Streit um den Plutoniumantrieb der Saturnsonde Cassini

Befrachtet zum Saturn

Im Oktober will die US-Raumfahrtbehörde Nasa die Saturnsonde Cassini auf eine lange Reise schicken. Aufsehen erregen dabei weniger die wissenschaftlichen Aufgaben als die gut 32 Kilogramm Plutonium an Bord. Theoretisch ließe sich damit die gesamte Weltbevölkerung umbringen: Ein millionstel Gramm des Stoffes einzuatmen genügt, um an Lungenkrebs zu erkranken. Jetzt soll der amerikanische Präsident Bill Clinton die Mission absegnen, da er jedem Abschuß von radioaktivem Material ins All zustimmen muß. Gegner der Mission appellieren an Clinton, die Unterschrift zu verweigern. In den vergangenen Wochen richtete sich ihr Protest auch gegen die europäische Raumfahrtagentur Esa, die an Cassini beteiligt ist. In Deutschland sammelten Kritiker mehr als 10 000 Unterschriften.

Das radioaktive Material an Bord der Sonde soll Wärme erzeugen, die von Thermoelementen dann in Elektrizität umgewandelt wird. Die 32 Kilogramm Plutoniumdioxid liefern zwar nur 745 Watt - jeder Haushaltsfön braucht mehr Strom -, dennoch wurde nie zuvor so viel Plutonium ins All geschossen. Unfälle mit Plutoniumbatterien hat es bereits gegeben. 1964 verglühte ein US-Satellit mit knapp einem Kilogramm Plutonium an Bord fünfzig Kilometer über dem Pazifik. Seine Radioaktivität sei "auf allen Kontinenten und in jeder Höhe" meßbar, stellte ein Report der OECD 1989 fest. Im vergangenen Jahr stürzte die russische Sonde Mars 96, an der Deutschland beteiligt war, mit 270 Gramm Plutonium an Bord ab - ob in den Pazifik oder aufs südamerikanische Festland, ist ungeklärt.

Sollte die Titan-IV-Rakete, die Cassini ins All bringen soll, wie ein baugleicher Vorgänger 1993, explodieren, bedeutet das nicht unbedingt eine Katastrophe. Denn Plutonium 238 ist nur in kleinen Partikeln gefährlich, die in die Lungen geraten können. Seine Strahlung läßt sich bereits mit einem Blatt Papier abschirmen und gelangt daher auf andere Weise kaum in den menschlichen Körper. Die 216 Kapseln an Bord von Cassini, groß wie Filmdosen, werden von einer fingernageldicken Schicht Iridium und einer Graphithülle geschützt. Nach Berechnung der Nasa werden sie zum allergrößten Teil nicht pulverisiert, falls die Titan-Rakete explodieren sollte. Höchstens ein Promille der Radioaktivität könne entweichen und ein Gebiet von höchstens einem Quadratkilometer verseuchen.

Gegner der Mission zweifeln zwar auch diese Zahlen an. Im Zentrum der Kritik steht aber nicht der Start, sondern ein späteres Flugmanöver von Cassini. Um genügend Schwung für den Flug zum Saturn zu gewinnen, der rund zehnmal so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erde, nutzt die Sonde mit nahen Vorbeiflügen viermal die Schwerkraft von Planeten, einmal davon die der Erde. An ihr soll Cassini im Sommer 1999 im Abstand von 800 Kilometern vorbeirasen. Wenn es klappt, wird sie dabei mit rund 68 000 km/h einen Geschwindigkeitsrekord für Raumfahrzeuge in Erdnähe aufstellen. Bei einem Steuerungsfehler könnte sie indes in die Atmosphäre stürzen und verglühen. Ein beträchtlicher Teil des Plutoniums würde, zerschlagen in kleine Partikel, auf die Erde regnen.

Die Nasa veranschlagt das Risiko eines solchen Unfalls auf weniger als eins zu einer Million. Die größte Gefahr drohe durch Einschlag eines Mikrometeoriten. Die Kalkulation der Raumfahrtbehörde sei "Wunschdenken, das sich als seriöse Wissenschaft verkleidet", meint hingegen Michio Kaku. Der Physiker an der City University in New York bemängelt, die Sicherheitsstudien berücksichtigten zuwenig menschliches Versagen. Und darauf seien die meisten Unfälle, von Challenger bis Tschernobyl, zurückzuführen.

