Der Astronaut Dr. Matthias Maurer, 53, arbeitet bei der European Space Agency (ESA). Im November 2021 flog er zur ISS und war dort rund ein halbes Jahr mit wissenschaftlichen Experimenten befasst. Maurer setzt sich für eine starke europäische Raumfahrt ein und hofft, eines Tages zum Mond oder zum Mars zu fliegen. Er ist ein leidenschaftlicher Fotograf und teilt daher auch gerne seine Eindrücke aus dem All. Maurer, der sechs Sprachen spricht, hat Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Universität des Saarlandes, der University of Leeds, der European School for Materials Technology in Nancy und der UPC Barcelona studiert. 2004 erhielt er seinen Doktortitel in Materialwissenschaft am Institut für Oberflächentechnik der RWTH Aachen.
V Was fasziniert Sie persönlich an der bemannten Raumfahrt?
Als Astronaut darf ich zu Gegenden reisen, die für andere Menschen nicht zugänglich sind. Das ist der Abenteuer- und Pioniergeist. Dinge zu erleben, die nur ganz wenige Menschen vor mir erleben und sehen durften. So ähnlich wie das Gefühl eines Bergsteigers, auf einen Berg zu klettern und diesen unglaublichen Blick zu haben. Alles ganz klein vor sich liegen zu sehen. Genauso ist auch das Gefühl des Astronauten, wenn er ins All aufbricht. Es ist ein Eintauchen in eine Umgebung, die für den Menschen so eigentlich nicht geschaffen ist. Man ist schwerelos. Man ist in einer Umgebung, die für den Menschen feindlich ist. Wir haben Vakuum, starke Weltraumstrahlung. Das heißt, das Ganze funktioniert nur mit einer enormen technischen Unterstützung, und als Astronaut ist man normalerweise ein sehr technikbegeisterter Mensch. Ich bin aber auch Wissenschaftler, und das Ziel der astronautischen Raumfahrt ist nicht, sich den Wunsch nach Abenteuer zu erfüllen, sondern Forschung zu betreiben, die unser Leben auf der Erde verbessert. Das heißt, wir machen uns den Weltraum aufgrund der Schwerelosigkeit zunutze. Die Faszination an der astronautischen Raumfahrt ist für mich eine Kombination aus drei Dingen: der Zugang zu Bereichen, die für den Menschen sonst nicht zugänglich sind, also das Abenteuer. Die Arbeit mit der besten Technologie, die möglich ist. Und, das Wichtigste, die Forschung unter Schwerelosigkeit. Nicht zu vergessen, die internationale Kooperation! Wir in Europa können astronautische Raumfahrt nur gemeinsam machen, und deswegen ist sie auch immer verbunden mit internationaler Kooperation und dadurch natürlich auch der Beginn von Freundschaft.
V Halten Sie die bemannte Raumfahrt wirklich für notwendig?
Ja, absolut, da gibt es keinen Weg daran vorbei. Man kann natürlich sagen, wir können Maschinen hochschicken, das ist günstiger und die müssen wir nicht wieder zurückbringen. Aber wenn ich mit den Menschen spreche, die fasziniert sind von diesem Traum, selbst einmal ins All zu fliegen, dann wollen sie von mir wissen, was ich gefühlt habe und wie das so ist, die Welt von außen zu sehen. Ich denke, es ist definitiv immer eine Kombination aus astronautischer und robotischer Raumfahrt notwendig. Satelliten zur Vorhersage des Wetters oder für die Navigation sowie Sonden, die wir zu entfernten Planeten schicken, um mehr über die Entstehung unseres Universums zu erfahren. Vermutlich wird es in der Raumfahrt langfristig so sein wie in der Luftfahrt. Vor hundert Jahren sind die ersten Menschen in ihre Klapperkisten gestiegen und losgeflogen. Die anderen Menschen schauten zu und dachten, das sind Wahnsinnige, das ist viel zu gefährlich. Heute steigt jeder von uns in ein Flugzeug und fliegt von A nach B. Sei es beruflich oder privat. Ich denke, in 100 Jahren wird es in der Raumfahrt vergleichbar sein.
