Die fehlende Vision
Heute ein Gastartikel von „tp1024“:
Nachdem ich nun davon ausgehe, dass die USA im Grunde pleite sind und deswegen jede Vision in der Raumfahrt fast überflüssig (weil ein Randthema) ist. Mit nur 10% des US Militärhaushaltes (der unter GWB um 75% angeschwollen ist) könnte man heute jede von einem halben Duzend vorgeschlagener Alternativen zum Constellation Program und das Constellation Programm selbst *gleichzeitig* realisieren.
Ich will trotzdem einmal beschreiben was die NASA mit ihrem derzeitigen Budget tun könnte.
*Wenn* ich also meine große Visionsmaschine anwerfe, dann sagt die ungefähr folgendes:
Die ISS darf nicht vorzeitig aufgegeben werden. Die Investitionen waren zu groß, jetzt sollte man versuchen das beste daraus zu machen. Den bemannten Teil der Raumfahrt sollte die NASA dabei über das COTS Programm machen – in Kooperation mit der ESA, den Russen, SpaceX und wer sonst noch an die Pforte klopft. Billiger als das Space Shuttle sind sie wohl alle.
Mit dem übrigen Geld sollte die NASA zunächst ein längst überfälliges Großprogramm starten. Mindestens 100 Raumsonden in 10 Jahren. Natürlich modularisiert und möglichst groß, so dass nur die Instrumente angepasst werden müssen, egal ob es zum Mond, zum Mars oder den Asteroiden zwischen Erde und Jupiter geht. Die Sonden sollten in Massenfertigung zusammen weniger als 15 Milliarden Dollar kosten (150 Millionen pro Stück), die Raketen für den Start nicht mehr als 20 Milliarden (200 Millionen pro Stück). Dann hätte man jeden Monat eine neue Mission und nach kurzer Zeit wirklich jede Woche neue wissenschaftliche Erkenntnisse. Am Ende sollten hunderte Asteroiden erfasst und kartographiert sein – und wer weiß was man mit Raumsonden sonst noch anfangen kann, wenn man 100 auf einmal hat. Und das alles für den Preis mit dem man zur Zeit die Ares V *entwickeln* will.
Danach könnte man über eine bemannte Demonstration einer Marslandung nachdenken. An eine permanente Station oder gar eine Kolonie ist aber mit dem derzeitigen Budget und dem technischen Stand keinesfalls zu denken.
Der Hauptteil der bemannten Raumfahrt, wenn deren Ziel eine permanente menschliche Präsenz außerhalb des LEO sein soll, wird zuerst auf der Erde statt finden müssen. Denn für so eine Präsenz ist eine großteils autonome Versorgung ohne Nachschub von der Erde unabdingbar.
Das muss nicht perfekt sein. Wenn man von der benötigten Masse der Versorgungsgüter 90% einsparen kann, dann kann man 10 mal so viele Menschen mit den gleichen laufenden Kosten versorgen.
Und um so mehr Menschen man hat, um so mehr können diese zur Selbstversorgung beitragen und um so vollständiger kann diese Selbstversorgung sein. Denn ganz ohne Menschen wird es meist wohl doch nicht gehen, aber die Produktivität jedes einzelnen Menschen kann man mit autonomeren Maschinen gewaltig steigern – man denke nur an den primitiven mechanischen Webstuhl, der die Arbeit von 10 Menschen ersetzte.
Luft, Wasser, Nahrung, Treibstoff, aber auch auch Habitate, Raumanzüge, Hitzeschutzschilde und alles was sonst noch schwerer als ein Computerchip ist, sollte möglichst vor Ort produziert werden und das mit möglichst wenig Arbeit von Menschen.
Wir brauchen also autonome Fahrzeuge und Fabriken, die grundlegende Arbeitsschritte zuverlässig ohne direkten Menschlichen eingriff durchführen können. Schaut euch die Mars Rover an – was wir zur Zeit können reicht nicht aus.
Natürlich ist es ein ambitioniertes Projekt, Maschinen zu bauen die so universell und fehlertolerant sind, dass man sie (von der Erde aus) so programmieren kann, dass sie praktisch von allein aus dem was man auf dem Mond oder dem Mars vorgefunden hat Metalle, Kunststoffe, Treibstoffe, Gase etc. herstellen können, aus den Rohstoffen Teile fertigen und diese ohne direkte Fernsteuerung automatisch zusammensetzen können.
