Was Raumfahrer und Astronomen 2011 bewegt

Astronomen liefern uns mehr als nur schöne Bilder von kosmischen Phänomenen. Vieles, was Wissenschaftler über das Weltall herausfinden, ist auch von irdischem Nutzen. So liefern Experimente in der Schwerelosigkeit zum Beispiel Erkenntnisse darüber, ob und wie Mensch und Tier auch fern der Erde überleben könnten. Andere Versuche, etwa auf der Internationalen Raumstation ISS , haben zum Ziel, Astronauten auf längere Raumfahrten vorzubereiten – wie eine Reise zum Mars, die anderthalb Jahre dauern würde.

Teleskope auf der Erde und an Bord von Satelliten liefern außerdem Daten von fernen Galaxien und Exoplaneten . Die Forscher interessiert dabei vor allem, ob es irgendwo da draußen Sonnensysteme gibt, die unserem in der Milchstraße ähneln. Denn dann wäre dort vielleicht auch außerirdisches Leben zu finden.

Außerdem gleicht der Blick in die Weiten des Alls einer Zeitreise in die Vergangenheit – zurück zum Ursprung unseres Universums. Die meisten Himmelskörper, die wir heute sehen, sind lange erloschen. Doch von ihrer einstigen Existenz zeugt ihr Licht, das über Jahrmillionen durch den Weltraum bis zu Erde gereist ist. Supernovae, Rote Zwerge und Schwarze Löcher sind nur einige der Phänomene, die Astronomen heute beobachten können. Außerdem wollen sie herausfinden, was kurz nach dem Urknall geschah und wie genau unser Sonnensystem entstand.

Auf dem Weg dorthin hat die Forschung viel erreicht. Der Mensch war auf dem Mond, Sonden haben die Nachbarplaneten Venus, Mars, Merkur und Jupiter erkundet. Geosatelliten sind inzwischen zu einem festen Bestandteil der Wissenschaft geworden. So senden die Satelliten Cryosat-2 und Smos regelmäßig Bilder von der Erde, auf denen Wetterverhältnisse, Umweltereignisse und klimatische Veränderungen zu sehen sind.

Seit 30 Jahren reisen Astronauten regelmäßig an Bord von Raumfähren ins All. Die Internationale Raumstation ISS ist zu einer festen Außenstation der Menschheit im All geworden. Seit zehn Jahren sind dort dauerhaft Menschen bei der Arbeit

Auch das Jahr 2011 wird für die Astronomie spannend. Die wichtigsten Ereignisse im Überblick

Abschied vom Spaceshuttle

Zunächst gibt es einen Abschied zu feiern. Nach drei Jahrzehnten und 132 Flügen zwischen der Erde und dem All tritt der Lastenesel der Raumfahrt im kommenden Jahr seine letzte Reise an. Im Mai 2010 verabschiedete sich bereits der Spaceshuttle Atlantis und im kommenden Februar wird auch die Discovery in den Ruhestand gehen. Mit dem Flug der Endeavour , die im April 2011 vom Kennedy Space Center in Florida startet, endet die Ära der amerikanischen Raumfähren.

Einen Nachfolger für die Spaceshuttles der US-Raumfahrtbehörde Nasa gibt es nicht. In Zukunft reisen auch die amerikanischen Astronauten in russischen Sojus -Raumkapseln, die mit den gleichnamigen Trägerraketen zur ISS befördert werden. Außerdem arbeiten Privatfirmen an neuen Antriebssystemen.

Die Endeavour bringt unter anderem ein wichtiges Instrument zur ISS: das Alpha Magnetic Spectrometer (AMS). Deutsche Forscher waren an seiner Entwicklung beteiligt. "Mit dem AMS wollen wir den Nachweis von Antimaterie und insbesondere von Dunkler Materie erbringen", sagt Josef Hoell von der Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das sieben Tonnen schwere Gerät soll in 350 Kilometer Höhe die Teilchen der kosmischen Strahlung messen und deren Ursprung ermitteln. Die Forscher suchen nach handfesten Beweisen für die Existenz von Antimaterie.