V Können Astronauten die Umweltzerstörung schon mit bloßem Auge aus dem All erkennen?
Ja und nein. Als Astronauten auf der Internationalen Raumstation ISS sind wir in circa 400 Kilometer Höhe. Das heißt, mit bloßem Auge ist es nicht zu erkennen. Wir haben dafür aber Hilfsmittel auf der ISS. Ich kann mir eine Kamera mit tausendfacher Vergrößerung nehmen oder auch ein Fernglas mit weniger Vergrößerung. Aber mit einem höheren Zoom kann ich natürlich auch Dinge besser im Detail sehen. Auch ohne diese Hilfsmittel kann ich vieles auf dem Boden erkennen. Zwar nur grob, aber das reicht schon, um zu verstehen, was da unten passiert. Wenn wir über die Erde fliegen, dann ist die Erde zu über 70 Prozent blau. Das sind die Wasserflächen. Dann kommen wir über Landflächen, die sind meistens grün oder in Ocker-Tönen, braun oder gelblich. Wenn man über Südamerika fliegt, erkennt man mit bloßem Auge die unglaublich dunkelgrünen Urwaldgebiete, die immer wieder von diesen goldglänzenden Flüssen unterbrochen werden, in denen sich das Sonnenlicht spiegelt. Direkt neben diesem Dunkelgrün liegt dann ein Bereich von hellgrün. Das ist der Bereich, in dem Ackerbau betrieben wird. Und jedes Mal, wenn man über diese Grenze zwischen Dunkelgrün und Hellgrün fliegt, dann sieht man Rauchsäulen aufsteigen. Mal kleine Rauchsäulen, mal große Rauchsäulen. Und dann weiß man, dass da unten der Urwald niedergebrannt wird, um mehr Raum für Ackerbau zu schaffen. Man erkennt nicht die Zerstörung mit bloßem Auge, aber die Anzeichen dafür. Mit bloßem Auge zu erkennen ist zum Beispiel auch der Braunkohletagebau in NRW. Direkt vor der Haustür von Köln. Das war für mich übrigens das Erste, was ich vom Weltraum aus erkannt habe von Deutschland. Das stimmt einen dann schon nachdenklich, wenn man eine solch klaffende Wunde mit bloßem Auge vom Weltraum aussieht.
V Was wird von der ISS auf diesem Feld gemessen?
Hauptsächlich wird die Erdbeobachtung mittels Satelliten betrieben. Die sind dann in anderen Umlaufbahnen als die ISS. Unsere Hauptaufgabe auf der ISS ist die Forschung in Schwerelosigkeit und weniger die Erdbeobachtung. Allerdings haben wir auch gewisse Testanlagen für die Erdbeobachtung. Die ISS eignet sich hervorragend, um neue Technologien zu testen. Das heißt, bevor neue Sensoren auf Satelliten hochgeschickt werden, testet man einzelne Komponenten, indem man sie als Sub-Experiment zur ISS fliegt. Es gibt aber auch Experimente von Schulen und Universitäten auf der ISS. Eines waren Kameras, mit denen durch ein Fenster die Erde beobachtet wurde. Es wurden verschiedene optische Informationen gewonnen, die im Endeffekt auch mit den teuren, hochauflösenden Satelliten gewonnen werden. Dieses Experiment war für Schüler gedacht. Das heißt, die Schüler haben Daten von dieser Kamera gewonnen, die sie dann ausgewertet haben, um zum Beispiel den Boden beurteilen zu können.
V Wie können Experimente im All dazu beitragen, unsere drängenden Umweltprobleme zu lösen? Können Sie uns ein Beispiel von Ihrer Mission nennen? Gehen das Icarus-Projekt mit Auswirkungen des Klimawandels auf Tierwanderungen oder die Beton-Forschung für klimaschonenderes Bauen in diese Richtung?
