Die Erben des Space Shuttle
Das Thema Wiederverwendbarkeit steht – zumindest bei der Nasa – hingegen nicht mehr oben auf der Forschungsagenda. Das Space Shuttle ist, wie viele Raumfahrtexperten meinen, die komplexeste Maschine, die Menschen je gebaut haben – und hat sich genau deshalb als unwirtschaftlich erwiesen. Die Raumfähren flogen nicht wöchentlich, wie geplant, sondern im Schnitt nur vierteljährlich, und ein Einsatz kostete nicht zehn Millionen, sondern eine halbe Milliarde Dollar. "Technisch durchaus erfolgreich, aber finanziell gescheitert", nennt Jesco von Puttkamer das Space Shuttle.
Große Schwachstelle des Space Shuttle ist das Hitzeschild mit seinen 25000 individuell geformten Keramikkacheln und Paneelen aus Kohlefaser-Verbundwerkstoff. Nach jedem Flug steht eine akribische Untersuchung des Schutzschildes an, meistens müssen eine Vielzahl der hochempfindlichen Kacheln ausgetauscht und die Kohlefaser-Paneele an den Flügelkanten repariert werden. Ein Schaden an einer Flügelkante war die Ursache für das Unglück der Columbia im Februar 2003. Schon seit Jahren wird weltweit an weniger komplizierten und billigeren Wiedereintrittstechnologien geforscht. Führend mit dabei ist auch Deutschland. So entwickeln Wissenschaftler- und Ingenieurteams des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Rahmen des Projektes Shefex (Sharp Edge Flight Experiment) mit ebenen Platten aus kohlefaserverstärkter Siliziumcarbid-Verbundkeramik einen sogenannten "facettierten Hitzeschild". Er benötigt keine individuell geformten Platten, was die Kosten deutlich reduziert.
Dennoch werden wiederverwendbare Komponenten in der Raumfahrt nie billig sein, meint Ingenieur Heinz Voggenreiter, einer der Leiter des Shefex-Projektes. "Wiederverwendbarkeit kostet in der Entwicklung sehr viel mehr als Einweg-Technologie, und ihre Kostenvorteile zeigen sich erst mit der Zeit." Schon beim US-Mondlandeprogramm Constellation wurde daher kaum noch auf Wiederverwendbarkeit gesetzt – lediglich die ersten Stufen der Ares-Raketen sollten recycelt werden. Auch bei der Entwicklung der neuen US-Schwerlastrakete soll höchstens die erste Stufe wiederverwendbar gestaltet werden.
Solche Detailfragen werden freilich erst geklärt, wenn eine endgültige politische Entscheidung zu Obamas Raumfahrtinitiative vorliegt. Die könnte sich jedoch, wie bei so vielen Reformen des US-Präsidenten, hinziehen, denn zahlreiche Kongressabgeordnete laufen auch weiterhin Sturm gegen den Stopp des US-Mondlandeprogramms. Dafür stößt Obamas Initiative international auf verbreitete Sympathie, vor allem in Russland und Europa, wo man sich über das Versprechen freut, die Laufzeit der ISS zu verlängern. "Damit haben europäische Wissenschaftler wieder eine Forschungsperspektive", sagt der Esa-Sprecher Franco Bonacina. Auch DLR-Chef Johann Dietrich Wörner sieht Obamas Initiative positiv: "Das ist eine gute Grundlage für eine zukünftige Kooperation."
Auf die ist die europäische Raumfahrt unbedingt angewiesen. Zwar hat sie in so manchen wissenschaftlichen und technologischen Bereichen der Raumfahrt schon Spitzenleistungen vollbracht. Doch zur Finanzierung neuer kühner Visionen hat es in Europa nur selten gereicht: In den letzten anderthalb Jahrzehnten blieben sämtliche Projekte für den Bau neuer Raumtransporter schon im Konzeptstadium stecken.
Dabei mangelt es nicht an Ansätzen: Letztes Jahr beispielsweise erhielt die britische Firma Reaction Engines von der Esa eine Million Euro, um Technologien für ein neuartiges Hybridtriebwerk zu entwickeln. SABRE (Synergic Air Breathing Engine) ist eine Mischung aus Flugzeug- und Raketentriebwerk. Betrieben wird es mit flüssigem Wasserstoff, zur Verbrennung saugt es in der irdischen Atmosphäre Luft an, im Weltraum funktioniert es mit flüssigem Sauerstoff.
Das Triebwerk soll in dem ferngesteuerten, wiederverwendbaren Raumtransporter Skylon eingesetzt werden, ebenfalls ein Projekt von Reaction Engines. Die 82 Meter lange Konstruktion aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen und Aluminium soll wie ein Flugzeug starten und landen. Seine geschätzten Entwicklungskosten betragen allerdings zehn Milliarden Euro. Schon allein deshalb ist ungewiss, ob das futuristische Vehikel, das aussieht wie eine Mischung aus Kampfjet und Rakete, jemals abhebt.
Entgegen der gefühlten Wirklichkeit gibt Europa traditionell nämlich nur wenig Geld für Raumfahrt aus. Der Haushalt der Esa (2010: 3,7 Milliarden Euro) betrug in den letzten Jahren im Schnitt nur rund ein Viertel des Nasa-Budgets. Die Pro-Kopf-Ausgaben für Raumfahrt liegen mit rund zehn Euro in den Esa-Mitgliedsländern weit unter denen der USA. Und neuerdings sogar noch unter denen des notorisch klammen Russlands, dem seine Raumfahrt 2009 immerhin noch knapp dreizehn Euro pro Kopf wert war.
Andere Mächte, die das Potenzial für einen großen technologischen Sprung in der Raumfahrt hätten, gibt es nicht. China ist einstweilen damit beschäftigt zu wiederholen, was Russen und Amerikaner vor drei und vier Jahrzehnten vollbracht haben: Weltraumspaziergänge von Astronauten und Kopplungsmanöver von Raumschiffen. Indien wiederum kämpft erst einmal mit schweren Problemen bei der Entwicklung einer leistungsstarken Satelliten-Trägerrakete.
Gut möglich also, dass die Verwirklichung von Raumfahrt-Visionen eine Domäne der USA bleibt. Barack Obama fasste sie in Florida so zusammen: "Wir wollen nicht einfach mehr nur einen bestimmten Ort im All erreichen. Unser Ziel ist, dass Menschen im Weltraum über lange Zeit arbeiten, lernen und leben können, vielleicht sogar unbegrenzt." (bsc)