Entschließung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft zur Bemannnten Raumfahrt

Die Programme für die bemannte Weltraumfahrt werden die Bundesrepublik in den kommenden Jahren durch erhebliche finanzielle Aufwendungen und schwer kalkulierbare Mehrausgaben belasten. Dadurch wurde erneut eine Diskussion um Wert und Aufgaben der bemannten Raumfahrt entfacht. Die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) sieht sich daher veranlaßt, eine Stellungnahme zu dieser Problematik vorzulegen, die auf der Sachkenntnis ihrer Mitglieder beruht und in der die bemannte Raumfahrt unter dem Gesichtspunkt der physikalischen Forschung bewertet wird.

I. Der Einstieg in die Satellitentechnik

Die Raketentechnik, die sich zunächst aus militärischen Gründen rasch entwickelte, hat im zivilen Bereich viele Anwendungen gefunden. Das Internationale Geophysikalische Jahr 1957/58, in dem 67 Staaten aus Ost und West übereingekommen waren, koordiniert geophysikalische Messungen durchzuführen, gab den Anlaß, erstmals in der Geschichte künstliche Erdsatelliten einzusetzen. Seitdem wurde mit Hilfe unbemannter Satelliten eine neue Sicht der Erdumgebung gewonnen. Es folgten die Vorstöße von Sonden in die äußere Heliosphäre vorbei an den großen Planeten und in die inneren Bereiche des Sonnensystems. Gleichzeitig gelang es, die Beobachtungen astrophysikalischer Objekte auf das gesamte elektromagnetische Spektrum auszudehnen und dabei ganz neue Erkenntnisse zu gewinnen. Schließlich wurde die Erde selbst zum Beobachtungsobjekt. Durch Stationierung von Satelliten in geostationären Bahnen ließ sich globale Kommunikation verwirklichen, Navigation von Schiffen und Flugzeugen drastisch verbessern. Neben Geophysik und Astrophysik konnten durch diese Technik die Geographie, die Geodäsie, die Ozeanographie, die Geologie, die Meteorologie, die Aeronomie und andere wissenschaftliche Disziplinen ganz erhebliche Fortschritte erzielen. Die Nutzung dieser Technik für viele Bereiche unseres täglichen Lebens ist inzwischen unübersehbar geworden.

II. Der technologische Nutzen der Weltraumtechnik

Mit der Entwicklung der Weltraumtechnik gingen zunächst eine Reihe technologischer Innovationen einher, die vor allem in den westlichen Industrieländern von der Beschränkung in Gewicht und elektrischer Leistung getrieben wurden. Wegen der Komplexität der Projekte und der Notwendigkeit, Zeit- und Kostenpläne einzuhalten, wurden in der Raumfahrt effiziente Managementstrukturen entwickelt, die auch in anderen Bereichen Eingang gefunden haben. Während die Anforderungen der Weltraumtechnik anfangs der Entwicklung neuer Technologien nennenswerte Impulse gaben, so haben sich in den vergangenen Jahren technische Entwicklungen eingestellt, die nun umgekehrt bestimmte Fortschritte im Bereich der Raumfahrt ermöglichen. Der technologische "Spinoff" der Raumfahrt hält sich heute in Grenzen; er sollte nicht überschätzt werden: In jedem Feld der Technik, in dem größere Aufwendungen gemacht werden, wird es naturgemäß Entwicklungen geben, die auf ein breites industrielles Umfeld Auswirkungen haben. Daß derzeit von der Raumfahrttechnik überragende technologische Antriebe ausgehen, ist nicht zu erkennen.

III. Die Rolle der bemannten Raumfahrt

Die bemannte Raumfahrt hat die Gemüter seit Jules Verne bewegt, und zweifellos geht vom Vorstoß des Menschen in den Weltraum eine besondere Faszination aus. Als diese Vorstellungen vor über 30 Jahren technische Wirklichkeit wurden, lag die Haupttriebfeder im politischen und militärischen Wettbewerb der Großmächte, und so ist es bis heute geblieben. In der Tat ist ein wissenschaftlicher oder ökonomischer Nutzen, der die hohen Kosten der bemannten Raumfahrt rechtfertigen würde, bisher nicht auszumachen. Gleichzeitig hat sich in den letzten Jahrzehnten die Robotik in so hohem Maße entwickelt, so daß die Anwesenheit von Menschen im Weltraum vielen Experten als entbehrlich erscheint. Dennoch haben die USA und die Sowjetunion an ihren Plänen für die bemannte Raumfahrt festgehalten. Die Entwicklung des "Space Shuttle" in den USA ist als eine Folge dieser Haltung anzusehen. Unter der Prämisse, daß der bemannte Raumflug zu einem ebenso sicheren Transportsystem entwickelt werden könne wie die moderne Luftfahrt, entstanden Pläne für die Entwicklung und den Bau von ständig bemannten Raumstationen in erdnahen Umlaufbahnen, von Basen auf dem Mond und von bemannten Flügen zu anderen Planeten. Aus unbemannten Sondierungen der Planeten hat sich bereits ergeben, daß wohl der einzige, der für solche Explorationen in Frage käme, der Mars ist. Es hat sich aber auch gezeigt, daß dazu wenig Notwendigkeit besteht. Flüge zum Mars lassen sich lediglich als Demonstration begründen, daß Menschen zu solchen Exkursionen in der Lage sind; nützlich werden sie kaum sein können.