Ein Navigationssystem, unabhängig von den USA

Einen überwiegend praktischen Nutzen auf Erden verspricht Galileo, ein Netzwerk aus Navigationssatelliten . Ab Mitte August 2011 kreisen die ersten beiden Trabanten um die Erde.

Seit jeher schaut der Mensch gen Himmel, um sich anhand der Sonne und Sterne zu orientieren. Die natürlichen Himmelskörper sind mittlerweile den modernen Netzwerken aus Navigationssatelliten gewichen, wie etwa das Global Positioning System (GPS). Es wurde ursprünglich für das Militär entwickelt und später von der US-Regierung für die zivile Nutzung freigegeben. Das Navi in unserem Auto greift auf dieses Netzwerk zu, um uns durch die Straßen zu lotsen.

Den europäischen Staaten missfällt das, da die militärischen Netze im Krisenfall durch die US-Regierung ausgeschaltet werden können. Die EU-Kommission und die Europäische Weltraumbehörde Esa planen deshalb ein unabhängiges und rein ziviles Navigationsnetzwerk, Galileo. Neben offenen Diensten, wie der Ortsbestimmung, sollen später Anwendungen für Unternehmen und Organisationen folgen: Reedereien, Fluggesellschaften oder etwa die Bahn könnten mithilfe des Netzes den Verkehr ihrer Flotten steuern, Rettungseinsätze könnten am Computer geplant werden. Vor allem in Krisenregionen wäre das System hilfreich.

Die Flotte von insgesamt 27 Satelliten (plus drei in Reserve) soll in einer Höhe von mehr als 23.000 Kilometern um die Erde kreisen. Die Satelliten werden gleichmäßig auf drei Bahnen verteilt. Am Boden sollen örtliche Module etwa die Navigation in Tunneln, Gebäuden oder an Flughäfen ermöglichen. Zwei Kontrollstationen auf der Erde steuern und überwachen das Netzwerk. Doch bis die Piloten, Kapitäne, Lokführer und Kraftfahrzeugfahrer sich von Galileo leiten lassen, werden noch mindestens drei Jahre verstreichen. Nach jahrelanger Verzögerung soll das Projekt erst ab Anfang 2014 an den Start gehen.

Eine russische Sojus -Rakete bringt die beiden Galileo-Satelliten ins All. Ab 2011 startet das Trägersystem vom Europäischen Weltraumhafen Kourou in Französisch Guyana am Rande des Amazonas-Regenwaldes aus. Bislang hob die Rakete immer nur vom Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan ab. Den westlichen Staaten bereitete das in der Vergangenheit einige politische und technische Unwegsamkeiten, da sie – wenn sie das Trägersystem nutzen wollten – ihre Satelliten vom russischen Boden aus starten mussten.

Träger des Typs Sojus (auch Soyuz ) haben sich bewährt. Sie gelten als die modernsten und am weitesten entwickelten Raumtransportsysteme weltweit. Mehr als 1700 Raketen sind gestartet. Sojus/ST 2-1A trägt mittlere Lasten bis etwa drei Tonnen in die geostationäre Umlaufbahn und ist knapp 50 Meter lang * . Damit eignet sie sich besonders, mittelschwere Lasten, wie die Galileo-Satelliten ins All zu bewegen.

Auf dem Weg zum Mars

Während die einen sich noch in der Erdumlaufbahn tummeln, planen die anderen ihre Mission zum Mars. 2011 schickt die Nasa das Geländegefährt Curiosity zum Roten Planeten. Viele Sonden haben den Mars aus der Nähe untersucht. Rover führten am Boden Bohrungen durch, analysierten das Gestein und den Staub. Heute wissen wir, dass es einmal flüssiges Wasser auf dem Mars gegeben haben muss. Darauf deuten ausgetrocknete Flussläufe hin. Auch Eis fand man auf dem Himmelskörper. Das Mars Science Laboratory , wie Curiosity auch genannt wird, soll klären, ob Leben jemals auf dem Mars möglich war – oder ist.

