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13. August 2009

Ein deutsches Mondprogramm? Ja, unbedingt. Wenn auch nicht "Peterchens Mondfahrt"

Milden Spott hat er geerntet, der Pfarrer Peter Hintze, früher einmal Generalsekretär der CDU und jetzt "Koordinator der Bundesregierung für die Luft- und Raumfahrt", als er gestern für eine "nationale Mondmission" eintrat. Bis ungefähr 2015 solle Deutschland einen Roboter auf den Mond schicken, forderte Hintze.

"Peterchens Mondfahrt" - dieser Witz fiel dazu gleich mehreren Journalisten ein, zum Beispiel denen vom "Hamburger Abendblatt" und von der "Zeit".

So ganz unberechtigt ist der Spott nicht, denn der Pfarrer Hintze mag zwar viel vom Himmel verstehen; vom All aber versteht er erkennbar nicht allzuviel. Auch wenn er, astrologisch gesehen, ein Mondmensch ist.

"Der Mond ist das Archiv unseres Sonnensystems" hat er beispielsweise laut laut FAZ zur Begründung seines Plans gesagt, ein deutsches Mondprogramm aufzulegen. Nanu? Ein Archiv unseres Sonnensystems, und das soll ausgerechnet der Erdmond sein?

Zu viel der Ehre für unseren kleinen Trabanten. Ein solches Archiv ist er so wenig wie einer der vielen anderen Monde, die unser Sonnensystem bevölkern; oder wie die Sonne oder irgendeiner der Planeten.

Hintze hatte da offensichtlich etwas aufgeschnappt und nicht richtig behalten. "Der Mond ist wie das Archiv der Erde" hatte nämlich der Vorstandsvorsitzende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, Johann- Dietrich Wörner, gesagt. Und das stimmt: Der Mond besteht zum Teil aus derselben Materie wie die Erde, die aber in einem früheren Zustand erhalten geblieben ist. Deshalb "Archiv".



Nun gut, ein Schnitzer, der allerdings zeigt, daß Hintze für sein Amt vielleicht nicht die besten fachlichen Voraussetzungen mitbringt. Was aber ist von seinem Vorschlag zu halten?

Zunächst einmal ist zu konstatieren, daß es nicht sein Vorschlag ist. Bereits vor zwei Wochen hat sich die Forschungsministerin Schavan für ein nationales Mondprogramm ausgesprochen. Die technologiepolitische Sprecherin der FDP- Bundestagsfraktion Ulrike Flach, die vor zwei Jahren einer solchen Idee noch skeptisch gegenübergestanden hatte, schloß sich ihr jetzt an und versprach sogar, daß in einer schwarzgelben Regierung "die FDP ein nationales Mondprogramm sofort auf den Verhandlungstisch legen" werde.

Es ist also nicht Peterchens Mondfahrt, sondern allenfalls die von Ännchen und Riekchen. Und eigentlich ist es auch nicht deren Mondfahrt, sondern die des Raumfahrt- Konzerns EADS, der schon Anfang Juni angekündigte hatte, daß er Vorarbeiten für eine Mondlandung in Angriff nehmen werde. Und zwar im Auftrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Natürlich nicht in der Kennedy'schen Absicht "to put a man on the moon". Diesen Unfug einer bemannten Mondmission kann Europa getrost den USA überlassen. Diese haben keine andere Wahl, als Chinas Herausforderung zu begegnen und wieder Menschen zum Mond zu schicken. Sie wollen ja schließlich nicht in den Augen der Welt jetzt gegen China den Wettlauf verlieren, den sie vor vierzig Jahren knapp gegen die Sowjetunion gewonnen hatten.

Außer solchen politischen Zwängen gibt es aber keinen vernünftigen Grund für erneute bemannte Flüge zum Mond; siehe diesen kürzlichen Artikel hier in ZR und die kontroverse Diskussion dazu in "Zettels kleinem Zimmer".

Die bemannte Raumfahrt ist im anbrechenden Zeitalter der Robotik ebenso überholt, wie es der amerikanische Pony- Express war, als man dank Samuel Morses Erfindung Nachrichten über Draht transportieren konnte. Aber für die Robotik, die vermutlich in einigen Jahrzehnten unser Leben ähnlich umgestalten wird wie der PC, das Internet und das Handy seit den achtziger Jahren, ist die Raumfahrt ein ideales Erprobungsfeld. Und eine Herausforderung, die, wie vor vier Jahrzehnten das Projekt Apollo, technologische Durchbrüche mit sich bringen wird.

Da sollte Deutschland nicht nur mitmachen, sondern wir sollten in der ersten Reihe präsent sein. Sicherlich nicht in einem nationalen Alleingang, sondern einbezogen in die Aufgabenteilung innerhalb der ESA.

Teuer ist ein solches Programm nicht. Im Augenblick werden Kosten von 1,5 Milliarden Euro erwartet, auf fünf Jahre verteilt. 300 Millionen Euro pro Jahr - das sind ungefähr sechs Prozent des Betrags, der in diesem Jahr allein für Abwrackprämien von uns Steuerzahlern aufgebracht wird.

Das dürfte ausgezeichnet investiertes Geld sein. Erstens, weil neue wissenschaftliche Erkenntnisse gewonnen werden; und zwar ungleich billiger als mittels bemannter Mondflüge. Zweitens wegen der technologischen Kompetenz, die durch ein solches Projekt erworben wird. Und drittens natürlich auch, weil damit neue Arbeitsplätze in der deutschen Raumfahrtindustrie geschaffen und bestehende gesichert werden.

Und es handelt sich dabei ja nicht um beliebige Arbeitsplätze. Es sind überwiegend Jobs für Spitzenleute aus Wissenschaft und Technik, die ins Ausland abwandern werden, wenn ihnen Deutschland keine adäquate Beschäftigung bieten kann.



Wenn das so vernünftig und einleuchtend ist, dann kann man doch eigentlich kaum dagegen sein, oder? Doch, die Kommunisten können.

Ausgerechnet die Partei, die in der DDR bei jedem sowjetischen Raumflug einen republikweiten Jubelgesang hat anstimmen lassen, möchte jetzt von Raumfahrt nichts mehr wissen. Das machte deren Abgeordnete Gesine Lötzsch gestern deutlich:
Die Linke kritisierte die Mond- Pläne als Schnapsidee. "Die Bundesregierung verliert jede haushaltspolitische Glaubwürdigkeit, wenn sie in Anbetracht dramatischer Steuereinbrüche immer neue Milliardenprogramme ankündigt", sagte die Linke- Haushaltsexpertin Gesine Lötzsch.
Haben also die Linken mit Hintzes Vorstoß vielleicht einen Wahlkampf- Knüller gefunden? Ich glaube nicht. Wer von den Wählern noch nicht verstanden hat, daß jede Investition in Forschung und Technologie sich letztlich in mehr Arbeitsplätze und höhere Einkommen umsetzt, der wird ohnehin nicht die Union oder die FDP wählen.



© Zettel. Für Kommentare bitte hier klicken. Titelvignette: Galileo Galileis Zeichnung der Mondphasen (1616).

20. Juli 2009

Marginalie: Das sowjetische Programm für den bemannten Mondflug und sein dramatisches Ende

Die Geschichte der amerikanischen Mondlandung wird in diesen Tagen wieder und wieder erzählt. Viel weniger bekannt ist die Geschichte der sowjetischen Mondlandung.

Der sowjetischen Mondlandung? Ja, gewiß, sie fand nicht statt. Aber fast hätte sie stattgefunden; wenn auch in einer sehr speziellen Variante. Es war ein hektischer Wettlauf mit den Amerikanern.

Die Sowjets machten gewaltige Anstrengungen, die USA auf den letzten Metern zu schlagen. Am Ende ging alles in einem riesigen Feuerball auf. Er habe geweint, sagte der Kosmonaut Chrunow, der es mit ansehen mußte.

Die faszinierende Geschichte des sowjetischen Mond- Programms haben vor drei Jahren in der Fachzeitschrift für Raumfahrt- Geschichte Quest Peter Pesavento und Charles Vick beschrieben. Ihre Ergebnisse findet man in der Encyclopedia Astronautica zusammengefaßt.

Als sie den Wettlauf zum Mond verloren hatten, haben die Sowjets behauptet, sie hätten nie ein Programm für eine bemannte Mondlandung gehabt. Das war schlicht eine Propaganda- Lüge. Dokumente, die seit dem Ende des Kommunismus in Rußland freigegeben wurden und Material aus der US-Spionage erlauben es heute, wie Pesavento und Vick zeigen, dieses Programm im Detail zu rekonstruieren.



Das Programm wurde parallel zum Soyuz-Programm und im Zusammenhang mit diesem entwickelt. Es bestand aus zwei Teilen: L1, das zur bemannten Umrundung des Mondes führen sollte und wofür man die Proton- Rakete verwenden wollte und L3, für das die noch stärkere N1 eingesetzt werden sollte; vergleichbar der Saturn 5, mit der das Apollo- Raumschiff zum Mond gebracht wurde. L3 bestand ähnlich wie bei Apollo aus einem den Mond umkreisenden Raumschiff und einer Landefähre.

Das Problem der Sowjets war, daß beide Raketen - Proton und N1 - noch in der Erprobung und entsprechend unzuverlässig waren, als die Termine für die Mondumkreisung (Dezember 1968) und die Mondlandung (Juli 1969) durch die Amerikaner näher rückten. Im Grunde war man noch nicht so weit; aber aus Prestigegründen sollte unbedingt versucht werden, den Amerikanern zu beiden Terminen zuvorzukommen.