IV. Die ESA-Programme

Die in der europäischen Raumfahrtagentur ESA zusammengeschlossenen europäischen Staaten haben sich im Januar 1985 geeinigt, ein aus drei Komponenten bestehendes Raumfahrtprogramm voranzutreiben: (1) Entwicklung und Bau einer weiteren Trägerrakete, der "Ariane V", (2) eines bemannten Raumlabors "Columbus", als Annex zur US-Raumstation "Freedom", und (3) eines zum Transport von Astronauten geeigneten wiederverwendbaren Fahrzeuges, "Hermes" genannt. Die Kosten, die in der Bundesrepublik für die Entwicklung und den Bau dieser drei Elemente anfallen, werden auf mehr als 8 Mrd. DM veranschlagt. Hinzu kommen die Beiträge zu den Betriebskosten, die auf 1 Mrd. DM pro Jahr geschätzt werden, wobei die Kosten für die wissenschaftliche und technologische Nutzung noch nicht eingeschlossen sind. Diese hohen Aufwendungen sind ganz wesentlich durch die extremen Sicherheitsanforderungen bedingt, die aufgrund der Anwesenheit von Menschen an Bord zu erfüllen sind. Zumindest für die Bundesrepublik war die Entscheidung, sich an diesem "Infrastruktur-Programm" zu beteiligen, eine rein politische. Von der Wissenschaft und Wirtschaft ist die bemannte Raumfahrt nicht gefordert worden. Die Wissenschaftler haben sich allerdings der Nutzung dieser aus anderen Gründen beschlossenen Raumfahrtalternative dann nicht verschlossen, wenn dies zu keinen unsinnigen Verwerfungen ihrer Vorhaben führte. Ähnliches gilt für die Wirtschaft, deren bisheriges geringes Engagement bei der Nutzung der bemannten Optionen auf dem Mangel an technisch-wirtschaftlich überzeugenden Perspektiven beruht und auf erheblichen Zweifeln, ob sich die hohen Aufwendungen jemals amortisieren werden. Sicher ist eine Kosten-Nutzen-Rechnung kein allgemein gültiges Kriterium einer verantwortlichen Ausgabe von Haushaltsmitteln; Nutzen kann auch im internationalen Rang der industriell-technischen Leistungsfähigkeit einer Nation oder einer Gruppe von Nationen liegen. Jedoch sind Kosten-Nutzen-Überlegungen legitim zumindest um Festlegungen bezüglich des maximal vertretbaren Aufwandes für solche Vorhaben zu treffen.

V. Die physikalischen Experimente unter Mikrogravitation

Materialforschung unter Schwerelosigkeit ist eine verhältnismäßig junge Disziplin, bei der es sich zunächst um die Erforschung von Grundlagen handelt, um die Untersuchung eher subtiler Effekte, die ohne Schwerkraft beobachtbar werden meist Effekte höherer Ordnung in Systemen, in denen fast immer mindestens eine fluide Phase vorliegt. Gewiß können in diesem Bereich - wie in der gesamten Mikrogravitationsforschung - experimentelle Untersuchungen so angelegt werden, daß sie von vornherein die Unterstützung von Astronauten benötigen. Jedoch lassen sich keine Beispiele finden, bei denen der Mensch nicht durch Roboter ersetzt werden könnte. Die einzige Ausnahme sind Untersuchungen am Menschen selbst. Weil nur dann, wenn der Mensch selbst zum Untersuchungsobjekt wird, bemannte Raumfahrt letztlich notwendig ist, ist es unredlich, der Mikrogravitationsforschung eine entscheidende Rolle bei der Begründung der bemannten Raumfahrt aufzubürden.

