12.08.2018 / Autor: Kirsten Müller & Ingo Muntenaar Portal > Veranstaltungen

ASE-Kongress Toulouse 2017 – Teil 2

Durch die Nachmittagsveranstaltung am 16. Oktober 2017 führte Lionel Suchet, Vize-Generaldirektor der französischen Raumfahrtagentur CNES, der eingangs einige Eckpunkte der französischen Raumfahrtgeschichte nannte, so den Baikonur-Besuch von Charles de Gaulle 1966 und den Raumflug von Jean-Loup Chrétien (Sojus-T 6, Sojus-TM 7 / Sojus-TM 6, STS-86), der bei seiner Mission 1982 der erste Franzose und der erste Westeuropäer im All war.

Erster Redner der Nachmittagsveranstaltung war Psychiater und Abenteuer Bertrand Piccard, der am Vormittag schon einige Worte gesagt hatte. In seinem Vortrag zeigte er jetzt einen ausführlicheren Film über seinen Flug mit dem Solarflugzeug Solar Impulse. Zusammen mit dem Ingenieur und Unternehmer André Borschberg war er am 9. März 2015 in Abu Dhabi gestartet und nur mit Solarantrieb bis zum Juli 2015 nonstop über Oman, die Arabische See, Indien, Myanmar, China, Japan und den Pazifik nach Hawaii geflogen. Im April 2016 haben sie in Hawaii ihre Reise fortgesetzt und sind über Kalifornien, New York, den Atlantik, Spanien und Ägypten wieder nach Abu Dhabi geflogen, wo sie am 20. Juli 2016 gelandet sind. Man sagt, das Flugzeug sei nicht gebaut worden, um Passagiere zu transportieren, sondern um eine Nachricht zu verbreiten: Die Welt kann ihre CO2-Emissionen um 50% reduzieren, indem sie verschmutzende Anlagen durch saubere Technologien ersetzt, wie Solar Impulse sie benutzt.

Als Sohn eines Ingenieurs von Grumman Aerospace hatte Bertrand Piccard einige Jahre seiner Kindheit am Cape Canaveral während des Apollo-Programms verbracht und war durch die Leute, die dort am Raumfahrtprogramm arbeiteten, inspiriert worden, selbst später auch Reisen zu machen, die vorher niemand gemacht hatte. Seine Nonstop-Reise mit einem Ballon um die Erde würde ihn zwar nach den Kriterien für eine Mitgliedschaft bei der ASE qualifizieren, jedoch war diese Reise nicht echt sauber, weil sie dabei Propantreibstoff brauchten. Seine weiteren Visionen für ein sauberes Verkehrsmittel gingen dann in Richtung zu einem Solarflugzeug. Allerdings wurden seine Ideen von den meisten Leuten für nicht durchführbar gehalten, bis eine Schweizer Werft ihm half, das Flugzeug leicht genug für seine Zwecke zu bauen. Es hat ihn sehr beeindruckt, dass die Sonnenenergie fast lautlos die Propeller des Flugzeuges antreiben konnte.

Piccards letztendliche Botschaft ist, dass man nicht immer nur in eine Richtung denken soll, sondern in alle Richtungen. Auch sei es die Verantwortung eines jeden Politikers, einer jeden berühmten Person, eines jeden, der in Gegenwart der Medien ein Mikrofon festhält oder zu Staatshäuptern spricht, die Wahrheit über die heutige Situation der Erde zu verbreiten. Wir seien an einem wichtigen Moment des Überlebens, momentan sei die Situation der Umweltverschmutzung, der Erschöpfung natürlicher Ressourcen und des Klimawandels noch schlechter als die meisten Leute glauben. Aber nur Probleme anzukreiden sei nicht genug, damit deprimiere man die Leute nur, man müsse mit Lösungen kommen. Diese gebe es heute schon, und um hierin weiter zu forschen hat Piccard die Solar Impulse Foundation gegründet, eine weltweite Allianz für wirksame Lösungen. In dieser Allianz bringt er Start-ups, Institute, Universitäten und andere interessierte Betriebe zusammen, die ein schon existierendes Produkt, Programm oder einen Prozess für saubere Technologie gefunden haben, um die Umwelt auf eine profitable Art und Weise zu schützen. Das muss laut Piccard dann aber wirklich profitabel sein und viele Arbeitsplätze generieren. Er plant, den Regierungen im Jahre 2019 1.000 profitable Konzepte zu präsentieren, auf denen sie ihre weiteren politischen Pläne aufbauen können.