Man kam deshalb auf den Gedanken, die schweren Mondgefährte von diesen unzuverlässigen Raketen in den Orbit hieven zu lassen und die Mannschaft getrennt mit einer Soyus- Kapsel hinterherzuschicken; getragen von einer zuverlässigeren Soyuz- Rakete. (Nebenbei: Just dieses Konzept haben die Amerikaner jetzt wieder in dem Projekt Orion aufgegriffen). Im Orbit würde dann die Mannschaft umsteigen und zum Mond fliegen.

Nach den Recherchen von Pesavento und Vick haben die Russen versucht, den Amerikanern im Dezember 1968 auf diese Weise mit einer Umrundung des Mondes zuvorzukommen. Spionagefotos zeigen in dieser Zeit sowohl eine Soyuz- als auch eine Proton- Rakete auf ihren jeweiligen Abschußrampen. Aber offenbar gab es technische Probleme, und die Mission wurde abgebrochen.

Aber man hoffte immer noch, die Amerikaner wenigstens bei der Mondlandung zu schlagen. Jedenfalls auf eine gewisse Weise.

Das Mondlande- Gefährt L3, das dem amerikanischen LEM entsprach, war zwar noch lange nicht flugreif. Aber man dachte sich etwas aus, was immerhin einen Teil der Aufmerksamkeit vom amerikanischen Erfolg ablenken sollte: Auf dem Mond landen und Mondgestein zurückbringen sollte eine unbemannte Luna- Sonde. Zeitgleich sollte eine bemanntes L1-Kapsel um den Mond kreisen und mit Luna kommunizieren.

Man hätte das dann vermutlich der Welt als eine besonders elegante Verbindung von automatischer und bemannter Raumfahrt verkaufen können.

Das automatische Landgefährt wurde auch gestartet; am 13. Juli, also eine Woche vor der Landung von Apollo 11 (es wurde später Luna 15 genannt; der Flug war ein halber Erfolg). Der bemannte Teil der Mission aber scheiterte.

Das Gefährt, das den Mond umkreisen sollte - L1 -, sollte mit der Riesenrakete N1 gestartet werden; die Mannschaft getrennt mit einer Soyuz- Rakete. Die N1, die zuvor noch nie erfolgreich geflogen war, erhob sich nur 200 Meter und explodierte dann in einem gewaltigen Feuerball, der mit der Energie einer kleinen Atombombe die gesamte Startanlage zerstörte.

Die Amerikaner hatten gewonnen. Und den Sowjets blieb allein die Lüge, sie hätten nie ein Programm für den bemannten Mondflug gehabt.



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19. Juli 2009

Der EADS-Chef Gallois schlägt eine eigene europäische bemannte Raumfahrt vor. Warum ich das für grottenfalsch halte

Durch den bevorstehenden 40. Jahrestag der ersten Mondlandung ist in diesen Tagen wieder viel von bemannter Raumfahrt die Rede.

Der Chef des europäischen Raumfahrt- Konzerns EADS, Louis Gallois, hat also den Zeitpunkt für das Plädoyer günstig gewählt, das man seit gestern in "Spiegel- Online" lesen kann: Ein Plädoyer allgemein für eine Erweiterung der europäischen Raumfanrt und speziell dafür, daß Europa eine eigene bemannte Raumfahrt entwickelt.

Gewiß waren schon viele europäische Astronauten im All. Aber sie waren sämtlich Passagiere in Raumfahrzeugen entweder der Russen oder der Amerikaner. Zahlende Passagiere in der Regel, die noch dazu warten müssen, bis für sie einmal wieder ein Platz in einem Shuttle oder einer Soyuz- Kapsel frei ist.

Europa hat zwar sozusagen sein eigenes Appartement in der ISS - das Modul "Columbus"-; aber es kann dieses nicht ohne fremde Hilfe erreichen und verlassen. Was liegt also näher, als daß es ein eigenes Raumfahrzeug entwickelt, in dem Menschen transportiert werden können?

Es wäre etwas, das nach den Russen und den Amerikanern nun auch schon die Chinesen geschafft haben. Im Oktober 2003 flog der erste chinesische Astronaut in einem Shenzou- Raumschiff. Eine solche Leistung sollte doch auch dem hochtechnisierten Europa möglich sein.

Nicht nur möglich, sondern auch notwendig, meint Gallois:
Die zentrale Frage für die Zukunft der europäischen Raumfahrt lautet, wie viel Bedeutung wir bemannten Missionen beimessen: Haben wir den Mut - gemeinsam mit anderen - dieses größte aller Abenteuer zu wagen? Oder lassen wir uns von anderen abhängen?

Unsere gemeinsamen europäischen Anstrengungen müssen dem jahrhundertealten europäischen Geist gerecht werden, das menschliche Wissen zu erweitern und seine Grenzen zu überwinden. Bemannte Raumfahrtexpeditionen sind der beste Beweis für unser Vertrauen in die Zukunft, für unser Vertrauen in Europa.
Etwas pathetisch formuliert, aber einleuchtend, jedenfalls auf den ersten Blick. Zumal Europa bereits über die meisten Voraussetzungen verfügt: Eine hinreichend starke Trägerrakete, die Ariane 5, und auch schon ein großes Raumfahrzeug, das im Raum navigieren kann: Den unbemannten Raumtransporter ATV, dessen erstes Exemplar Jules Verne im Frühjahr 2008 Versorgungsgüter zur ISS brachte.

Mit Modifikationen (zusätzliche Sicherheitssysteme, Fähigkeit zur Rückkehr auf die Erde) könnte man daraus ein bemanntes Raumfahrzeug entwickeln, das geräumiger wäre als die russische Soyuz.



So weit, so gut. Nur beantwortet Gallois in seinem Artikel eine einfache Frage nicht: Wozu überhaupt bemannte Raumfahrt?

Die Raumfahrt hat in einem halben Jahrhundert unser Leben verändert. Das Satelliten- Fernsehen bringt uns eine Fülle an Sendern ins Haus, die zuvor undenkbar gewesen wäre. Daten aller Art fließen via Kommuniations- Satelliten rund um die Welt. Die Wettervorhersage hat sich dank Wettersatelliten dramatisch verbessert.

GPS, vor wenigen Jahrzehnten noch eine James- Bond- Utopie, ist zur Selbstverständlichkeit geworden. Die Astronomie hat mittels Raumteleskopen und Raumsonden zu den Planeten gewaltige Fortschritte gemacht. Die Miniaturisierung von Geräten, die Entwicklung leistungsfähiger Rechner wurden durch die Raumfahrt vorangetrieben.

Aber für keinen dieser Fortschritte spielte die bemannte Raumfahrt eine nennenswerte Rolle. Gewiß, das Projekt Apollo lieferte der Wissenschaft Mondgestein. Aber schon 1970 kehrte die automatische russische Sonde Luna 16 mit Mondgestein zur Erde zurück.

Gewiß, in der ISS läuft manches interessante wissenschaftliche Experiment; wie zuvor schon in den russischen Stationen Salyut und Mir. Aber keines davon hat bisher einen wissenschaftlichen oder technologischen Durchbruch gebracht.

Viele dieser Experimente dienen im übrigen der Erforschung der Reaktionen des menschlichen Körpers im Weltraum. Sie untersuchen also Fragen, die ohne die bemannte Raumfahrt erst gar nicht gestellt zu werden brauchten. Andere Experimente könnten auch automatisiert in unbemannten Satelliten durchgeführt werden.

Regelmäßige Leser dieses Blogs wissen, daß ich immer wieder gegen die bemannte Raumfahrt Position bezogen habe - in Bezug auf die ISS, in Bezug auf einen bemannten Flug zum Mars sowie in diesem Artikel, den ich Ihrer Aufmerksamkeit empfehle, falls Sie erfahren wollen, warum die Titelvignette des jetzigen Artikels ein Werbeplakat zur Anwerbung von Reitern des Pony Express (ca 1860) ist.



Wenn das so ist - warum werden dann trotzdem viele Milliarden in die bemannte Raumfahrt gesteckt? Warum bereiten die USA jetzt sogar neue Flüge zum Mond vor, warum wird ernsthaft über einen Flug zum Mars diskutiert?

Mit Wissenschaft und Technik hat das wenig zu tun; umso mehr mit Politik.

Die UdSSR erkannte als erste Macht die ungeheure Propaganda- Wirkung, die mit der bemannten Raumfahrt zu erreichen war, und zwang damit die USA in einen Wettlauf um den ersten Menschen im All.

Die UdSSR gewann und lag danach noch jahrelang vorn; für viele damals der ultimative Beweis für die Überlegenheit des Sozialismus. Die USA schlugen mit dem Projekt Apollo zurück und bewiesen mit der Mondlandung die Überlegenheit einer freien Gesellschaft.

Ein zweites Motiv für die bemannte Raumfahrt war ihre militärische Bedeutung. Was man über die Raumfahrt der UdSSR erfuhr, war sozusagen nur die zivile Spitze des Eisbergs. Innerhalb des Almaz- Programms gab es beispielsweise bemannte Raumstationen, die nicht nur mit Spionage- Geräten, sondern gar mit einer Kanone und Raketen ausgerüstet waren. Da wurde wirklich der "Krieg der Sterne" vorbereitet.

