Weltraumpolitik - repositorium.ub.uni-osnabrueck.de · Ressourcenknappheit auf der Erde. Ein besonderes Problem sind Seltene Erden (Rare Earth Elements, REE)2 wie seltene Metalle

Weltraumpolitik_08Jan2020 1 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach

LV Geopolitik und Geostrategie Fachbereich 1

49069 Osnabrück

Weltraumpolitik

08.01.2020

Zusammenfassung In der Weltraumpolitik (Raumfahrtpolitik) geht es um die Pläne und Aktivitäten politischer Akteure im Weltraum, ihre Motive und Strategien. Politische Akteure sind Nationalstaaten, aber auch internationale Organisationen wie die Vereinten Nationen (UN) und die Europäische Weltraumorganisation (ESA). Das UN-Weltraumrecht wird durch Pläne zur Ausbeutung und Besiedlung von Himmelskörpern, insbesondere dem Mond und Mars, in Frage gestellt. Auf einen Überblick über Weltraumaktivitäten, bei denen unbemannte Satelliten- und Forschungssonden Standard sind, folgt eine Übersicht der Strategien der führenden Akteure (USA, Europa, China, Russland, Indien und Japan) sowie der Militär- und Sicherheitsfragen in Weltraum: Antisatellitenwaffen, Laserwaffen und Satelliten-Hacking wurden als zentrale Herausforderungen identifiziert. Auch im Weltraum gibt es Umweltprobleme, insbesondere Weltraummüll und den Schutz der Mond- und Marswasserreserven. Ein Hauptproblem sind die langen Raumfahrten, die in den 2020er Jahren durch nukleare Antriebssysteme beschlunigt werden könnten. Neuere Forschungen haben gezeigt, dass die Hürden für mikrobielles Leben im Weltraum und auf anderen Planeten geringer sein können als erwartet. Es besteht die Gefahr, dass bemannte Weltraummissionen versehentlich außerirdische Mikrobenvarianten erzeugen, anstatt neues Leben zu entdecken, und so Mond- und Marswasserreserven kontaminieren können. Niedrige oder keine Schwerkraft (Mikrogravitation) wurde als größte biologische Hürde für langfristige Siedlungen und Raumfahrten identifiziert.


Inhaltsangabe

1. Grundlagen ........................................................................................................... 3 1.1 Einführung ................................................................................................................ 3 1.2 Geostrategie des Weltraums ..................................................................................... 3

2. Rechtliche Rahmenbedingungen ......................................................................... 5 2.1 Das Weltraumrecht der Vereinten Nationen ............................................................. 5 2.2 Space Mining: ISA als Vorbild? ............................................................................... 7

3. Aktivitäten und Akteure ....................................................................................... 8 3.1 Aktivitäten................................................................................................................. 8

3.1.1 Satelliten ............................................................................................................ 8 3.1.2 Die Internationale Raumstation ISS................................................................... 8

3.1.3 Weltraumrobotik/unbemannte Missionen .......................................................... 9 3.2 Akteure ...................................................................................................................... 9

3.2.1 Vereinigte Staaten .............................................................................................. 9 3.2.2 Europa .............................................................................................................. 11

3.2.3 China ................................................................................................................ 13 3.2.4 Russland ........................................................................................................... 14

3.2.5 Indien ............................................................................................................... 15 3.2.6 Japan ................................................................................................................ 15

4. Militärische Raumfahrtpolitik ............................................................................ 17 4.1 Weltraumwaffen ..................................................................................................... 17

4.1.1 Antisatellitenwaffen ......................................................................................... 17 4.1.2 Laserwaffen...................................................................................................... 17

4.1.3 Satelliten-Hacking............................................................................................ 18 4.2 Weltraumverteidigung ............................................................................................ 18

5. Herausforderungen für die Weltraumpolitik ...................................................... 20 5.1 Weltraummüll ......................................................................................................... 20 5.2 Weltraumwetter....................................................................................................... 20 5.3 Raumfahrt und Siedlungen ..................................................................................... 20

5.4 Leben im Weltraum ................................................................................................ 23 5.4.1 LUCA und Deep Carbon ................................................................................. 23

5.4.2 Biomex und Kontaminationsrisiken ................................................................ 24 5.4.3 (sub)zelluläres Leben ....................................................................................... 25 5.4.4 Mikrogravitation .............................................................................................. 27

5.4.5 Zusammenfassung............................................................................................ 29

6. Abschließende Bemerkungen ............................................................................ 29

7. Literatur .............................................................................................................. 30 7.1 Literaturquellen ....................................................................................................... 30 7.2 Literaturempfehlungen ............................................................................................ 32


1. Grundlagen

1.1 Einführung

In der Weltraumpolitik (Raumfahrtpolitik) geht es um die Pläne und Aktivitäten politischer

Akteure im Weltraum, ihre Motive und Strategien.

Politische Akteure sind Nationalstaaten, aber auch internationale Organisationen wie die

Vereinten Nationen (UN) und die Europäische Weltraumorganisation (ESA). Darüber

hinaus gibt es kommerzielle Anbieter wie Blue Origin und SpaceX mit Raketen sowie

RocketLab mit einem privaten Startplatz1. Darüber hinaus sind mehrere nationale und

internationale wissenschaftliche Organisationen an der Forschung beteiligt. So können

Akteure politische, wirtschaftliche und wissenschaftliche Motive (oder einen Motivmix)

haben, um im Weltraum zu agieren. Der Weltraum kann je nach Nutzung in verschiedene

Zonen unterschieden werden:

Tabelle 1: Sektoren des Weltalls Sektor Details Vorrangige Nutzung

Erdumlaufbahn

(Erdorbit)

Niedriger Orbit = Low Earth orbit

(LEO): unter 2.000 km

Mittlerer Orbit = Medium Earth orbit

(MEO): zwischen 2.000 und 35.786 km

Geosynchroner Orbit = Geosynchronous

orbit (GEO): Geozentrischer zirkulärer

orbit mit 35.786 km

Hoher Orbit = High Earth orbit (HEO):

über 35.786 km

Satelliten, Internationale Raumstation =

International Space Station (ISS)

Umweltproblem: Weltraummüll

Cislunarer

Raum

Der Raum bis zum Mond Die Region des Weltraums, die derzeit

von der menschlichen Menschheit

physisch kontrolliert werden könnte

(derzeit die tatsächliche Grenze

militärischer Strategien)

Mond und Mars Benachbarte Himmelskörper Unbemannte Roboterforschungs-

missionen („Mars Rover“), Ziele für

zukünftige Siedlungen

Umweltproblem: Mond- und Marswasser

Sonnensystem Bestehend aus acht Planeten und

Hunderten größerer Planetoiden, auch

regelmäßig zurückkehrende Kometen

und Asteroiden

Kann mit Forschungssatelliten erreicht

werden, Reisen ist aber noch nicht

möglich. Erdnahe Asteroiden sind ein

großes Sicherheitsproblem.

Weltall Alles außerhalb des Sonnensystems Beobachtung mit Astronomie /

Teleskopen

Aus dieser Tabelle geht hervor, dass die „aktive“ Weltraumpolitik derzeit nur bis zum

Mond und in naher Zukunft bis zum Mars reicht, während alles andere aus praktischer und

politischer Sicht noch unerreichbar ist.

1.2 Geostrategie des Weltraums

Das geopolitische und geostrategische Denken erlebt in Zeiten knapper werdender

Ressourcen und wachsender Unsicherheit in der Politik ein Comeback und wirft die Frage

1 Pekkanen 2019, S.93


auf, was unter Geopolitik und Geostrategie im 21. Jahrhundert zu verstehen ist und wie

sich dies in der Praxis widerspiegelt.

Macht manifestiert sich heute in der Kontrolle über Menschen, Gebiete, Ressourcen und

Informationen, die dazu gehörenden Maßnahmen werden auch als Geopolitik oder

Geostrategie bezeichnet. Macht ist in diesem Zusammenhang die Fähigkeit, etwas gegen

den Willen anderer durchzusetzen.

Es gibt verschiedene Definitionen der Geopolitik, aber der Kern der Definitionen ist die

räumliche Machtpolitik, die Geostrategie ist das zugrunde liegende Konzept.

In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt hauptsächlich auf der Kontrolle der

Landmassen. Heute dominiert ein integrierter geostrategischer Ansatz mit den Faktoren

Raum (Land und Meer) und Zeit (Ressourcen und Demografie). Ein wesentlicher

Unterschied zur früheren Geopolitik und Geostrategie besteht darin, dass die Akteure im

Gegensatz zum früheren (Neo-) Kolonialismus jetzt idealerweise nach ressourcenreichen,

aber unbewohnten Gebieten suchen, in denen sich die Akteure um niemanden kümmern

müssen (Offshore-, Polarregionen).

Und dies ist auch der Schlüsselaspekt der Weltraumstrategien: Das Hauptziel besteht darin,

den unbewohnten Mond und Mars zu besiedeln, und, wenn technisch möglich, Ressourcen

von dort und auch von anderen Himmelskörpern aus zu nutzen. Dies ermöglicht eine

territoriale Expansion, einen Vorteil bei militärischen Konflikten und die Verringerung der

Ressourcenknappheit auf der Erde. Ein besonderes Problem sind Seltene Erden (Rare

Earth Elements, REE)2 wie seltene Metalle für digitale Geräte, da diese Metalle derzeit

nicht ausreichend aus alten Geräten recycelt werden können. Auch neue auf dem Mond

vorhandene Energiequellen wie Thorium3 und Helium-3 werden diskutiert.

Somit kann die Geostrategie des Weltraums als Erweiterung der terrestrischen Geostrategie

wie folgt behandelt werden:

Für praktische Zwecke sind zwei Regionen des Weltraums am relevantesten, der

Orbitalraum mit Satelliten, Raumstationen um die Erde und dann der Mond und der Mars.

Derzeit ist eine physische Kontrolle des Mars technisch jedoch nicht möglich, so dass der

zweite strategische Bereich der cislunare Raum ist, d.h. der Bereich bis zum Mond.

Außerhalb des Mars kann die aktive Forschung unbemannter Regionen das Sonnensystem

abdecken (die erste Voyager-Mission hat 2019 die Grenzen des Sonnensystems erreicht),

während alles außerhalb des Sonnensystems nur (passiv) von der Astronomie beobachtet

werden kann.

