Die ISS- das Haupthindernis für ein Marsprogramm

In den letzten Jahren ist der Mars ja wieder in den Fokus gerückt. Die NASA nennt seit Jahren eine bemannte Expedition zum Mars als Langzeitziel (nun für 2033 geplant), private Firmen wie Mars One oder SpaceX mit der Red Dragon wollen zum Mars und es werden mehr Sonden anderer Nationen geschickt. Indien plante seine zweite, China und sogar die arabischen Emirate wollen auch eine Sonde auf den Weg bringen.

Nun seitens der NASA sehe ich die Pläne mehr als Alibi. Das mag ein Langzeitziel sein, ohne konkretes Programm geht da nichts und Trump mag ja fordern, dass man das etwas beschleunigen soll. Aber ein Programm, das es nicht gibt, kann man nicht beschleunigen. Mehr Geld gibt es trotzdem nicht. Es gibt eigentlich in dem Sinne auch kein Marsprogramm, sondern nur eine Schwerlastrakete SLS, deren EM-1 Mission man nun erneut verschoben hat und die unbemannt erfolgen soll und die Orion, aka MPCV. Die SLS reicht in der derzeitigen Größe nicht für einen direkten Transfer aus (wohl, aber wenn man eine Nutzlast stückweise mit der SLS in einen immer elliptischeren Erdorbit bringt, wie von mir vorgeschlagen, nur braucht man dann eben zwei bis drei Starts anstatt einen). Und die Orion ist eine Kapsel wie Apollo, nicht gedacht für eine Langzeitmission und auf dem Mars landen kann man mit ihr auch nicht.

Der springende Punkt: Eine Marsexpedition wird teuer. Wie teuer sie heute ist, darüber kann man nur spekulieren, es gibt keine veröffentlichten Zahlen. Die letzte richtige Untersuchung, die ein Präsident in Auftrag gab, war von 1989 und damals waren es schon 400 Milliarden Dollar. Mag sein, dass man heute durch die technologische Weiterentwicklung es günstiger machen kann und mittels öffentlich-privater Kooperation auch Gelder sparen kann, aber ich glaube nicht das der Milliardenbetrag nur zweistellig ist. Bedenkt man das die ISS rund 100 Milliarden Dollar kostet und das über einen Zeitraum von über 30 Jahren, dann wird klar, dass man nicht nur Bekenntnisse investieren muss.

Es gibt vieles, was eine Marsexpedition vom Apolloprogramm unterscheidet. Für die Finanzen ist der offensichtlichste Unterschied, dass die Mittel für Apollo zusätzlich zum unbemannten Programm aufgewandt wurden. Das ist seitdem nicht mehr gegeben. Als das Space Shuttle teurer wurde, wurde das unbemannte Programm zusammengestrichen. Die Folgen waren dann in den Achtzigern zu sehen: Zwischen 1978 und 1990 keine neue Raumsonde, selbst Programme mit Anwendungscharakter wie Landsat oder GOES bekamen keine neuen Satelliten, sodass die ESA sogar zeitweise einen Meteosat an die USA auslieh. Als Bush sein Constellation-Programm ankündigte, hat die NASA auch angefangen zu kürzen. So fiel der TPF, Terrestrial Planet Finder 2007 den Budgetkürzungen zum Opfer. Sofia wurde nur deswegen nicht gestrichen, weil das DLR beteiligt war.

Constellation zeigte aber auch, dass bemannte Programme nicht nur durch Kürzungen bei der unbemannten Raumfahrt möglich sind. Constellation sah daher auch vor die Space Shuttles nach Fertigstellung der ISS auszumustern – der Betrieb kostete 3-4 Milliarden Dollar pro Jahr und die ISS nach 2016 auch aufzugeben. Die ISS kostete auch rund 3 Milliarden Dollar pro Jahr. Der Bush Regierung wäre ein noch schnellerer Ausstieg lieber gewesen, aber durch die Verträge musste man die ISS 10 Jahre nach Transport des letzten Moduls aus Europa und Japan (Kibo) betreiben.