Sie nennen hier das Icarus-Projekt, das vor einigen Jahren aufgebaut wurde. Das sind Sensoren zum Aufzeichnen der Tierbewegungen. Die wissenschaftlichen Ziele von Icarus sind vielfältig: So sind das Bewegungsprofil und die Wanderrouten von Tieren wichtig, um deren Verhalten zu erforschen. Auch die Größe und die Lage von Schutzzonen könnten durch dieses Wissen optimiert werden. Zudem verbreiten etwa Vögel und Fledermäuse auf ihren Wanderungen die Samen von Pflanzen, die sie als Nahrung aufgenommen haben. Hierdurch verändern sie die Ökosysteme, die sie durchqueren. Doch Tiere können nicht nur Kuriere für Pflanzen-, sondern auch für Krankheitskeime sein. Informationen über die exakten Wanderrouten können daher hilfreich sein, um Epidemien vorzubeugen oder sie einzudämmen. Hoffnungen machen sich die Forscher auch in Bezug auf die Vorhersage von Naturkatastrophen, wie etwa Erdbeben und Vulkanausbrüche. Tiere zeigen oft im Vorfeld dieser Ereignisse ein auffälliges Verhalten, das mit Icarus erfasst und als frühes Warnzeichen Eingang in die Katastrophenprävention finden könnte. Das Beton-Experiment, das ich während meiner Mission durchgeführt habe, ist nicht dafür gedacht, im All eine neue Station aus Beton oder Häuser auf dem Mond zu bauen. Es dient vielmehr dazu, den Werkstoff Beton näher zu untersuchen. Der weltweite CO2– Ausstoß beträgt rund 38 Gigatonnen. Davon entstehen allein drei Gigatonnen bei der Herstellung von Zement, was wiederum der wesentliche Bestandteil von Beton ist. Gelingt es, die Verwendung von Beton durch moderne Verfahren zu optimieren, leistet dies einen Beitrag zur Verbesserung der Klimabilanz. Wenn Sie mal Beton hergestellt haben, dann sehen Sie, dass sich normalerweise nach einiger Zeit eine Wasserpfütze auf dem Beton absetzt. Das ist, weil die schwereren Teilchen nach unten weg segregieren, und das leichtere Wasser schwimmt dann oben. Diese Mischung führt dazu, dass eine Simulation am Computer deutlich zu komplex ist, als dass man das realistisch bislang hätte durchführen können. In der Schwerelosigkeit kommt es aber nicht zu einer solchen Schwerkraftoder Dichte-bedingten „Entmischung“. Wir haben also Beton im Weltraum angerührt, um einen nicht entmischten Beton herzustellen. Dieser wird jetzt gerade in den Laboren untersucht. Dann wollen die Wissenschaftler daraus die Kerndaten gewinnen, um den Werkstoff im Idealzustand am Computer zu simulieren und zu modellieren. Darauf basierend werden sie dann hoffentlich erkennen, wie sie den Werkstoff Beton verbessern können. Langfristig hoffen wir, dass durch dieses Experiment ein wesentlicher Beitrag dazu geleistet werden kann, die CO2-Emissionen von Beton zu reduzieren.
V Welche Rolle spielt die bemannte Raumfahrt heute für die Klimabeobachtung und Klimaforschung?
Die astronautische Raumfahrt spielt hier eher eine untergeordnete Rolle, weil die Klimabeobachtung und Klimaforschung hauptsächlich mittels Satellitendaten erfolgen und die Auswertung dann auf dem Boden stattfindet. Wir Astronauten sind in dieser Hinsicht lediglich Botschafter, die das Gefühl vermitteln, dass die Erde sich ändert.
V Welche Potentiale sehen Sie für die Raumfahrt mit Blick auf Umwelt- und Klimaschutz?