Die anschließende Podiumsdiskussion leitete Lionel Suchet ein mit den Worten, die kommenden drei Sprecher hätten die Themenbereiche LEO (Low Earth Orbit; niedriger Erdorbit), Mond und Mars.

Kirsten Müller

Bild vergrößernThomas Pesquet
(Bild: Kirsten Müller)
Der zehnte französische Astronaut Thomas Pesquet präsentierte danach Pläne für Reisen vom niedrigen Erdorbit (LEO) zum Mond und weiter. Zuerst informierte er das Publikum darüber, was momentan auf der Internationalen Raumstation (ISS) passiert: Es werden wissenschaftliche Experimente durchgeführt; die Raumstation ist ein Laboratorium, in dem die Mikrogravitation helfen kann, Dinge zu erkunden, die man auf der Erde nicht erkunden kann. Oft werde er gefragt, wieso man denn bei der Arbeit auf der ISS von Erkundung rede, sie bewege sich ja lediglich um die Erde herum. Geographisch könne er dem zustimmen, aber er bereite damit zukünftige Erkundungen entfernterer Ziele vor. Zusammen mit Peggy Whitson hat er unter anderem Experimente zur Gesundheit der Astronauten, zum Beispiel zum Verlust der Sehfähigkeit gemacht. Auch machte er Experimente mit Robotern, um die Möglichkeiten der Zusammenarbeit von Mensch und Roboter zu testen. So könne man die Ergebnisse der ISS-Forschung für zukünftige Zwecke nutzen. Ebenfalls zeigte er neue Technologien, wie das aufblasbare Stationsmodul BEAM (Bigelow Expandable Activity Module), das man an die ISS andocken und später auch bei Reisen zum Mond und zum Mars mitnehmen kann.

Auch werde von der ISS aus nicht nur auf die Erde, sondern auch in den Weltraum geschaut. Pesquet gab einen kurzen Blick auf die Mondmissionen in der Vergangenheit. Die Mondmissionen der USA und der UdSSR waren größtenteils politisch motiviert, hätten aber eine gute wissenschaftliche Ausbeute gehabt. Man habe da nicht nur eine Flagge gepflanzt, sondern auch Proben für die Forschung mitnehmen können. In den 90er Jahren und zu Beginn unseres Jahrtausends waren die Mondreisen eher wissenschaftlich und technologisch motiviert, politisch betraten neue Spieler die Weltbühne wie zum Beispiel China, Japan, Indien oder Europa.

Ab 2010 waren es wieder nur zwei Länder, die Missionen zum Mond flogen: China und die USA. Die Missionen waren auch hier hauptsächlich wissenschaftlich motiviert, mit einem gewissen Wettbewerb zwischen diesen beiden Ländern, der die Forschung vorantreibt. Für das nächste Jahrzehnt ist geplant, dass die Wissenschaft immer noch großgeschrieben wird und dass man sich politisch gesehen im Wettlauf zwischen den USA und China die Rolle der ESA und anderer Parteien etwas genauer anschauen und vielleicht über eine Zusammenarbeit nachdenken solle. Auch solle man mal nach wirtschaftlich motivierten privaten Initiativen schauen. Technologisch gesehen sei das geeignete Raumfahrzeug - Orion – schon vorhanden, auch gibt es schon Landefahrzeuge und Rover, und auch Astronauten seien für die Erkundung des Mondes bereit; Freiwillige würden sich für dieses Abenteuer immer finden. Aber die treibende Kraft sei am Ende die Wirtschaft. Auch will man eines Tages den Mars erreichen. Ebenfalls ging Pesquet kurz auf die Moon Village – Idee der ESA ein.

