Prof. Ulrich Walter - Wissen schafft was
Prof. Ulrich Walter ist Diplom-Physiker, Wissenschafts-Astronaut und schreibt Kolumnen für N24 Online
Univ.-Prof. Prof. h.c. Dr. rer. nat. Dr. h.c. Ulrich Walter Diplom-Physiker, Wissenschafts-Astronaut Herr Ulrich Walter, Jahrgang 1954, ist Ordinarius für Raumfahrttechnik an der Technischen Elite-Universität München. Nach dem Studium der Physik an der Universität Köln, an den Argonne National Laboratories in Chicago und an der University of California in Berkeley, wurde er im Jahre 1987 ins Deutsche Astronautenteam berufen und trainierte bis zu seiner Shuttle Mission D-2, 26. April bis 6. Mai 1993, am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR, in Köln-Porz und am Raumfahrtzentrum der NASA in Houston. Es folgten Stationen beim DLR und bei der IBM. Seit März 2003 leitet er den Lehrstuhl für Raumfahrttechnik an der Technischen Universität München und lehrt und forscht im Bereich Raumfahrttechnologie und Systemtechnik. Seine Schwerpunkte sind Echtzeit-Robotik im Weltraum, Intersatelliten-Kommu­nikations-Technologien, Technologien für planetare Erkundungen und Systemmodellierung und -optimierung. Herr Walter ist unter anderem Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats des Deutschen Museums und Präsident des Hermann-Oberth-Museums in Feucht. Er ist zudem erfolgreich als Autor und Publizist tätig. Prof. Walter wurde bundesweit zum Professor des Jahres 2008 in der Kategorie Ingenieurwissenschaften und Informatik gewählt. 
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Prof. Ulrich Walter - Wissen schafft was ESA kauft "Dream Chase" - Ein Ferrari fürs Weltall

Die ESA legt sich ein neues Raumgefährt zu. Der "Dream Chaser" ermöglicht sogar eigenständige bemannte Missionen. Doch wird es dazu jemals kommen? Zweifel sind angebracht.

Was macht die ESA eigentlich so in der Raumfahrt? Wenn man jemanden auf der Straße fragt, zucken die meisten nur mit den Schultern. Die ESA ist an der Internationalen Raumstation beteiligt und hat dazu einige Astronauten, darunter unseren Alexander Gerst. Viel mehr wird nicht kommen. Ach ja, und da war doch diese, diese … Rosetta Mission vor einem Jahr, oder war das doch die NASA, die macht doch immer so was, oder?

Schon mal was von Copernicus gehört?

Keine Frage, das Profil der ESA ist nicht das Beste. Sie lebt vom Image ihrer Astronauten und der ISS, gibt dafür aber nur 7 Prozent ihres Budgets aus. Ja, Sie haben richtig gelesen ganze 7 Prozent. Man reibt sich die Augen und fragt sich: Wohin geht den dann der ganze Rest? Der mit Abstand größte Ausgabenposten ist die Erdbeobachtung mit 30,5 Prozent. Copernicus mit den Sentinel-Satelliten ist, worauf die ESA und die EU stolz sind. Schon mal was davon gehört? Wahrscheinlich nicht. Macht auch nichts, sie machen nur Bilder von der Erde. Als hätten wird davon noch nicht genug, jeder Quadratmeter der Erde wurde bereits aufgenommen.

Ich will nicht defätistisch sein. Mit Erdbildern kann man viel Geld machen. So kauft die EU jedes Jahr für mehrere 100 Millionen Euro aktuelle Erdbeobachtungsbilder, um nachzusehen, ob die Bauern, denen Agrarsubventionen zur Stilllegung von Feldern bezahlt werden, das auch wirklich tun oder ihre Äcker nicht doch anderweitig nutzen. Und wissenschaftlich sind solche Bilder natürlich auch sehr interessant. Ja, ja, alles richtig. Aber es interessiert keinen, weder die Medien noch die Öffentlichkeit. Rosetta brachte zwar kein Geld, war aber wissenschaftlich extrem interessant und eine geile Mission! Warum nicht mehr von so was?

Wenn Minister entscheiden

Das liegt am ESA-System. Nicht die ESA entscheidet was geflogen wird, sondern ein Ministerrat aller ESA-Länder. Und wenn die sich in der Regel alle vier Jahre im November treffen, um konkrete Projekte zu entscheiden und festzulegen wie viel sie dafür ausgeben, dann zählt hauptsächlich Geo-Return, also: Wie viel Geld davon fließt in Form von Aufträgen wieder zu eigenen Raumfahrtfirmen zurück. Worauf man sich dann meist einigt ist, was wir von der Schule her kennen: KGN, kleinster gemeinsamer Nenner, also Missionen, die gerade noch bezahlbar sind, wenn es hoch kommt 350 Millionen Euro.