Vergangenheit? Jedenfalls weitgehend; allerdings gibt es Hinweise darauf, daß die chinesische bemannte Raumfahrt auch militärische Ziele verfolgt.

Dominierend ist aber hier, wie einst bei der UdSSR, die Propaganda- Dimension. Die Sowjetunion wollte mit den Erfolgen ihrer Raumfahrt die Überlegenheit des Sozialismus und die Macht ihres Staats zeigen. China will heute damit demonstrieren, daß es in den Kreis der Weltmächte gehört.

Und zwar nicht nur, indem man aufzuholen versucht. Sondern man will überholen; nämlich mit dem Mondprogramm. China hat eine umfangreiche Erforschung des Mondes begonnen, deren Ziel sehr wahrscheinlich die Landung von Menschen auf dem Mond ist; vielleicht zwischen 2025 und 2030.

Da wollen sich die USA nicht noch einmal von einem kommunistischen Konkurrenten schlagen lassen. Die erste bemannte Mondlandung innerhalb des Programms Constellation ist für den 19. Juni 2019 vorgesehen.



Es geht also bei der bemannten Raumfahrt wieder, wie zur Zeit des Kalten Kriegs, überwiegend um Machtpolitik. Hat Europa es nötig, sich in dieses machtpolitische Spiel einzuschalten? Ich sehe dazu keinen Anlaß. Das Ansehen und der Einfluß Europas hängen nicht daran, ob wir eine eigene bemannte Raumfahrt betreiben.

Allenfalls könnte man argumentieren, daß wir, da wir nun einmal an der ISS mit Astronauten beteiligt sind, diese doch auch eigenständig transportieren können sollten; ohne weitergehende Pläne.

Aber das wird mit dem, was Gallois vorschlägt, kaum möglich sein. Denn die ISS ist für eine Lebensdauer bis 2015 ausgelegt. Wahrscheinlich wird man ihr noch ein paar Jahre mehr geben. Ein europäisches bemanntes Raumschiff könnte nicht früher als 2017 oder 2018 einsatzfähig sein.

Gerade rechtzeitig, um von dort aus der ISS beim Verglühen zuzuschauen.



Für Kommentare bitte hier klicken. Titelvignette: Werbeplakat für den Pony Express (ca 1860). Frei, da das Copyright erloschen ist.

16. Juli 2009

Marginalie: Ist die Endeavour gefährdet? Und warum bekommt die NASA das Problem mit den Beschädigungen des Hitzeschilds nicht in den Griff?

Es ist eine auf den ersten Blick unglaubliche Geschichte: Im Jahr 2003 ging das Shuttle Columbia verloren, weil herabfallende Schaumstoff- Teile den Hitzeschild beschädigt hatten. Danach wurde zweieinhalb Jahre pausiert, um die Shuttles so umzukonstruieren, daß es künftig nicht mehr zu diesem Fehler würde kommen können.

Und was war das Ergebnis? Immer wieder kam es zum selben Problem. Im Jahr 2007 habe ich über drei solche Flüge berichtet: Discovery im Februar 2007. Atlantis im im Juni 2007. Endeavour im August 2007. Danach wurde es besser, aber gelöst war das Problem offenbar keineswegs.

Woran liegt es? Es liegt daran, daß das Problem offenbar unlösbar ist. Wenn Sie ein paar Minuten erübrigen können, dann lesen Sie vielleicht diesen Artikel, in dem ich das vor drei Jahren im einzelnen beschrieben habe.

Kurz gesagt ist es so: Das Shuttle ist ein geniales konstruktives Konzept, zurückgehend auf Ideen von Eugen Sänger. Statt daß eine bemannte Kapsel auf einer Rakete sitzt, ist das Shuttle ein wirkliches Raumflugzeug, das zum Start allerdings einen angehängten Tank sowie zwei Feststoffraketen benötigt.

Und da nun ist das Problem: Die Flüssigkeit im Tank muß gekühlt werden. Damit sie hinreichend kühl bleibt, muß der Tank durch Schaumstoff isoliert sein. Beim Start des Shuttle entstehen starke Vibrationen, aufgrund deren Teile der Isolierung abbrechen.

Das ist bei allen Raketenstarts so. Wenn aber eine Kapsel oben auf der Rakete sitzt, dann kann sie von diesen Schaumstoffteilen nicht getroffen werden. Das Shuttle jedoch sitzt direkt neben dem Tank. Und es wendet diesem auch noch seinen empfindlichen Bauch zu, auf dem die Isolierkacheln und Isoliermatten angebracht sind, die gegen die Hitze beim Wiedereintritt schützen. Also treffen die Schaumstoffteile den Hitzeschild.

Das tritt - mal leichter, mal schwerer, wie es der Zufall will - bei jedem Shuttle-Start ein; es ist offenbar nicht zu vermeiden. Es ist der Geburtsfehler dieses so genialen Konzepts, das nun im kommenden Jahr aufgegeben werden soll. Künftige Raumschiffe sind wieder Kapseln, die oben auf der Rakete sitzen.



Ist also die Endeavour, bei deren gestrigem Start der Hitzeschild offenbar wieder beschädigt wurde, gefährdet?

Wahrscheinlich nicht. Denn da man das konstruktive Problem nicht beheben konnte, hat man zahlreiche Maßnahmen getroffen, um seine Folgen zu reparieren. Einzelheiten findet man heute zum Beispiel im Houston Chronicle und bei Space.Com:

Beim Start werden die herunterfallenden Schaumstoff- Teile von zwei Kameras an den Feststoffraketen (Boosters) gefilmt, die zur Erde zurückfallen und geborgen werden.

Während das Shuttle die Erde umkreist und bevor es die ISS erreicht hat, fährt es eine Art Kran aus, auf dem sich ein Arm mit Sensoren befindet. Diese tasten den Hitzeschild auf mögliche Schäden ab.

Wenn dann das Shuttle die ISS erreicht hat, dreht es sich vor dem Andocken so, daß die Besatzung der ISS den Hitzeschild mit hochauflösenden Kameras fotografieren kann.

Sind Schäden entdeckt, dann werden sie in Außeneinsätzen der Besatzung repariert. Kleinere Löcher werden mit einer an Schuhcreme erinnernden Masse gefüllt. Größere können mit einer Spachtelmasse repariert werden.



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7. Juli 2008

Kurioses, kurz kommentiert: ISS - Ex und hopp!

Russia plans to complete the energy and construction works on its segment of the ISS by 2015, when the station ends its on-orbit life. It just so happens that the country will not have time to conduct scientific research on board the station, although that was the reason why the station was actually built.

(Rußland plant, die Energie- und Bauarbeiten an seinem Segment der ISS um 2015 abzuschließen, wenn die Station ihr Leben im Orbit beendet. Es ergibt sich, daß das Land dann nicht mehr die Zeit haben wird, an Bord der Station wissenschaftliche Forschung vorzunehmen, obwohl das der Grund dafür war, die Station überhaupt zu bauen.)

Die russische Prawda über die internationale Raumstation ISS.

Kommentar: Die Lage der Russen ist besonders krass, aber viel anders geht es den anderen Betreibern der ISS auch nicht.

Durch diverse Verzögerung (aufgrund von Geldmangel bei den Russen, durch den Ausfall von Shuttle-Flügen bei den USA) hat sich der Bau der Station so sehr verlangsamt, daß man sie, kaum fertiggestellt, schon wieder stillegen wird; jedenfalls nach der bisherigen Planung. Sie wird sozusagen von der Volljährigkeit direkt ins Greisenalter übergehen.

Von den ausgedehnten Forschungen, die einmal bezweckt gewesen waren, kann keine Rede sein; schon weil die gegenwärtige dreiköpfige Besatzung (sie soll irgendwann auf sechs Personen erweitert werden) mit der Wartung und dem Betrieb der Station schon fast ausgelastet ist.

"As of 2007, little experimentation other than the study of the long- term effects of microgravity on humans has taken place", notiert die Wikipedia lakonisch; auf dem Stand von 2007 gebe es kaum experimentelle Untersuchungen auf der ISS, außer Arbeiten über die Wirkung minimaler Schwerkraft auf den Menschen. (Die, sollte man hinzufügen, nur deshalb interessant sind, weil man eben Menschen ins All schickt).

Vielleicht verlängert man das Leben der Station noch um ein paar Jahre. Ernsthafte Planungen für eine Nachfolgestation gibt es nicht. Dazu dürfte nach den Erfahrungen mit der ISS auch niemand Lust haben.

Die Gelder für bemannte Raumfahrt werden dann in die jeweiligen Mondprojekte fließen. Ein neuer Wettlauf zum Mond steht bevor; nur diesmal nicht zwischen den USA und der UdSSR, sondern zwischen den USA und China. Der wissenschaftliche Nutzen wird zwar auch dabei minimal sein; aber immerhin steht viel Prestige auf dem Spiel.



Für Kommentare zu diesem Artikel gibt es einen Thread in "Zettels kleinem Zimmer". Dort findet man auch eventuelle Aktualisierungen und Ergänzungen.

27. Juni 2008

Zitat des Tages: Spargel auf dem Mars

We basically have found what appears to be the requirements, the nutrients, to support life whether past, present or future. (...)The sort of soil you have there is the type of soil you’d probably have in your back yard.