2 vgl. McLeod/Krekeler 2017 3 vgl. Cannara 2011


Abb.1: Die integrierte Geostrategie mit Einbeziehung des Weltraums

Quelle: eigene Darstellung

2. Rechtliche Rahmenbedingungen

2.1 Das Weltraumrecht der Vereinten Nationen

Das Weltraumrecht kann als das Gesetzeswerk beschrieben werden, das für

weltraumbezogene Aktivitäten gilt und diese regelt4.

Das Büro der Vereinten Nationen für Weltraumangelegenheiten (UNOOSA) ist für die

Förderung der internationalen Zusammenarbeit bei der friedlichen Nutzung des Weltraums

zuständig. UNOOSA fungiert als Sekretariat des Ausschusses der Vereinten Nationen für

die friedliche Nutzung des Weltraums (COPUOS).

Die fünf Weltraumverträge der Vereinten Nationen sind5:

Der Outer Space Treaty (Treaty on Principles Governing the Activities of States

in the Exploration and Use of Outer Space, including the Moon and Other Celestial

Bodies = Vertrag über Grundsätze für die Aktivitäten von Staaten bei der

Erforschung und Nutzung des Weltraums, einschließlich des Mondes und anderer

Himmelskörper) trat 1967 in Kraft

The Rescue Agreement (Agreement on the Rescue of Astronauts, the Return of

Astronauts6 and the Return of Objects Launched into Outer Space = Abkommen

4 vgl. UNOOSA Website 2020 5 vgl. UNOOSA Website 2020 6 Russland verwendet den Begriff Kosmonaut, China den Begriff Taikonaut

Geostrategie

Raum Zeit

Land Meer

Demo-

graphie

Ressourcen

Nahrung

Energie

Rohstoffe

Erde Weltraum

Erdorbit

Cislunarer

Raum

Mars


über die Rettung von Astronauten, die Rückgabe von Astronauten und die

Rückgabe von in den Weltraum gestarteten Gegenständen) trat 1968 in Kraft

Die Liability Convention (Convention on International Liability for Damage

Caused by Space Objects = Übereinkommen über die internationale Haftung für

Schäden, die durch Weltraumobjekte verursacht werden) trat 1972 in Kraft

Die Registration Convention = Übereinkommen über die Registrierung von

Gegenständen, die in den Weltraum eingeführt wurden) trat 1976 in Kraft

The Moon Agreement (Agreement Governing the Activities of States on the Moon

and Other Celestial Bodies = Abkommen über die Aktivitäten von Staaten auf dem

Mond und anderen Himmelskörpern) trat 1984 in Kraft, wurde jedoch nur wenig

ratifiziert.

Wichtige Vorschriften sind:7

Der Outer Space Treaty verbietet es Staaten, Gegenstände mit Atomwaffen oder

anderen Arten von Massenvernichtungswaffen in die Umlaufbahn um die Erde zu

bringen, solche Waffen auf Himmelskörpern zu installieren oder solche Waffen auf

andere Weise im Weltraum zu stationieren. Der Mond und andere Himmelskörper

dürfen ausschließlich zu friedlichen Zwecken verwendet werden und der Vertrag

verbietet die Errichtung von Militärbasen, -anlagen und -befestigungen, die

Erprobung jeglicher Art von Waffen und die Durchführung militärischer Manöver

an solchen Himmelskörpern.

Der Weltraum, einschließlich des Mondes und anderer Himmelskörper, unterliegt

keiner nationalen Aneignung durch Anspruch auf Souveränität, durch Nutzung

oder Besetzung oder auf andere Weise. Der Vertrag sieht die Erforschung und

Nutzung des Weltraums als "Provinz der gesamten Menschheit" vor.

Das Mondabkommen erweitert diese Bestimmungen, indem festgelegt wird, dass

weder die Oberfläche noch der Untergrund des Mondes (oder anderer

Himmelskörper im Sonnensystem) noch Teile davon oder vorhandene natürliche

Ressourcen Eigentum eines Staates, einer zwischenstaatlichen oder nationalen

Organisation oder Nichtregierungsorganisation oder einer natürlichen Person

werden kann.

Ferner haben die Vereinten Nationen fünf Grundsätze (principles)8 verabschiedet für

die Aktivitäten von Staaten bei der Erforschung und Nutzung des Weltraums

die Verwendung von Fernsehsatelliten

die Fernerkundung der Erde aus dem Weltraum

die Nutzung von Kernkraft im Weltraum

die Erforschung und Nutzung des Weltraums zum Nutzen und im Interesse aller

Staaten

Die Grundsätze besagen, dass Aktivitäten im Einklang mit den UN-Verträgen stehen

sollten, vorteilhaft, friedlich und nichtdiskriminierend, d.h. Entwicklungsländer sollen

nicht von Chancen im Weltraum ausgeschlossen werden.

7 vgl. UNOOSA Website 2020 8 vgl. United Nations 2017, pp.43-68


Die Vereinten Nationen stellten 2019 eine zunehmende Erosion der

Weltraumrechtsabkommen fest (siehe Anmerkungen 30 ff.)9 , da einige Staaten versuchen,

ihre nationalen Visionen und Normen als internationale Standards zu fördern, was die

strikte Einhaltung des Verbots der nationalen Aneignung des Weltraums untergräbt. Ein

besonderes Problem ist die geplante Ausbeutung der natürlichen Ressourcen von

Himmelskörpern (Mond, Mars, Asteroiden). Dies steht im Einklang mit einem allgemeinen

globalen Trend zum Niedergang von und Austritt aus Verträgen10.

2.2 Space Mining: ISA als Vorbild?

Für den Bergbau und die Ressourcennutzung im Weltraum ist mehr rechtliche Klarheit

erforderlich. Manchmal schlagen Autoren den Antarktisvertrag als Vorbild für

Weltraumaktivitäten vor, aber dies ist nicht realistisch, da dieser die Ausbeutung von

Rohstoffen verbietet. Weltraumaktivitäten und Siedlungen auf Mond und Mars würden auf

lange Sicht die finanziellen Ressourcen eines jeden Akteurs überfordern, d.h. die

Investition muss sich rentieren, um dauerhafte Aktivitäten und Siedlungen durch Bergbau

und/oder andere Ressourcennutzung zu ermöglichen.

Ein erfolgreiches Beispiel auf der Erde ist die Internationale Meeresbodenbehörde

(International Seabed Authority ISA), die auf Grundlage des Seerechtsübereinkommens

der Vereinten Nationen (Conventions on the Law of the Sea UNCLOS) eingerichtet wurde,

um alle mineralbezogenen Aktivitäten im internationalen Meeresbodengebiet außerhalb

der Grenzen der nationalen Gerichtsbarkeit zu organisieren und zu kontrollieren;

insbesondere die Ausbeutung von polymetallischen Kugeln.

Hier können Staaten die Nutzung von Meeresbodengebieten für einen definierten Zeitraum

beantragen. In der Regel müssen zwei Bereiche von einem Staat gepachtet werden, und

einer davon ist für die Zukunft reserviert, um eine rasche Überbeanspruchung zu

vermeiden. Staaten können auch Gruppen bilden, die sich gemeinsam für Gebiete

bewerben, sodass kleinere Staaten ihre Aktivitäten kombinieren können. Die Beobachtung

der Umweltauswirkungen erfolgt ebenfalls durch die ISA.

Für den Weltraum würde dieses Modell die ultimative Kontrolle bei den Vereinten

Nationen belassen, aber technisch fähigen Staaten ermöglichen, mit der Ausbeutung zu

beginnen (und kommerzielle Anbieter könnten im Auftrag des Staates ebenfalls aktiv

werden). Die "Umwelt" im Weltraum würde sich insbesondere die Vermeidung von

Weltraummüll und im Fall von Mond und Mars die Regulierung der Mond- und

Marswasserreserven beziehen, da diese begrenzte, aber kritische Ressourcen für

zukünftige Siedlungen sind.

9 vgl. United Nations 2019, notes 30 ff. 10 vgl. Pekkanen 2019, S.95


3. Aktivitäten und Akteure

3.1 Aktivitäten

3.1.1 Satelliten

Ein Satellit ist ein Objekt, das absichtlich in die Umlaufbahn gebracht wurde. Für 2019

wird geschätzt, dass sich mehrere tausend Satelliten in der Umlaufbahn befinden, von

denen weniger als die Hälfte ungefähr noch in Betrieb sind.

Rund 2.000 aktive Satelliten befinden sich im Orbit und werden von mehr als 100

Regierungen sowie kommerziellen Anbietern aus mehr als 50 Ländern kontrolliert11.

In diesem Jahrzehnt sollen jedoch Zehntausende kleiner Satelliten für die Kommunikation

und Erdbeobachtung starten12.

Satelliten können viele Funktionen erfüllen13, insbesondere

Erdbeobachtung: Landüberwachung, Überwachung der Meeresumwelt, Überwachung der Atmosphäre, Klimawandel, Notfallmanagement und Sicherheit

Weltraumbeobachtung einschließlich Erkennung erdnaher Objekte wie Asteroiden

Globale Satellitennavigationssysteme für genaue und zuverlässige Positions- und Zeitinformationen für autonome und vernetzte Autos, Eisenbahnen, Luftfahrt und

andere Sektoren, insbesondere das Global Positioning System (GPS) aus den USA,

Galileo aus Europa und Glonass aus Russland. Die hochpräzise Navigation ist

militärischen Zwecken vorbehalten

Kommunikationssatelliten für Fernsehen, Datenübertragung und Telekommunikation, insbesondere in Regionen, in denen es schwierig ist, eine

Infrastruktur aufzubauen, da Erd- und Tiefseekabel ansonsten oft viel höhere

Datenflussraten aufweisen

Spionage und Aufklärung: Die Informationen aus Satellitenbildern werden auch als Imaging Intelligence (IMINT) bezeichnet. Die größte satellitengestützte

Geheimdienstorganisation ist das United States National Reconnaissance Office

(NRO). Satelliten ersetzten schrittweise Spionageflugzeuge, die ursprünglich nach

dem Zweiten Weltkrieg eingesetzt wurden. Die EU verfügt über ein

Satellitenzentrum EU SatCen, das das Intelligence Center IntCen unterstützt.