Aber genau das *muss* die Vision sein, wenn wir uns ernsthaft das Ziel der Besiedelung von Mond und Mars setzen wollen. Und zur Abwechslung wäre es eine Vision von Raumfahrt, bei der es keinerlei Zweifel über den Nutzen für die breite Bevölkerung geben wird. (Und bitte keine Debatten über Arbeitslosigkeit. Es wäre nur noch Dummheit, wenn wir Leuten keine Produkte geben würden für deren Herstellung sie nicht mehr benötigt werden, nachdem man sich selbst das *Ziel* gesetzt hat, diese Arbeit überflüssig zu machen. Vielleicht wäre das größte Problem nicht die Technik, sondern eine anachronistische Gesellschaft…)
Also im ersten Teil gebe ich Dir partiell recht: Die ISS sollte betrieben werden solange es praktikabel ist. Es gibt auch schon heute preiswerte Alternativen: Mannschaftstransport mit der Sojus, vorhandene Frachtraumschiffe wie das HTV,ATV und die Progress, welche die Space shuttles ersetzen könnten – wenn man sie denn wollte (Arianespace Chef LeGall hat das ATV vor ein paar Wochen angepriesen und wenig Resonanz bei der NASA bekommen).
Brauchen wir 100 Raumsonden um jeden Asteroiden zu besuchen? Nein. Asteroiden können in Klassen eingeteilt werden. Es gibt drei Hauptklassen und ein paar Nebenklassen. Da reichen einige Raumsonden. Es wäre sicher besser die rund 3 Milliarden Dollar die dann übrig bleiben gleichmäßig unter dem Science and Planetary Programm aufzuteilen und dann vielleicht noch ein paar Weltraumteleskope zu bauen und anspruchsvollere Raumsonden zu den äußeren Planeten und Trojanern zu schicken. Es müssen nicht 10 pro Jahr sein 3-4 wären schon eine enorme Verbesserung.
Bei der Gewinnung von Materialien und dem Bau von Stoffen wird eines vergessen: Das geht nicht mit einem Roboter. MMan möge sich zur Übung einmal in einem Lexikon wie der Wikipedia alle Schritte von der Erzgewinnung bis zum Draht durchlesen, das geht über Links ganz schnell. Auf der Erde brauchen wir da einige recht große Fabriken dazu. Es gibt ein paar Ausnahmen die leicht sind und daher als Beispiele herhalten müssen wie die Treibstoffgewinnung auf dem Mars (dazu muss man im Prinzip nur das Wasser durch Elektrolyse spalten und die Gase verflüssigen. Doch das ist nicht übertragbar.
Zur Besiedelung anderer Himmelskörper – Die FRage gehört bei mir in den Bereich Science Ficton. Es gibt zwei Gründe dagegen. Der erste: Selbst mit enormen Aufwand wird es keine zweite Erde sein, in der die Leute bei angenehmen Temperaturen ohne Raumanzug herumlaufen können. Forschungsstation ja – Kolonie nein.
Das zweite: Deer Aufwand auf der Erde Überbevölkerung die Wurzel allen Übels in den Griff zu bekommen ist viel geringer als auch nur eine kleine Kolonie auf dem Mond anzulegen (Wobei bei unserem Bevölkerungswachstum innerhalb von 1-2 Generationen Mond und Mars genauso dicht besiedelt wären wie heute die Erde).
Respekt, Herr Leitenberger! Dieser Gastbeitrag entspricht nun in keinster Weise dem, was Sie selber zuletzt so verfasst haben, abgesehen von der großen Sondenflotte.
Ich gestatte mir einige Anmerkungen: Die ISS sollte selbstverständlich so lange wie möglich genutzt werden. Natürlich werden die laufenden Kosten insgesamt eher steigen und gegen Ende der Lebensdauer droht die Kostenexplosion. Das ist leider unvermeidlich. Bis es soweit ist, müssen die beteiligten Raumfahrtagenturen den größtmöglichen Nutzen aus ihr ziehen.
Ob eine Versorgung im Rahmen des COTS-Programms möglich sein wird, bleibt allerdings abzuwarten. Ich bin nämlich durchaus geneigt, Bernd Leitenberger darin zuzustimmen, dass ein Erfolg von SpaceX nach wie vor höchst fraglich ist. OSC scheint mir da erfolgversprechender zu sein, aber auch da heißt es abwarten. Angeklopft an die Pforte hat gerade dieser Tage die japanische JAXA, und das anscheinend recht erfolgreich.
