Weltraumkolonisierung

mini|Die ISS am 23. Mai 2010, aufgenommen aus dem Space Shuttle Atlantis mini|NASA-Vision einer Mondbasis mini|Les Bossinas Konzept einer Marsmission (1989) mini|Künstlerische Darstellung eines Weltraumhabitats, Stanford-Torus genannt, von Don Davis mini|NASA-Illustration zweier O’Neill-Zylinder. mini|NASA-Entwurf einer Bernal-Sphäre aus den 1970er Jahren

Bei der Weltraumkolonisierung geht es um Ideen und Konzepte zur Gründung und Entwicklung von Kolonien (lat. colonia: Ansiedlung) in Habitaten außerhalb der Erde.

Das Thema schließt sowohl Stationen ein, die sich im freien Weltraum befinden, als auch Stationen auf Himmelskörpern mit oder ohne Atmosphäre. Grundvoraussetzung ist die bemannte Raumfahrt.

Abgrenzung Als Beginn der Weltraumkolonisation wird der Betrieb von Raumstationen betrachtet. Häufig wird in Abgrenzung zu temporären Raumlaboren die sowjetische Saljut 6 (1977–1982) als erste vollwertige Raumstation angesehen, da bei ihr durch den zweiten Kopplungsstutzen, der u. a. auch mit Tankeinrichtungen versehen war, erstmals die Ver- und Entsorgung durch weitere Raumschiffe durchgeführt werden konnte. Außerdem wurden die Stammbesatzungen von weiteren Raumfahrern besucht bzw. konnten an Bord der Station abgelöst werden. Das erstmalige Übersetzen zwischen zwei Raumstationen erfolgte 1986 zwischen Mir und Saljut 7 durch Sojus T-15.

In der öffentlichen Wahrnehmung wird die Weltraumkolonisation eher der Science-Fiction zugeordnet.

Eine Kategorisierung der Weltraumkolonisierung kann auch anhand der Entfernung zur Erde erfolgen. Die Entfernung kann auch als Indikator für die benötigte Technologiestufe verwendet werden. Die Weltraumkolonisierung kann erfolgen: Stufe 1:im ErdsystemEntfernung:LichtsekundenStufe 2:im inneren SonnensystemEntfernung:LichtminutenStufe 3:im äußeren SonnensystemEntfernung:LichtstundenStufe 4:im MilchstraßensystemEntfernung:LichtjahreStufe 5:im UniversumEntfernung:Ausdehnung ≈ 78·109 Lichtjahre

Wird die Definition von Weltraumkolonisierung berücksichtigt, befindet sich die Menschheit auf Stufe 1. Erste Ansätze und Vorhaben für die Stufe 2, wie die des bemannten Marsflugs, wurden schon zu Zeiten des Apollo-Programms durch Wernher von Braun vorgeschlagen bzw. unterstützt. Bisher fehlte es am politischen Willen, diesen Schritt umzusetzen, was jedoch in den nächsten Jahrzehnten erfolgen könnte.Stefan Deiters: Obama hat Asteroiden und Mars im Visier. auf: Astronews.com – Der deutschsprachige Online-Dienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt. aufgerufen am 15. Januar 2011 Die Stufen 3–5 zählen in den Bereich der Science-Fiction. Die Menschheit könnte die Stufe 3 unter Berücksichtigung der vorhandenen Technologien und deren Fortschreibung in einem überschaubaren Zeitrahmen erreichen. Die Stufen 4 und 5 sind jedoch nicht abschätzbar, da hierzu vor allem die technologische Entwicklungsstufe fehlt.

Aktuelle Situation Zur Beurteilung der aktuellen Lage ist eine Sicht auf die offiziellen Ankündigungen, die vor allem von den USA stammen, sinnvoll:

Im Januar 2004 veröffentlichte der 43. US-Präsident G. W. Bush die neuen Raumfahrtpläne der USA mit dem Ziel, im Jahre 2020 wieder auf dem Mond zu landen. Die Etablierung einer Präsenz der Menschheit auf dem Mond kann die Kosten für spätere Weltraumerkundungen drastisch reduzieren, dies ermöglicht weitere ambitionierte Missionen, … auf: CNN.com. 15. Januar 2004, aufgerufen am 19. Januar 2011 Das Programm wurde unter dem Namen Constellation bekannt.