Wenn die NASA ein Marsprogramm starten will, hat sie das gleiche Problem: Die ISS kostet Geld. Durch den Wegfall der Space Shuttles sogar noch mehr als damals. Die Frachttransporte und Mannschaftstransporte müssen ja auch bezahlt werden. Konsequenterweise würde man die ISS aufgeben, wenn man ein Marsprogramm beginnt. Gerade das Gegenteil hat man aber gemacht. Man hat den Betrieb erst bis 2020, dann 2024 und 2028 verlängert. Bis auf die ESA haben dem Termin von 2028 auch alle Nationen zugestimmt. So lange wird die ISS Geld kosten 2016 waren es 3915 Millionen Dollar, eine Steigerung über 1 Milliarde Dollar gegenüber 2014 und das wird durch CCdev und CRS-2 noch mehr werden. Die NASA wird sich, wenn sich nichts ändert, nicht die ISS und ein Marsprogramm gleichzeitig leisten können. Zwar gibt es bei jedem Präsidenten Absichtserklärungen zum Mars zu fliegen, auch von Obama, doch keiner hat die Mittel bewilligt. Die NASA verweist darauf, dass man die ISS brauche, um für die Marsexpedition zu üben. Doch so ernst nimmt man das nicht. Das geschlossene System zur Wasseraufbereitung ist seit 2009 an Bord. Das ist getestet. Ebenso haben die nun stattfindenden längeren Aufenthalte, die über die sonst übliche 180-Tagesgrenze hinaus gehen, nicht so viel mit der Vorbereitung auf den Mars zu tun, als vielmehr das Russland Geld sparen will. Da US-Astronauten nur bei russischen Sojus mitfliegen bedeutet das Einsparen einer Sojus auch das ein US-Astronaut am Boden bleiben muss. Kurzum: je länger die ISS in Betrieb ist, desto länger wird es dauern zum Mars zu gelangen. Da aber CRS-2 und CCDev nicht von 2018, eher 2019 operationell werden und man dann sicher nicht gleich nach einigen Jahren alles einstellen will, würde ich eher drauf tippen, dass man vielleicht noch mal verlängert, abhängig vom Status der Station. Da die Solarzellen laufend an Leistung verlieren dürften sie, soweit ich weiß, bisher der Knackpunkt sein, warum man 2028 als Termin angesetzt haben. Die ältesten Paneele sind dann 30 Jahre im All.

Auf der anderen Seite ist der Nutzen der ISS für Marsexpeditionen minimal. Sie wird nicht mal so betrieben das man eine Marslandung simuliert. Also mit entsprechend langen Aufenthalten der Besatzung oder der Tatsache, dass man bei dem Marsunternehmen nicht laufend Güter hochtransportieren kann. Geschweige denn das man die Kommunikation (Zeitverzögerung) simuliert. Dabei könnte man das technisch relativ einfach machen. Man müsste nur die ISS drei Jahre lang nicht mit Fracht versorgen. Die Besatzung nach 200-270 Tagen landen, sie müsste dann auch selbst aussteigen können und ohne Hilfe fit werden (z. B. in ein abgeschottetes Labor gebracht werden) und dann für die letzten 200 bis 270 Tagen wieder zur ISS starten. Das würde den Flug zum Mars, einen Aufenthalt auf dem Mars und die Rückkehr zur Erde relativ gut simulieren. Dazu müsste man dann vielleicht an Bord der ISS auch einiges umbauen z.B. Tests mit Zentrifugen für künstliche Schwere machen oder mal ein aufbasbares Habitat nicht nur als Vorratsraum testen. Letzteres wird man zur Gewichtsersparnis für Marsexpeditionen eher verwenden als die heutigen Module aus Metall.

Kurzum: solange es die ISS gibt wird eine Marsexpedition weiterhin immer konstant in der Zukunft liegen. Die Alternative wäre es, sie aufzugeben. Da man in einer Station zum Mars sowieso nicht so viel Platz haben wird, wie auf der ISS wäre es sinnvoller ein Habitat von Bigelow zu nutzen, das ja auch die gleiche Technologie hat. Durch den großen Durchmesser könnte man dort auch eine Zentrifuge installieren, die künstliche Schwerkraft für einige Stunden erzeugt. Vor allem wird das aber preiswerter als die ISS sein. Das wäre dann auch ein Nutzen der Öffentlich-privaten Partnerschaft und würde zu rein privaten Raumstationen überleiten, denn Bigelow könnte danach die Station für Touristen nutzen und hätte für diese erste Station kleinere Investitionskosten.