VI. Die Realisierbarkeit von wissenschaftlichen Untersuchungen in angemessenen Zeitspannen

Ein wesentliches Kriterium für den Erfolg wissenschaftlicher Projekte im Weltraum ist die Häufigkeit, mit der Untersuchungen durchgeführt werden können. Qualifizierte Forscher können nur dann an Untersuchungen interessiert werden, wenn die Ergebnisse in vertretbaren Zeitintervallen gewonnen werden können. Noch wichtiger ist dies für die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß das "Space Shuttle"-System den Zugang des einzelnen Forschers zum Weltraum nicht wie ursprünglich versprochen - vereinfacht, sondern erschwert hat, insbesondere im Hinblick auf Kosten und Durchführungszeiten. Das Gegenteil ist also eingetreten. Es ist ferner nicht erkennbar, daß sich diese Situation beim Übergang zu den noch komplexeren Systemen der Zukunft verbessern wird. Daher ist die bemannte Raumfahrt zumindest für die Mikrogravitatiansforschung eher hemmend als förderlich.

VII. Der Zwang zur wissenschaftlichen Nutzung der bemannten Raumfahrt

Anders als in den USA, wo von seiten der Regierung Zwang zur Nutzung des bemannten "Shuttle" ausgeübt worden ist - mit den bekannten, weitreichenden Folgen - hat es einen solchen Zwang in der Bundesrepublik bisher nicht gegeben. Daran sollte festgehalten werden.

VIII. Der Nutzen der unbemannten Satelliten

Die anstehenden wesentlichen Aufgaben, die durch die Weltraumtechnik in den Bereichen der extraterrestrischen Forschung, der Erderkundung, der Telekommunikation und der Navigation bewältigt werden können, werden erfolgreich mit Hilfe unbemannter Satelliten durchgeführt, die für den beabsichtigten Zweck optimiert werden. Dieses wird sich auch in der Zukunft nicht ändern.

IX. Die Ausgewogenheit der finanziellen Aufwendungen

Ein nationales Raumfahrtprogramm muß in Würdigung der oben angeführten Gesichtspunkte bezüglich der Aufwendungen für nationale und internationale Aufgaben ausbalanciert sein. Während die Ausgaben für internationale Programme erst die Voraussetzungen dafür schaffen, einzelne Raumfahrtprojekte durchführen zu können, dienen Ausgaben im nationalen Bereich dazu, der Forschung im Lande die Möglichkeit zu geben, sich auf solche Aufgaben entsprechend vorzubereiten, eigene Schwerpunkte zu setzen und gegebenenfalls internationale Planungen in geeigneter Weise zu beeinflussen. Die internationalen Ausgaben wären ohne vergleichbare Aufwendungen im nationalen Bereich nicht zu begründen. Ebenso wichtig ist eine andere Balance, nämlich die zwischen den Investitions- und Betriebskosten für die Infrastruktur-Programme und den Aufwendungen, die für ihre Nutzung zur Verfügung gestellt werden.

X. Die Verteilung der Kosten

Die Aufwendungen für die großen Infrastruktur-Programme der bemannten Raumfahrt dürfen nicht auf Kosten der Grundlagen- und Technologieforschung ausgeglichen werden. Es ist nicht zu verantworten, erfolgreiche Zweige der Forschung und Technologieentwicklung deswegen zu bremsen, weil politisch begründete Programme anders nicht zu finanzieren wären. Die zu erwartenden weiteren, gegenwärtig nur sehr grob erfüllbaren, beträchtlichen Kosten, die sich aus dem Betrieb der Raumstation ergeben werden, dürfen nicht zu einer Beeinträchtigung der vielseitigen, wertvollen Forschungslandschaft der Bundesrepublik führen. Wegen der primär außen- und wirtschaftspolitischen Aspekte dieser Programme dürfen die erforderlichen Mittel den Wissenschaftshaushalt nicht in einem unangemessen hohen Maße belasten, vielmehr müssen sie eine breitere Finanzierungsbasis finden.

XI. Der Ausstieg aus den ESA-Programmen als gegebenenfalls erforderliche Konsequenz

Nach bereits erfolgter Verabschiedung des "Ariane V"-Programms sollen 1991 auch die zwei Großprogramme "Columbus" und "Hermes" vom Rat der Europäischen Weltraumorganisation endgültig beschlossen werden. Zuvor müssen die Kostenrisiken dieser Unternehmungen sorgfältig ermittelt und deutlich sichtbar gemacht werden. Dazu gehört auch eine durchschaubare Darstellung von direkten und zurechenbaren indirekten Kosten. Gegenwärtig ist kein klares Bild über die tatsächlich zu erwartenden Belastungen zu erhalten. Es ist jedoch davon auszugehen, daß beträchtliche Kostensteigerungen eintreten werden. Sofern diese die 120 %-Marke überschreiten, empfiehlt die Deutsche Physikalische Gesellschaft in ihrer Verantwortung für die Wissenschaft der Bundesregierung den Ausstieg aus den Programmen "Columbus" und/oder "Hermes" gemäß den vertraglichen Vereinbarungen, um dadurch für neue, mit der wirtschaftlichen Kraft der beteiligten Länder verträglichere, zeit- und kostengünstigere Konzepte Raum zu schaffen.