Militärsatelliten zur Erkennung von Raketenangriffen oder als „Killersatelliten“

3.1.2 Die Internationale Raumstation ISS

Die Internationale Raumstation (ISS) ist ein bewohnbarer künstlicher Satellit in einer

erdnahen Umlaufbahn mit einer durchschnittlichen Höhe von 400 km. Die ISS ist ein

Gemeinschaftsprojekt der NASA (USA), Roscosmos (Russland), JAXA (Japan), ESA

(Europa) und CSA (Kanada) und wird insbesondere für die Schwerelosigkeits- und

11 vgl. CRS 2019 12 vgl. Pekkanen 2019, S.93 13 vgl. EU 2019


Weltraumumweltforschung in Biologie und Humanbiologie eingesetzt sowie für die

Physik, Astronomie, Meteorologie und zum Testen von Raumfahrzeugsystemen.

3.1.3 Weltraumrobotik/unbemannte Missionen

Mit Ausnahme der ISS und der geplanten Mondlandung im Artemis-Programm der NASA

wird die Weltraumroutine von unbemannten Missionen durchgeführt, um Kosten zu

sparen und Risiken für den Menschen zu verringern. Jeder Start eines Weltraumobjekts

ohne Menschen ist eine unbemannte Mission wie z.B. Erkundungs- und

Kommunikationssatelliten.

Die Weltraumrobotik ist nicht genau definiert. Im Alltag kann jede unbemannte

Raumsonde als Robotersonde bezeichnet werden. In der Forschung meint dies jedoch in

der Regel ferngesteuerte Geräte, die für komplexe Operationen im Weltraum verwendet

werden.

Prominente Beispiele für die Weltraumrobotik sind:

Mondlandesonden: z.B. zur Identifizierung von Mondwasser (Chandrayaan-1)

Mars Rover14: z.B. zur Entdeckung von Leben auf dem Mars (Curiosity)

Asteroiden-Sonden: z.B. zur Beeinflussung ihrer Bahn zur Vermeidung von Kollisionen mit der Erde und Analyse (Hayabusa-Sonde)

Unbemannte Roboterflugzeuge: Die X-37 von Boeing führte in den letzten zehn Jahren fünf lange Weltraumflüge durch (fast zwei Jahre während des letzten Flugs

im Jahr 2019) und gilt als zuverlässige, wiederverwendbare, nicht bemannte

Testplattform für die US Air Force

Weltraumteleskope wie Hubble, die das Verständnis der Struktur und Dynamik des Universums erheblich verbessert haben

Weltraummüllsammler: e.Deorbit-Satellit der ESA, geplant für Mitte der 2020er Jahre

3.2 Akteure

3.2.1 Vereinigte Staaten

In der Nationalen Raumfahrtpolitik von 2010 wurden folgende Ziele definiert15:

Belebung wettbewerbsfähiger heimischer Industrien

Ausbau der internationalen Zusammenarbeit bei für beide Seiten vorteilhaften Weltraumaktivitäten

Stärkung der Sicherheit im Weltraum

Erhöhung der Verlässlichkeit und Widerstandsfähigkeit der für Weltraummissionen wesentlichen Funktionen

Durchführung menschlicher und maschinengestützter Initiativen zur Entwicklung innovativer Technologien

Verbesserung der weltraumgestützten Erdbeobachtungs- und Sonnenbeobachtungsfähigkeiten

14 vgl. Pekkanen 2019, S.94 15 vgl. USA 2010, S.4


Diese Ziele gelten noch Anfang 2020. Bereits 2010 wurde vorgeschlagen, dass die

Vereinigten Staaten Nuklearantriebe für den Weltraum entwickeln und nutzen sollen, wenn

solche Systeme die Erforschung des Weltraums oder die operativen Fähigkeiten auf sichere

Weise ermöglichen oder erheblich verbessern16.

Die Trump-Administration hat 4 Richtlinien zur Weltraumpolitik (Space Policy

Directives SPD-1 bis 4) veröffentlicht:

Space Policy Directive-1 aus dem Jahr 2017 soll ein innovatives und nachhaltiges

Explorationsprogramm mit kommerziellen und internationalen Partnern leiten, um die

Expansion des Menschen im gesamten Sonnensystem zu ermöglichen und neues Wissen

und neue Möglichkeiten zu schaffen.

Space Policy Directive-2 aus dem Jahr 2018 "Streamlining Regulations on Commercial

Use of Space" zur Straffung der Vorschriften für die kommerzielle Nutzung von Raum

befasst sich mit der Frage der Lizenzen für die kommerzielle Raumfahrt.

Space Policy Directive-3 "National Space Traffic Management Policy” von 2018

konzentriert sich auf die Space Situational Awareness (SSA), das

Weltraumverkehrsmanagement (Space Traffic Management STM), und die Entwicklung

geeigneter wissenschaftlicher und technologischer Forschung zur Unterstützung der

Erweiterung und Interoperabilität von SSA- und STM-Systemen.

Die Space Policy Directive-4 aus dem Jahr 2019 sah vor, einen Legislativvorschlag zur

Errichtung einer US-Raumstreitmacht vorzulegen, der dann vom Kongress verabschiedet

wurde. Im Einzelnen umfasst dies

die Schaffung der US Space Force (USSF) als eigener Einheit in der Luftwaffe

Wiederherstellung des US Space Command (USSPACECOM), das bereits von 1985 bis 2002 bestand, und zweier untergeordneter Einheiten, des Combined

Force Space Component Command für weltraumgestützte Dienste, einschließlich

GPS-Navigation, weltraumgestützter Daten, Satellitenkommunikation und das

Combined Space Operations Center Missile Warning Center zum Schutz

militärischer Raumfahrtsysteme, einschließlich derer des National

Reconnaissance Office (NRO)

Fortführung der Space Development Agency (SDA), die im März 2019 eingerichtet wurde, um den Prozess der Beschaffung von Weltraumsystemen zur

Bewältigung neu auftretender Weltraumbedrohungen zu beschleunigen17.

Das Presidential Memorandum on Launch of Spacecraft containing Space Nuclear

Systems vom 20. August 2019 befasst sich mit der Verwendung von Radioisotopen-

Stromversorgungssystemen (RPS) und Kernspaltungsreaktoren für Energie und Antrieb18.

Es wird betont, dass die Nutzung der Kernenergie "entscheidend" ist, um die Dominanz

der USA im Weltraum aufrechtzuerhalten.

16 vgl. USA 2010, S.8 17 vgl. McCall 2019 18 vgl. USA 2019


Die US-Behörden sind gehalten, Systeme mit geringer Urananreicherung mit einer sehr

geringen Wahrscheinlichkeit von Unfällen und Strahlenexposition des Menschen zu

untersuchen.

Die National Aeronautics and Space Administration (NASA) ist die Agentur der

Vereinigten Staaten für das zivile Weltraumprogramm. Im Dezember 2019 berichtete

CNN, dass die NASA Wasser auf dem Mars nur einen Zoll unter der Oberfläche entdeckt

habe.

Die noch aktiven NASA-Schlüsselprogramme sind:

ISS-Kooperation seit 1993: Die Internationale Raumstation (ISS) kombinierte die Space

Station Freedom der NASA mit der russischen Mir-2-Station, der europäischen Columbus-

Station und dem japanischen Kibō-Labormodul

Kommerzielle Programme seit 2006: Die NASA vergab Aufträge für kommerzielle

Versorgungsdienste an SpaceX (mit der Falcon 9-Rakete) und an die Orbital Sciences

Corporation

Artemis-Programm seit 2017: Ziel dieses Programms, das die Zusammenarbeit mit

Handelsunternehmen und der ESA umfasst, ist es, bis 2024 "die erste Frau und den

nächsten Mann" auf der Mond-Südpolregion zu landen. Artemis wäre der erste Schritt in

Richtung einer nachhaltigen Präsenz auf dem Mond und ein wichtiger Schritt zu einer

Marsmission.

Unbemannte Missionen: Über 1.000 Missionen wurden von der NASA durchgeführt,

hauptsächlich Explorations- und Kommunikationssatelliten.

Mission des Mars Science Laboratory seit 2011: Der Mars-Rover Curiosity ist seit 2012

auf dem Mars auf der Suche nach vergangenem oder gegenwärtigem Leben aktiv.

Das James Webb Space Telescope (JWST) als Nachfolger des Hubble-Teleskops soll

2021 starten

Lunar Gateway: Geplante neue Raumstation in der Umlaufbahn um den Mond anstelle

der Erde für vorübergehende menschliche Besiedlung.

Aus Sicherheitsgründen ist es allen Forschern der NASA seit 2011 untersagt, mit

chinesischen Bürgern zusammenzuarbeiten, die mit einem chinesischen staatlichen

Unternehmen oder einer chinesischen staatlichen Einrichtung verbunden sind

(Ausschlusspolitik für China).

3.2.2 Europa

Die Europäische Kommission hat 2016 eine Weltraumstrategie für Europa veröffentlicht,

die Space Strategy for Europe19. Die Europäische Weltraumorganisation European Space

Agency ESA wurde getrennt von der EU gegründet, ist aber eng mit ihr verbunden. Dieses

Detail ist wichtig, da das Vereinigte Königreich die EU bis zum Brexit im Jahr 2020

verlassen wird, aber in der ESA bleiben wird.

"Europa" in der Raumfahrtpolitik besteht also aus:

• den Mitgliedstaaten,

• der Europäischen Weltraumorganisation (ESA),

19 vgl. European Commission 2016


• der Europäischen Organisation zur Nutzung meteorologischer Satelliten

(EUMETSAT)

• und der EU.

Von den Mitgliedstaaten spielt Frankreich eine besondere Rolle, da hier der Hauptsitz der

ESA liegt, die Startbasis in Kourou in Französisch-Guayana liegt und 2019 (von

Vorläuferorganisationen) ein neues Weltraumkommando gegründet wurde, in dem bereits

Verteidigungsmaßnahmen bestehen (einschließlich leistungsstarker Radargeräte zur

Beobachtung des Weltraums).

