Schwierige Abwägungen

Seit Beginn der 2000er-Jahre ist der derzeit größte Außen­posten der Mensch­heit die Internationale Raum­station ISS, die in einer Höhe von 370 bis 460 km um die Erde kreist. In der Wahrnehmung der Öffentlichkeit ist sie hauptsächlich präsent durch die ständige Besetzung mit Astronautinnen und Astronauten, die das „Weltraumlabor“ 365 Tage im Jahr nutzen, um unter nahezu Schwerelosigkeit forschen zu können.

Die verschiedenen Fachbereiche an Bord spiegeln die große Palette an wissenschaftlichen Projekten unter Schwerelosigkeit wider. Diese decken einen weiten Bereich ab, von der medizinischen Forschung direkt am Astronauten, über biologische Experimente bis hin zu den Material­wissenschaften. Die ISS steht dabei immer wieder im Zentrum von kontroversen Diskussionen über den Sinn und Zweck der astronautischen Raumfahrt. In regelmäßigen Abständen überlegen einzelne Partner, sich aus diesem multilateralen Projekt zurückzuziehen. Die Fortführung der ISS über 2024 hinaus wird sicher auf der kommenden ESA-Minister­ratskonferenz 2022 eines der spannenden Themen werden.

Vielleicht nicht ganz so bekannt ist ein Langzeitexperiment, welches seit 2011 die Experimente auf der ISS ergänzt. Das Alpha-Magnet-Spektrometer AMS-02 ist ein Detektor für kosmische Teilchen und wurde mit einem der letzten Shuttleflüge auf die ISS gebracht. Das für ursprünglich drei Jahre geplante Experiment wird inzwischen im zehnten Jahr betrieben und liefert nach wie vor kontinuierlich Daten. Reparatur­einsätze, die im Gegensatz zu entfernten Satelliten auf der ISS möglich sind, konnten den Betrieb deutlich verlängern.

Doch genau dieser Umstand, die Langlebigkeit der Instrumente, kann auch zu finanziellen Problemen führen. Raumfahrtmissionen, das beschreibt Stefan Schael ab Seite 274 am Beispiel von AMS-02, werden im Allgemeinen von großen Konsortien, teilweise über ein Jahrzehnt und länger, geplant und umgesetzt. Wenn eine Mission einmal fliegt und ihre Betriebsdauer erreicht ist, sind die Instrumente in den meisten Fällen noch für viele Jahre funktionsfähig. Zu diesem Zeitpunkt muss man die Frage beantworten, ob man sich eine Fortsetzung leisten möchte oder lieber in eine neue Mission investiert. Erwarten wir bessere Datensätze, wenn die Mission über die geplante Lebensdauer weiter betrieben wird? Und wenn ja, wie gut muss die Statistik werden, bevor sie als ausreichend bewertet werden kann? Ist überhaupt eine neue Mission realisierbar – und wenn nicht, sollte man dann nicht die bestehende Mission so lange wie möglich betreiben? In einer Zeit endlicher Ressourcen für die Forschung müssen diese Fragen im Laufe einer Mission immer wieder gestellt und beantwortet werden. Auch wenn es schmerzt, kann die Antwort manchmal heißen, dass eine Mission zum Ende kommen muss.

Beim deutschen Anteil zu AMS-02 stellte sich die Frage der Fortsetzung im Spätwinter von 2020 auf 2021. Auf der einen Seite steht ein funktions­fähiges Instrument ohne aktuelle Aussicht auf einen adäquaten Nachfolger, auf der anderen Seite eine herausragende Statistik an Events, die es erfassen konnte. Diese Statistik wird allerdings kaum in den wenigen Jahren, die der Mission verbleiben, signifikant zu verbessern sein.

Gleichzeitig bedeutet eine Fortsetzung einer solchen Mission natürlich auch, dass die dafür notwendigen Mittel nicht für andere Projekte zu Verfügung stehen, die ebenfalls eine hohe wissenschaftliche Relevanz haben. Gegebenenfalls müssen diese gestrichen werden. Nach einem Begutachtungs­prozess hat sich die Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), die den deutschen Betriebsanteil mitfinanziert, entschlossen, den Betrieb von AMS-02 noch bis 2024 zu unterstützen. Diese Entscheidung gilt unabhängig davon, ob der Betrieb der ISS über diesen Zeitraum hinausgeht.

Anke Pagels-Kerp, DLR

Weitere Infos

• Originalveröffentlichungen
  A. Pagels-Kerp: Schwierige Abwägungen, Phys. Unserer Zeit 52(6), 263 (2021); DOI: https://doi.org/10.1002/piuz.202170602
  S. Schael: Auf der Suche nach kosmischer Antimaterie – Das Alpha Magnetic Spectrometer auf der ISS, Phys. Unserer Zeit 52(6), 274 (2021); DOI:
• AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer) auf der ISS