(Im Prinzip haben wir gefunden, was nach dem Erforderlichen, nach den Nährstoffen für die Möglichkeit von Leben in der Vergangenheit, der Gegenwart oder der Zukunft aussieht. (...) Die Art Boden, die man dort vorfindet, ist die Sorte Boden, die Sie vermutlich in ihrem Garten haben.)

Samuel P. Kounaves von der Tufts University, der die chemischen Analysen der von der Marssonde "Phoenix" gesammelten Bodenproben leitet, gestern in einer telefonischen Pressekonferenz, über die heute die New York Times berichtet.

Der Artikel beginnt mit der folgenden schönen Feststellung: "Stick an asparagus plant in a pot full of Martian soil, and the asparagus might grow happily". Stecken Sie einen Spargel- Schößling in einen Topf, gefüllt mit Marsboden, und der Spargel dürfte prächtig gedeihen.

Kommentar: Der Grund für diese bemerkenswerte Schlußfolgerung ist, natürlich, die Zusammensetzung des Marsbodens, die "Phoenix" analysiert hat. Der pH-Wert liegt zwischen 8 und 9, und Spargel mag solch einen basischen Boden. Magnesium, Chloride, Natrium und Kalium hat "Phoenix" ebenfalls in den Bodenproben gefunden.

In einem anderen Experiment wurde eine Bodenprobe auf 1800 Grad erhitzt. Dabei trat Wasserdampf aus; es muß also einmal dort (oder in Boden, der dorthin geweht wurde) Wasser gegeben haben.

Heute freilich ist der Mars kalt, hat eine nicht sehr angenehme CO2-Atmosphäre und wird von ultravioletter Strahlung bombardiert.

Phoenix hat nicht die Aufgabe, unmittelbar nach Leben zu suchen, sondern zu klären, ob es an seinem Landeplatz die Voraussetzungen für Leben gab und/oder gibt.

Geklärt ist das noch nicht; noch viel weniger ist die Existenz von Leben nachgewiesen oder diese Möglichkeit widerlegt.

Insofern war man in den Anfängen der Raumfahrt nachgerade lachhaft optimistisch. Ich erinnere mich an die ersten erfolgreichen Marslandungen der USA, die der Viking-Sonden im Jahr 1976, als bald nach der erfolgreichen Landung in der Presse Berichte auftauchten, es sei Leben auf dem Mars nachgewiesen worden und sich darüber eine lebhafte wissenschaftliche Kontroverse entspann.

Das ist jetzt mehr als dreißig Jahre her, und noch immer ist offen, ob es jemals auf dem Mars Leben gegeben hat und ob es gar jetzt noch in irgendeiner Form - etwa unterirdisch, gegen die Weltraumstrahlung geschützt - existiert.

Inzwischen planen die USA ernsthaft, eine bemannte Mission zum Mars zu schicken.

Meine Meinung dazu, und überhaupt zur Bemannten Raumfahrt, habe ich in diesem Artikel und dann noch einmal in hier dargelegt: Ich halte sie für eine gigantische Verschwendung von Geld, deren einzige Rechtfertigung es ist, daß sie mehr Phantasien anregt als unbemannte Sonden und dadurch mehr Prestige, also mehr Macht verspricht und somit mit mehr finanziellen Mitteln rechnen kann.

Was bereits für die ISS und für die - jetzt wieder von den USA und vermutlich auch von China geplanten - bemannten Flüge zum Mond gilt (der erste ist bereits terminiert, für den Juni 2019), das gilt erst recht für einen bemannten Flug zum Mars: Er wird Unmengen an Geld verschlingen, er wird Menschenleben gefährden, und er wird ungleich weniger an Erkenntnissen bringen als unbemannte Sonden, selbst wenn für sie nur ein Bruchteil dieser Geldmittel aufgebracht werden würde.



Daß es eine spannende Frage ist, ob es auf dem Mars Leben gegeben hat oder noch gibt, steht außer Frage. Denn wenn bereits in unserem Sonnensystem ein belebter Planet keine Singularität ist, dann wächst die Wahrscheinlichkeit, daß auch zahlreiche Planeten außerhalb unseres Sonnensystems ("Exoplaneten") Leben beherbergen. Rund hundert Milliarden Galaxien, jede mit rund hundert Milliarden Sternen, bieten dafür dann viel Platz.



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9. Dezember 2007

Warum wurde der Shuttle-Flug verschoben? Über Sicherheitstechnik und Sicherheitsphilosophie

Nehmen wir an, ein Rally- Fahrer stellt kurz vor dem Start fest, daß die Anzeige seiner Tankfüllung nicht korrekt funktioniert. Würde er daraufhin den Start abblasen? Wohl kaum.

Etwas Derartiges hat aber die NASA nun schon dreimal getan, als sie den für vergangenen Donnerstag vorgesehenen Start des Shuttle "Atlantis" mit dem europäischen Raumlabor "Columbus" an Bord gestoppt und erst auf Freitag, dann auf Samstag und jetzt auf den heutigen Sonntag (geplanter Start: 3:21 PM EST; entsprechend 21:21 MEZ) verschoben hat.

Der Grund für diese wiederholten Startverschiebungen ist der Ausfall von zwei Sensoren, die die Füllung der Flüssiggas- Tanks für Wasserstoff und Sauerstoff anzeigen.

Warum deshalb gleich eine wiederholte Verschiebung des Starts? Kann man denn nicht auch ohne Sensoren berechnen, wieviel Treibstoff jeweils noch im Tank ist? Warum ist es überhaupt so wichtig, den jeweiligen momentanen Füllstand zu kennen?

Als ich diesen Fragen nachgegangen bin,habe ich Allerlei über Sicherheitstechnik und Sicherheitsphilosophie gelernt, das auch über den jetzigen Fall hinaus interessant ist.



Das Shuttle wird durch drei Raketenmotoren beschleunigt, die ihre Treibstoffe aus dem riesigen rostbraunen Tank beziehen, der seitlich am Shuttle aufgehängt ist. (Man könnte angesichts der Größenverhältnisse auch sagen: An dem das Shuttle aufgehängt ist). Das obere Drittel ist der Sauerstofftank, die unteren beiden Drittel enthalten den Wasserstoff. Beide sind so weit heruntergekühlt, daß sie sich im flüssigen Zustand befinden.

In der Startphase wird zusätzlicher Schub durch die beiden Feststoffraketen (Boosters) geliefert, die rechts und links neben diesem Tank angebracht sind.

Der Brennvorgang dieser Feststoffraketen ist nicht steuerbar. Sie brennen ab wie Sylvester- Raketen. In den Orbit gesteuert wird das Shuttle mit Hilfe der Raketen- Motoren, die noch weiterarbeiten, wenn die beiden Feststoffraketen bereits ausgebrannt und abgeworfen sind.

Eine kritische Rolle spielt dabei der Brennschluß, also der Zeitpunkt, zu dem diese Raketen- Motoren abgeschaltet werden.

Er entscheidet über die Geschwindigkeit, mit der das Shuttle in den Orbit eintritt und damit wesentlich über die Bahndaten. Für jeden einzelnen Flug des Shuttle wird der Brennschluß individuell festgelegt.

Wie wird nun dafür gesorgt, daß der Brennschluß zum richtigen Zeitpunkt erfolgt? Mit der Antwort auf diese Frage nähern wir uns, wie Mark Kirkman in einem ausgezeichneten Artikel in den Interspace News erklärt, der kritischen Rolle der Tank- Sensoren.

Sie heißen mit Namen ECOs (Low Level Engine Cutoff sensors). Und damit ist schon angedeutet, warum sie so wichtig sind: Sie haben etwas mit dem Brennschluß (engine cutoff) zu tun; und sie sollen einen low level melden, also einen (zu) niedrigen Füllstand.

Der Brennschluß erfolgt nicht, wenn das Shuttle eine bestimmte Höhe erreicht hat, auch nicht nach einer bestimmten Zeit ab dem Start. Sondern er wird dadurch definiert, daß das Shuttle die für den betreffenden Flug festgelegte Geschwindigkeit erreicht hat. Diese ermittelt ein Bordcomputer, der dann automatisch die Raketen- Motoren abschaltet.

Und nun kommt das im jetzigen Zusammenhang Entscheidende:

Der Brennschluß muß stattfinden, bevor die Tanks für Sauerstoff und Wasserstoff leer sind.

Denn die Turbinen würden sich, wenn kein Treibstoff mehr vorhanden wäre, so schnell drehen, daß sie heißlaufen und möglicherweise auseinanderfliegen könnten. Wäre der Wasserstoffvorrat erschöpft, aber noch Sauerstoff da, dann könnte das außerdem eine Explosion auslösen.



Wir verstehen jetzt, warum es so wichtig, ja lebenswichtig ist, den Füllstand des Sauerstoff- und des Wasserstofftanks ständig zu überprüfen. Es muß sichergestellt sein, daß keiner der beiden Tanks leer wird, solange sie noch mit dem Shuttle verbunden sind.

Das geschieht primär dadurch, daß ein Bordcomputer fortlaufend ermittelt, wieviel Treibstoff verbraucht wurde und ob also noch ein genügender Rest (performance margin) vorhanden ist.

Nun kann es aber passieren, daß durch ein Leck oder durch den Ausfall von Raketen- Motoren Treibstoff verlorengeht.

Dann stimmt diese Berechnung nicht mehr. Es könnte dann der Fall eintreten, daß einer der Tanks oder beide leer werden, bevor der Brennschluß erfolgt.

Und um das zu verhindern, gibt es diese Sensoren in den Tanks, die ECOs.

