Ein kleiner Guide für Reisen durch die Galaxis
Autor: ©Science Pool, Ben
Dezember 2020
Unser Luftballonauto und die Zimmer-Rakete zeigen das Grundprinzip, nachdem alle – wirklich alle – Raketen funktionieren. Raketen haben Menschen und Material schon weit ins All gebracht. Aber um die bemannte Raumfahrt auf das nächste Level zu bringen, müsste man das Konzept der Raumfahrt vielleicht aus einer neuen Perspektive betrachten.
Erkundung des Weltalls – sinnvoll oder nur Zeitverschwendung?
Wir Menschen stehen vor so einigen Herausforderungen: Klimawandel, begrenzte Ressourcen der Erde, Nahrung für alle – und es werden eigentlich immer mehr von uns und somit die Herausforderunge immer größer. Viele kluge Köpfe sind natürlich der Meinung, dass die Probleme hier auf unserer Erde oberste Priorität haben sollten. Die Erkundung des Weltraums scheint auf den ersten Blick nicht so dringlich und eher wie Geldverschwendung, besonders wenn man weiß, dass zum Beispiel die NASA (zivile US-Bundesbehörde für Raumfahrt und Flugwissenschaft) jährlich so um die 22,6 Billionen Dollar für die Erforschung des Alls zur Verfügung hat.
Lösungen der Probleme der Erde – aber vom Weltraum aus?
So manches spricht allerdings doch sehr dafür, dass wir unsere Fähigkeit ins Weltall zu reisen, doch auch weiterentwickeln sollten. Einige dieser Argumente könnten auch für unsere Zukunft interessant sein und uns helfen, die großen Probleme der Menschheit zu lösen.
1. Der Blick über unseren Horizont hinaus – und die Erkundung des Weltraums – schafft viel Wissen, gerade auch über unsere Erde. Studien und physikalische Experimente, die nur im All durchgeführt werden können, vergrößern unser Verständnis der Physik und somit für unsere Welt.
2. Mithilfe von Satelliten können wir sehr viele wichtige Daten über unsere Erde gewinnen. Daten, die uns helfen, die Probleme des Klimawandels, bzw. generell der Erde, schneller zu erkennen und deren Ausmaße zu verstehen.
3. Auf der Erde haben wir nur begrenzt Rohstoffe bzw. Ressourcen. Zum Beispiel Metalle, wie Platin und Kobalt, werden immer weniger. Aber auch Erdöl und andere Mineralien werden eher früher als später verbraucht sein. Metalle finden sich im Weltall zur Genüge, besonders Asteroiden, so weiß man, stecken voller Rohstoffe! Um diese abbauen zu können, bräuchte man riesige Anlagen im Weltall. Für dieses sogenannte „Asteroid Mining“, auf Deutsch „den Asteroiden-Bergbau“, könnte man zum Beispiel Roboter einsetzten.
Carl Sagan, der berühmte amerikanische Astronom und Astrophysiker meinte:
“By exploring other worlds, we safeguard this one.“, was soviel bedeutet wie „Indem wir andere Welten erforschen, schützen wir unsere.“
Es gibt jedoch einige Herausforderungen, die wir bei unserem Weg ins Weltall bewältigen müssen, um die Rohstoffe des Weltalls zu nutzen. Die folgenden Probleme sind nur einige wenige davon.
Komplex, aber simpel
Eine Rakete funktioniert im Wesentlichen sehr einfach. Man sucht sich einen Brennstoff aus und „steckt“ ihn in ein Gehäuse. Dann wird der Brennstoff gezündet, das Treibmittel dehnt sich aus, wodurch es in eine Richtung austritt und mit hoher Geschwindigkeit hinausschießt. So kommt es zur Rückstoßkraft, die das Gehäuse in die andere Richtung beschleunigt. Die Idee ist sehr simpel, aber wenn man bei der Umsetzung einen kleinen Fehler macht, gleicht die Rakete nicht mehr einem Jet, sondern eher einem Sprengkörper.
Raketen sind sehr ineffektiv
Lokomotiven brauchen etwa 7 % ihrer Masse als Brennstoff und können dann 20 bis 60 % ihres Eigengewichts als Last bewegen. Das bedeutet, dass man die Lokomotive mit sehr viel Nutzlast beladen kann und daher sehr viel transportieren kann.
Bei Jets ist es ähnlich. Mit etwa 30 bis 40% Treibmittel und können dann etwa 20 bis 40% bewegen. Was denkst du, wie es bei einer Rakete ist? 80 % der Rakete müssen für Treibstoff reserviert werden. 8 % machen das Gehäuse, also die eigentliche Rakete, aus. Damit bleiben noch etwa 2 % der Rakete, die man beladen kann.
Forschung im Weltall
Bei so einer Reise ins Weltall versuchen AstronautInnen bedeutende Forschung im Weltall zu betreiben, die dann in Folge auch auf der Erde ganz viel bewegen und verändern kann. Meist haben sie im All nicht lange Zeit und – sie haben begrenzte Möglichkeiten. Je mehr freier Transportraum in Raketen für zur Verfügung stehen kann, desto mehr Material und Geräte können WissenschafterInnen für interessante Experimente und ihre Forschung mitnehmen und im Weltall einsetzten. Diese 2 % des übrigen Gewichtes müssen allerdings Größtenteils für Wasser, Essen, Luft – ja, auch für Menschen – elektronische Geräte, lebenserhaltende Geräte reserviert werden. Das, was man dann also letztlich für die Forschung mitnehmen kann, zumindest derzeit, ist also verschwindend wenig.
Gibt es eine Möglichkeit, den Platz, den wir in der Rakete haben, optimaler zu nutzen? Oder brauchen wir eine andere Form von Antrieb, die weniger Raum in der Rakete einnimmt? Könnte man nicht auch per Ballon ins Weltall fliegen? Vielleicht sollten wir auch die Werkzeuge und Geräte, die man braucht, direkt aus Weltraum-Rohstoffen und gleich in der Raumstation selbst herstellen – und könnte man dazu 3D-Drucker verwenden? Sicher hast auch du Ideen, wie man dieses Problem kreativ lösen kann, auf jeden Fall würde es sich lohnen, darüber nachzudenken!