Science Fiction wurde wahr, als im Oktober 1957 der Sputnik abhob – der erste Schritt der Menschheit in das Weltall. Seit diesem Ereignis war die Entwicklung gigantisch. Eine beachtliche Anzahl von Männern und Frauen ist seither ins Weltall geflogen, um diesen zu erkunden und zu forschen.

Während wir das Weltall eher als Spielplatz von Wissenschaftler betrachten, könnte es eine Möglichkeit geben, es in Zukunft besser zu nutzen? Könnten wir eines Tages ökonomische Vorteile durch innovative Industrien mithilfe von Fabriken im Weltall erzielen und den Vorteil der minimalen Schwerkraft dabei ausnutzen?

Die sehr preisintensiven, staatlich finanzierten Weltraummissionen suchen schon sehr lange nach Alternativen, um einen wirtschaftlichen Erfolg sicherzustellen. In den späten 1990er Jahren forderte die NASA verschiedene Industrien zur Mitarbeit auf, um mit deren finanzieller Hilfe die Forschung vorantreiben zu können. Durch den finanziellen Anreiz wurden viele Versprechungen für die industrielle Entwicklung in der Schwerelosigkeit gemacht. Die fehlende Schwerkraft könnte das Wachstum von Proteinkristallen, die wichtig für den Kampf gegen Krebs sind, ermöglichen. Neue Materialien könnten mithilfe der Schwerelosigkeit erzeugt werden, die neue und nützliche Eigenschaften vorweisen. Es wurden auch zahlreiche weitere Vermutungen aufgestellt.

Die Kosten für den Abschuss der Materialien und der nötigen Ausstattung, die die Bestandteile verarbeitet und die Endprodukte zur Erde zurückbringt, zeigten, dass diese Ideen wirtschaftlich untragbar sind. Der Zugang zum Weltall hat seinen Preis, zurzeit ist dieser so hoch wie der Goldpreis. Es stellte sich heraus, dass fast jedes im Weltall erzeugte Produkt viel zu teuer ist, um ein rentables Geschäft auf der Erde darzustellen. Aber wird sich das jemals ändern?

Die nahe Zukunft

Wir haben bereits Möglichkeiten für eine industrielle Beteiligung auf der internationalen Raumstation (ISS). Diese umkreist die Erde 16 Mal am Tag mit etwa sechs bis neun Astronauten an Bord. Eine Vielzahl an Experimenten auf den Feldern der Biowissenschaften und der Physik werden jeden Tag von der ISS durchgeführt, womit es zu einer Art fliegender, schwerelosen Forschungsstätte wird. Viele dieser Experimente generieren Informationen mit einer direkten Bedeutung für die Industrie.

Beispielsweise ist es wichtig, zu verstehen, wie geschmolzenes Metall durch Gussteile komplexer Formen fließt. Dies erfordert Messungen von verschiedenen Eigenschaften von Metall nahe dem Schmelzpunkt. Dieses Experiment wird am besten mit schwebenden, schwerelosen Versuchsstücken durchgeführt, die von keinem Behältnis verschmutzt werden. Die erhaltenen Daten verbessern die zukünftigen wirtschaftlichen Aspekte sowie die Beständigkeit des Gussteils auf der Erde. Die schwerelose Umgebung ist sehr wichtig für das Verständnis von physikalischen Prozessen sowie Lebensprozessen hier auf der Erde.

Die Europäische Weltraumbehörde (ESA) befragte kürzlich Industrien, um nach neuen Ideen für die kommerzielle Einbindung in der ISS zu suchen. Die meisten Vorschläge haben sich auf einen kostengünstigeren Zugang zur ISS mit vereinfachter Ausstattung und nicht auf neue industrielle Prozesse bezogen. Die Industrie hat somit die Chance, sich zu beteiligen und neue Ideen zu testen. Im Großen und Ganzen beteiligt sich die Industrie an der Suche nach kostengünstigen Möglichkeiten, um ins Weltall und zurück zu reisen, und nicht, um Geschäfte in der Schwerelosigkeit zu machen.