Die Mission ist Teil des Mars-Erkundungsprogramms der Nasa und soll auch klären, ob Menschen den Planeten besiedeln könnten. Per Funk sendet Curiosity , ein Labor auf Rädern, Bilder und Analyseergebnisse an die Forscher des Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien.

Curiosity ist etwa so groß wie ein Mini Cooper. Damit ist er zweimal so lang und viermal so schwer wie seine Vorgänger Spirit und Opportunity , die sieben Jahre vor ihm gelandet sind. Das Gefährt ist mit einer Atombatterie ausgestattet. Ein ganzes Mars-Jahr (687 Erdtage) soll sie die Energie für die Instrumente und den Antrieb liefern.

Der Beginn der Mission ist für Ende 2011 vorgesehen. Die Rakete startet von Cape Caneveral in Florida aus. Im August 2012 soll Curiosity landen. Wenn alles gut geht. Denn bisherige Mars-Missionen waren nicht immer von Erfolg gekrönt.

Nach den geländegängigen Robotern sollen bald auch Menschen den Marsboden betreten. Die testen Forscher schon heute in dem Experiment "Mars500": Im Februar 2011 landen die ersten sechs Astronauten auf dem roten Planeten – doch nur virtuell. 520 Tage simulieren die Teilnehmer in einer abgeriegelten Versuchsanlage des Russischen Instituts für Biomedizinische Probleme in Moskau (IBMP) die Reise zum Planeten und zurück. Die Weltraumbehörde Esa ist an der ungewöhnlichen Mission beteiligt.

Die Forscher wollen unter anderem untersuchen, wie sich die Beteiligten der Gruppe in der Isolation verhalten. "Die 520 Tage sind eine ziemliche psychische Belastung", sagt Oliver Knickel , der als deutscher Kandidat bereits im vergangenen Jahr bei einem Vorexperiment 105 Tage in der "Raumkapsel" eingeschlossen war. Der größte Feind sei die Monotonie.

Die Sonde Juno fliegt noch ein Stück weiter, zum Planeten Jupiter. Sie soll den Ursprung und die Entwicklung des in dichten Wolken gehüllten Gestirns weiter aufklären. Wie und unter welchen Bedingungen ist unser Sonnensystem entstanden? Die Antwort auf die Frage soll Juno auf dem Jupiter finden.

Die Sonde misst, wie die Struktur, Atmosphäre und Gravitation des Gasgiganten beschaffen sind. Die Daten sollen den Forschern helfen, nicht nur unser eigenes Planetensystem besser zu verstehen, sondern auch die ferner Galaxien. Doch bis es so weit ist, müssen wir uns noch gedulden: Juno wird fünf Jahre durchs All schweben bis sie Jupiter erreicht. Innerhalb des darauf folgenden Jahres wird die Sonde den Planeten 32 Mal umkreisen und die wichtigen Daten messen.

Jupiter ist der größte Planet unseres Sonnensystems . Die Erde würde rund 1000 Mal in ihn hineinpassen und mit rund 140.000 Kilometern ist sein Durchmesser mehr als elf Mal so groß. Er ist aber nur 300 Mal so schwer wie die Erde, da er ein Gasplanet ist.

Der Forscherdrang des Menschen scheint unersättlich. Immer tiefer dringt er ins All vor, so auch im kommenden Jahr. Während die einen Missionen unseren Horizont erweitern, haben die anderen einen vorwiegend praktischen Nutzen. Und alle beginnen mit einer kleinen Vision.

*Korrekturhinweis: Die an dieser Stelle genannten Meter-Angaben bezogen sich auf nur eine Nutzlastverkleidung der Sojus-Rakete. Die Passage wurde geändert.