Technisch machbar. Finanziell profitabel. Logisch sinnvoll.
Für Yvonne
Einleitung
Historie
Warum sollten wir den Mond besiedeln?
Der Mond: ein Überblick
Von der Erde in den Orbit: Verfügbare Technik
Erster Schritt: Besiedlung des Erdorbits
Zweiter Schritt: Flug zum Mond
Dritter Schritt: Bau einer Mondsiedlung
Der geeignete Standort
Koloniebedarf
Koloniegründung
Koloniebau
Erweiterung der Kolonie
Produktionsbeginn
Versorgung der Siedlung
Beispielsiedlungen
Wachstumsphase
Leistungsphase
Finanzierung
Prokejekte für die Zukunft
Zusammenfassung
Autorenporträt
»Ich glaube, dass dieses Land sich dem Ziel widmen sollte, noch vor Ende dieses Jahrzehnts einen Menschen auf dem Mond landen zu lassen und ihn wieder sicher zur Erde zurückzubringen.«
Acht Jahre nachdem Kennedy dieses Ziel ausgegeben hatte, landeten die USA auf dem Mond und brachten Neil Armstrong und Buzz Aldrin sicher zur Erde zurück. Ohne Kennedys politischen Willen hätte es das amerikanische Raumfahrtprogramm Apollo und Menschen auf dem Mond nicht gegeben. Damals war die technische Machbarkeit keinesfalls gewiss. Ohne Raumfahrtpioniere wie Sergei Pawlowitsch Koroljow, den Vater des sowjetischen Raumfahrtprogramms, der mit Sputnik den ersten Satelliten und mit Juri Gagarin den ersten Menschen in den Weltraum brachte, oder Wernher von Braun, den Vater des Apollo-Programms, wären vermutlich niemals Menschen auf den Mond gelangt.
Heute ist die Raumfahrt nicht mehr abhängig von Einzelpersonen. Das Wissen ist weit verbreitet und moderne Projekte sind viel zu komplex, um von einer Person in allen Details verstanden zu werden. Forschung und Technik sind zu Teamsportarten geworden, bei denen eine Person alleine kein Spiel mehr gewinnt.
Das Apollo-Programm war nicht nur ein großer Beitrag zur Raumfahrt, es war auch ein großer Beitrag die Regeln zu verstehen, nach denen ein Großprojekt wie eine Mondmission funktionieren kann. Heute, 40 Jahre nach dem Ende des Apollo-Programms, gibt es keine Unsicherheit mehr, ob eine Mondreise technisch machbar ist.
Damals wie heute ist die Politik abhängig von Einzelpersonen. Nur den politischen Willen zum Mond zu reisen, den gibt es nicht mehr. Zumindest nicht in der westlichen Welt. Die Motivation, sich und seinem Erzfeind etwas beweisen zu müssen, ist mit dem Kalten Krieg verschwunden. Die alten Feinde arbeiten jetzt Hand in Hand, betreiben gemeinsam die Internationale Raumstation (ISS). Die Motivation, sich erneut der Herausforderung einer Mondreise zu stellen, ist gering.
Heute verfolgen zwei Länder vorsichtige Pläne einer Rückkehr zum Mond: China und die USA. China entwickelt die Trägerrakete Langer Marsch 9 (deutsch für Chángzheng), während die USA kurz vor dem Erstflug des Space Launch Systems (SLS) stehen. Die Nutzlast beider Raketen wird mit über 100 t zum Erdorbit vergleichbar mit der Saturn V des Apollo Programms sein – genug für eine Wiederholung der Mondlandung nach dem Vorbild von Apollo.
Noch sind diese Raketen nicht verfügbar.
Mit den heute verfügbaren Trägerraketen müssen andere Wege beschritten werden. Dieses Buch zeigt einen solchen Weg. Der hier vorgestellte Weg zum Mond ist ein auf Nachhaltigkeit ausgerichteter Ansatz, der bei minimalem Aufwand für neue Entwicklungen Schritt für Schritt vom Erdorbit zum Mond geht. Der vorgestellte Plan kommt ohne eine neue Trägerrakete und ohne die Neuentwicklung eines Raumschiffs aus. Für eine Mondlandung wird lediglich eine Landefähre benötigt. Alle präsentierten Neuentwicklungen verwenden soweit möglich vorhandene Technologien. Die benötigten Technologien sind bekannt und werden zweckmäßig kombiniert. Dabei wird in vielen Fällen die russische Raumfahrtphilosophie, Produkte weiter statt neu zu entwickeln, aufgegriffen. Diese Philosophie hat sich in den vergangenen 60 Jahren als nachhaltiger und kosteneffizienter gezeigt.