Sylvestre Maurice, Astrophysiker und Planetenwissenschaftler beim IRAP (Forschungsinstitut für Astrophysik und Planetologie) in Toulouse, einer Zusammenarbeit der CRES, der Universität Toulouse und des CNES, nahm das Publikum mit auf den Mars.

Bisher hat es insgesamt 48 Missionen zum Mars gegeben, außerdem 95 Missionen zum Mond, 43 Missionen zur Venus, 10 zu anderen großen Planeten und deren Monden und 6 Missionen zu kleinen Himmelskörpern.

Heute ist der Mars eine eher unwirtliche Umgebung, allerdings hat es dort vor 3 bis 4 Milliarden Jahren flüssiges Wasser in Flüssen von 300 bis 400 Kilometern Länge, intensive geologische Aktivitäten und eine dicke Atmosphäre gegeben. Die Wissenschaftler fragen sich bis heute, ob der Mars damals bewohnbar war, ob es dort Leben gegeben hat und wie das Klima damals war.

Die wichtigsten Ziele der Marsforschung sind: Herausfinden, ob es jemals Leben auf dem Planeten gegeben hat; dies hofft man herauszufinden anhand der eventuellen Bewohnbarkeit, dem Vergleich mit Leben auf der Erde heute, der Suche nach Spuren Lebens auf dem Mars, und durch Forschung über den Kohlenstoffkreislauf und präbiotische Chemie. Ebenfalls ist es wichtig, die Geschichte und die Prozesse des damaligen und heutigen Klimas auf dem Mars und die damaligen orbitalen Konfigurationen zu kennen. Auch auf die Entwicklung der Marsoberfläche und das Innere des Mars im geologischen Sinn hofft man Hinweise zu bekommen, dies durch Bestimmung der Zusammensetzung und Struktur des Planeten, seiner Dynamik und Entwicklung, und der geologischen Prozesse auf der Marskruste und im Marsinneren.

Die robotische Exploration des Mars wird immer komplexer. Bis heute hat es noch kein Mars Sample Return gegeben. 21 Missionen sind fehlgeschlagen, 6 Missionen sind am Mars vorbei geflogen, bei 16 Missionen war ein Raumfahrzeug im Marsorbit und 6 Missionen sind auf dem Mars gelandet, wobei 4 einen Rover dabei hatten. Momentan umkreisen sechs Orbiter den Mars: drei von der NASA, zwei von der ESA und einer aus Indien; außerdem gibt es auf der Marsoberfläche zwei funktionsfähige Rover, Opportunity und Curiosity. 2020 hofft man drei Lander auf dem Mars zu haben, jeweils einen europäischen, einen amerikanischen und einen chinesischen; und Orbiter aus Indien, den Vereinigten Arabischen Emiraten und China.

Der Mars-Rover Curiosity hat auf dem Planeten Proben genommen, in denen flüssiges Wasser, Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel und Wasser mit einem neutralen pH-Wert gefunden wurden. Aus diesen Ergebnissen schließen die Forscher, dass der Mars einmal eine bewohnbare Welt gewesen sein muss. In den ersten eineinhalb Milliarden Jahren ihrer Entstehungsgeschichten hat es sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars erst eine heiße Oberfläche und dann flüssiges Wasser gegeben; während sich dann aber auf der Erde Bakterien, Einzeller und dann komplexeres Leben entwickelten, wurde die Marsoberfläche kalt und trocken.

Auch von den Saturnmonden Titan und Enceladus und von den Jupitermonden Ganymed und Europa denkt man, dass sie eventuell früher bewohnbar gewesen sein könnten. 2020 plant man, weiter nach Leben auf dem Mars zu suchen, und als nächsten Schritt sieht man die Landung von Menschen auf dem Mars.

Im Anschluss hielt Francois Forget, Wissenschaftler am CNRS, seinen Vortrag über die Erforschung von Exoplaneten aus dem Weltraum.