Im Prinzip sind es nichts anderes als Drähte, durch die Strom einer konstanten Stromstärke fließt. Je nachdem, ob sie sich in einer Flüssigkeit oder einem Gas befinden, ist der elektrische Widerstand verschieden und damit die Spannung. Diese wird fortlaufend gemessen und zeigt an, ob der Zustand "nass" oder "trocken" besteht.

Melden diese Sensoren "trocken" (ein Zustand, der eigentlich nicht eintreten dürfte, weil es ja immer noch Treibstoff in den Tanks geben sollte), dann schaltet der Computer die Triebwerke ab, und es wird eine transatlantische Notlandung (TAL) eingeleitet; also der Versuch, das Shuttle wieder zur Erde zurückzubringen, bevor es Orbital- Geschwindigkeit erreicht hat.



Der Funktionsfähigkeit der ECO-Sensoren kommt also eine zentrale Bedeutung zu:

Versagen sie und melden nicht den Zustand "trocken", obwohl ein Tank leer ist, dann kann es zum Verlust des Shuttle kommen.

Versagen sie andererseits und zeigen fälschlich den Zustand "trocken" an, dann könnte das zu einem Abbruch des Flugs führen, obwohl in Wahrheit alles in Ordnung ist.

Gegen einen solchen Fall gibt es zwar gewisse Vorkehrungen (zum Beispiel werden die Sensoren erst "scharf gemacht", wenn das Shuttle eine bestimmte kritische Masse erreicht hat; es sei denn, Raketenmotoren sind ausgefallen). Aber es bleibt doch das Risiko, daß just dieses zur Sicherheit eingebaute System selbst die Sicherheit gefährden könnte.

Und das ist vielleicht der interessanteste Aspekt dieses Themas: Jede Vorrichtung, die der Sicherheit dient, stellt selbst ein Sicherheitsrisiko dar.

Das - und damit sind wir von der Sicherheits- Technik zur Sicherheits- Philosophie gelangt - gilt für alle komplexen Systeme. "The logic behind the ECO sensor system’s operation is based on risk tradeoffs", die Logik hinter dem System der ECO- Sensoren basiere auf der Aufrechnung von Risiken, schreibt Kirkman.

"So viele Sicherheitssysteme wie möglich" ist deshalb eine ganz und gar falsche Sicherheits- Philosophie. Die Sicherheit ist umso größer, nicht je mehr solche Systeme es gibt, sondern je mehr ihr potentieller Nutzen den Schaden überwiegt, den sie anrichten können.

Ist man zu sehr auf Sicherheit bedacht, dann kann das leicht mehr Schaden als Nutzen mit sich bringen. Eine Einsicht, so scheint mir, die über den Bereich der Hochtechnologie hinaus von Bedeutung ist.

In Ernst Augustins Sammlung von Erzählungen "Der Künzler am Werk. Eine Menagerie" gibt es die Geschichte von einem Mann, der ein Sicherheits- Fanatiker war. Er ließ sein Haus auf alle denkbaren Arten gegen unbefugtes Eindringen sichern - Verriegelungen, Spezialfenster- und Türen, Spezialschlösser und dergleichen.

Als alles fertig war, trat er vor die Tür, um das Werk zu bewundern. Da fiel die Tür in Schloß. Die Schlüssel hatte er drin gelassen. Kein Schlüsseldienst konnte ihm helfen, wieder in sein Haus zu kommen. Der Mann zog ins Hotel.

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23. Oktober 2007

Randbemerkung: Discovery - "Ein schwieriges, riskantes Unternehmen"

In knapp zwei Stunden wird, wenn der Countdown wie bisher problemlos läuft, die Discovery zur ISS starten.

Besonderheiten dieses Flugs? Eine Frau ist Commander, Pamela Melroy. Das kann man bei Space.com und bei der NASA lesen, wo auch alle Einzelheiten des Flugs zu finden sind. Dort wird in Echtzeit fortlaufend über den Fortgang des Unternehmens berichtet.

Weitere Besonderheiten? Ja. Die heutige New York Times widmet diesem Flug ein Editorial, also einen namentlich nicht gezeichneten, somit von der gesamten Redaktion verantworteten Kommentar. Dessen Titel - "An Arduous, Risky Mission" - habe ich in die Überschrift gesetzt. Solche Editorials werden dann geschrieben, wenn die Redaktion ein Thema besonders wichtig findet.

Warum so wichtig? Warum schwierig, warum riskant?

Schwierig, weil kaum je eine Besatzung - zehn Leute werden an Bord der ISS sein, wenn die Shuttle- Besatzung umgestiegen ist - so viele, so anspruchsvolle Aufgaben zu bewältigen hatte.

Sie werden ein neues Modul an die Station anbauen, das erste seit sechs Jahren. Es ist eine Schleuse, an die später Labor- Moduln aus Europa und Japan andocken sollen, also auch das europäische Columbus- Modul. Sie werden einen riesigen Stahlträger mit seinen Sonnenkollektoren abbauen und anderswo wieder anbauen. Sie werden ein neues Gerät zur Reparatur von Schäden außenbords testen. Das alles wird fünf Außenbord- Aktivitäten verlangen (seltsamerweise auf deutsch "Weltraum- Spaziergänge" geheißen).

Warum riskant? Es gibt bei der NASA unabhängige, also nicht weisungsgebundene Sicherheits- Ingenieure. Diese haben darauf gedrängt, den Flug um mindestens zwei Monate zu verschieben, weil sie ein erhebliches Sicherheitsproblem sehen.

Wieder einmal geht es um den Hitzeschild. Diesmal sind es hitzebeständige Elemente an den Flügeln des Shuttles, die Ermüdungserscheinungen zeigen. Die Sicherheits- Ingenieure verlangen, sie zu ersetzen oder mindestens ausführliche Tests durchzuführen, bevor grünes Licht für den Start gegeben wird. Im schlimmsten Fall könnte sich sonst das Columbia- Szenario wiederholten: Heiße Gase dringen beim Wiedereintritt in das Shuttle ein, und es wird zerstört.

Die NASA hat dazu eine ganztägige Konferenz veranstaltet und ist danach zu dem Schluß gekommen, daß das "Risiko akzeptabel" sei. Die Astronauten haben alle zugestimmt, daß jetzt geflogen werden soll.

Was auch dringend nötig ist, denn der Zeitplan bis zur Fertigstellung der ISS ist denkbar eng geworden. Bis 2010 muß sie fertig sein, denn dann sollen die letzten Shuttles eingemottet werden. Danach gibt es vorerst kein Transportsystem mehr, das solche Lasten zur ISS bringen kann.

Das Editorial schließt so:
We’ll keep our fingers crossed that these judgments prove right. Another shuttle catastrophe would not only cost the lives of astronauts, it would also probably end the shuttle program and greatly delay completion of the space station.

Wir drücken den Daumen, daß diese Beurteilung [der NASA] sich als richtig erweist. Eine weitere Shuttle- Katastrophe würde nicht nur Astronauten das Leben kosten. Sie würde wahrscheinlich das Ende des Shuttle- Programms bedeuten und die Fertigstellung der Raumstation in weite Ferne rücken.

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21. August 2007

Marginalie: Kann man demoskopische Daten manipulieren? Ja gewiß. Aber ...

Eigentlich wollte ich die Quelle für die vom South Park Republican erwähnte Meldung darüber aufsuchen, wie glücklich die Amerikaner sind.

Eine Fundgrube für Umfragen aller Art in den USA ist der Polling Report. Als ich dort nach dieser Harris- Umfrage gesucht habe, bin ich über etwas gestolpert, das zwar nichts mit diesem Thema zu tun hat, das mir aber eine Marginalie wert zu sein scheint.



Studierende der Sozialwissenschaften lernen es im Grundstudium; aber so recht durchgesetzt hat sich die Erkenntnis noch nicht: Die Antworten auf Fragen, die von Demoskopen gestellt werden, hängen auf eine oft drastische Weise von deren genauem Wortlaut ab.

Anders gesagt, man kann - was seriöse Demoskopen nicht tun - die Ergebnisse erheblich manipulieren, indem man die Fragen geschickt formuliert.

Hier ist die Illustration, auf die ich gestoßen bin:

In einer Gallup- Umfrage für CNN/USA Today im Dezember 2003 wurde nach der Haltung zu dem damals aktuellen Thema gefragt, ob die USA wieder zur bemannten Mondfahrt zurückkehren sollten.

Die Frage wurde zwei Gruppen von Befragten in zwei leicht voneinander abweichenden Versionen gestellt.
  • In der ersten Version wurden 510 Personen gefragt: ""Would you favor or oppose a new U.S. space program that would send astronauts to the moon?" Also: "Wären Sie für oder gegen ein neues Raumfahrtprogramm der USA, das Astronauten zum Mond entsenden würde?"

    53 Prozent der Befragten waren dafür, 45 Prozent dagegen, 2 Prozent hatten keine Meinung.

  • In der zweiten Version wurde 494 anderen Personen die Frage in der folgenden Form vorgelegt: "Would you favor or oppose the U.S. government spending billions of dollars to send astronauts to the moon?" - "Wären Sie dafür oder dagegen, daß die Regierung der USA Milliarden Dollar dafür ausgibt, Astronauten zum Mond zu entsenden?"

    Von diesen Befragten waren 31 Prozent für und 67 Prozent gegen ein neues Mondprogramm; 2 Prozent hatten keine Meinung.