Ein gutes Beispiel, wie man es nicht machen sollte, zeigt die NASA. Nachdem mit der Saturn V der Gipfel der menschlichen Raketenkonstruktionskunst erreicht wurde, stellte man das Projekt ein und die Raketen ins Museum, um sich fortan dem Space-Shuttle-Projekt zu widmen, in der Hoffnung Geld zu sparen. Die Hoffnungen wurden enttäuscht. Als es sich neben zu teuer auch noch als zu unsicher entpuppte, wurde das Projekt nach 40 Jahren eingestellt. Die Shuttles kamen ins Museum.
Heute investiert der Staat viel Geld in den privaten Sektor und subventioniert Firmen wie SpaceX in der Hoffnung, zu Startpreisen pro Tonne zu gelangen, bei denen sich die russische Raumfahrt bereits befindet und bei denen auch die Saturn V bereits war.
Fehler wie diese sollen sich bei der Mondmission der zweiten Generation nicht wiederholen. In diesem Buch geht es um Nachhaltigkeit. Wenn noch mal in ein Mondprogramm investiert wird, dann nur aus einem Grund: Um dort bleiben zu können. Es sollte eine Siedlung gegründet werden und die Siedlung sollte unabhängig sein können. Überlebensfähig ohne Unterstützung von der Erde. Es sollte eine Siedlung für jedermann sein, für Männer und Frauen, Kinder und Greise, Arm und Reich, Arbeiter und Akademiker, Industrie und Forschung. Die Siedlung sollte in der Lage sein, zu wachsen und eine Industrieleistung zu erbringen. Eine Industrieleistung nicht nur für den Eigenbedarf, sondern auch für den Export.
Buzz Aldrin auf dem Mond.
Dieses Buch wird zeigen, wie diese Siedlung realisiert werden kann. Die Kosten werden abgeschätzt und es wird gezeigt, dass eine Mondsiedlung nicht so teuer ist, wie gemeinhin vermutet. Vor allem aber wird sich zeigen, dass wer einen Schritt nach dem anderen macht und stets auf Nachhaltigkeit achtet, sich mit jedem Schritt leichter tut. Die Mondsiedlung leistet somit einen wichtigen Beitrag für den nächsten Schritt, den Schritt nach dem Mond: zum Mars. Ziel dieses Buchs ist es, Kosten und Machbarkeit einer Siedlungsgründung auf dem Mond zu untersuchen und ein Konzept vorzustellen, auf dem eine „Mondmission zweiter Generation“ aufgebaut werden kann. Es liegt in der Natur eines Grundkonzepts, dass Detailfragen nicht vollständig beantwortet werden können. Im Rahmen der Konzepterstellung ist es ausreichend, wenn Zahlen, Abschätzungen und Überschlagsrechnungen auf 20 % genau stimmen. Das vorgestellte Konzept wird die Vorteile einer nachhaltigen Besiedlung des Weltraums zeigen, bei der jeder Schritt den Grundstein für den nächsten legt. Nur wenn die Siedlungen, die wir errichten, von der Erde unabhängig sind, können die Kosten im Zaum gehalten werden. Nur wenn die Siedlungen produzieren, können sie sich an Missionen zu immer weiter entfernten Planeten und Monden beteiligen. Nur durch diese Beteiligung wird die Expansion der Menschheit in die Tiefen des Weltraums finanzierbar und damit umsetzbar.
Das Ziel einer Besiedlung des Weltraums mag in weiter Ferne sein. Schritt für Schritt kann jedoch jede Distanz überwunden werden. Mit der Internationalen Raumstation sind wir den ersten Schritt gegangen. Es wird Zeit für den zweiten: zum Mond.
