber für sich reklamieren, muss anderswo liegen. Zum Beispiel in der Forschung des Physikers Gregor Morfill. Er war der gefeierte Star der Berliner Konferenz. Denn der Forscher vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik in Garching verspricht genau die Art von Spin-off, auf die alle warten: eine Erfindung, die Menschen hilft und die vor allem jeder versteht.
Morfill arbeitet mit sogenanntem kalten Plasma. Das ist ein Gas, das bei Zimmertemperatur stark elektrisch geladen ist. Heiße Plasmen werden in der Medizin schon seit Längerem zur Desinfektion chirurgischer Bestecke genutzt. Für die Wundheilung, die Behandlung von Lebensmitteln oder den Pflanzenschutz sind sie wegen ihrer Hitze allerdings ungeeignet.

Doch Morfills Experimente, die seit 2001 auf der ISS durchgeführt wurden, zeigten, dass auch kaltes Plasma erstaunliche Qualitäten hat. In Berlin präsentierte er Prototypen kleiner Desinfektionsund Heilgeräte, die bereits in einem Schwabinger Krankenhaus erfolgreich auf ihre Praxistauglichkeit getestet wurden. Ist das der definitive Beleg für den Sinn der Schwerelosigkeitsforschung?

Leider nein. Zum einen hat Morfill bisher nur Prototypen und Einzelerfahrungen vorzuweisen, aber keine belastbaren klinischen Tests. Und die großen Hersteller, so erzählt er, hätten bislang alle abgewinkt: Zu viel Grundlagenforschung, zu wenig praxisnah. Zum anderen hat Morfill seine wichtigsten Erkenntnisse zwar auf der ISS gewonnen - im Gespräch gibt er allerdings zu: »Man hätte das auch auf der Erde machen können.« Zu Beginn seiner Forschungen sei das allerdings nicht absehbar und nicht finanzierbar gewesen. Die nötigen Mittel hatte Morfill aus dem Raumfahrtetat erhalten. Er musste sie deshalb für Forschung auf der ISS einsetzen und nicht im Labor nebenan.

Wo viel geforscht wird, ruft ab und zu auch jemand »Heureka!«. Das ursprüngliche Ziel jedoch, die besonderen Bedingungen der Mikrogravitation auf der ISS für zielgerichtete Forschung und Entwicklung zu nutzen, wurde nicht erreicht. Sogar Industrieunternehmen sollten auf der Raumstation neue Produkte produzieren und testen - und dafür bezahlen. Doch das hat bisher nur ein einziges Mal geklappt: Esa-Astronaut Thomas Reiter rieb sich eine Feuchtigkeitscreme auf die Haut. Unsere äußere Hülle altert unter den Extrembedingungen der Raumstation nämlich besonders schnell. Angeblich lassen sich daher positive Effekte einer Creme besonders gut untersuchen.

Produktionen für den irdischen Gebrauch hat es auf der ISS dagegen noch nie gegeben. »Die Idee ist gestorben«, sagt Hartmut Ripken kurz und knapp. Er ist am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) für die Gewinnung kommerzieller Nutzer der Raumstation zuständig - und ziemlich entnervt. 30 000 Euro kostet der Transport eines Kilos Material, ebenso viel die Arbeitsstunde eines Astronauten. »Das macht Kundengespräche äußerst schwierig«, weiß Ripken. Einer seiner Gesprächspartner habe die Imagebroschüre des DLR zwar gern mitgenommen, »allerdings für seine Kinder und nicht, um sie selber zu lesen«.

Auch das Forscherinteresse an der ISS hält sich in Grenzen. Während etwa beim Weltraumteleskop Hubble so viele Projektanfragen vorliegen, dass nur jeder zehnte Antrag einen Zuschlag erhält, wurden bei der ISS knapp 40 Prozent aller Forschungsanträge von der Esa bewilligt. Das ist eine fast unanständig hohe Quote.

»Der größte Fehler war es, die Wissenschaft zum alleinigen Zweck der Raumstation zu erklären «, sagt der inzwischen pensionierte Esa-Pressesprecher Dieter Isakeit. Über viele Jahre musste er immer wieder den Nutzen der ISS herausstreichen. Heute sagt er: »Gegenüber der Bevölkerung kann man die Kosten so nicht rechtfertigen.«

Ähnlich scheinen es auch die Chefs der beteiligten Raumfahrtagenturen aus Russland, Japan, Kanada, Europa und den USA zu sehen. In einer gemeinsamen Erklärung zum Abschluss der Bauarbeiten an der ISS würdigten sie »die historische Ingenieursleistung, die einmalige internationale Partnerschaft und den wissenschaftlichen Fortschritt « - in genau dieser Reihenfolge.

Bis 2020 haben die Raumfahrtagenturen den Weiterbetrieb der ISS vereinbart. Was danach kommt, sei »eine Frage von Kosten und Nutzen«, sagt Esa-Chef Jean-Jacques Dordain. »Wenn wir auf anderem Weg ein besseres Verhältnis erreichen können, werden wir das machen.« Vorstellen kann er sich zum Beispiel eine Flotte unbemannter Stationen auf verschiedenen Umlaufbahnen, die nur noch ab und zu von Menschen angesteuert werden, um neue Experimente zu installieren und Proben zur Erde zurückzuholen.

Die Gesundheitsbelastung der Astronauten könnte mit solch einem Konzept womöglich in die Bereiche sinken, die das Arbeitsrecht erlaubt. Ein anderes gravierendes Problem der hoch fliegenden Forschung würde es allerdings nicht lösen: Bisher beantworten viele Experimente auf der ISS Forschungsfragen, die bereits veraltet sind. Denn zwischen erster Idee und Start vergehen viele Jahre. Christer Fuglesang kann ein Lied davon singen. Der schwedische Physiker war zweimal als Astronaut auf der Raumstation. Doch sein eigenes Experiment konnte er dort nicht realisieren. Als junger Doktorand hatte er es am Genfer Teilchenbeschleuniger Cern entworfen. »Das ist 21 Jahre her«, sagte er in Berlin, »und jetzt kommen die ersten Ergebnisse.«


Aus DIE ZEIT :: 24.05.2012

Ausgewählte Artikel
Ausgewählte Stellenangebote