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist mit 22 Mitgliedstaaten die wichtigste

europäische Weltraumorganisation. Die ESA nimmt an der ISS teil und führt unbemannte

Erkundungsmissionen zu anderen Planeten und zum Mond durch. Sie ist in den Bereichen

Erdbeobachtung, Wissenschaft und Telekommunikation tätig. Der wichtigste Raumhafen

ist das Raumfahrtzentrum French Guiana Space Centre in Französisch-Guayana in

Kourou. Die Hauptrakete Ariane 5 wird über Arianespace mit der ESA betrieben.

Die ESA kooperiert auch mit anderen Weltraumagenturen wie der NASA (siehe ESA-

Website)20.

Zu den Zielen der Europäischen Weltraumstrategie gehört es, den autonomen Zugang

Europas zum Weltraum aufrechtzuerhalten, mit der Weltraumindustrie

zusammenzuarbeiten und die Sicherheit für die kritische Weltrauminfrastruktur zu

verbessern.

Im Zentrum stehenn drei Satellitenprogramme21:

Copernicus, das Erdbeobachtungsprogramm der EU: Freie, vollständige und frei zugängliche Satellitendaten, die zur Erbringung von Diensten in sechs Bereichen

verwendet werden: Landüberwachung, Überwachung der Meeresumwelt,

Überwachung der Atmosphäre, Klimawandel, Notfallmanagement und Sicherheit.

Galileo, das globale Satellitennavigationssystem der EU: Bereitstellung von Positions- und Zeitinformationen für autonome und vernetzte Autos,

Eisenbahnen, Luftfahrt und andere Sektoren.

EGNOS, das regionale Satellitennavigationssystem der EU: Überwacht und korrigiert Satellitennavigationssignale für Luftfahrt-, See- und Landnutzer in den

meisten Teilen Europas

Die Europäische Agentur für das globale Navigationssatellitensystem (GNSS) (GSA) ist eine EU-Agentur, die für die Nutzung von EGNOS und Galileo

zuständig ist.

20 ESA Einheiten: Headquarters (HQ) European Space Operations Centre (ESOC) European Space Research

and Technology Centre (ESTEC) European Space Astronomy Centre (ESAC) European Centre for Space

Applications and Telecommunications (ECSAT) European Astronaut Centre (EAC) ESA Centre for Earth

Observation (ESRIN) Guiana Space Centre (CSG) European Space Tracking Network (ESTRACK)

European Data Relay System. 21 European Commission 2016, EU 2019


In den nächsten 10 bis 15 Jahren plant die EU mehr als 30 Satelliten für ihre Galileo- und

Copernicus-Programme zu starten, insbesondere mit der Klasse der künftig in Europa

gebauten Trägerraketen wie Ariane 6 und Vega C, was die EU zum größten institutionellen

Kunden in Europa macht22.

Die Sicherheitsbedenken sollen von der Europäischen Verteidigungsagentur (European

Defense Agency EDA) behandelt werden, die die Situation bewerten wird.

Zu nachrichtendienstlichen Zwecken betreibt die EU bereits seit vielen Jahren das EU-

Satellitenzentrum EU SatCen, das Imaging Intelligence für Sicherheitsbewertungen des

Joint Situation Center SitCen sammelt. Mittlerweile ist das SitCen Teil des Europäischen

Auswärtigen Dienstes EAD und heißt jetzt Intelligence Center (INTCEN), das laut EAD-

Organigramm vom 01. Februar 2019 in 4 Einheiten Intcen 1-4 für Analyse, Open Source

Intelligence (OSINT), Situation Room und konsularisches Krisenmanagement gegliedert

ist.

Für die Weltraumverteidigung hat die EU die Unterstützung der EU-

Weltraumüberwachung und -verfolgung (space surveillance and tracking SST) etabliert,

der nun mit einem Kapazitäten-Pool der Mitgliedstaaten operative Dienste bereitstellt, und

es ist geplant, seinen Anwendungsbereich auf andere Bedrohungen und Schwachstellen

auszudehnen, z B. Cyber-Bedrohungen oder die Auswirkungen des Weltraumwetters auf

Satelliten und Bodeninfrastrukturen wie Verkehr, Energienetze und

Telekommunikationsnetze.

3.2.3 China

China verfolgt eine langfristige Strategie zum Ausbau seines Weltraumprogramms23:

Nach dem Aufbau einer kostengünstigen Startkapazität in einem ersten Schritt soll eine

Raumstation gebaut werden, um eine Erweiterung des cislunaren Raums zu ermöglichen.

Eine Mondbasis, die Erforschung des Weltraums und der Asteroidenbergbau sind spätere

Ziele.

Das Weltraumprogramm der Volksrepublik China wird von der China National Space

Administration (CNSA) geleitet, einer Agentur der Kommission für Wissenschaft,

Technologie und Industrie für nationale Verteidigung. Die Langer Marsch-Rakete wird

von der China Academy of Launch Vehicle Technology hergestellt, und Satelliten werden

von der China Aerospace Science and Technology Corporation hergestellt.

Im Jahr 2003 wurde mit dem Flug des Raumschiffs Shenzhou 5 das erste chinesische

Raumfahrtprogramm mit Besatzung durchgeführt. 2007 wurde eine bodengestützte

Antisatellitenrakete (ASAT) erfolgreich getestet.

Wichtige aktuelle Programme sind:

Projekt 921 seit 1992: Beginnend mit dem Shenzhou-Programm, das den ersten Chinesen

ins All brachte, gefolgt vom schrittweisen Start von Tiangong-Modulen als

22 vgl. European Commission 2016 23 vgl. Goswami 2019


Weltraumlabors mit dem Ziel, in den 2020er Jahren eine permanente Raumstation zu

bauen.

Mondlandung: 2013 landete China die Raumsonde Chang'e-3 auf dem Mond, gefolgt von

der Landung des Chang'e-4 Moon Rover auf der Rückseite des Mondes im Jahr 2019 mit

Wasserexpeditionen und einigen planetarwissenschaftlichen Experimenten im Einklang

mit dem Ziel der chinesischen Regierung, einen menschlichen Mondaußenposten

aufrechtzuerhalten, möglicherweise mit internationalen Partnern24.

Das Projekt umfasste ein Wachstumsexperiment auf dem Mond mit einer kleinen

Biosphäre in einer Box (Luft, Wasser und Boden): Eine Baumwollpflanze konnte unter

diesen Bedingungen wachsen, während verschiedene andere Pflanzen nicht wuchsen25.

Zukünftige Projekte umfassen:

Roboter-Mars-Mission

Zheng He: für eine Asteroiden-Probenrückführungsmission

Xuntian: Weltraumteleskop, später möglicherweise mit einer denkbaren Raumstation koordiniert

eXTP: Röntgenastronomie in Zusammenarbeit mit europäischen Ländern.

3.2.4 Russland

Russlands zivile Weltraumagentur ist die Roscosmos State Corporation (RKA).

Wichtige Elemente des russischen Raumfahrtprogramms sind:

das GLONASS Navigationssatellitensystem

die Aktivitäten auf der der Internationalen Raumstation ISS, auf der Roscosmos für den Start von Besatzungen durch Sojus-Raumschiffe und Versorgungsgütern

mit Progress-Raumtransportern verantwortlich ist

die Bereitstellung von Erdbeobachtungs- und Fernerkundungssatelliten

Die Sojus-Rakete und die große Proton-Rakete werden für den Transport verwendet. Ein neues Raketensystem, Angara, befindet sich in der Entwicklung.

ExoMars (Exobiology on Mars) ist ein gemeinsames Astrobiologieprogramm der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und von Roscosmos.

Das nächste Ziel ist die erfolgreiche Landung unbemannter Raumsonden auf Mond, Mars und Venus.

Das Militär ist in den Military Space Forces (VKO) mit dem Kosmodrom (Startanlage)

Plesetsk organisiert, während RKA und VKO das Kosmodrom Baikonur gemeinsam

nutzen.

Das russische Raumfahrtprogramm litt insbesondere nach dem Zusammenbruch der

Sowjetunion unter finanziellen Engpässen und Effizienzproblemen. Die russische

Regierung ist sich jedoch der Probleme bewusst, sodass in den 2020er Jahren Reformen

und neue Anstrengungen zu erwarten sind.

24 vgl. Pekkanen 2019, S.94 25 vgl. Devlin 2019


3.2.5 Indien

Die Indian Space Research Organization (ISRO) ist die indische Weltraumagentur.

Wichtige Aktivitäten sind:

Raketen: Nachdem ursprünglich mehrere indische Satelliten von fremden Ländern wie der Sowjetunion transportiert wurden, verwendet Indien jetzt eigene

zuverlässige Startsysteme, das Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) zum Starten

von Satelliten in polare Umlaufbahnen und das Geosynchronous Satellite Launch

Vehicle (GSLV) für geostationäre Umlaufbahnen. Die neue GLSV-Mark III kann

größere Objekte transportieren.

Das Satellitenprogramm umfasst Kommunikations-, Erdbeobachtungs-, Fernerkundungs-, Radarbildgebungs- und Satellitennavigationssysteme (GAGAN

und IRNSS/NAVIC).

Chandrayaan-1 war eine Roboter-Monderkundungsmission mit einem Mondorbiter und einem System namens Moon Impact Probe das 2008

Mondwasser in Form von Eis in den Polarregionen entdeckte.

Die zweite Mondmission Chandrayaan-2 zur Untersuchung der Mondgeologie und der Verteilung des Mondwassers im Jahr 2019 endete durch einen

Landungsfehler.

Die Mars Orbiter Mission (Mangalayaan 1) trat 2014 in die Marsumlaufbahn ein.

Indien plant in den 2020er Jahren einen ersten Flug mit Besatzung mit einem Raumschiff namens Gaganyaan und der Mars Orbiter Mission 2 (Mangalyaan 2).

3.2.6 Japan

Im Jahr 2015 betonte Japans Premierminister Shinzo Abe die Notwendigkeit einer

Änderung der Raumfahrtpolitik26 und deshalb wurde ein neuer 10-Jahres-Plan für die

Raumfahrtpolitik veröffentlicht. Sicherheitsfragen werden jetzt stärker berücksichtigt.

Japans will autonome Startkapazitäten beibehalten und wird seine Raketen deshalb durch

das neue H-3-Modell modernisieren.