  • Jeder weiß, daß ein Progamm, in dem Astronauten zum Mond geschickt werden, Milliarden von Dollars kosten würde. Auch die erste Gruppe von Befragten wußte das. Aber sie wurden durch die Frage sozusagen nicht mit der Nase auf diesen finanziellen Aspekt der Sache gestoßen.

    Die zweite Gruppe wurde das - und statt einer absoluten Mehrheit für ein solches Programm ergab sich jetzt eine Zweidrittel- Mehrheit dagegen.



    Sollte man daraus schließen, daß Umfragen grundsätzlich nicht zu trauen ist?

    Nein, gewiß nicht.

    Man sollte nur erstens sich die Fragestellung immer genau ansehen.

    Und man sollte zweitens, wenn irgend möglich, sich nicht auf die Daten eines einzigen Instituts verlassen, sondern möglichst nach aggregierten Daten suchen oder, wenn es diese nicht fertig gibt, sich selbst ein Bild von den Trends verschaffen, die allen einschlägigen Umfragen gemeinsam sind.

    Wenn man das beachtet, dann kann man der Demoskopie sehr exakte Daten, ja sogar Prognosen entnehmen. Wie kürzlich bei der Wahl des französischen Präsidenten.

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    11. August 2007

    Die Flüge der Shuttles und der Ritt über den Bodensee

    Bei den meisten Flügen von Shuttles ging es zu wie beim Reiter über den Bodensee: "Es stocket sein Herz, es sträubt sich sein Haar / Dicht hinter ihm grinst noch die grause Gefahr."



    Die grause Gefahr, welcher, im Rückblick gesehen, alle Shuttle- Flüge ausgesetzt gewesen waren, bestand in der Möglichkeit einer Katastrophe, wie sie 2003 die "Columbia" traf. Es hätte bei jedem der vorausgehenden Flüge passieren können.

    Bei der "Columbia" war ein Teil der Hitze- Verkleidung durch Hartschaum beschädigt worden, der beim Start herabgefallen war. Durch dieses Loch konnte bei der Rückkehr zur Erde die gewaltige Reibungshitze, die beim Wiedereintritt in die Atmosphäre entsteht, die Außenhaut des Shuttle erreichen, sie an dieser Stelle zerstören und schließlich den Absturz des Shuttle bewirken.

    Es stellte sich sehr bald heraus, daß dieses Herabfallen eines Stücks Hartschaum nicht eine einmalige Panne gewesen war, sondern daß dergleichen alle früheren Shuttle-Flüge begleitet hatte. Nur war der Schaden eben, wie es das Glück gewollt hatte, zuvor immer so ausgefallen, daß es nicht zu einer Katastrophe gekommen war.

    Im Nachhinein grinste die grause Gefahr; aber es war gut gegangen, wie der Ritt über den zugefrorenen Bodensee bei Gustav Schwab. Man hatte die Gefahr nicht gesehen; so wie Schwabs Reiter nicht ahnte, daß er über den See ritt.

    In den vier Jahren, die seit dem Absturz der "Columbia" vergangen sind, hat die NASA alles Erdenkliche getan, diese Gefahr zu beseitigen. Vergebens. Das stellte sich beim Flug der "Atlantis" im vergangenen Juni heraus.

    Und jetzt ist es der "Endeavour" wiederum zugestoßen: Wieder klafft ein Loch in der Hitze- Beschichtung. Diesmal anscheinend ein besonders tiefes, das bis zur Außenhaut des Shuttle zu reichen scheint. Diesmal, wie es scheint, nicht durch herabfallenden Hartschaum geschlagen, sondern durch einen Eisbrocken. Eis entsteht an der Außenhaut des Tanks, weil Wasserstoff als Antriebsmittel auf sehr tiefe Temperaturen heruntergekühlt werden muß; nur dann ist er flüssig.



    Wie kommt es, daß die Ingenieure der NASA und ihrer Kontraktoren, die dieses technisch brillante Fluggerät konstruiert haben, die die "Endeavour" gerade von Grund auf überholt und modernisiert haben, dieses simple Problem nicht in den Griff bekommen?

    Weil es nicht lösbar ist.

    Es ist deshalb nicht lösbar, weil es aus dem konstruktiven Konzept des Shuttle folgt. Vor gut einem Jahr, als nach der langen, durch die "Columbia"- Katastrophe erzwungenen Pause die "Discovery" wieder flog, habe ich das im einzelnen zu erläutern versucht.

    Kurz gesagt: Alle anderen bemannten Raumfahrzeuge - von den frühen "Mercury"- und "Wostok"- Kapseln bis zu den "Apollo"- Kapseln und den heute noch von den Russen und (in abgewandelter Form) von den Chinesen verwendeten "Sojus"- Kapseln - sitzen oben auf einer Rakete, so wie das jeder Satellit beim Abschuß tut.

    Nicht aber das Shuttle.

    Die Idee beim Shuttle (die ursprünglich auf das Projekt "Dyna Soar" des deutschen Ingenieurs Sänger zurückgeht) ist, daß nicht das Raumschiff auf einer Rakete sitzt, sondern daß das Raumschiff selbst das Fluggerät ist, dem beim Start lediglich Tanks seitlich angehängt werden, es zum Teil überragend: Ein sehr großer Tank mit Flüssigbrennstoff und zwei Feststoffraketen ("Boosters").

    Und nun ist es so, daß bei jedem Start einer Rakete Teile sich lösen und herunterfallen. Stücke des Eises, das durch die Kühlung des Flüssigwasserstoffs und Flüssigsauerstoffs gebildet wird. Teile der Schaumstoff- Isolierung. Das ist so gut wie unvermeidlich, weil beim Start gewaltige Vibrationen entstehen.

    Sitzt die Raumkapsel oben auf der Rakete, dann ist sie dadurch logischerweise nicht gefährdet. Hängt aber der Tank seitlich an einem Shuttle, dann wird dieses getroffen.

    Und zwar auf der dem Tank zugewandten Seite. Das ist just die, wo sich die hochempfindlichen Hitzeschutz- Kacheln und Hitzeschutz- Matten befinden.



    Es ist schon eine Ironie: Dieses brillante Konzept des Shuttle, das wie eine Rakete startet, wie ein Satellit fliegt und wie ein Flugzeug landet, scheiterte am Ende unter anderem an diesem simplen, trivialen Problem.

    Für die nächst Generation bemannter Raumschiffe gibt die NASA dieses Konzept auf und kehrt wieder zur Raumkapsel zurück, die oben auf der Rakete hockt und die nach beendeter Mission an Fallschirmen herunterplumpst. Apollo 2.0 hat man das bereits genannt.

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    14. Juni 2007

    Zettels Meckerecke: Der Wahnwitz der bemannten Raumfahrt

    Vermutlich noch nie in der Geschichte der Menschheit wurde soviel Geld für so wenig Ertrag verschleudert wie in der bemannten Raumfahrt.

    In einem früheren Beitrag habe ich das hier zu begründen versucht: Es ist schlicht ein Atavismus, Menschen physisch dorthin zu befördern, wo es etwas zu erforschen gibt. So, als gebe es nicht andere Möglichkeiten der Informations- Übertragung als die durch einen Reitenden Boten, wie beim "Pony Express".

    Die ISS, die Internationale Raumstation, ist sozusagen dieser Wahnsinn in Potenz. Niemand weiß, was die Leute da oben eigentlich sollen. Die meiste Zeit sind sie damit beschäftigt, die Station aufzubauen und zu warten.

    Ja, sie machen auch wissenschaftliche Experimente. Die meisten dienen dazu, zu erforschen, wie sich der menschliche Organismus in der Schwerelosigkeit verhält. Warum ist es wichtig, das zu wissen? Nun, damit man Menschen auf immer längere Missionen ins All schicken kann.

    Ein in sich geschlossenes Wahnsystem. Weil man Menschen ins All schickt, weil es demnächst einen Wettlauf zwischen China und den USA um den (erneuten) Flug zum Mond geben wird, weil es gar ernsthaft geplant wird, Menschen zum Mars zu schicken - deshalb muß man natürlich erforschen, was der menschliche Organismus im All aushalten kann.



    Ich habe mich gefreut, daß heute in der Internet- Ausgabe des "Time Magazine" Jeff Kugler ähnlich radikal die ISS kritisiert. Die Shuttles müssen ihretwegen fliegen, Milliarden werden für sie verschleudert, Menschenleben aufs Spiel gesetzt, wie derzeit wieder zu besichtigen.

    Nur scheint mir Jeff Kugler nicht konsequent zu sein. Er schreibt über das ISS- Programm:
    Meantime, it's diverting billions from NASA's budget that could better be spent on the agency's brilliantly successful unmanned space program, as well as its promising efforts to return astronauts to the moon and eventually explore Mars.

    Inzwischen verschlingt es Milliarden von Dollars, die dadurch dem NASA- Budget verlorengehen und die man besser für das glänzende Programm dieser Agentur zur unbemannten Erforschung des Weltalls einsetzen könnte - und ebenso für die vielversprechenden Versuche, wieder Astronauten auf den Mond zu bringen und schließlich den Mars zu erforschen.

    Nein, es ist ebenso wahnwitzig, Menschen zum Mond, gar zum Mars zu schicken, wie sie in einer Station um die Erde kreisen zu lassen. Die bemannte Raumfahrt selbst ist ein Unfug sondergleichen.

