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Forschen im All

Die Innovationskraft der Raumfahrt

von Prof. Dr.-Ing. Johann-Dietrich Wörner

Die viel gerühmte Teflonpfanne ist kein Produkt der Raumfahrt. Auch nicht der Klettverschluss. Teflon – oder Polytetrafluorethylen (PTFE) – wurde bereits 1938 vom amerikanischen Chemiker Roy Plunkett durch Zufall entdeckt, als er auf der Suche nach Kältemitteln für Kühlschränke war. 1954 wurden mit dem innovativen Material erstmals Pfannen ­beschichtet. Die Idee zum Klettverschluss entnahm der Schweizer ­Ingenieur Georges de Mestral der Natur und meldete seinen textilen Verschluss 1951 zum Patent an. Soviel zu den Irrtümern.

Erfolgsbilanz deutscher ­Raumfahrt

Nun zur Realität: Beim Aufbruch ins All war Deutschland von Beginn an dabei und gehört heute zu den führenden Nationen der internationalen Raumfahrt. Mehr als 1,2 Mrd. Euro investiert Deutschland jährlich in diesen Bereich, das sechsthöchste Raumfahrtbudget weltweit. Die damit verbundene Erfolgsbilanz kann sich sehen lassen: Deutsche Wissenschaftler und Ingenieure waren an über 200 bemannten und unbemannten Weltraum-Missionen beteiligt, von erdnahen Kommunikations- und Wettersatelliten bis hin zu Weltraumteleskopen, Tiefraumsonden oder Raumstationen. Mit 493 Tagen, 15 Stunden und 34 Minuten Astronautenzeit im All belegt Deutschland zudem den beachtenswerten dritten Platz in der astronautischen Raumfahrt. Raumfahrt ist aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sei es die Live-Übertragung der Fußball-Weltmeisterschaft – Deutschland arbeitet seit Anfang der 1970er Jahre an satellitengestützten Kommunika­tionssystemen mit – oder das Krisen­management mithilfe von Erdbeobachtungssatelliten, aus Deutschland stammen die modernsten Radarsatelliten TerraSAR-X und TandemX, deren Daten im vom DLR betriebenen Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation ZKI genutzt werden. Auch der abendliche Wetterbericht basiert auf Weltraumdaten, die ebenso mit deutscher Beteiligung erstellt werden. Raumfahrt ist allgegenwärtig, ohne satellitengestützte Navigation ist eine moderne Mobilität nicht mehr denkbar – das Kontrollzentrum für das zukünftige europäische Navigations­system wird in Deutschland betrieben.

Vom Weltraum auf die Erde

Die Innovationskraft der Raumfahrt ermög­licht Transferleistungen vom Weltraum hinab auf die Erde: hoch effiziente Photovoltaik, Sensoren für Airbags, sensitive Roboter für die Automobil-Produktion, die Überwachung von Energienetzen und das Auffinden natür­licher Ressourcen aus dem All, elektronische Nasen zur Feuerfrüherkennung, leichte und flexible Prothesen, Nierensteinzertrümmerer, Satellitennavigation, Kommunikation in entlegene Regionen, zuverlässige Wettervorhersagen und verbesserte Sicherheits-Infrastrukturen sind nur einige Beispiele für Technologien, die in Deutschland oder mit deutscher Beteiligung entwickelt wurden.

Elementares Wissen und neue Anwendungen

Ein wichtiger Teil der Raumfahrt beschäftigt sich aber auch mit elementaren Fragen der Grundlagenforschung: Wie entstand das Leben? Wie entwickelte sich unsere Erde? Wie ist das Universum beschaffen? Grundlagenforschung, auch in der Raumfahrt, dient zunächst ausschließlich dem Wissens­erwerb und muss keinen unmittelbaren kommerziellen oder gesellschaftlichen Nutzen haben. Dennoch ermöglicht die Forschung im Weltraum, insbesondere auf der Internationalen Raumstation ISS, unmittelbare Innovationen zur Verbesserung unseres ­Lebens auf der Erde. Ein Beispiel hierfür ist das deutsch-­russische Plasmakristallexperiment. Im Jahr 2001 war es die erste wissenschaftliche Nutzlast auf der ISS. Plasma ist ein elektrisch leitfähiges Gas mit einer Temperatur von etwa 30.000 °C. Aus der experimentellen Erforschung dieses Zustandes im Weltraum haben sich völlig ungeahnte Möglichkeiten für den Einsatz von Plasmen auf der Erde ergeben. Ein weiteres Beispiel ist das Material­design. Mithilfe der DLR-Anlage TEMPUS werden unter anderem auf Parabel­flügen und Forschungsraketen flüssige ­Legierungen untersucht. Dies ist auch für industrielles Materialdesign von Interesse. Das DLR erforscht zudem superleichte und quasi durchsichtige, hoch­stabile Aerogele. Den Raumfahrt betreibenden Menschen, den „homo astronauticus“, gibt es noch keine 100 Jahre. Und auch wenn er es bereits bis auf die Oberfläche unseres Mondes geschafft hat, so kennen wir heute keinesfalls das gesamte Innovationspotenzial, das uns die Raumfahrt noch eröffnen wird. Evident aber ist, dass Raumfahrt unser Leben bereits heute in einem größeren Maße prägt, unterstützt und sichert, als dies beim Start der ersten Raketen vorstellbar gewesen wäre. Unsere Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Kultur nutzt diese Schlüsseltechnologie umfänglich für die konstruktive Zukunftsgestaltung. Durch sein Engagement in der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der Europäischen Union gestaltet Deutschland die europäische Raumfahrt maßgeblich und pflegt eine intensive wissenschaftliche und technologische Partnerschaft mit allen Raumfahrtnationen.