Die japanische Aerospace Exploration Agency (JAXA) hat außerdem das Quasi-Zenith-

Satellitennavigationssystem erweitert, um die Konnektivität mit dem GPS-System zu

verbessern. Außerdem wurde ein Erdbeobachtungssatellit mit Raketenwarnsensor

freigegeben. JAXA erforscht auch Hochgeschwindigkeitsflugzeuge für den Einsatz auf der

Erde.

Die JAXA wird nun auch mit dem Verteidigungsministerium zusammenarbeiten, wobei

der Schwerpunkt auf Aufklärungs- und Überwachungsaktivitäten liegt. Insbesondere

China wird als Konkurrent in der Raumfahrtpolitik angesehen, und es wurde erwähnt, dass

davon ausgegangen wird, dass China Antisatelliten-Laserstrahlwaffen entwickelt. Der

wichtigste Kooperationspartner in diesem Plan sind die Vereinigten Staaten.

Japan hat seinen rechtlichen Rahmen für das Weltraumrecht weiterentwickelt durch das

Fernerkundungsdatengesetz (Remote Sensing Data Act): Gesetz zur Gewährleistung eines angemessenen Umgangs mit Satellitenfernerkundungsdaten

zur Regelung der angemessenen Datennutzung und das

26 vgl. Rajagopalan 2015


Weltraumaktivitätsgesetz (Space Activities Act): Gesetz über den Start und die Kontrolle von Satelliten27, das die Genehmigung für Satellitenstarts und den

Umgang mit kommerziellen Akteuren regelt.

Eine Spezialität japanischer Weltraumaktivitäten sind Asteroidenlandemissionen.

Japans Hayabusa-Sonde kehrte 2010 nach einer siebenjährigen und 6 Milliarden Kilometer

langen Reise mit Proben eines Asteroiden auf die Erde zurück. Mit Hayabusa 2 sind neue

Asteroidenmissionen geplant. Japans Weltraumdialog mit Indien, das eine geologische

Vermessungssonde schickte, die jetzt den Mars umkreist, beinhaltet die Zusammenarbeit

bei der Erkundung der Mondpolarzone. 28

Japans Pläne für die 2020er Jahre umfassen Mondlander und einen Lander auf dem

Marsmond Phobos.

27 vgl. Hara 2017 28 vgl. Pekkanen 2019, S.94


4. Militärische Raumfahrtpolitik

4.1 Weltraumwaffen

Das Wettrüsten im Weltraum geht bereits weiter. Der US-Kongressforschungsdienst US

Congressional Research Service stellte fest, dass "China, Russland und andere Nationen

Fähigkeiten verfolgen, um US-Raumfahrtsysteme mit Störsendern, Lasern, kinetischer

Zerstörung und jetzt Cyberangriffen anzugreifen" (original: “China, Russia, and other

nations are pursuing capabilities to target U.S. space systems using jammers, lasers,

kinetic-kill, and now cyberattack capabilities” 29).

4.1.1 Antisatellitenwaffen

Etablierte Waffen sind Antisatellitenraketen, die jedoch viel Weltraummüll verursachen,

der alle anderen Weltraumobjekte in Gefahr bringt.

Zu Testzwecken wurden Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn durch ballistische Raketen

zerstört, die von Russland, den USA, China und kürzlich Indien von der Erde abgefeuert

wurden.

Das Weltraummüllproblem wäre ein gutes Argument für eine Konvention, die das Testen

von Weltraumwaffen im Weltraum verbietet. Dies kann sogar eine Chance auf Akzeptanz

haben, da die Umlaufbahnen bereits mit Abfallpartikeln überfüllt sind, die sich mit hoher

Geschwindigkeit um die Erde bewegen. Während des Kalten Krieges einigten sich die

USA und die Sowjetunion auf einen Teststopp für atmosphärische Atomexplosionen, da

die Kontamination der Atmosphäre mit radioaktiven Partikeln rapide zunahm.

4.1.2 Laserwaffen

Es ist heutzutage kein Problem, hochpräzise Langstrecken-Laserstrahlen zu erzeugen, aber

es ist derzeit noch nicht möglich, genügend kinetische Energie zu erzeugen, um größere

Objekte zu treffen. Anti-Drohnen- und Raketenabwehrtests mit Lasern befinden sich noch

in einem frühen Stadium. Laserwaffenforschung wird z.B. von den USA gemacht, aber

auch in Deutschland. Die Drohnenabwehrforschung in Deutschland befasst sich mit dem

Einsatz von Laserwaffen. Im Mai 2015 konnte eine kleine Quadrocopter-Drohne nach

Anwendung 20 Kilowatt über 3,4 Sekunden zerstört werden30. Für größere Objekte werden

jedoch Energieniveaus bis zu 200 Kilowatt benötigt, die Technologie befindet sich in der

Entwicklung. Im Jahr 2021 plant die US-Marine, die viel stärkere Laserwaffe HELIOS auf

Zerstörern aufzustellen, mit der Drohnen und Boote abgeschossen werden können 31. Ein

solcher Laser hätte das technische Potenzial, auch Satelliten zu beschädigen.

Japan geht davon aus, dass China Antisatelliten-Laserstrahlwaffen entwickelt32.

29 vgl. CRS 2019 30 vgl. Marsiske 2016 31 vgl. Mizokami 2019 32 vgl. Rajagopalan 2015


4.1.3 Satelliten-Hacking

Eine andere Waffe, die weitgehend unbekannt ist, ist Satelliten-Hacking. Es wird wenig

veröffentlicht, aber man kann sagen, dass die direkte Übernahme von Satelliten im

Weltraum umständlich ist und nur geringe Auswirkungen hat, während das Hacken von

Weltraumkontrollzentren auf der Erde zu einer erheblichen Zunahme der Satelliten-

Hacking-Aktivitäten geführt hat. Satellitenhacks von US-Satelliten wurden bereits seit

einem Jahrzehnt gemeldet und China wurde bereits seit längerer Zeit von der US-China

Economic and Security Review Commission verdächtigt33. Im Juni 2018 meldete Symantec

erfolgreiche Vorstöße gegen Satelliten- und Verteidigungsunternehmen durch eine neue

APT namens Thrip, der seit 2013 aktiv ist. Diese APT weist möglicherweise

Überschneidungen mit der APT40 (Temp.Periscope/Temp.Jumper/Bronze

Mohawk/Leviathan) auf.

Die APT40 ist seit 2013 aktiv und konzentriert sich vorzugsweise auf Firmen, die im

militärischen Schiffsbau tätig sind. Die Gruppe nutzt eine Vielzahl an Tools, wie

Spearphishing, Spoofing (der domain von Thyssen Krupp Marine Systems) und hat in den

Jahren 2017 und 2018 unerwartet TTPs der russischen Gruppen Dragonfly und APT28

übernommen. Die Gruppe benutzte das Foxmail–System, das zuvor im Jahr 2012 von einer

anderen chinesischen Gruppe namens Luckycat genutzt wurde34.

Das Deutsche Raumfahrtzentrum DLR wurde im April 2014 gehackt, vermutlich zur

Technologiespionage35.

Während in der Vergangenheit die Menschen dachten, dass zukünftige Kriege auf der Erde

im Weltraum entschieden werden würden, scheint es jetzt, dass zukünftige Kriege im

Weltraum weiter auf der Erde entschieden werden könnten: Das Hacken von

Weltraumkontrollzentren könnte zur Sabotage verwendet werden, d.h. durch Senden

falscher Manövrierbefehle an Satelliten, was zu Beschädigung, Kollisionen oder Verlust

führen kann. Wie aus der Praxis von Cyberkonflikten in kritischen Infrastrukturen

hervorgeht, verzichten große Cybermächte jedoch auf die Sabotage anderer Großmächte,

da sie wissen, dass ihre eigene Infrastruktur auch für Vergeltungsmaßnahmen anfällig

wäre.

Aufgrund der geringen empfangenen Signalstärke von Satellitenübertragungen sind

Satelliten auch anfällig für Störungen durch landgestützte Sender, z.B. um GPS-

Navigationssatelliten zu stören.

4.2 Weltraumverteidigung

Die Weltraumverteidigung kann verschiedene Ziele haben: Frühwarnung und Erkennung

von Raketenangriffen, aber auch von erdnahen Objekten wie Asteroiden. Bereits im 20.

Jahrhundert wurde z.B. in der US Strategic Defense Initiative SDI diskutiert, ob Satelliten

helfen könnten, angreifende Raketen zu zerstören, aber die hohe Geschwindigkeit der

Raketen einschließlich der Entwicklung von Hyperschallwaffen macht dies in der Praxis

schwierig. Russland kündigte 2020 die Einsatzbereitschaft des Hyperschall-

33 vgl. Menn 2018 34 vgl. Insikt Group 2018 35 vgl. Die Zeit online 2014


Nuklearsystems Awangard an, das mit einer Interkontinentalrakete in den Weltraum

transportiert wird und dann mit extremer Geschwindigkeit im Weltraum fliegen kann36.

Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat im November 2019 die HERA-Mission

zur Asteroidenabwehr genehmigt, die in Zusammenarbeit mit der NASA durchgeführt

wird. Im Jahr 2021 wird eine NASA-Sonde zum Asteroidenpaar Didymos/Didymoon

fliegen und es 2022 treffen. Danach wird eine ESA-Sonde den Aufprall untersuchen37.

36 vgl. Hemicker 2020 37 vgl. Spangenberger 2019


5. Herausforderungen für die Weltraumpolitik

5.1 Weltraummüll

Die Weltraumaktivitäten in den letzten 60 Jahren haben schätzungsweise 23.000

unkontrollierte Trümmerstücke geschaffen, die einen Satelliten deaktivieren oder zerstören

können38. Die Tests von Antisatellitenwaffen durch China im Jahr 2007 und kürzlich durch

Indien im Jahr 2019 verursachten zusätzliche Trümmer39.

Dies führte zur Entwicklung von Weltraummüllsammlern: e.Deorbit-Satellit der ESA,

geplant für Mitte der 2020er Jahre.

Die USA haben im Dezember 2019 strengere Standards für Weltraummüll veröffentlicht

und umfassen alle Arten von Weltraumaktivitäten.40

Neben den Weltraummüll als solchen verursachen alte Satelliten, die sich noch in der

Erdumlaufbahn befinden, sowie die schnell wachsende Anzahl von noch aktiven Satelliten

Probleme für Teleskope, die auch von der durch Großstädte verursachten

„Lichtverschmutzung“ auf der Erde betroffen sind. Darüber hinaus sollen in diesem

Jahrzehnt Zehntausende kleiner Satelliten gestartet werden41.