Im bemannten Bereich ist diese öffentlich-private Partnerschaft problematisch. Klar, die NASA kann fertige Aufträge ausschreiben und sich aus den Details heraushalten. Das gibt es schon. Bei CRS zahlt die NASA für den Transport von Fracht, wie die zur ISS kommt, geht sie nichts an. Sie hat keinen Einfluss auf die Konstruktion des Raumschiffs und der Rakete. So kann Orbital ein Cygnus verlängern und mit der Atlas starten, wenn die Antares gegroundet ist. SpaceX kann die Trägerrakete durch neuere Subversionen ersetzen. Der letzte NRO Launch durch SpaceX ist auch so Deal. Die NRO hat drei Satelliten bei Boeing mit Start bestellt und sie bezahlt für den Satellit wenn er im Orbit ist. Wie er dort hinkommt, geht sie nichts an. Bei den bisherigen bemannten Programmen war das anders. Die NASA hat nie ein Design gekauft. Sie hat mit entwickelt. Es gab dauernd Änderungen durch Auflagen der NASA. Vielleicht sind die Systeme dadurch sicherer geworden, mangels Vergleich ist das schwer zu sagen. Mit Sicherheit wurden sie teurer. Es gab immerhin zwei Fälle, wo jeweils ein Partner versagte. Bei Apollo 1 lag der Fehler beim Hersteller des Apollo CSM, das nicht feuerfestes Materialen verwandte, zumindest nicht unter den Bedingungen der reinen Sauerstoffatmosphäre. Bei STS-25 warnten dagegen die Experten von Thiokol vor dem Start und die NASA setzte die Firma unter Druck, dem Start zuzustimmen. Das zeigt auch, dass man NASA-Einmischung nicht unbedingt mit Verbesserung gleichsetzen muss. Wenn man beim Zulieferer verinnerlicht hat, das Menschenleben davon abhängen und er das möglichste tut um eine gute Sicherheit zu gewährleisten dann glaube ich sind privat entwickelte Raumfahrzeuge nicht unbedingt sicher. Das hat viel mit Firmenkultur zu tun. Das Buch Moon Lander von J. Kelly ist zwar kein gutes Technikbuch, aber diese Philosophie zieht sich durch das ganze Buch. „Wir sind für das Leben der Astronauten verantwortlich und wir tun unser möglichstes, dass sie heil wieder zur Erde zurückkommen“. Wenn die Firma diese Philosophie verinnerlicht hat, dann klappt es, auch wenn die ganze Entwicklung privat verläuft.

Vor allem für die Finanzierung dürfte das positiv sein. Wenn schon der Start einer Trägerrakete für NASA / USAF um ein Viertel bis Drittel teurer als für einen kommerziellen Kunden ist (und hier ist das Produkt das gleiche, nur der Test-. / Bürokratieaufwand höher) dann kann man sich vorstellen, wie viel man bei einem ganzen Programm sparen kann.

Ich glaube allerdings nicht daran. Ich kann mir nicht vorstellen, dass die NASA die komplette Verantwortung für eine Mission oder Menschenleben an die Industrie abgibt, denn wenn etwas scheitert, dann ist sie dran und nicht der Hersteller. Allerdings ist das eine eher theoretische Frage, denn wie schon gesagt, ich sehe nicht, dass Trump ein Marsprogramm auflegt. Nicht solange der Mars keine Raketen startet oder Terroristen zu uns unterwegs sind.

3 thoughts on “Die ISS- das Haupthindernis für ein Marsprogramm

  1. Aufgabe der ISS mag zwar rein theorethis betrachtet das Mittel der wahl sein, um die nötigen Finanzen freizubekommen. Dabei besteht allerdings die Gefahr, dass die kompletten Raumfahrtprogramme aufgegeben werden. Bisher ist ein Haushalt bewilligt, und bestehende Posten werden eher selten angegriffen, als neue Positionen zur Disposition gestellt werden. Wenn also die ISS wegfällt, dann kann man davon ausgehen, dass die Einsparungen zwar offiziell 3 Mrd ausmachen, davon aber wiederum 2 Mrd dem Budget entzogen werden. Es wäre also gefährlich die ISS aufzugeben bevor nicht neue Programme soweit fortgeschritten sind, dass sie nicht mehr so einfach dem Rotstift verfallen.

    Ich bin ganz Deiner Meinung, dass man allerdings mit ISS schonmal Vorbereitungen und Tests für andere bemannte Programme durchführt. Ich sehe den Test der aufblasbaren Module und den Aufbau einer künstliche Schwerkraft auch als wichtige weitere Unternehmungen an. Damit gäbe es auch sinnvolle Verwendung für die SLS.

  2. Auch den Personentransport könnte man sehr einfach ausschreiben:

    Anzahl und Termine der Personentransporte zur ISS, Rahmenbedingung wie max. körperliche Belastung. Vertragsstrafe bei Verzug z.B. 3 Mil Pro Tag. Bei nicht erreichen der ISS gibt es kein Geld. Bei Personenverlust 300 Mil Pro Person.

    Ist die Strafe nur hoch genug, dann ist der Transport wahrscheinlich sicherer wie der der NASA.

  3. Es ist ja nicht so, dass die Programme sich ablösen, sondern das eine läuft an während das andere noch läuft am Anfang braucht man wenig Geld. Gemini wurde während Mercury begonnen, Apollo kurz danach. Die Shuttle Planungen begannen 1969 zu starten und Freedom (heute ISS) 1985. Auch Bushs initiative startete 2005, hätte die ISS aber bis 2016 weiter betrieben. Man konnte sie deswegen auch gut einstellen, weil erst mit dem Ausscheiden der Shuttles und der ISS viele mittel aufgewandt werden sollten,

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