Das CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique / Nationales Zentrum für wissenschaftliche Forschung) ist dem Forschungsministerium unterstellt und widmet sich der Grundlagenforschung. Hauptforschungsgebiet von Francois Forget sind Exoplaneten. Nur über minimalste Helligkeitsunterschiede lässt sich ein Exoplanet detektieren, wenn dieser kurzfristig seinen Stern bedeckt. Bei einem Transit, bei dem der Planet von der Erde aus gesehen vor dem Stern vorbeizieht, verringert sich die Helligkeit nur um wenige Prozent. Diese Abdunklung ist bei einer gezielten Beobachtung gut zu messen. Finden diese charakteristischen Abdunklungen periodisch statt, so kann man von einem Planeten in dem Sternsystem ausgehen. Mit den Weltraumteleskopen Corot (CNES) und Kepler (NASA) versuchen Wissenschaftler extrasolare Planeten über die Transitmethode zu entdecken.

Bis zum 16. Oktober 2017 haben Wissenschaftler mit diesen Beobachtungsmethoden 3672 Exoplaneten in 2752 planetaren Systemen gefunden. Durch die Transitmethode können Rückschlüsse auf die Umlaufbahnen, die Massen und die Körperradieni von Exoplaneten gezogen werden.

Derzeit sind weitere Missionen in Planung, mit denen Exoplaneten weiter erforscht werden sollen. Dazu zählen die Missionen CHEOPS, TESS, PLATO und das JWST. CHEOPS (Characterizing ExOPlanets Satellite) ist ein Weltraumteleskop der ESA, welches Ende 2018 in einen sonnensynchronen Orbit geschossen werden soll. Das Weltraumteleskop TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) der NASA wird Mitte 2018 in einen Orbit zwischen Erde und Mond eingeschossen. Die ESA Sonde PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars) soll 2026 im Lagrange-Punkt 2 positioniert werden. Alle 3 Teleskope sollen mittels Transitmethode die Datenmenge von bereits bekannten Exoplaneten verbessern sowie neue Exoplaneten mittels Transitmethoden aufspüren. Das JWST (James Webb Space Telescope), welches 2020 ebenfalls in dem Lagrange-Punkt 2 positioniert werden soll, wird konkrete Planetensysteme untersuchen, um Exoplaneten mit der Möglichkeit für Leben zu lokalisieren.

Durch bisherige Beobachtungen hat man eine Vielfalt von Exoplaneten und Planetensystemen gefunden. Es gibt Planeten um multiple Sonnensysteme, Planetensysteme ohne Zentralgestirn, sehr kompakte Planetensysteme, Planetensysteme mit hoher Exzentrizität (langgestreckte Ellipsenbahn). Die wichtigste Fragestellung dreht sich um die Bewohnbarkeit von Exoplaneten. Exoplaneten sind als habitabel anzusehen, wenn sie flüssiges Oberflächenwasser aufweisen. Ein Exoplanet befindet sich in der habitablen Zone, wenn er einen bestimmten Abstand zum Zentralgestirn hat. Das Vorhandensein einer Planetenatmosphäre reguliert Druckverhältnisse und die Oberflächentemperatur. Flüssiges Wasser wird durch eine Planetenatmosphäre auf der Oberfläche gebunden.

Auch die Rolle von Astronauten in der Exoplanetenforschung hob er auf diesem Astronautenkongress hervor. Er sieht zwar vorläufig nicht voraus, dass Menschen zu Exoplaneten fliegen werden, kann sich aber wohl vorstellen, dass Astronauten bei Außenbordeinsätzen Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten an Weltraumteleskopen vornehmen oder helfen, größere Weltraumteleskope zu bauen.

Zusammengefasst hat man bei der Suche nach Exoplaneten bisher feststellen können, dass eine Vielzahl von Sonnensystemen erdähnliche Exoplaneten beherbergen. Als nächstes ist die Fragestellung zu klären, welche Eigenschaften die Umgebung des Exoplaneten aufweist. Ist die Erde einzigartig oder lässt sich auch in der Atmosphäre von anderen Planeten Biosignatur feststellen? Dabei handelt es sich um Spuren von Gasen oder bestimmten Molekülen, die zeigen, dass es auf dem Planeten auch Leben geben könnte.