5.2 Weltraumwetter

Das durch solare Schwankungen verursachte Weltraumwetter ist eine potenzielle

Bedrohung für Raumfahrtsysteme, die bemannte Raumfahrt sowie boden- und

weltraumgestützte Infrastrukturen, von denen Gesellschaften zunehmend abhängen.42

Moderne elektronische Geräte können durch elektromagnetische Wellen zerstört werden,

wie sie während eines sogenannten elektromagnetischen Impulses EMP auftreten. Ein

EMP kann durch Atomwaffen verursacht werden, kann aber natürlich auch als Folge

starker Sonnenstürme auftreten43.

5.3 Raumfahrt und Siedlungen

Für Reisen und Transport verfügen alle führenden Raumfahrtnationen über starke und

zuverlässige Abschusssysteme und Antriebssysteme für Raumfahrzeuge.

Es ist wichtig, zwischen der Startphase zu unterscheiden, in der starke Antriebe benötigt

werden, um der Erdgravitation zu entkommen, und der Weltraumaktivität, in der z.B.

Satelliten im Orbit gehalten werden müssen.

Die Startphase wird typischerweise von Raketentriebwerken durchgeführt, die

gespeicherte Raketentreibstoffe als Reaktionsmasse zur Bildung eines

38 vgl. CRS 2019 39 vgl. CRS 2019 40 vgl. Hitchens 2019 41 vgl. Pekkanen 2019, S.93 42 vgl. United Nations 2019, note 145 43 vgl. Morschhäuser 2014, S.1-2


Hochgeschwindigkeitsantriebsstrahls aus Hochtemperaturgas verwenden. Die

Raketentriebwerke werden somit chemisch angetrieben. Alle anderen Arten von

Raketentriebwerken sind in einem frühen Stadium, hypothetisch oder nicht stark genug.

Eine intensiv diskutierte Alternative für die langfristige Raumfahrt sind Ionentriebwerke

und andere elektromagnetische Triebwerke.

Während es technisch gesehen kein Problem ist, in wenigen Tagen zum Mond zu reisen,

besteht das Hauptproblem der Weltraumpolitik darin, dass alle Raketentriebwerke viel zu

langsam sind, um andere Himmelskörper in einer akzeptablen Zeit zu erreichen. Eine Reise

zum Mars würde mehr als 500 Tage dauern, und es ist immer noch nicht klar, ob die

Menschen für eine solche Reise wirklich physisch und psychisch stabil genug sind (man

bedenke, dass die Rückreise weitere 500 Tage erfordern würde).

In Wirklichkeit wäre ein Besuch auf dem Mars derzeit nur eine (sehr riskante und

kostspielige) symbolische Handlung, ohne die Chance, in den nächsten Jahrzehnten

wiederholt oder zur Besiedlung ausgeweitet zu werden, d.h. tatsächlich ist der Mars für die

Menschheit fast unerreichbar mit der Ausnahme von Roboterforschungssonden.

Um dieses Problem zu lösen, sollen Nuklearantriebe für die Raumfahrt eingesetzt werden,

die viel mehr Leistung und Beschleunigung liefern könnten als aktuelle Raketen. Der

jeweilige UN-Vertrag verbietet nicht den Einsatz von Nuklearantrieben, erfordert jedoch

einen vorsichtigen Umgang aufgrund der enormen Schäden (einschließlich der

Kontamination großer Gebiete), die durch Start- oder Landungsfehler oder Explosionen

entstehen können.

Während die NASA in den 1970er Jahren die Pläne für das NERVA-Atomtriebwerk

aufgab, hat Präsident Trump nun (im Einklang mit der US-Raumfahrtpolitik von 2010) das

Presidential Memorandum on Launch of Spacecraft containing Space Nuclear Systems

vom 20. August 2019 veröffentlicht, in dem es heißt, dass die Nutzung der Kernenergie

von entscheidender Bedeutung ist, um die Dominanz der USA im Weltraum

aufrechtzuerhalten.

Die US-Behörden sind gehalten, Systeme mit geringer Urananreicherung mit einer sehr

geringen Wahrscheinlichkeit von Unfällen und Strahlenexposition des Menschen zu

evaluieren. Solche Systeme könnten Raketen im Weltraum weiter beschleunigen und die

Reisedauer zum Mars drastisch verkürzen, wodurch Mars-Missionen viel realistischer

würden.

Es ist zu beachten, dass in U-Booten Nuklearantriebe bereits in der Praxis eingesetzt

werden, d.h. es gibt viele praktische Erfahrungen mit Nuklearmotoren, die für die

Weltraumforschung verwendet werden könnten.

Während sich die USA auf Technologien auf Uranbasis konzentrieren, evaluiert China

derzeit ein alternatives Konzept der Kernenergie, die thorium-based molten salt reactors.

Diese Technologie hat den Hauptvorteil, dass der Kernprozess im Falle einer

Wärmeausdehnung selbstbegrenzend ist, d.h. es gibt kein Risiko schwerer nuklearer

Unfälle vom Typ Tschernobyl oder Fukushima. Thorium ist weitaus häufiger und billiger

als Uran. Das Thoriumfluorid (ThF4)-Salz ist sehr stabil. Ferner erzeugen

Thoriumreaktoren weniger Atommüll mit wesentlich kürzeren Halbwertszeiten der


Radioaktivität, weshalb sie von ihren Unterstützern als saubere und sichere Kernenergie

propagiert werden44.

Die Diskussion über die Verwendung von Thorium ist so alt wie Kernreaktoren, aber

historisch gesehen wurde die Chance, Material für Atomwaffen zu gewinnen, als

Hauptvorteil von Technologien auf Uranbasis angesehen.

Es gibt auch Kritik an diesem Konzept, der Bau von Thoriumreaktoren wird als schwierig

angesehen und die Kosten-Nutzen-Schätzungen von Thoriumreaktoren werden als zu

optimistisch empfunden.

Nach Jahrzehnten fruchtloser theoretischer Diskussion testet China nun zwei Thorium-

Salzschmelze-Reaktoren in der Wüste Gobi.

Wenn dieser Test erfolgreich wäre, hätte er erhebliche Auswirkungen auf die

Weltraumpolitik: Thorium ist in Mond- und Marsstaub an der Oberfläche verfügbar und

wahrscheinlich leicht zu sammeln. Der Aufbau einer auf Thorium basierenden Kernenergie

kann das Sammeln von Mondstaub rentabel machen und eine wirtschaftliche Plattform und

lokale Energiequelle für Mond-Siedlungen bilden. Darüber hinaus könnte es sich um eine

Technologieplattform für ein Hochgeschwindigkeits-, aber risikoarmes Raketentriebwerk

handeln, das den Mars in direkte Reichweite der menschlichen Raumfahrt bringt.

Unabhängig davon, ob Nuklearantriebe auf Uran- oder Thoriumbasis erfolgreich sein

werden, wären die anderen gezwungen, diese auch zu nutzen, wenn eine Weltraummacht

damit beginnt, wenn sie den Weltraum, insbesondere den Mars, nicht den anderen

überlassen wollen, d.h. die 2020er Jahre und das nachfolgende Jahrzehnt könnten ein

nukleares Wettrennen bringen.

Der Weltraum hätte große Chancen für Ressourcengewinnung, das Auslagern riskanter

Produktionen, später vielleicht die Besiedlung. Hier ist die Entdeckung von Wasser auf

Mond und Mars ein großer Schritt nach vorne.

Ein weiteres Problem ist das derzeitige All-in-One-Konzept, d.h. Astronauten und

Materialien fliegen zusammen in einem Nonstop-Flug mit einer riesigen Rakete zum Ziel.

NASA-Ingenieure schlagen vor, dass Materialien, z.B. für Raumstationen im Voraus

geschickt werden könnten, um das Gewicht und das Risiko für die Astronautenreise zu

verringern45. Reduziertes Gewicht kann auch zu einer höheren Reisegeschwindigkeit

führen.

Die jüngste Entwicklung flexibler Solarkollektormaterialien46 würde es auch ermöglichen,

Pakete mit Solarkollektormaterial vorauszusenden, so dass die Astronauten eine einfach zu

handhabende Energiequelle auf dem Mond oder dem Mars haben würden.

Ein weiteres Problem ist der Nonstop-Flug. Sobald eine Siedlung auf dem Mond

eingerichtet ist, könnte sie als Startpunkt für Mars-Missionen mit geringer Schwerkraft

verwendet werden.

44 vgl. Cannara 2011 45 vgl. BBC 2019 46 vgl. Husain AAF et al. 2018


5.4 Leben im Weltraum

5.4.1 LUCA und Deep Carbon

Neuere Forschungen zum Leben auf der Erde lieferten neue Erkenntnisse über Funktion

und Ort des Lebens. Ursprünglich scheint es eine gemeinsame Ahnenzelle für alles Leben

auf der Erde zu geben, bekannt als LUCA (last universal common ancestor). LUCA ist die

Vorläuferzelle von drei Zelllinien, den Bakterien, den Archaeen und den Eukaryoten

(Zellen mit einem Zellkern), die die Grundlage für höhere Lebensformen einschließlich

des Menschen bilden47.

Die Analyse von gemeinsamen Genen zwischen den drei Zelllinien zeigt, dass LUCA eine

anaerobe Zelle war (d.h. ohne Sauerstoff existieren kann), die Kohlenstoff aus Gas fixierte

48, was eine relativ niedrige Hürde für die Entstehung von Leben darstellt.

Das LUCA-Genom zeigt die Bedeutung von Ribosomen, d.h. Nukleinsäure (RNA) -

Proteinkomplexen, die den Stoffwechsel antreiben und die Verbindung zwischen Genen

und Proteinsynthese bilden. Inzwischen wurde gezeigt, dass es auch heute noch

phosphorreiche Seen gibt, die sich ideal für die Entstehung solcher Zellen eignen49.

Es wurde gezeigt, dass die Archaeen in Umgebungen mit mehr als 100 Grad Celsius und

unter anderen sehr rauen Bedingungen als „Extremophile“ existieren, was es

wahrscheinlicher macht, dass das Leben auch in jungen Jahren auf dem Mars entstanden

sein könnte, als er noch eine Atmosphäre hatte.