Die Lebensdauer der ISS ist beschränkt. Die ESA wird im Dezember dieses Jahres entscheiden, ob das Vorhaben in Zusammenarbeit mit NASA bis zum Jahr 2024 verlängert wird oder nicht. Es ist so gut wie sicher, dass die ISS vom Himmel geholt und bis 2030 zerstört sein wird.
Der nächste Schritt der ISS wird zurzeit unter der etwa rätselhaften Bezeichnung „Deep Space Habitat – DSH“ diskutiert. Dies könnte eine vorläufige „Kolonie“ sein, abgelegen von der Erde und jenseits des niedrigen Erdorbits, in der die ISS schwebt. Es wird aus Teilen der ISS gebaut und könnte Materialien von nahen Monden oder Asteroiden verarbeiten. Das Ziel ist, die Kosten der Ersatzlieferungen von Wasser und Sauerstoff zu reduzieren – vor allem, weil ein Mensch ungefähr 30 Kilogramm davon braucht, um am Leben zu bleiben.

Die ferne Zukunft

Zukünftige Forschungsmissionen können auch von der Verarbeitung von Materialien auf Asteroiden zur Erzeugung von Raketenbrennstoff für die Rückkehr oder für Baustoffe profitieren. Aber dies ist ein Schritt in noch weit entfernter Zukunft. Einige dieser Vorhaben werden als langfristige wirtschaftliche Vorteile für alle gesehen. Diese Materialien sind auf vielen planetarischen Oberflächen vorhanden, aber die bestehenden verarbeitenden Fabriken würden hohe Ressourcen bezüglich Transportmittel brauchen, die energiereicher als das Endprodukt sind. Diese Ideen werden innerhalb eines Jahrzehnts auf dem Mond oder auf dem Mars-Mond „Phobos“ getestet.

Wir müssen noch viele Materialien identifizieren, die nur unter Schwerelosigkeit erzeugt werden können, jedoch woanders eine andere Verwendungen haben. Um eine Art festen Schaum zu erzeugen, müssen Gase in eine Mischung von geschmolzenem Glas und Metall eingeführt werden. Anschließend muss diese Mischung gekühlt werden, ohne dass die Bestandteile von der Schwerelosigkeit getrennt werden. So kann ein Konstruktionsmaterial mit der Stärke von Stahl und der Korrosionsbeständigkeit von Glas erzeugt werden. Ein wahrscheinlicheres Produkt dieser Fabriken im All würde der Aufbau großer Bauprofile sein, um weitere Fabriken und Weltraumstationen zu errichten.

Vor vielen Jahrzehnten stellten sich Menschen dauerhafte „Weltraumkolonien“ vor, die von der Erde abheben. Diese würden Unabhängigkeit von einer krisengeschüttelten Erde bedeuten und brauchen nachhaltige Unterstützungssysteme. Der amerikanische Physiker Gerard K. O’Neill plante große, kilometerlange Zylinder. Hübsche Illustrationen zeigten Felder und Fabriken, die nebeneinander in dieser künstlichen Welt bestehen können. Sputnik, die ISS und das Deep Space Habitat sind die ersten Schritte auf dem Weg zu solchen Kolonien. Sobald diese existieren, werden vielleicht auch Fabriken im Weltall benötigt, um uns am Leben zu halten, obwohl sie doch so weit weg von der Erde sind.

Dieser Artikel erschien zuerst auf “The Conversation” unter CC BY-ND 4.0. Übersetzung mit freundlicher Genehmigung der Redaktion.

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Image „Raumfähre“ by NASA-Imagery (CC0 Public Domain)

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Schlagwörter: Asteroiden, außerirdische Industrien, Deep Space Habitat, ISS, Mond, NASA, Ressourcen, Schwerelosigkeit, Science Fiction, Sputnik, Weltall, Weltraum, Weltraumforschung, Weltraumstationen, zukunft