Im Jahr 2005 erklärte NASA-Administrator Michael Griffin, dass die Weltraumkolonisierung das endgültige Ziel aktueller Weltraumprogramme sei: „… das Ziel ist nicht nur wissenschaftliche Erforschung … es geht ebenso um die Erweiterung menschlicher Lebensräume außerhalb der Erde in unserem Sonnensystem in der Zukunft … Auf lange Sicht wird eine planetengebundene Spezies nicht überleben … Wenn der Mensch hunderttausende oder Millionen Jahre überdauern will, müssen wir unbedingt andere Planeten besiedeln. … Es wird vielleicht sogar Leute geben, die auf Asteroiden Habitate errichten … Ich weiß, dass Menschen das Sonnensystem kolonisieren werden und eines Tages darüber hinausgehen werden.“NASA's Griffin: 'Humans Will Colonize the Solar System'. In: Washington Post. 25. September 2005, gesichtet am 16. Januar 2010

Anfang 2010 verkündete der 44. US-Präsident Barack Obama den neuen Haushaltsentwurf der USA und beendete in diesem Zuge das Constellation-Programm. Weiterhin wurde eine Verlängerung der ISS-Finanzierung bis 2020 zugesagt. Die Begründung der Kommission zum Ausstieg aus dem Constellation-Programm sei die fehlende Innovation bei den Technologien und die Unterfinanzierung des Programms, so dass eine Zielerreichung bis 2020 unwahrscheinlich sei.Stefan Deiters: "Ja zur ISS, nein zum Constellation-Programm", Astronews.com – Der deutschsprachige Online-Dienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt, aufgerufen am 19. Januar 2011Obama sagt Mondmission ab. auf: In: Zeit Online, 1. Februar 2010. Quelle: dpa, Reuters, aufgerufen am 19. Januar 2011

Im darauf folgenden April stellte Präsident Obama im KSC in Florida seine Pläne für die amerikanische Raumfahrt vor. Danach soll ein Raumschiff für einen bemannten Marsflug bis 2025 zur Verfügung stehen. Die USA wollen erstmals einen Astronauten zu einem Asteroiden schicken und Mitte 2030 soll ein Flug zum Mars ohne Landung erfolgen.

Neben den USA streben auch andere Nationen in den Weltraum vor. Das Raumfahrtprogramm von China hat, neben dem Aufbau einer eigenen Raumstation ab 2021, auch das Ziel einer bemannten Mondlandung ab 2030. Mit dem Erreichen der angestrebten Ziele könnte China die zweitgrößte Raumfahrtnation werden. Das Aurora-Programm der ESA sieht ähnliche Tendenzen in Bezug zu einer Marsmission vor wie die USA, jedoch ist fraglich, wie die Meilensteine ab 2024 mit den vorhandenen finanziellen Mitteln erreicht werden sollen (Aurora-Etat von 2005 bis 2009 ~900 Millionen Euro; ISS Columbus-Modul mit Testeinrichtungen ungefähr 1,4 Milliarden Euro). Eine Möglichkeit sieht ESA-Generaldirektor Dordain (2008) im Einstieg Europas in die bemannte Raumfahrt.ESA-Chef: "Wir brauchen bemannte Raumfahrt in Europa." auf: handelsblatt.com 14. Januar 2008, aufgerufen am 19. Januar 2011 Weitere (zukünftige) Raumfahrtnationen spielen aufgrund von deren Raumfahrtetat zurzeit noch keine besondere Rolle.

Zur verbesserten Kommunikation im Weltall und womöglich als Vorreiter für Verbindungen zwischen mehreren Planeten gibt es diverse Forschungsprojekte für interplanetares Internet.

Weltraumrecht

Für die Weltraumkolonisierung ist der Bereich des Weltraumrechts von besonderer Bedeutung. Während für den Lebensraum Erde schon vielfältige Gesetze und Übereinkommen auf nationaler und internationaler Ebene existieren, ist die Anzahl derer für den Bereich des Weltraums relativ gering. Viele Fragen, die die Akteure (Staaten, Organisationen, Unternehmen, Privatpersonen), deren Haftbarkeit oder deren Nutzungsrechte betreffen, sind noch nicht vollends geklärt und in internationalen Verträgen umgesetzt.

Die Stufen der Weltraumkolonisierung 222x222px|mini|Terraforming des Mars

Weltraumkolonisierung bedeutet, wie in der Definition aufgezeigt, den Bau und die Etablierung von Habitaten bzw. von Kolonien und Gesellschaften. Dies bedeutet, dass dem Menschen die Grundbedürfnisse für dessen Überleben zur Verfügung gestellt werden müssen. Ein Überblick wird durch die maslowsche Bedürfnispyramide gegeben. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass in den Anfängen der Weltraumkolonisierung lediglich die ersten zwei Stufen „physiologische Bedürfnisse“ und „Sicherheit“ von großer Relevanz sind:

Physiologische Bedürfnisse: Schutz vor schädlichen Umwelteinflüssen, wie z. B.: Strahlung, UV-Licht, Temperaturextreme … eine menschenfreundliche Atmosphäre, wie z. B.: Druck, Sauerstoff, Luftfeuchtigkeit, … Gravitation (für Langzeitoperationen notwendig) Nahrungsmittel, Wasser, ... ... Sicherheit: medizinische Versorgung Zuverlässigkeit der Technik Rettungssysteme …

Die physiologischen Bedürfnisse werden im Wesentlichen von den Habitaten erfüllt. Es kann zwischen drei Habitatformen unterschieden werden: bewohnbare Planeten planetare Stationen orbitale Stationen.