In einer ersten Analyse kam die Nasa vor zwei Jahren zu dem Schluß, beim Absturz von Cassini komme es schlimmstenfalls zu 2300 zusätzlichen Krebstoten im Lauf der nächsten fünfzig Jahre. Im neuesten Bericht vom Frühjahr 1997 ist nur noch von 120 Toten die Rede. Die Reduzierung beruht im wesentlichen darauf, daß die kontaminierte Fläche jetzt als kleiner angenommen wird. Kaku kritisiert, in den Nasa-Studien sei nicht berücksichtigt, daß Wind wehen könnte. Deshalb würde die Größe der betroffenen Gebiete unterschätzt. Viele Zahlen in der Studie seien pure Spekulation.

Martin Huber, der das Wissenschaftsdepartment der Esa im holländischen Noordwijk leitet, glaubt hingegen, die Nasa habe sauber gearbeitet. "Die erste Studie war eine konservative Schätzung, in der zweiten kam die Verfeinerung", sagt der Schweizer Weltraumforscher. Die Esa entwickle keine radioaktiven Stromquellen und verlasse sich da auf die Nasa. Bei eigenen Missionen müssen die Europäer ohne diese Stromerzeugung zurechtkommen. Für ihre Sonde Rosetta, die 2003 zum Kometen Wirtanen aufbrechen soll, bastelten die Heilbronner Firma ASE und das Mailänder Unternehmen Cise spezielle Solarzellen. Rosetta soll sich immerhin halb so weit von der Sonne entfernen wie Cassini. Daher müssen die Zellen noch bei tiefen Temperaturen und wenig Licht funktionieren.

Den Saturn erreicht nur ein Prozent Sonnenstrahlung, verglichen mit den Strahlen, welche die Erde wärmen. Dennoch könne man für diese Bedingungen Solarzellen bauen, sagt Gerhard Strobl von ASE. Nur: Um Cassini mit 745 Watt zu versorgen, bräuchte es Solarsegel von der Größe zweier Tennisplätze. Wenn sich die Konstruktion überhaupt realisieren ließe, führte sie zu einem deutlich höheren Startgewicht. "Cassini läßt sich nicht einfach auf Solarenergie umstricken", glaubt Strobl.

Der Streit ums Plutonium verdeckt das Ziel des Raumflugs. Besonders der Saturnmond Titan verspricht faszinierende Bilder. Die Wissenschaftler vermuten dort Bedingungen, wie sie auf der Erde in ihrer Frühzeit vor viereinhalb Milliarden Jahren geherrscht haben. Die Atmosphäre des Trabanten mit 5000 Kilometern Durchmesser besteht vermutlich wie die irdische zum größten Teil aus Stickstoff. Dazu kommen Methan, Wasserstoff, Argon und Spuren von Kohlenwasserstoffen. Selbst Vorformen von Leben halten Forscher auf Titan für möglich.

Während des Fluges schlummert an Bord von Cassini ein kleineres Raumfahrzeug der Esa namens Huygens, das Dornier Satellitensysteme in Friedrichshafen zusammengeschraubt hat. (Der Holländer Christiaan Huygens entdeckte 1655 Titan und ein Jahr später den Saturnring, der französisch-italienische Astronom Giovanni Domenico Cassini sah 1675 als erster die Teilung des Saturnringes.) Wenn der amerikanische Fünfeinhalbtonner, groß wie ein Schulbus, im Jahr 2004 Saturn erreicht, wird die Sonde der Europäer ausgeklinkt. Das mit Instrumenten vollgestopfte Flugobjekt, das einer fliegenden Untertasse ähnelt, soll dann vier Stunden lang von Fallschirmen gebremst auf Titan hinabschweben und dabei dessen Atmosphäre analysieren. Nach der Landung könnte es noch einige Minuten weiter Meßdaten liefern, hofft Martin Huber. Der Esa-Fachmann weiß jedoch nicht, ob Huygens in einem Methanmeer versinken oder auf Eis zerschellen wird. Möglicherweise ist die Oberfläche von Titan an manchen Stellen flüssig, an anderen fest.

Die Mission Cassini, an der die Wissenschaftler seit acht Jahren arbeiten, ist das letzte große Projekt aus Zeiten, da "kleiner, billiger, besser" noch nicht Doktrin der Nasa war. Sie kostet 3,4 Milliarden Dollar. Mehr als die Hälfte davon ist bereits ausgegeben. So wird die Nasa kaum zugunsten solarbetriebener Sonden verzichten. Das wissen auch ihre Kritiker. Wolfgang Schlupp-Hauck von der Friedens- und Begegnungsstätte Mutlangen etwa oder der Darmstädter Kernphysiker Martin Kalinowski hoffen, die Nasa werde den Start auf das Jahr 2001 verschieben. Dann stünden die Planeten so, daß Cassini ohne den Schwung der Erde auskäme.

So berechtigt die Neugier auf fremde Welten sein mag - der Saturn ist vier Jahre später immer noch da. Kein Grund also, ein solches Risiko einzugehen.