Nach einer anschließenden Talkrunde stellte Künstler und Novellenautor Yannick Monget kurz mit einer Präsentation und einem Film das Symbiom-Kommittee (www.symbiom.org ) vor. Diese unpolitische Non-profit-Organisation setzt sich mit ihrem ethischen Engagement und ihrer Expertise für die Förderung von Frieden und Respekt für die Umwelt ein.

Der Biologe Gilles Boeuf, Professor an der Pierre und Marie-Curie-Universität (UPMC) Paris und ehemaliger Direktor des Pariser Naturhistorischen Museums, referierte anschließend über Biodiversität auf der Erde und die Rolle des Menschen hierin. Er verglich einige Ökosysteme miteinander: so hat ein Korallenriff 5.000 bis 6.000 Arten pro Quadratkilometer, das sind ein Drittel aller Arten, die im Ozean leben, und ein Regenwald 50.000 Arten pro Quadratkilometer, das sind mehr als die Hälfte aller bekannten Arten auf der Erde.

Im Mai 1846 kam ein Meteoritenregen auf Toulouse nieder. Einer der Steine ist jetzt im Museum in Paris und ist datiert worden auf ein Alter von rund 4,56 Milliarden Jahren, als die Erde entstanden ist. Das Leben entstand rund 700 Millionen Jahre später im Ozean, dieser hat sich 100 Millionen Jahre lang nicht geändert. Das Wasser kam damals durch Milliarden von Chondriten auf die Erde. Interessanterweise hat das menschliche Blut fast genau die gleiche Ionenzusammensetzung wie der Ozean. Auch ist Wasser überlebenswichtig und besteht ein Menschenbaby zu 75% aus Wasser. In einem Tropfen Ozeanwasser wiederum leben etwa 100.000 Bakterien und Viren, und die kann der Mensch versehentlich beim Baden verschlucken, ohne davon Gesundheitsschäden davonzutragen. Auch im Bett eines Menschen befinden sich Millionen von Bakterien, nur weil er darin geschlafen hat. So ist der Mensch umgeben von Biodiversität. Auch im Boden leben Millionen von Mikroorganismen. Als letztes Ökosystem nannte Boeuf das Verdauungssystem eines neugeborenen Babys. Sobald bei der Geburt die Fruchtblase bricht, dringen Bakterien vom Körper der Mutter in das Baby ein, und die Darmflora des Babys braucht zwei Jahre, um ins Gleichgewicht zu kommen. Auch die Neigung zu Diabetes und Fettleibigkeit werden mit dieser Darmflora in Verbindung gebracht.

Am Ende kann man sich im Falle einer ökologischen Krise über sieben Fragen Gedanken machen: landwirtschaftliche Produktivität, Trinkwassermangel, Gefährdung der Fischerei, die fortschreitende Entwaldung, das Verschwinden der Biodiversität, weite Verbreitung von giftigen Produkten und fortschreitender Klimawandel. All dieses könne man nicht aufhalten, man könne jedoch wohl versuchen, es zu verlangsamen. Man macht sich jetzt darüber Sorgen, ob das sechste massenhafte Aussterben in der Erdgeschichte vielleicht schon angefangen habe. Um das herauszufinden, spielt die Raumfahrt eine wichtige Rolle. Mit Satelliten möchte man genau das Steigen des Meeresspiegels im Auge behalten und die Risikogebiete für den Klimawandel herausfinden.

Im Anschluss hielt Pascal Lecomte, Chefklimaforscher der ESA, einen Vortrag über den Klimawandel auf der Erde.

Astronauten haben mit ihrem Blick auf die Erde festgestellt, dass die Erde ein isoliertes System ist. In einem Vergleich eines Raumschiffes mit der Erde zeigt Pascal Lecomte, dass die Astronauten bei einem Raumschiff die Temperatur, den Druck und die Luftfeuchtigkeit anhand einer Kontrolltafel ablesen können. Klimatologen können den Zustand der Erde ebenfalls anhand von etlichen Parametern ablesen und analysieren.