»Das ist ein kleiner Schritt für einen Menschen, aber ein großer Sprung für die Menschheit!«
Äthiopien, ca. 160.000 Jahre vor unserer Zeit: In einer lauen Sommernacht schenkt eine homo erectus Mutter dem ersten homo sapiens das Leben. Stolz hebt der Vater das erste Menschenkind in die Höhe, reckt es dem Nachthimmel entgegen, als wolle er sich bei seinen Göttern bedanken. Sternenlicht, so alt wie das Universum selbst, spiegelt sich in den Augen des Säuglings – der Erste von vielen, die ausziehen werden, um die Welt zu erobern und nach den Sternen zu greifen.
Während sich der Mensch von Äthiopien aus über die Welt ausbreitet und beginnt, seine Vorgänger und die Neandertaler zu verdrängen, entwickeln sich die ersten Niederlassungen. Nachdem die junge Menschheit die wichtigsten Aspekte des Überlebens – Nahrung und Unterkunft – gemeistert hat, beginnen um etwa 17.000 v. Chr. die ersten systematischen Himmelsbeobachtungen. Mondphasen und Sternenkonstellationen werden studiert und in Höhlenmalereien festgehalten, wie in der Höhle von Lascaux in Frankreich, wo einige der ältesten bekannten von Menschen geschaffenen Malereien gefunden wurden. Darunter Abbildungen, die der Sternenkonstellation der Plejaden gleichen.
Etwa 5000 v. Chr. errichten Siedler, die sich bei Goseck in Norddeutschland niedergelassen haben, das erste Sonnenobservatorium in Form einer Kreisgrabenanlage, um den Zeitpunkt der Wintersonnwende zu bestimmen. In stark von Jahreszeiten geprägten Regionen war die Motivation groß, zu wissen wie lange die kalte Jahreszeit dauert und wann sie vorüber sein wird.
Um 3373 v. Chr. entwickeln die Maya ihren Kalender und studieren den Auf- und Untergang der Venus, später auch die Umlaufzeiten der anderen mit bloßem Auge sichtbaren Planeten. Bis zu ihrer Vernichtung durch die spanischen Konquistadoren im 17. Jahrhundert gelingt den Maya die Bestimmung der Umlaufzeiten der Planeten bis auf wenige Minuten genau. Die Messung des Mondumlaufs gelingt noch erheblich genauer.
Parallel zu den Forschungen der Maya in Amerika entwickelt sich das Interesse an Astronomie in Mesopotamien. Sumerer und Babylonier beginnen ebenfalls mit Mond- und Venusbeobachtungen. Die Sumerer führen um 3300 v. Chr. das Sexagesimalsystem (Zahlensystem mit der Basis 60 anstatt der Basis 10, wie wir es heute verwenden) ein. Daraus ergibt sich bis heute die Einteilung eines Kreises in 360 Grad, 60 Minuten pro Grad und 60 Sekunden pro Minute.
Etwa zur selben Zeit führte man in Ägypten einen 365-Tage-Kalender ein, richtet die Pyramiden nach dem Nordstern aus und beginnt mit astronomischen Erforschungen von Sonne, Mond und Planeten, um die Nilhochwasser vorhersagen zu können.
Für die Chinesen bekommt die Harmonie von Himmel, Erde und Mensch große spirituelle Bedeutung. Entsprechend wichtig wird die Vorhersage von Störungen der Harmonie wie Mond- und Sonnenfinsternissen. Es werden Beamte eingesetzt, die für Kalender und Vorhersage von Himmelsereignissen zuständig sind. Die Beamten bürgen für die Vorhersagen mit ihrem Leben, entsprechend werden die Astronomen Xi und He enthauptet, nachdem die Vorhersage der Sonnenfinsternis am 3. Oktober 2137 v. Chr. misslang.
Um etwa 1200 v. Chr. erstellen die Babylonier den ersten Sternenkatalog. Etwa 740 v. Chr. entdecken sie unter Nabonassar den 18-jährigen Zyklus der Mondfinsternis.
613 v. Chr. dokumentieren die Chinesen den Vorbeiflug des Kometen Halley.
Um etwa 300 v. Chr. kann man in Babylon den Lauf der bekannten Planeten vorhersagen und erwägt die Möglichkeit eines heliozentrischen Sonnensystems.