    Ja gewiß, vor einem halben Jahrhundert war das vielleicht nicht abzusehen. Heute ist es ebenso albern, Menschen zwecks "Erforschung" des Mars auf diesen zu verfrachten, wie es albern wäre, Techniker in eine geostationäre Bahn zu schießen, damit sie uns mit Satelliten-Fernsehen versorgen.

    Randbemerkung: ISS-Atlantis in einer kritischen Situation

    Auf der WebSite der NASA klingt es, in der nüchternen Sprache der Ingenieure, nicht so schlimm. Der "Houston Chronicle", die über Themen des Raumflugs immer am besten informierte Zeitung, bringt im Augenblick einen AP-Bericht, der es deutlicher sagt:
    HOUSTON — Russian computers that control the international space station's orientation and supply of oxygen and water have failed, potentially extending the space shuttle's mission — or cutting it short.

    Russian engineers aren't sure why the computers stopped working. A failure of this type has never occurred before on the space station. (...)

    Thrusters on the docked space shuttle, along with the space station's gyroscopes, have been fired periodically to help maintain the space station's positioning since the computers failed earlier this week. (...)

    NASA managers decided Wednesday to use a spacewalk on Friday to repair a torn thermal blanket located over an engine pod near the shuttle's tail.

    The astronauts will secure the blanket using staples found in the shuttle's medical kit and loop-headed pins that come from the shuttle's tile repair kit. If those methods don't work, NASA flight controllers will have the astronauts sew it into place using a stainless steel wire and an instrument that resembles a small needle. (...)

    HOUSTON. Russische Computer, die die Lage der Internationalen Raumstation und ihre Sauerstoff- und Wasserversorgung steuern, sind ausgefallen. Das könnte die Mission des Shuttle verlängern - oder verkürzen. (...)

    Seit die Computer zur Kontrolle der Lage im Raum vor ein paar Tagen ausfielen, werden die Triebwerke des angedockten Shuttle periodisch gezündet, um zusammen mit den Gyroskopen der Raumstation deren Lage zu stabilisieren. (...)

    Die NASA-Verantwortlichen beschlossen am Mittwoch, einen für Freitag vorgesehenen Außenbord- Einsatz dafür zu nutzen, ein beschädigte Hitzeschutz- Matte zu reparieren, die sich über einem Außentriebwerk in Nähe des Hecks des Shuttles befindet.

    Die Astronauten sollen die Matte mit Hilfe von Klammern befestigen, die sich in der medizinischen Erste- Hilfe- Ausrüstung der Station fanden, sowie mit Kopfnägeln aus der Ausrüstung zur Reparatur von Kacheln. Wenn diese Methoden nicht funktionieren, dann werden die Flug- Kontrolleure die Astronauten beauftragen, die Matte mit Hilfe eines Drahts aus Edelstahl und eines Instruments zu flicken, das einer kleinen Nadel gleicht. (...)

    Es kommen also im Augenblick zwei kritische Situationen zusammen:

    Das Shuttle wird nicht zur Erde zurückkehren können, wenn der Hitzeschutz nicht repariert ist.

    Und die ISS wird überhaupt nicht weiterarbeiten können, wenn die russischen Computer nicht wieder funktionieren. Ihr Ausfall könnte mit der Belastung der Stromversorgung zusammenhängen, als neue Sonnenkollektoren eingebaut und alte stillgelegt wurden. Noch kann die Station durch das Zünden der Triebwerke des Shuttle stabilisiert werden. Ist dieses zur Erde zurückgekehrt und der Fehler bis dahin nicht behoben, dann taumelt die Station unkontrolliert.

    Für eine Evakuierung der Besatzung gibt es zwei Möglichkeiten: Erstens könnte sie in das Shuttle umsteigen, das allerdings mit sieben Besatzungsmitgliedern bereits alle für die Mannschaft vorgesehenen Plätze belegt hat. Ob man da improvisieren könnte, weiß ich nicht. Es dürfte schwierig sein, weil die g-Kräfte bei der Rückkehr es erforderlich machen, daß alle Besatzungs- Mitglieder sich in speziell geformten Sitzen befinden.

    Zweitens ist an die ISS ständig ein "Sojus"- Raumschiff angedockt, das die (gegenwärtig) dreiköpfige Besatzung im Notfall zur Erde zurückbringen könnte.

    13. Juni 2007

    Randbemerkung: Ein Loch ist im Shuttle, ein Loch ...

    Eine Inspektion des im Augenblick an die ISS angekoppelten Shuttle "Atlantis" hat ergeben, daß wieder einmal ein Loch im Hitzeschutz ist. Diesmal ist keine "Kachel" betroffen, sondern eine "Matte", die sich beim Start verbogen hat.

    Der Schaden würde beim Wiedereintritt wahrscheinlich nicht das Leben der Astronauten gefährden, aber er sei dennoch "inakzeptabel", sagte ein NASA- Sprecher.



    Kommentar: Wieder einmal hat sich gezeigt, daß das elegante, ja brillante Konzept des Shuttle systembedingte Gefahren mit sich bringt, die kaum zu beheben sind.

    Da das Raumschiff wie ein Flugzeug - genauer: als ein antriebsloses Flugzeug - landet, muß es eine dazu geeignete aerodynamische Form haben.

    Das aber bedeutet, daß man ihm für den Wiedereintritt nicht einfach ein "Hitzeschild" verpassen kann, wie zB den "Apollo"- Kapseln oder den von den Russen immer noch eingesetzten "Sojus"- Kapseln.

    Sondern der ganze "Bauch" des Shuttle, der der ungeheuren Hitze beim Wiedereintritt ausgesetzt ist (sie entsteht, wenn die kinetische Energie des mit rund 28 000 km/h fliegenden Raumschiffs in Wärmeenergie umgewandelt wird), muß mit hitzebeständigem Material verkleidet werden. Dazu dienen Tausende von "Kacheln" und "Matten" aus Keramik, Graphit und anderen Materialien, die auf diesen kompliziert geformten Bauch des Geräts aufgeklebt sind.

    Wenn auch nur eine dieser "Kacheln" oder "Matten" beschädigt wird - zB durch herabfallenden Hartschaum, wie bei der Katastrophe der "Columbia" -, dann kann die darunterliegende Haut des Shuttle an dieser Stelle beim Wiedereintritt schmelzen, was zu einer Katastrophe führen kann.



    Für die geplanten Flüge zum Mond und zum Mars gibt die NASA folglich diese so elegante, so brillante Technik auf und kehrt zum Konzept von "Apollo" zurück. Sogar konstruktive Elemente der noch älteren "Gemini" - Kapseln werden reaktiviert.

    10. Juni 2007

    Wie alt sind eigentlich Astronauten?

    Sieben Astronauten sind an Bord der "Atlantis", die sich im Augenblick auf dem Flug zur ISS befindet. Was schätzen Sie, wie alt sie sind, diese sieben Männer?

    Der Jüngste ist 40 Jahre, der Älteste 53. Ihr Durchschnittsalter liegt bei knapp 47 Jahren. Nachzulesen im "Guardian".



    Der erste russische Kosmonaut, Juri Gagarin, war bei seinem Flug 27 Jahre; der zweite, German Titow, war noch nicht einmal 26 Jahre. Die ersten beiden US- Astronauten waren, daran gemessen, alte Herren - Alan Shepard 37, John Glenn 39 Jahre.

    Woher kam dieser Unterschied?

    Er lag daran, daß die Russen ihre "Raumkapseln" des Typs "Wostok" wirklich wie Kapseln, also wie unbemannte Satelliten konstruiert hatten, in die sie lediglich statt Instrumente einen Menschen hineinsetzten.

    Dieser hatte nahezu nichts zu tun, außer den Flug lebend zu überstehen, Fotos zu machen, ein Logbuch zu führen. (Bei Gagarins Flug waren sogar alle Möglichkeiten für einen Eingriff des Kosmonauten deaktiviert worden; er hatte allerdings einen verschlossenen Umschlag mit Instruktionen dabei, wie er sie im Notfall würde aktivieren können).

    Also wählte man junge, gut trainierte und körperlich belastbare Männer aus; bald auch eine Frau, die noch nicht einmal Testpilotin gewesen war, sondern Textilarbeiterin und dann Ingenieur- Studentin: Valentina Tereschkowa, bei ihrem Flug 26 Jahre, die sich nur durch ihr Hobby, das Fallschirmspringen, qualifiziert hatte, durch ihre proletarische Vergangenheit und dadurch, daß ihr Vater im Krieg für das Vaterland der Werktätigen gefallen war.

    Die USA hingegen sahen ihre "Mercury"- Kapseln mehr als Vorläufer von echten Raumfahrzeugen, bei deren Steuerung Piloten eine wichtige Rolle spielen würden (obwohl sich ein "Mercury" im Notfall auch von der Erde aus steuern ließ).

    Also setzte man bei der Rekrutierung der Astronauten auf erfahrene Testpiloten. (Freilich entstand dieses Konzept - der Film "The right stuff" ("Der Stoff, aus dem Helden sind") zeigt das sehr schön - teilweise erst im Lauf der Zusammenarbeit der Ingenieure mit den sieben Astronauten der Ersten Generation).



    Die damals alten Pioniere Shepard und Glenn wären für heutige Verhältnisse Youngsters unter den Astronauten. Wie kommt es, daß heute viele Astronauten in einem Alter sind, in dem sie kaum noch einen Düsenjäger fliegen dürften?