Was die 100 Sonden angeht, so muss ich wohl einen gehörigen Schuss Essig in den Wein gießen. Wenn diese Sonden relativ groß sein sollen, wird man vermutlich pro Start selbst der schweren Träger wie Proton, Ariane 5, H-IIb, Atlas V oder Delta IV nur jeweils eine starten können. Selbst wenn das ganze tatsächlich finanzierbar sein sollte und die Starts neben dem normalen Satellitenflugbetrieb durchgeführt werden könnten, würde das ganze meines Erachtens immer noch an der öffentlichen Meinung scheitern. Weltweit fände fast jeden Monat ein Start statt. So viele rein wissenschaftliche Missionen wären schlichtweg nicht durchsetzbar. Da käme selbst bei geringsten Kosten auf Grund konsequenter Standardisierung und Massenfertigung die Frage nach den überflüssigen Kosten auf den Tisch. Weniger ist da wieder einmal mehr.
Die Entwicklung besserer Technik, die immer autonomer arbeiten kann, ist eine gute Idee. Das wird auch so kommen und ist auch bislang schon so gekommen. Das ist ein recht kontinuierlicher Entwicklungsprozess. Man darf nur keinen Konflikt aus der Frage „Mensch oder Maschine?“ konstruieren – die Kombination macht es. Wann allerdings robotische Technik dazu in der Lage sein wird, die von ihnen skizzierten Dinge zu tun, steht im wahrsten Sinne des Wortes in den Sternen.
Was Sie damit meinen, dass der „Hauptteil der bemannten Raumfahrt […] zuerst auf der Erde“ stattfinden soll, habe ich allerdings nicht verstanden. Könnten Sie das vielleicht etwas genauer erläutern? Oder denken Sie vielleicht an Experimente wie „Biosphäre 2“?
@Ruhrei:
Es gibt eine Seite http://bernd-leitenberger.de/blog/gastautoren-gesucht/ in der ich schon vor Monaten aufgerufen habe Gastbeiträge einzusenden. Bilsnag wurde auch jeder veröffentlicht, auch wenn keiner meine Meinung wiedergibt. Ich Teile Leute nicht in „Gegner“ und „Befürworter“ sondern bin der Meinung dass jedes Thema rational diskutiert werden kann.
COTs kann meiner Meinung nach sicher die Station versorgen. Mit bemannten Flügen bin ich vorsichtig. Zu oft schon haben Firmeninteressen über der Sicherheit gesiegt. Ich verweise hier nur an die Entwicklung der Apollo Kapsel und dem Feuer bei Apollo 1 und der Startentscheidung bei Challenger, obwohl bekannt war das die O-Ringe bei tiefen Temperaturen nicht mehr abdichten. Die NASA hat derzeit einen Kurs der zu sehr auf Sicherheit geht und die Kosten völlig beiseite schiebt. Bei einem rein kommerziellen Unternehmen befürchte ich dass Gegenteil: Das der Gewinn im Vordergrund steht und die Sicherheit hinten an. Wahrscheinlich wäre eine private Entwicklung unter Aufsicht – dass bestimmte Standard eingehalten werden das Optimum. Allerdings sehe ich keine Notwendigkeit dafür – es gibt nämlich schon die Sojus Kapseln und damit ist der Mannschaftstransport gesichert.
Wenn man statt der ISS zuerst gemeinsam einen sicheren Träger mit einfacher, bewährter Technik in der 30 Tonnen Klasse für alle Anwendungen entwickelt hätte, der allen beteiligten Organisationen zur Verfügung steht (diejenigen, die einen eigenen Startplatz benötigen, sollen ihn selbst bezahlen – sonst würde ein gemeinsamer benützt), dann wäre ein Grossteil des Kostenproblemsin der Raumfahrt durch höhere Stückzahlen schon gelöst. Es ist ein Witz, daß eine Blechbüchse wie die Ariane 5 in der Herstellung über 120 Mio Euro kostet und nur dadurch zu erklären, daß mit übertriebenen Aufwand auf Kosten des Steuerzahlers gewirtschaftet wird.
Ok, ich hätte an einigen Stellen etwas ausführlicher werden sollen. Aber ich wollte den Artikel auch nicht unendlich ausdehnen. Vielleicht kann Bernd ja demnächst ein oberes Limit vorgeben.