Andere Untersuchungen haben gezeigt, dass unsere Biologie nicht der einzig mögliche

Weg ist zu existieren, andere Nukleinsäuren und Aminosäuren könnten ebenfalls

ausreichen50. Mit anderen Worten, das Leben auf anderen Himmelskörpern muss nicht

unbedingt unsere Biologie teilen, aber es sollte beachtet werden, dass für eine "Infektion"

nicht dieselbe Biologie benötigt wird, es wäre ausreichend, wenn der andere Organismus

nach Kontakt (Berühren, Einatmen, Verdauung) einen Teil unserer Biomasse oder

Stoffwechsel für eigene Zwecke nutzen könnte.

Nach massiven Forschungsanstrengungen von mehr als 900 Wissenschaftlern im letzten

Jahrzehnt hat das Deep Carbon Observatory (DCO) 2018 gezeigt, dass sich 70% der

Bakterien und Archaeen auf der Erde einige Kilometer im Untergrund und unter dem

Meeresboden als tiefer Kohlenstoff Deep Carbon befinden51. Dies zeigt auch, dass das

Leben auch hohen Drücken und Temperaturen standhalten kann.

Wenn man weiter denkt, könnte dies darauf hinweisen, dass der primäre Ort des irdischen

Lebens der Untergrund und nicht die Oberfläche ist, da die Exposition gegenüber Gefahren

an der Oberfläche viel höher ist (Asteroiden, Naturkatastrophen, Klimaveränderungen

einschließlich Eiszeiten, Änderungen der Atmosphäre [anfangs kein Sauerstoff, dann viel

Sauerstoff, seit 60 Millionen Jahren weniger Sauerstoff], Vulkane und in modernen Zeiten

Atomkriege), während der Untergrund ein sicheres Kontinuum ist.

47 vgl. Weiss et al. 2018 48 vgl. Weiss et al. 2018, S.7 49 vgl. University of Washington 2019 50 vgl. Wang/Zhang 2019, S.23 51 vgl. DCO 2018


Für das Leben auf dem Mars bedeutet dies, dass der kleinste Hinweis auf früheres Leben

an der Oberfläche die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass im Untergrund noch Leben

vorhanden ist (ein Problem, das für Bergbauaktivitäten ein Problem sein könnte).

5.4.2 Biomex und Kontaminationsrisiken

Das Biomex-Experiment zu EXPOSE-R2, das außen am Zvezda-Modul der Internationalen

Raumstation (ISS) angebracht wurde, enthüllte verschiedene Lebensformen (verschiedene

Pigmente, Zellwandkomponenten, Flechten, Archaeen, Cyanobakterien, Eisenbakterien,

Schneealgen, schwarze Pilze und Bryophyten) im offenen Raum und insbesondere die

oben genannten Archaeen konnten die langfristige Exposition zum offenen Weltraum

überleben52.

Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Zellen von der Erde im Weltraum überleben

könnten, bis sie auf Mond/Mars/Asteroiden oder in Zukunft auf den Saturnmonden Titan

und Enceladus landen, die moderate Umgebungen zu haben scheinen, die das Überleben

erleichtern würden.

Dies bedeutet jedoch, dass menschliche Missionen und insbesondere menschlicher

Bioabfall aus Missionen und Siedlungen versehentlich andere Himmelskörper mit Leben

kontaminieren könnten, insbesondere die Mond- und Marswasserreserven, die für

Siedlungspläne von entscheidender Bedeutung sind. Während die Ausbreitung des Lebens

als etwas Positives angesehen werden kann, sind die Mikroben kosmischer Strahlung

ausgesetzt, die Mutationen massiv fördert. Dies bedeutet, dass Besucher, die später am

selben Ort zurückkehren, mit Mond- und Marsvarianten bekannter Mikroben konfrontiert

werden können.

Mit anderen Worten: Es besteht die Gefahr, dass bemannte Missionen versehentlich

außerirdische Mikrobenvarianten erzeugen, anstatt neues Leben zu entdecken.

Für die Vereinten Nationen erklärte das Committee on Space Research (COSPAR), dass

für bestimmte Kombinationen von Weltraummissionen und Zielen Kontrollen der

mikrobiellen Kontamination vorgeschrieben werden müssen, um die biologische

Kontamination des besuchten Ziels zu vermeiden oder zu minimieren53.

In der Praxis wurde der neue Mars-Rover ExoMars für die Suche nach Leben auf dem Mars

im Jahr 2019 vor dem Start systematisch sterilisiert54.

52 vgl. DLR 2014 53 vgl. Giuliani et al. 2009 54 vgl. ESA 2019


5.4.3 (sub)zelluläres Leben

Auf den ersten Blick scheint es offensichtlich zu sein, dass alles Leben auf der Erde

entweder ein einzelliger oder ein mehrzelliger Organismus ist.

Bei näherer Betrachtung ist dies jedoch möglicherweise nicht alles. Menschen erscheinen

beispielsweise auf subzellulärer Ebene als zusammengesetztes Leben aus drei

verschiedenen Zelltypen.

Subzelluläre Ebene:

Innerhalb der menschlichen Zelle gibt es kleine Einheiten, die als Mitochondrien bekannt

sind. Diese Einheiten ermöglichen die Verwendung von Sauerstoff zur Energieerzeugung.

In der Vergangenheit waren die Mitochondrien getrennte Lebensformen, die in eine

Vorläuferzelle der modernen Zelle integriert wurden.

Sie haben außerhalb des menschlichen Genoms ein separates Genom, die sogenannte

mitochondriale DNA (mtDNA) als DNA-Ring und replizieren sich abweichend durch

Fusion oder Spaltung. Theoretisch könnte der DNA-Ring eine Trennung vom

menschlichen Genom gewesen sein, aber die enge genetische Beziehung zu

Proteobakterien zeigt, dass die Übernahme von Mitochondrien eher eine chronische

Infektion gewesen sein könnte, die auf symbiotische Weise vorteilhaft erschien. Sie

replizieren sich mit dem Zellzyklus durch Teilung, Vermehrungen können aber bei

erhöhtem Energiebedarf auch außerhalb des Zellzyklus durchgeführt werden55.

Mitochondrien sind nur mütterlichen Ursprungs, da bei der Befruchtung die Spermien

zerstört werden und nur die mütterlichen Mitochondrien der mütterlichen Eizelle für das

Kind verwendet werden.

Die genetische Analyse hat gezeigt, dass alle Mitochondrien nur von einer einzigen Frau

stammen, die vor ungefähr 150.000 Jahren lebte, was bedeutet, dass alle Menschen einen

gemeinsamen Vorfahren haben.

In Bezug auf die Bibel wird diese Frau manchmal Mitochondriale Eva genannt, aber der

Befund bedeutete nicht, dass sie die erste oder einzige Frau auf der Erde war, sondern die

einzige Frau, deren Nachkommen bis heute überleben konnten.

Die Mitochondrien dieser Frau werden also bereits seit 150.000 Jahren geteilt.

Zelluläre Ebene:

Während Mitochondrien und die umgebende Zelle jetzt zusammen als „menschliche Zelle“

existieren, muss man noch bedenken, dass das zelluläre Leben nicht immer das gleiche ist

wie das Leben des gesamten Organismus.

Menschen werden geboren, wenn sie nach der Schwangerschaft freigelassen werden und

den „ersten Schrei“ machen (d.h. die Lunge entfalten und anfangen zu atmen) und sterben,

wenn Gehirn und Herz aufgehört haben zu arbeiten. Natürlich leben auch Embryonen und

Feten bereits, sind aber auf mütterliche Versorgung angewiesen. Es kann vorkommen, dass

ein Fötus trotz genetischer (z.B. Herz-) Missbildungen für einige Zeit existiert, aber

niemals unabhängig überleben kann. Diese Fälle erscheinen als totgeborene Kinder. Daher

55 Eine leicht verständliche Einführung zu Mitochondrien findet sich in Wikipedia


ist es sinnvoll, den „Geburtstag“ als den ersten Tag des unabhängigen Lebens zu definieren.

Die maximale Lebensdauer scheint nicht länger als 120 Jahre zu sein56 (was aus den vielen

dokumentierten ältesten Menschen der Welt hervorgeht, die normalerweise spätestens um

den 116. Geburtstag sterben).

Auf zellulärer Ebene ist die Lebensdauer jedoch viel länger. Der erste Tag als unabhängige

Zelle ist die Geburt der eigenen Mutter, da die erste Zelle eines Menschen bereits

vorhanden und in den mütterlichen Eizellen gespeichert ist, d.h. das zelluläre Leben

beginnt Jahrzehnte vor der eigenen Geburt.

Manchmal können Zellen auch den Tod des Menschen überleben, weil es ein Phänomen

gibt, das als Mikrochimärismus bezeichnet wird, d.h. Einige mütterliche Zellen passieren

die Plazenta während der Schwangerschaft und existieren dann stattdessen im Baby.

Dies erklärt den seltsamen Befund, dass Männer manchmal weibliche Immunzellen in

ihren Lymphknoten haben. Theoretisch können diese Zellen Jahrzehnte überleben, bis der

Tod des Kindes, das diese Zellen trägt, d.h. die zelluläre Lebensdauer eines Menschen

könnte insgesamt fast 200 Jahre betragen.

Das Mikrobiom:

Menschen können auf lange Sicht nur mit einer bakteriellen Besiedlung (Flora), dem

Mikrobiom57, existieren. Es ist wichtig für die Versorgung mit einigen Vitaminen,

unterstützt die Verdauung und beugt Infektionen mit bösartigen Bakterien vor. Ein

erheblicher Teil des Stuhls besteht aus Bakterien, die den Magen-Darm-Trakt verlassen.

Unmittelbar nach der Geburt beginnen bakterielle Ansiedlungen und existieren neben der

menschlichen Zelle in einem manchmal schwierigen Gleichgewicht mit dem

Immunsystem. Nach dem Tod bricht das Gleichgewicht zusammen und die Bakterien

nutzen die Biomasse des Menschen und existieren weiterhin in der Umwelt.

Das menschliche Leben hat also verschiedene Ebenen.