Die Kontrolltafel der Klimatologen nennt sich GCOS (Global Climate Observing System – weltweite Einrichtung zur Klimabeobachtung). Mit GCOS wird der natürliche und menschengemachte Klimawandel erfasst, die Ursachen zugeordnet und Schäden durch Klimawandel und seiner Variabilität bewertet. Mit diesen erfassten Größen lassen sich Klimamodelle erstellen und Vorhersagen auf den weiteren Klimawandel treffen.

55 verschiedene Variablen werden zur Datenerfassung hinzugezogen. Etwas mehr als die Hälfte dieser Variablen können vom Erdorbit aus beobachtet werden. Das ESA Programm Climate Change Initiative sammelt Daten, die den Klimazustand der Erde sehr gut darstellen lassen. Dazu gehören die Entwicklung der Meereshöhe, die Meeresoberflächentemperatur, die Ozeanfarben, die Landbedeckung, die Entwicklung von Meereseis, die Entwicklung von Landeisflächen, die Gletscherentwicklung, Bodenfeuchtigkeit, Ausdehnung von Waldbränden, Ozongehalt, Menge und Zusammensetzung der Treibhausgase, Wolkenbildung und Wolkenbedeckung und die Menge und Zusammensetzung von Aerosolen.

Anhand dieser Datensammlung konnten Klimatologen herausfinden, dass sich das Erdklima ändert. Es gibt mehr Hitzewellen, mehr Starkregenereignisse, die Durchschnittstemperatur hat sich in den letzten 50 Jahren um 2 Grad erhöht. Dies wirkt sich auf die Erdbevölkerung und die Natur aus. Es gibt mehr Überflutungen, mehr Todesfälle durch Hitzeperioden, mehr Waldbrände, mehr Dürreperioden.

Aufzeichnungen der Meeresspiegelhöhe und Auswertung der Daten zeigten, dass sich dieser seit 1903 bis 2017 im Durchschnitt um 3,3 Millimeter pro Jahr erhöht hat. Allerdings hat man erst kürzlich festgestellt, dass sich der Meeresspiegel nicht überall gleichmäßig erhöht. Es gibt Gebiete, in denen der Meeresspiegel stärker ansteigt als anderswo. Das hängt unter anderem mit dem Salzgehalt des Meerwassers zusammen. Salzhaltiges Wasser ist dichter und damit schwerer und sinkt daher schneller in die Tiefsee ab. Dadurch kommt es zu einer Verlangsamung des Golfstromes.

Insgesamt erhöht sich die Meerwassertemperatur. Gleichzeitig erhöht sich die Wassermenge, da die Poleismenge schmilzt. Beides führt zum Ansteigen des Meeresspiegels.

Am 16. September 2010 gab es die drei Wirbelstürme Karl, Igor und Julia. Alle drei bewegten sich auf den Golf von Mexiko zu. Eingeordnet wurden die drei Wirbelstürme in der Kategorie 3 bis 4. Die Wirbelstürme Katia, Irma und José, die am 7. September 2017 im Atlantik durch Wettersatelliten registriert wurden, wurden in der Kategorie 4 bis 5 klassifiziert. Dabei ist Irma der stärkste jemals registrierte Wirbelsturm. Das korrespondiert mit den Vorhersagen der Klimatologen. Nicht die Anzahl der Wirbelstürme wird sich erhöhen, wohl aber die Intensität. Dieses wird durch das Steigen der Meerestemperatur und dadurch der Luftfeuchtigkeit begünstigt. Beides ist der Treibstoff für einen Wirbelsturm.

Auch die starken Waldbrände im September 2017 in Kalifornien werden durch den Klimawandel begünstigt. Zunehmende Dürreperioden in Kalifornien, aber auch u.a in Australien führen zu verheerenden Waldbränden.

Mit diesen Eindrücken und Vorhersagen schloss Paul Lecomte seinen kurzen Abriss über den Klimawandel.

Zum Schluss zeigte Thomas Pesquet wieder einige Bilder der Erde aus dem Weltraum, auf denen man besonders gut die Einflüsse des Menschen auf die Erde sehen kann und die Veränderungen, die die menschliche Aktivität mit sich bringen. Auch betonte er noch einmal die Zerbrechlichkeit unseres Planeten.


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