Zuerst zu den Raumsonden:
1) Es spricht nichts dagegen so eine Raumsonde als Teleskop, 08/15 Wettersatellit, Kommunikationssatellit oder für andere Vorhaben zu verwenden, wenn jemand passende Instrumentenmodule für diesen Zweck entwickelt (deswegen die Anforderung „möglichst groß“). Eine Planetensonde kann sich ja auch dem Planet Erde witmen (die Treibstoffvorräte sorgen dann für exzellente Langlebigkeit). Für die Öffentlichkeitsarbeit wäre es jedenfalls einfacher, auf eine riesige Flotte zu zeigen und zu sagen, das alles machen wir für euch … dass die Instrumentenmodule bei weitem nicht nur von der NASA kommen, muss man ja nicht an die große Glocke hängen.
2) Bei der Finanzierung habe ich mich an den Kosten des Space Shuttle Programms orientiert, das in 10 Jahren auch auf etwa 35 Milliarden Dollar kommt – ohne die wissenschaftlichen Inhalte, die extra finanziert wurden. Die eigentlich unvermeidlichen Einsparungen, wenn man mal eben die Produktionszahl einer typischen Rakete verdoppelt (die Ariane 4 hatte etwa 100 Starts, die Ariane 5 wird wohl ähnlich viele haben), sind da auch nicht eingerechnet. Das Programm muss ohne neu entwickelte Rakete auskommen, sonst reicht das Geld nicht.
Zu den Fragen zur bemannten Raumfahrt:
1) Das war die „Große“ Visionsmaschine. 😉 Damit meine ich nicht solche „Trivialitäten“ wie das Apolloprogramm 1962 (als die nötigen Technologien entwickelt waren und „nur“ noch dem Zweck und der Größenordnung entsprechend angepasst werden mußten). Eher so etwas wie die Mondlandung 1926, als bei weitem noch nicht klar war ob das überhaupt möglich sein würde und selbst grundlegende Technologien noch nicht vorhanden waren.
2) Laut Dan Rusky (im letzten Blog von Bernd) ist der eigentliche Sinn der Erforschung des Sonnensystems, die Wege auszuloten um zu wissen was uns bevorsteht, wenn wir uns dafür entscheiden sollten Menschen zu den Planeten zu schicken. Es geht also darum zu wissen was geht, es gibt keine Zwangsläufigkeit. Wir wissen ja auch seit 80 Jahren, dass wir 300m lange Zeppeline bauen und betreiben können. Es macht dennoch keiner. Aber wir haben die Möglichkeit dazu und wissen was zu tun ist, wenn wir welche haben wollen.
3) Wegen Überbevölkerung Raumfahrt zu betreiben bleibt für alle überschaubaren Zeiträume illusorisch. Der einzige Grund zum Mars oder Mond zu gehen bleibt der gleiche, wie die höchsten Berge der Welt besteigen: weil sie da sind.
Nur sind die Distanzen so groß, dass die Unterschiede zwischen einem Besuch und dort zu leben schon beim Mars verwischen (wie schon bei der Entdeckung Amerikas oder Australiens). Schon der einfache Besuch ist eine Reise von fast zwei Jahren im Vakuum. Wer das eine kann, für den ist das andere zumindest in gewisser Weise greifbar.
4) Der größte Teil der Raumfahrt ist immer die Arbeit der Ingenieure und Forscher auf der Erde. Das ist die eigentliche Raumfahrt. Der Start eines Raumschiffs oder einer automatischen Sonde ist nur die schnell verwelkte Blüte des ganzen Unternehmens.
5) Ich stimme Bernd 100% zu, dass es zur Zeit keine Anlagen gibt, die in kleinem Maßstab die nötigen Rohstoffe gewinnen können. Aber auf der Erde gab es dazu auch wenig Grund. Man tut alles nur im Labormaßstab oder gleich mit einigen tausend Tonnen. Massen zu bewegen ist relativ einfach, wenn man festen Boden unter den Füßen hat, deswegen hat man diese Anlagen ohne Rücksicht auf deren Gewicht gebaut – und das lohnt sich auch, weil sie mit der Größe effizienter werden. Über die Optimierung bei gegebenem Gewicht hat sich aber noch nie jemand Gedanken gemacht – weswegen ich da einiges Potential sehe.