Wir werden in Zukunft immer mehr Raumfahrt betreiben. Im Moment sind die Folgen der Raumfahrt für das Klima im Vergleich zu allen anderen Emissionen vernachlässigbar. Täglich wird von Flugzeugen aus technischen Gründen in der Luft mehr Sprit abgelassen, als wir ihn mit den Raketen verbrennen, um in den Weltraum zu fliegen. Das wird sich jedoch zukünftig ändern, da wir voraussichtlich mehr Raketenstarts haben werden. Daher müssen wir jetzt schon die richtigen Schritte einleiten und schauen, dass wir umweltfreundlichere Treibstoffe auch für die Raumfahrt verwenden. In der Luftfahrt zum Beispiel wird ja schon an CO2-neutralen Treibstoffen geforscht. Wenn wir von Umwelt reden, gehört für mich auch der Weltraum dazu. Denn der Weltraum ist das, was um die Erde herum ist und uns schützt. Wir bringen mit vielen Raketen Material ins Weltall, weil wir denken, dass es unendlich groß ist, und lassen dann die alten, nicht mehr funktionsfähigen Satelliten einfach als Schrott herumfliegen. Früher waren das kleine Mengen, aber mittlerweile werden tausende von Satelliten hochgebracht. Das heißt, wir müssen hier wirklich nachhaltig arbeiten und dafür sorgen, dass der Weltraum nicht zugemüllt wird und dann vielleicht für Generationen, die nach uns kommen, nicht mehr nutzbar sein wird.
V Was würden Sie persönlich gerne im All erforschen, um einen Beitrag für Umwelt und Klima zu leisten?
Ich bin Werkstoffwissenschaftler und denke, das Thema neue Materialien ist sehr wichtig für Innovationen und für Fortschritt. Fortschritt besonders im Bereich Umwelt und Klima. Erzeugung von Energie zum Beispiel. Ich denke hierbei vor allen Dingen an bessere Materialien für Solarzellen. Diese kommen ja aus der Raumfahrt und sind jetzt ein ganz wichtiges Element der nachhaltigen Energieerzeugung bei uns auf der Erde. Ohne Raumfahrt wäre das Thema Solarzellen lange nicht so weit entwickelt, wie es heute ist. Die Solarzellen, die wir im All verwenden, sind übrigens auch deutlich effizienter, aber leider auch ein bisschen teurer als die Solarzellen, die jeder von uns hoffentlich bald zu Hause auf dem Dach hat. Dann ist das nächste Thema das Speichern von Energien respektive die Herstellung besserer Batterien beziehungsweise Akkus. Nicht nur für das Handy, sondern auch für die Autos oder auch Akkus, die wir zu Hause fest am Haus installieren, um dann die gewonnene Solarenergie zu speichern. Auch hier ist die Werkstoffforschung, die wir im All betreiben, sehr wichtig und könnte einen Beitrag leisten. Werkstoffforschung ist meines Erachtens eines der Kernthemen im All. Das waren jetzt zwei Beispiele. Aber prinzipiell ist das Thema Werkstoffforschung natürlich wichtig, um die Ziele, die wir uns für Umwelt und Klima gesetzt haben, zu erreichen.
V Sie gaben Ihrer Mission zur Internationalen Raumstation ISS von November 2021 bis Mai 2022 den Namen „Cosmic Kiss“, das Symbolbild dazu erinnert an die Himmelsscheibe von Nebra. Was steckt dahinter?
Ich finde die Himmelsscheibe von Nebra sehr inspirierend. Die Menschen, die vor gut 4.000 Jahren diese Himmelsscheibe erstellt haben, haben in den Nachthimmel geschaut und hatten sicherlich die gleichen Träume, die gleichen Fragen wie auch wir heute, nämlich: Wie ist das Universum entstanden? Wie ist die Erde entstanden? Wie kam das Leben auf die Erde? Gibt es Leben irgendwo da draußen? Das sind auch Fragen, die uns heute noch genauso antreiben wie die Menschen damals. Und ich fand das so spannend und so inspirierend, als ich von der Himmelsscheibe von Nebra gelesen hatte, dass ich dachte, das möchte ich aufgreifen als Leitmotiv. Auch für meine Mission. Und wenn ich jetzt die ganze Zeit von Forschung in Schwerelosigkeit gesprochen habe … Ich denke, der Hauptgrund, warum wir Menschen ins All fliegen wollen, ist weniger der wirtschaftliche oder der technische Grund, sondern hauptsächlich die Faszination und der Drang, diese großen Fragen zu beantworten.
Die Fragen stellte Oliver Kauer-Berk.