    Es hat wohl zwei Gründe.

    Zum einen sind die intellektuellen Anforderungen an die Astronauten immer mehr gestiegen. Die Astronauten des jetzigen "Atlantis"- Flugs sind erfahrene Piloten (der Kommandeur und der Kopilot) oder Wissenschaftler mit mindestens einem Master- Abschluß, teils promoviert.

    Es braucht schlicht eine lange Ausbildung, um so weit zu kommen - einen akademischen Hintergrund, dann ein jahrelanges Training, eine Schulung in allem dem, was ein Astronaut wissen und können muß.

    Und andererseits sind die körperlichen Anforderungen heute weitaus geringer als in den Anfängen der bemannten Raumfahrt.

    Gagarin war - damals erfuhr man das natürlich nicht - ungeheuren körperlichen Belastungen ausgesetzt. Um Treibstoff zu sparen, wurde die Lage der Kapsel im Raum nicht stabilisiert; außer für die Phase der Zündung der Bremsraketen.

    Sie trat in einer unvorhersagbaren Position in die Atmosphäre ein; der Kosmonaut hing, wenn er Pech hatte, entgegen der Bremsrichtung sozusagen an der Decke.

    Gagarins Raumschiff torkelte beim Wiedereintritt wild, weil die Trennung von der Versorgungseinheit versagt hatte; sie löste sich erst, als die Drähte aufgrund der Reibung durchschmorten.

    Die US-Astronauten hatten es (wie auch die Kosmonauten der späteren "Sojus"- Raumschiffe) etwas komfortabler; aber auch sie waren extrem belastet. Die "Mercury" war so klein, daß die Astronauten scherzten, man würde in sie nicht einsteigen, sondern sie anziehen.

    Nicht viel mehr Bewegungsraum hatten die beiden Astronauten, die in den "Gemini"- Kapseln saßen. Zwei von ihnen - Frank Borman und Jim Lovell - verbrachten fast vierzehn Tage in dieser Sardinendose; auf der ersten US- Langzeit- Mission, "Gemini 7".

    Nichts also für Herren im fortgeschrittenen Alter. Heute fliegt man vergleichsweise komfortabel ins All, und dort angekommen, hat man Bequemlichkeiten, von denen Gagarin, Glenn und Kollegen nur träumen konnten.

    Wer vierzig oder fünfzig ist und fit, der kann das gut ertragen. Auch wenn Außenbord- Arbeiten (idiotischerweise "Weltraum- Spaziergang" genannt) sehr anstrengend sind.



    Ist das Ende dieser Entwicklung erreicht? Wahrscheinlich fürs erste schon.

    Denn solange man mit ballistischen Raketen fliegt, ist nun einmal eine hohe Anfangsbeschleunigung erforderlich. Und solange man so in die Atmosphäre eintritt wie jetzt - auf ihr sozusagen hüpfend, wie ein flacher Stein auf dem Teich, dabei die kinetische Energie in Wärme umwandelnd - , ist auch der Wiedereintritt nichts für Senioren.

    6. Dezember 2006

    Der Mond und der Pony Express

    Bis vor weniger als zweihundert Jahren mußte man eine Nachricht übermitteln, indem man sie physisch überbrachte. Ein Mensch oder mehrere Menschen mußten sie transportieren. Am schnellsten ging das mit Reitenden Boten, die die Pferde wechselten, die auch selbst einander ablösten auf dem Ritt vom Absender zum Empfänger.

    Vermutlich die schnellsten Reitenden Boten aller Zeiten waren die Reiter des Pony Express. Eine der Legenden des Wilden Westens, obwohl er kaum zwei Jahre existierte - von April 1860 bis November 1861. Seine Reiter schafften es in der unglaublichen Zeit von zehn Tagen, eine Nachricht von der Ost- zur Westküste der USA zu befördern.

    Aber da war der Reitende Bote schon veraltet. Bereits ab ungefähr 1830 waren Telegraphen gebaut worden. Und just im Jahr 1860 waren dem U.S. Post Office vierzigtausend Dollar pro Jahr dafür bewilligt worden, eine Telegraphenleitung von Küste zu Küste zu bauen und zu unterhalten. Schlechte Zeiten, schlechte Startbedingungen also für den wunderbaren Pony Express.



    Die Erfindung und Verbreitung des Telegraphen änderte grundlegend das, was "Übermittlung einer Nachricht" bedeutet. Nämlich nicht mehr den physischen Transport von Pergament, Papier, eines versiegelten Schreibens. Sondern die Übertragung von Nachrichten war hinfort ein technischer Vorgang, bei dem - Claude Shannon hat es später in seiner Mathematical Theory of Communication exakt analysiert - eine Zeichenfolge, die der Absender erzeugt, vom Empfänger rekonstruiert werden kann, wenn er über denselben Zeichensatz verfügt.

    Mehr oder weniger allerdings rekonstruiert werden kann, verzerrt durch das Rauschen (Noise, Äquivokation), das der Kanal der Nachricht antut; aber doch hinreichend, um eine physische Übermittlung zu ersetzen. Und mit ungleich größerer Geschwindigkeit als diese; selbst den schnellsten Ponies, selbst den schnellsten Flugzeugen weit überlegen.

    Für uns ist es heutzutage selbstverständlich, daß Nachrichten nicht physisch, nicht durch sich fortbewegende Menschen übertragen werden. Selbst die Tageszeitung können wir, wenn wir wollen, elektronisch lesen, statt sie uns vom Zeitungsboten morgens in den Briefkasten werfen zu lassen.




    Die Erforschung der Welt hat sich über nahezu die gesamte Geschichte der Menschheit hinweg so vollzogen, wie Nachrichten durch einen Boten übermittelt wurden: Man begab sich dorthin, wo man Neues finden wollte.

    Die Entdecker segelten los, sie marschierten durch Urwald und Wüstensand, organisierten ihre Safaris. Sie arbeiteten sich dorthin vor, wo noch nie ein Mensch gewesen war, oder zumindest noch nie ein Europäer. Sie löschten durch ihre Expeditionen die "weißen Flecken auf der Landkarte", die noch im Zwanzigsten Jahrhundert oft beschworen wurden. Sie löschten sie, indem sie hingingen und sich alles ansahen; es in ihre Karten eintrugen und es in ihren Expeditions- Tagebüchern notierten,

    Heute gibt es sie nicht mehr, die weißen Flecken auf der Landkarte. Es gibt sie vor allem deshalb nicht mehr, weil wir heute die Welt nicht mehr allein durch das kennen, was Menschen gefunden haben, die physisch vor Ort gewesen waren.

    Die ersten Satelliten, die ein Auge auf die Erde geworfen haben, waren der Spionagesatellit Discoverer, der in vielen Exemplaren von 1960 bis 1972 spähte, und der Wettersatellit Tiros, mit dem der metereologische Blick auf die Erde begann. Seither ist die Erde für uns alle immer mehr ein aufgeschlagenes Buch; wir können sie uns inzwischen mittels Google Earth so genau angucken, wie nur immer wir mögen. Zoom!



    Kein Mensch überbringt uns diese Informationen darüber, wie die Erde von oben ausschaut. Die Ermittlung, die Übertragung von Informationen über unsere Erde sind völlig davon getrennt worden, daß sich Menschen an einen bestimmten Ort begeben.

    Ebenso ist es bei der Erforschung des Weltalls. Schon mit der Erfindung des Teleskops entstand die Möglichkeit, mehr über die Welt zu erfahren, ohne daß Menschen weiter reisen mußten. Galilei und seine niederländischen Zeitgenossen ließen ihre Geräte das Licht brechen, statt selbst dorthin zu gehen, wo sie Neues und Genaueres kennenlernen wollten.

    Diese Forschungsstrategie hat in den vergangenen Jahrzehnten zu nachgerade unglaublichen Erfolgen geführt - zu den spektakulären Aufnahmen durch das Weltraumteleskop Hubble, zu einer Erweiterung unserer Kenntnisse über das Planetensystem. Die Erforschung zwar nicht "des Alls", aber doch immerhin unseres Planetensystems, ist in vollem Gang. Dank besserer Technik. Ohne daß ein Mensch sich auch nur einen Millimeter von der Erdoberfläche entfernt hätte.

    Was um 1860 herum für die Nachrichtenübermittlung möglich wurde, ist heute die Realität der wissenschaftlichen Forschung: Technische Systeme leisten das, was früher Menschen dadurch vollbringen mußten, daß sie sich an den jeweiligen Ort begaben. Wir lassen heutzutage forschen, statt selbst vor Ort zu gehen.



    Die Folgerung daraus liegt auf der Hand: Menschen bei der Erforschung unseres Sonnenssystems physisch dorthin zu schicken, wo man etwas erforschen möchte, ist ungefähr so absurd, als hätten die USA um 1860 herum darauf beharrt, Nachrichten von der Ost- zur Westküste nicht durch den Telegraphen zu übertragen, sondern den Pony Express einzusetzen.

    Und doch ist genau dies offensichtlich beabsichtigt, und ausgerechnet von der NASA. Ab 2024, so hat sie heute bekanntgegeben, soll eine permanent bemannte Mondstation existieren. Und deren Sinn und Zweck soll sein, einen bemannten Flug zum Mars vorzubereiten.



    Vielleicht sollte man ja auch überlegen, ob man Nachrichten von Connecticut nach Californien künftig wieder durch Ponyreiter überbringen läßt.