Aber das ist ein wesentlicher Punkt der zur Zeit allem was ich geschrieben haben entgegen steht. Wenn das nicht geht, dann wäre eine Marssiedlung auf ständigen Nachschub angewiesen, den sie auf lange Sicht nicht bekommen wird. Sie wird also unmöglich sein.
So wie lange Zeit auch klar war, dass ohne die Entwicklung effizienter Antriebe jede Raumfahrt unmöglich ist. Man hat nicht danach gefragt, wozu eigentlich? Man hat erst einmal Raketen mit flüssigen Treibstoffen entwickelt und erst *danach* traten Militär, Meteorologen und Raumfahrt auf die Bühne.
Was aber zur Zeit – meiner Meinung nach – der Raumfahrt am meisten fehlt ist eine vernünftige Automatisierung. Die Marsrover als „Roboter“ zu bezeichnen ist eigentlich eher peinlich. Zwei Kontrollzentren waren jahrelang rund um die (marsianische!) Uhr damit beschäftigt ihnen das Händchen zu halten, sie vorsichtig um böse Steine herum zu fahren und millimetergenaue Vorgaben für den Instrumenteneinsatz zu geben … man denkt sogar darüber nach Astronauten in einen Marsorbit zu schicken, damit diese Instrumente auf dem Mars in Echtzeit steuern können. Ich finde das alles etwas suboptimal. (Kanone, Spatz … ihr wisst schon.)
Und eine Verbesserung auf diesem Gebiet würde uns bei weitem nicht nur in der Raumfahrt weiter helfen.
Ich habe die Seite mit den Randbedingungen für Gastbeiträge aktualisiert. Wenn Du viel zu sagen hast, dann mach einfach wie Thomas mehrere Teile drauss.
Warum schreibt eigentlich nie jemand einen Artikel über den konkreten Nutzen der bemannten Forschung im Orbit (Spacelab, Mir und ISS) der vergangenen Jahre? Was hat es gebracht? Wo war der Nutzen? Wem war geholfen? Neu Werkstoffe? Neue Medikamente? Welche Industriezweige können nachweisen, daß ein neues Verfahren oder irgendwelche Umsätze direkt oder wenigstens indirekt von dieser Forschung generiert wurden? Etwas muss es doch gebracht haben. Wie hat Otto Normalverbraucher, der ja die Gelder aufbringt, davon profitiert? Ich fürchte, das sind eher unangenehme Fragen für die beteiligten Firmen und Organisationen. Europa hätte sich nie an der ISS beteiligen sollen. Die Gelder in die unbemannte Erforschung des Sonnensystems investieren und von den Amerikanern und Russen unabhängig bleiben, das wär`s gewesen! – Mit Gruss
Zu dem Thema gab es schon viele Diskussionen, vor allem auf Englisch:
Erst im Juli:
http://www.antipope.org/charlie/blog-static/2009/07/what_have_the_romans_done_for.html
Schon etwas länger her, dafür um so besser:
http://www.antipope.org/charlie/blog-static/2007/06/the_high_frontier_redux.html
(Wer hier einen radikalen Anti-Katholiken erwartet liegt übrigens falsch. Die durchaus unterhaltsame Geschichte zum Namen der Webseite gibt es hier:
http://www.antipope.org/charlie/antipope.html )
@Reinhard:
Bemmannte Raumfahrt ist nicht mein Spezailgebiet und die Forschung dort wird auch nicht gerade groß hervorgehoben, so dass Infos so reich gesät sind. Aber vielleicht holst Du das nach? Wie schon gesagt: Gastautoren sind immer willkommen und der Blog hat jeden Tag rund 200-300 Leser….
Mir gefällt die Idee mit den 100 Weltraumsonden auch ungeheuer gut. Klar bräuchte man drei bis vier Basistypen, weil die thermischen Anforderungen im inneren Sonnensysteme ganz andere sind als im äußeren, und je nach genauem Missionsziel auch stark unterschiedliche Delta-Vs auftreten dürften. Dennoch mit dem genannten Kostenrahmen mehr als machbar.
Bemannte Missionen sind im Verhältnis zu einer Robotermission immer um ein Vielfaches teurer, bei marginalem zusätzlichen Erkenntnisgewinn. Die Russen haben nie einen Menschen zum Mond gebracht, aber sie haben dennoch Mondgestein zur Erde gebracht, mit einer unbemannten Mission. Zu „Mars sample return“ gibt es einen realistischen, unbemannten Projektentwurf der ESA und einen unrealistischen, bemannten Prestigeentwurf der NASA.