Wenn es die Minister einmal juckt, dann lassen sie sich auch zu einer Milliarde Euro für Rosetta hinreißen. Oder, im Jahre 2018 soll eine Sonde mit Rover auf dem Mars landen, Exomars, um Bodenproben zu untersuchen, ebenfalls für etwa eine Milliarde Euro. Man könnte darüber fast schon gähnen, das hat die NASA schon x-mal gemacht. Exomars ist ein Kind des ESA-Aurora-Programms aus dem Jahr 2001. Ein richtig gutes durchdachtes Programm mit tollen Visionen und Zielen. Aber als von Ministern ungeliebtes Kind kokelt diese erste Mission des Programms vor sich hin und es ist unklar, ob wirklich 2018 gestartet wird, denn noch fehlen 100 Millionen Euro zur Finanzierung.

ESA Traum: Dream Chaser

Doch da lese ich letzte Woche, dass sich die ESA am Dream Chaser beteiligt. Was ist Dream Chaser? Wenn das Shuttle ein LKW war, dann ist der Dream Chaser der Ferrari unter den bemannten Raumfahrzeugen (RFZ). Er wird von der Sierra Nevada Corporation (SNC) gebaut und wurde der NASA als unbemannte und bemannte Version zur Versorgung der ISS angeboten. Die verschmähte jedoch bisher das geflügelte RFZ-Konzept und gab sich mit dem Spatz in der Hand zufrieden, nämlich mit den Kapseln Cygnus von Orbital Science Cooperation und Dragon von Space X.

Dabei ist der Dream Chaser genial. Er wurzelt im HL-20 Konzept der NASA Anfang der 90er Jahre, das wiederum auf dem russischen BOR-4 und dem X-24A der US Airforce/NASA basierte. Die Firma SpaceDev übernahm das HL-20 Konzept und entwickelte es weiter. SNC wiederum kaufte SpaceDev im Jahre 2008 und bot das Konzept als Dream Chaser der NASA an.

Warum ist Dream Chaser so genial?

Der Dream Chaser ist ein sogenannter Lifting-Body. Er erzeugt beim Wiedereintritt in die Atmosphäre und im Verhältnis zu seinem Luftwiderstand (Drag) einen relativ großen Auftrieb (Lift) im Wesentlichen durch die Form seines Körpers, daher die Bezeichnung. Der Dream Chaser kann damit und wegen der fast senkrecht stehenden Stummelflügel weit besser manövrieren als eine Kapsel, die praktisch überhaupt nicht manövrieren kann. Eine Kapsel wirft man von der ISS ab, sie fällt dann nahezu ungesteuert herunter und trifft irgendwo aufs Meer oder eine große Steppe, so wie bei Soyuz. Punktgenaue Landungen gibt es da nicht.

Nicht so bei Lifting-Bodies. Die haben eine so genannte cross range capability, also eine seitliche Manövrierfähigkeit, von etwa 2000 Kilometern. Da sich die Erdoberfläche bei einem Erdumlauf je nach Breitengrad um bis zu 2500 Kilometer nach Osten verschiebt, kann man innerhalb von 24 Stunden jede Landepiste mit mindestens 3500 Metern Länge, also praktisch jeden größeren Landeplatz auf der Erde, punktgenau erreichen. Mit anderen Worten, man bekommt den Flieger innerhalb eines Tages genau dorthin zurück, wo man ihn generalüberholen und neu starten kann.

Diese Alternative hat auf den zweiten Blick auch die konservative NASA überzeugt, weshalb sie sie am 14. Januar 2016 in ihrem neuen CRS-2 Kontrakt offiziell aufgenommen hat und der Dream Chaser bis 2024 sechs Flüge zur ISS absolvieren soll.

Was hat das mit der ESA zu tun?

Jedes RFZ, das an die ISS andocken will, braucht einen Docking-Mechanismus. Die ESA besitzt wegen ihres früheren ATV Versorgungsschiffs zur ISS das Know-How dazu. Finanziert durch SNC will die ESA den damaligen Mechanismus nun für den Dream Chaser weiterentwickeln. Dafür will die ESA den Dream Chaser in Zukunft für wissenschaftliche Schwerelosigkeits-Experimente mieten und – jetzt kommt es – ihn auch als bemanntes RFZ auf die Ariane 5 oder Ariane 6 packen! Das jedenfalls sieht ein Kontrakt zwischen SNC und der ESA vor, der noch in diesem Februar unterschrieben werden soll.