56 Interessanterweise erwähnte die Bibel bereits genau diese 120-jährige Lebensspanne in Genesis (Buch

Mose) 6: „Gen 6,1 Als sich die Menschen über die Erde hin zu vermehren begannen und ihnen Töchter

geboren wurden, Gen 6,2 sahen die Gottessöhne, wie schön die Menschentöchter waren, und sie nahmen sich

von ihnen Frauen, wie es ihnen gefiel. Gen 6,3 Da sprach der Herr: Mein Geist soll nicht für immer im

Menschen bleiben, weil er auch Fleisch ist; daher soll seine Lebenszeit hundertzwanzig Jahre betragen

(Einheitsübersetzung). Es ist zu beachten, dass der Wortlaut der Bibelausgaben aufgrund schwieriger

Übersetzung geringfügig variiert, jedoch mit einer einheitlichen Bedeutung des Textes; siehe z.B. in

Biblehub.com 57 Hair/Sharpe 2014


Tabelle 2: Ebenen des menschlichen Lebens

vor der Geburt Geburt Tod Zeit nach dem

Tod

Mehrzelliger

Organismus

[Embryo 3 Monate

Fötus 6 Monate]

x X (max 120

Jahre)

----

Einzelne

menschliche Zellen

Eizelle der Mutter

(über Jahrzehnte)

x Mikrochimärismus (über

Jahrzehnte in Kindern)

Mikrobiom --- Ansiedlung kann in einer Umgebung

außerhalb des Körpers

weiterexistieren

Mitochondrien Teilung derselben Mutterlinie seit ca. 150.000 Jahren

Quelle: eigene Darstellung

Schlussfolgerung: In der Populärwissenschaft wird das Leben als ein- oder mehrzelliger

Organismus betrachtet.

Das Leben kann jedoch auch eine Zusammensetzung von Elementen sein, die allein

möglicherweise nicht leben können. Wenn der Mars Rover organische Elemente findet, die

das Leben allein nicht unterstützen könnten, ist es immer noch möglich, dass dies nur ein

Teil von etwas Komplexerem ist, das noch existiert oder existierte.

5.4.4 Mikrogravitation

Das Leben im Weltraum ist mit vielen Hindernissen konfrontiert: extremen Temperaturen,

kosmischer Strahlung, Vakuum und geringer oder keiner Schwerkraft (Mikrogravitation).

Während es technisch möglich ist, Menschen und möglicherweise andere Organismen

durch Schilde und künstliche Atmosphäre vor extremen Temperaturen, kosmischer

Strahlung und Vakuum zu schützen, ist es schwierig, Organismen vor geringer oder keiner

Schwerkraft zu schützen. Mehrzellige Organismen müssen eine komplexe Struktur und

Transportsysteme für den Stoffwechsel aufrechterhalten, die beide für eine veränderte

Schwerkraft anfällig sind.

Das Problem ist, dass die Schwerelosigkeit massive Auswirkungen auf die physiologischen

Funktionen wie das Herz-Kreislauf-System, aber auch auf den Bewegungsapparat hat, wo

eine verringerte Schwerkraft zu einer Unterauslastung führt, die zu Muskelatrophie und

verringerter Knochendichte führt.

Selbst für gut ausgebildete Astronauten ist die Rückkehr zur Erde nach langfristiger

Präsenz im Weltraum eine Herausforderung. Während das Problem derzeit durch häufigen

Austausch von Menschen auf der ISS gelöst wird, ist es fraglich, wie Menschen in der Lage

sein sollten, in langfristigen Siedlungen zu überleben (und dann mit viel schwierigeren

Problemen wie Schwangerschaften).

Daher werden Mikrogravitationsexperimente mit lebenden Organismen durchgeführt, um

die Auswirkungen der Mikrogravitation auf Organismen zu untersuchen58. China landete

den Chang'e-4 Moon Rover 2019 auf der Rückseite des Mondes und führte ein

58 vgl. DLR 2019


Wachstumsexperiment auf dem Mond mit einer kleinen Biosphäre in einer Kiste (Luft,

Wasser und Boden) durch: Eine Baumwollpflanze wuchs unter diesen Bedingungen,

während verschiedene andere Pflanzen nicht wachsen konnten59. Wenn natürliche Pflanzen

nicht auf dem Mond wachsen können, sind Siedlungen möglicherweise nur mit genetisch

modifizierten Pflanzen möglich. Eine zukünftige Herausforderung läge dann darin, Gene

oder Genvarianten zu identifizieren, die die Mikrogravitationsresilienz erhöhen könnten.

Fortschritte auf dem Gebiet der synthetischen Biologie können dazu beitragen, Pflanzen

so zu modifizieren, dass sie robust genug sind, um unter geringer Schwerkraft auf Mond-

oder Marsstaub zu wachsen.

Seit 2010 haben Craig Venter und sein Team an der Entwicklung einer Zelle mit

minimalem Genom gearbeitet, d.h. dem kleinstmöglichen Genom, das autonomes Leben

und Replikation ermöglicht60. Mycoplasma war der kleinste bekannte autonome Zelltyp

und wurde daher seit 1984 als Modellorganismus verwendet. 2016 wurde eine neue Zelle

namens Syn 3.0 erschaffen, indem das Genom von Mycoplasma capricolum durch das

Genom von Mycoplasma mycoides ersetzt und nicht benötigte DNA entfernt wurde. Sie

hatte nur noch 473 Gene, aber die Funktion von 149 Genen war noch unbekannt61.

Nachdem festgestellt wurde, dass ein etwas größeres Genom zu einem verbesserten

Zellwachstum führt, wurde eine modifizierte Minimalzelle erzeugt, die es im Jahr 2019

ermöglichte, die Anzahl der Gene mit unbekannter Funktion auf 30 zu reduzieren62.

Wenn die Funktion dieser 30 Gene geklärt werden könnte, würden die grundlegenden

Mechanismen lebender Zellen identifiziert und könnten dann verwendet werden, um frei

designbare künstliche Zellen zu erzeugen.

Das andere Thema sind synthetische Genome63. Genome größerer Organismen sind in

Einheiten organisiert, die als Chromosomen bezeichnet werden, z.B. 46 Chromosomen (23

Paare) für den Menschen. Der schnelle technische Fortschritt der DNA-Synthese

ermöglicht inzwischen die Synthese künstlicher Hefechromosomen (S. cerevisiae).

Außerdem wurden 16 natürliche Chromosomen von S. cerevisiae erfolgreich zu einem

einzigen Chromosom fusioniert; das künstliche S. cerevisiae funktioniert immer noch

normal.

Zusammen mit designbaren Zellen kann diese Technologie eine groß angelegte

genomische Variation und Optimierung ermöglichen, die möglicherweise geeignet ist, um

Pflanzen von der Erde so anzupassen, um sie auf Mond und Mars wachsen zu lassen.64

59 vgl. Devlin 2019 60 vgl. Kastilan 2010 61 vgl. Danchin/Fang 2016 62 vgl. Lachance et al. 2019 63 vgl. Wang/Zhang 2019, S.23 64 In den späten 2020er Jahren könnten angesichts der derzeitigen Fortschritte synthetische menschliche

Genome möglich sein. 2016 wurde das Human Genome Project-Write (HGP-Write) mit dem Ziel initiiert,

innerhalb von 10 Jahren ein vollständiges menschliches Genom zu synthetisieren. Wichtig ist jedoch, dass

menschliche Chromsomen viel mehr als „nackte“ DNA sind. Dies wäre also noch nicht der Schritt zu

„synthetischen“ Menschen mit computerdesignten, maschinell produzierten Genomen.


5.4.5 Zusammenfassung

Neuere Forschungen haben gezeigt, dass die Hürden für mikrobielles Leben im Weltraum

und auf anderen Planeten geringer sein können als erwartet. Es besteht die Gefahr, dass

bemannte Weltraummissionen versehentlich außerirdische Mikrobenvarianten erzeugen,

anstatt neues Leben zu entdecken, und so Mond- und Marswasserreserven kontaminieren

können. Das Leben wird oft entwder als ein- oder mehrzelliger Organismus betrachtet,

kann aber auch eine Zusammensetzung von Elementen sein, die für sich genommen

möglicherweise nicht leben können. Niedrige oder keine Schwerkraft (Mikrogravitation)

wurde als größte Hürde für Langzeitsiedlungen und Raumfahrt identifiziert. Weitere

Untersuchungen zur Widerstandsfähigkeit gegen Mikrogravitation sind erforderlich.

6. Abschließende Bemerkungen Die Überprüfung des UN-Weltraumrechts hat gezeigt, dass es durch Pläne zur Ausbeutung

und Besiedlung von Himmelskörpern, insbesondere Mond und Mars, in Frage gestellt

wird.

Auf einen Überblick über Weltraumaktivitäten, bei denen unbemannte Satelliten- und

Forschungssonden Standard sind, folgten eine Zusammenfassung der Richtlinien und

Strategien der führenden Akteure (USA, Europa, China, Russland, Indien und Japan) sowie

eine Überprüfung der Militär- und Sicherheitsfragen in Weltraum: Antisatellitenwaffen,

Laserwaffen und Satellitenhacking wurden als zentrale Herausforderungen identifiziert.

Umweltprobleme gibt es auch in der Weltraumpolitik: Weltraummüll und der Schutz der

Mond- und Marswasserreserven scheinen die dringlichsten zu sein.

Ein Hauptproblem ist die langen Reisen zu anderen Planeten. In den 2020er Jahren könnte

ein nukleares Weltraumantriebs-Wettrennen stattfinden, um diese Probleme zu lösen.

Neuere Forschungen haben gezeigt, dass die Hürden für mikrobielles Leben im Weltraum

und auf anderen Planeten geringer sein können als erwartet. Es besteht die Gefahr, dass

bemannte Weltraummissionen versehentlich außerirdische Mikrobenvarianten erzeugen,

anstatt neues Leben zu entdecken, und so Mond- und Marswasserreserven kontaminieren

können. Das Leben wird oft entweder als ein- oder mehrzelliger Organismus betrachtet,

kann aber auch eine Zusammensetzung von Elementen sein, die für sich genommen

möglicherweise nicht leben können. Niedrige oder keine Schwerkraft (Mikrogravitation)

wurde als größte Hürde für Langzeitsiedlungen und Raumfahrt identifiziert.


7. Literatur

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