Bewohnbare Planeten, neben der Erde, sind in unserem Sonnensystem nicht vorhanden, so dass diese Habitatform für die ersten drei Stufen vorerst nicht in Frage kommt. Es wird zwar theoretisch angedacht, durch Terraforming auf Planeten, wie beispielsweise dem Mars oder der Venus, eine Umwelt zu erzeugen, die ein Überleben ohne künstliche Habitate für den Menschen ermöglicht, jedoch sprechen einige Argumente gegen solch ein Geoengineering. Vor allem sind solche Eingriffe in naher Zukunft aus Kosten- und Technologiegründen nicht absehbar. Die zweite Form sind planetare Stationen, die mit bewohnbaren Planeten das Vorhandensein von Ressourcen gemein haben. Durch In-Situ-Technologien können zahlreiche für das Überleben notwendige Ressourcen im Umfeld der Habitate gewonnen werden, wohingegen bei orbitalen Stationen, wie der ISS, sämtliche Ressourcen, bis auf die Energie, durch logistische Prozesse zur Verfügung gestellt werden müssen.

Stufe 1 – Kolonisation im Erdraum Die Kolonisierung im Erdsystem kann mittels zwei Stufen beschrieben werden: zum einen der Aufbau und Ausbau von orbitalen Stationen und zum anderen der Aufbau von planetaren Stationen auf dem Erdmond. Aufgrund vergangener und gegenwärtiger Missionen konnten einige Nationen im Bereich der orbitalen Stationen schon einige Erfahrung sammeln. Bisher haben es jedoch nur die USA (mit dem Apollo-Programm) geschafft, Menschen auf dem Mond zu landen. Die Schaffung einer entsprechenden Weltrauminfrastruktur, d. h. die Errichtung und der Betrieb von Raumhäfen und Transportsystemen, ist Grundvoraussetzung für die Weltraumkolonisierung und ein wesentlicher Bestandteil der ersten Stufe der Kolonisierung.

Orbitale Stationen

mini|Die Atlantis startet zur Mission STS-115

Zu Beginn der Entwicklung von Raumstationen und -laboren stand die Nutzung zu Spionagezwecken im Vordergrund. Dies änderte sich mit dem Fortschreiten der Entwicklung elektronischer Komponenten und dem damit einhergehenden Bau von Spionagesatelliten. Die Habitate werden seitdem für Forschungszwecke, zur Nutzung der Umweltbedingung des Weltraums wie der Mikrogravitation und des Vakuums, verwendet. Der Nachteil der orbitalen Stationen ist die logistische Versorgung mit allen Gütern, die zum Überleben benötigt werden, wie beispielsweise Wasser, Sauerstoff usw. Durch entsprechende technologische Entwicklungen im Bereich der Lebenserhaltungssysteme, wie der Wasser- und Atemluftaufbereitung, konnte der Verbrauch in diesem Bereich erheblich reduziert werden.

Raumstationen: Stationen: aktuelle: ISS; CSS ehemalige: Saljut (DOS), Kosmos 557, Skylab, Mir, Tiangong 1, Tiangong 2 Labore: ehemalige: Manned Orbiting Laboratory, Saljut (Almas)

Bedingungen: Vakuum Mikrogravitation

Benötigte Technologien: Wohn-, Arbeitsräume, Hygieneeinrichtungen, Schleusen Lebenserhaltungssysteme (Atemgas und Wasseraufbereitung) Thermalkontrollsysteme Kommunikationssysteme Bahn- und Lageregelungssysteme (AOCS) Schutzschilde gegen Kleinmeteoriten und Weltraummüll usw.

Visionen

Neben existierenden Systemen gibt es eine große Anzahl von Visionen, hierzu zählen unter anderem: die Bernal-Sphäre, der O’Neill-Zylinder oder der Stanford-Torus. Diese Systeme sind aufgrund der derzeitigen Entwicklungsstufe (Technologiestufe) noch Science-Fiction und werden in diesem Zusammenhang vorerst nicht näher betrachtet.

Weltraumlift