Kann man den Dream Chaser einfach auf die Ariane 5 packen? Das geht, jedenfalls im Prinzip. Denn die Ariane 5 wurde in den 80er Jahren auch dafür entwickelt, den so genannten Hermes Raumgleiter ins All zu befördern und Hermes sah fast genauso aus wie der Dream Chaser heute. Man muss also statt Hermes den Dream Chaser auf die Ariane anpassen, was mit der so genannten DC4EU-Studie von OHB, die initiiert durch das DLR seit 2013 läuft, weiter geschehen soll.

Der Hermes-Raumgleiter der ESA. (Foto: Daniel Villafruela, Wikimedia, CC BY-SA 3.0)

Raumgleiter mieten statt bauen

Ein bemannter Zugang für Europa durch ein kommerzielles US-Unternehmen? Daran hat bisher wohl keiner gedacht, mich eingeschlossen. Aber wenn man genauer darüber nachdenkt, macht das viel Sinn. Die ESA mietet sich einen Raumgleiter für Flüge statt ihn mit allen Problemen, die damit verbunden sind, selbst zu entwickeln. Denn Hermes scheiterte seinerzeit an den hohen Entwicklungskosten von sechs Milliarden Euro und daran, dass die beförderbare Nutzlast "negativ" war, auf gut deutsch, man hätte ihn noch weiter abspecken müssen bis er wenigstens nur sich selbst ins All bringt. Hermes war also von Grund auf schlecht konzipiert.

Der Deal zwischen ESA und SNC ist zweifellos die Handschrift des neuen deutschen Generaldirektors Jan Wörner. Bereits in seinen letzten Jahren als DLR-Vorstandsvorsitzender beauftragte er die DC4EU-Studie. Hier stellt offensichtlich jemand die ersten Weichen für die europäische Raumfahrt nach der ISS, also ab etwa 2024. Der Knackpunkt dabei ist, dass es den Dream Chaser sowohl bemannt als auch unbemannt geben wird. Das eröffnet viele Optionen für einen unabhängigen europäischen Zugang zum All.

Wird es auch funktionieren?

Der Nachteil am Dream Chaser ist, dass er konstruktionsbedingt nur den niedrigen Erdorbit befliegen kann. Er kann also weder in den geostationären Orbit noch darüber hinaus, etwa zum Mond oder gar Mars. Auf der anderen Seite sind solche Missionen in die Tiefe des Weltraums so aufwendig, dass sie von keiner Nation allein durchgeführt werden kann. Selbst die NASA wird sich vermutlich dafür Partner suchen. Und für solche Deep Space Missionen entwickelt die NASA gerade das Space Launch System (SLS) und die Orion-Kapsel (MPCV). Für die Orion-Kapsel entwickelt die ESA gerade auf Basis des ATVs ein Versorgungsmodul (ESM). Die Weichen für eine NASA-ESA Kooperation nach ISS sind also gestellt.

Das sind, wie ich finde, sehr schöne Aussichten. Ich befürchte nur, es wird nicht funktionieren. Denn erstens müsste auch die Ariane 6 in der laufenden Entwicklungsphase auf den Dream Chaser ausgelegt werden. So etwas kann man später nicht nachholen. Und zweitens reicht ein 7 Prozent Budget für solche bemannten Missionen mit Sicherheit nicht aus.

Was fehlt ist der Pioniergeist

Sollte die ESA ihr Budget für bemannte Raumfahrt erhöhen? Das ist Ansichtssache. Die tiefergehende Frage ist: Was ist die Aufgabe der ESA? Nur für das Wohl der europäischen Raumfahrtindustrie sorgen oder auch die Grenzen der Erkenntnis unseres Sonnensystems weiter hinausschieben, sowohl unbemannt als auch bemannt? Dinge zu tun, die ein einzelner Staat nicht tun kann?

Ich denke das ist der entscheidende Unterschied im Selbstverständnis zwischen amerikanischer und europäischer Raumfahrt. In der Präambel zum strategischen Plan der NASA heißt es: "Die NASA ist eine Investition in Amerikas Zukunft. Als Entdecker, Pioniere und Erneuerer erweitern wir kühn die Grenzen in der Luft und im All. Um Amerika zu dienen und zum Nutzen der Lebensqualität auf der Erde." Von diesem Selbstverständnis ist die ESA, sind wir Europäer und insbesondere die Deutschen, weit entfernt.

Und daher wird es wohl auch in Zukunft so sein wie in der Vergangenheit. Die Amerikaner setzten als erste ihren Fuß auf den Mond und werden als erste ihren Fuß auf den Mars setzen. Die ganze Welt wird ihnen zuschauen und applaudieren und sagen, wenn einer so etwas kann, dann eben die Amerikaner. Genau daraus werden sie ihre technologische wie auch politische Stärke ziehen, in der Vergangenheit wie auch in der Zukunft. Amen.

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