Zusammenfassung

• Die Haupttriebfeder für die bemannte Raumfahrt war zunächst der politische und militärische Wettbewerb zwischen der Sowjetunion und den Vereinigten Staaten von Amerika, später kam der politisch motivierte Ehrgeiz europäischer Staaten hinzu. Wissenschaft und Wirtschaft haben die bemannte Raumfahrt nicht gefordert: dies gilt auch für die Beteiligung der Bundesrepublik an den einschlägigen ESA-Programmen. - Der technologische "Spin-off" der bemannten Raumfahrt ist schwer zu bestimmen, er hält sich aber in Grenzen und sollte nicht überschätzt werden. Überragende technologische Antriebe sind derzeit nicht zu erkennen.
• Mit der Ausnahme von Untersuchungen am Menschen selbst lassen sich im Forschungsbereich alle Experimente ohne Einbuße an Präzision auch unbemannt durchführen. Dies gilt auch für die Mikrogravitation; daher ist es unredlich, dieser eine nachhaltige Begründung für die bemannte Raumfahrt aufzubürden.
• Ein wesentliches Kriterium für den Erfolg wissenschaftlicher Untersuchungen im Weltraum ist die Häufigkeit und Präzision, mit der diese durchgeführt werden können. Die Erfahrungen mit dem "Shuttle" haben gezeigt. daß dieses bemannte System den Zugang des einzelnen Forschers zum Weltraum nicht vereinfacht und verbilligt, sondern verzögert, erschwert und verteuert hat. Es ist anzunehmen, daß sich diese Situation auch bei den kommenden, noch komplexeren Systemen nicht ändern wird.
• Ob sich die hohen Investitions- und Betriebskosten der bemannten Raumfahrt durch mögliche Vorteile bei Reparatur und Wartung rechtfertigen lassen, ist ungewiß. Derzeit gibt es dafür keinen überzeugenden Nachweis.
• Kosten-Nutzen-Überlegungen sind auch bei bemannten Raumfahrtvorhaben legitim, zumindest um Festlegungen des maximal vertretbaren Aufwandes zu treffen. Dabei ist eine ausgewogene Balance zwischen Aufwendungen für nationale und internationale Programme sowie zwischen Investitions- und Betriebskosten und Aufwendungen. die für die Nutzung der ,Infrastruktur zur Verfügung stehen, herbeizuführen. Hier gibt es Ungleichgewichte, die sich zu verstärken drohen.
• Daher empfiehlt die Deutsche Physikalische Gesellschaft der Bundesregierung für den Fall, daß die Kosten für die ESA-Großprogramme ,.Columbus" und "Hermes" den vertraglich vereinbarten Rahmen überschreiten, den Ausstieg aus diesen Programmen, um für neue, mit der wirtschaftlichen Kraft der beteiligen Länder verträglichere, zeit- und kostengünstigere Konzepte Raum zu schaffen.
• Darüber hinaus empfiehlt sie die verstärkte Förderung der Verwendung unbemannter Satelliten die für die beabsichtigten Zwecke optimiert sind. Für die Klärung wissenschaftlicher Fragestellungen ist dieses Verfahren wegen seiner häufigeren Startmöglichkeiten. kürzeren Vorbereitungszeiten. geringeren Sicherheitsmaßnahmen und niedrigeren Kosten sehr viel geeigneter als die bemannte Raumfahrt.

 

An der Ausarbeitung dieser Entschließung haben mitgewirkt:

Dr. W. Heinicke, Bad Honnef
Dr. E. Keppler, Katlenburg Lindau
Prof. Dr. T. Mayer-Kuckuk, Bonn
Prof. Dr. K. Pinkau, München
Prof. Dr. J. Treusch, Jülich
Prof. Dr. J. Trümper, München
Prof. Dr. H. Warlimont, Hanau

Die Entschließung wurde vom Vorstandsrat der Deutschen Physikalischen Gesellschaft am 17. November 1990 verabschiedet.

Bad Honnef, den 12. Dezember 1990

Prof. Dr. T. Mayer-Kuckuk
Präsident der Deutschen Phvsikalischen Gesellschaft