Der Grieche Aristoteles (384–322 v. Chr.) entdeckt das Prinzip der Lochkamera, das erst mehr als 1000 Jahre später zur systematischen Beobachtung der Sonne eingesetzt wird, und vermutet als erster: Die Erde ist eine Kugel.
Um etwa 300 v. Chr. erhöhen griechische Stoiker die Zahl der bekannten Planeten auf 5: Merkur, Mars, Venus, Jupiter und Saturn.
Etwa 200 Jahre später ist es der Grieche Hipparchos, der die Präzessionsbewegung der Erde (Taumelbewegung der Erde, ausgelöst durch die leicht gegenüber der Senkrechten verschobenen Erdachse) als Erklärung für die Veränderung der Koordinaten von Fixsternen am Nachthimmel entdeckt.
Mit der Ausbreitung des griechischen Reiches verschmilzt mesopotamisches und ägyptisches Wissen über die Astronomie. Die ägyptische Hafenstadt Alexandria entwickelt sich zum Zentrum von Wissenschaft und Forschung und erreicht unter römischer Herrschaft, im ersten Jahrhundert nach Christus, ihren Höhepunkt. Claudius Ptolemäus, ein Bibliothekar in der Großen Bibliothek von Alexandria, verfasst eine Zusammenstellung über Mathematik und Astronomie, Almagest genannt, die bis zum Ende des Mittelalters zum Standardwerk der Astronomie wird. Inspiriert von Hipparchos von Nicäa beschreibt Ptolemäus ein geozentrisches Weltbild – das Ptolemäische Weltbild.
Ebenfalls im ersten Jahrhundert nach Christus beginnt man in China mit der Beobachtung von Sonnenflecken, Novae und Supernovae, die als Gaststerne bezeichnet werden. Die bedeutendste Supernova, die auch bei Tageslicht wochenlang sichtbar bleibt, ereignet sich 1054 im Krebsnebel.
Im europäischen Mittelalter setzte sich das im römischen Reich aufgekommene Desinteresse an einer Weiterentwicklung der Astronomie fort. Es ist die arabische Welt, die unter dem aufkommenden Islam das antike Wissen bewahrt und Fehler in den antiken Überlegungen erkennt. Man verfügt zwar nicht über die Mittel, die Fehler zu korrigieren, dennoch gelingen eigene Beobachtungen. So ist es der persische Astronom Al-Sufi, der im 10. Jahrhundert als erster Mensch eine zweite Galaxie entdeckt: Den Andromeda Nebel.
Etwa um 500 n. Chr. erlebt die indische Astronomie einen Höhepunkt: Unter dem Astronomen Aryabhata, der das Konzept der Zahl Null entdeckt und so einen wichtigen Impuls für die Zukunft der Mathematik gibt.
1543 leitete Nikolaus Kopernikus mit seinem Buch „De Revolutionibus Orbium Coelestium“ die Renaissance der europäischen Astronomie ein. Etwa 1800 Jahre nach den Babyloniern hält auch er ein heliozentrisches Sonnensystem für möglich und beschreibt es im Detail.
1609 gelingt es dem Wissenschaftler und evangelischen Theologen Johannes Kepler, nach Vorarbeiten des dänischen Adligen Tycho Brahe, die Planetenbewegungen im heliozentrischen Sonnensystem mit dem nach ihm benannten 1. und 2. Kepplerschen Gesetz exakt zu beschreiben.
Anfang des 17. Jahrhunderts erfährt die Beobachtung der Himmelskörper durch die Erfindung des Fernrohrs großen Auftrieb. Einen wichtigen Grundstein legt der venezianische Wissenschaftler und Politiker Daniele Barbaro, indem er die von Aristoteles erfundene Lochkamera – auch Camera Obscura genannt – um eine geschliffene Linse erweitert. 1608 schließlich konstruiert der holländische Brillenmacher Hans Lipperhey das erste Fernrohr.
Dieses wird in der Folge von Galileo Galilei weiter entwickelt. 1610 entdeckt der aus Pisa stammende Naturwissenschaftler damit die Jupitermonde Kallisto, Io, Europa und Ganymed. Die Entdeckung der ersten Himmelskörper, die nachweislich nicht die Erde umkreisen, widerspricht dem ptolemäischen Weltbild und führt zu einer nachhaltigen Störung der
Geozentrisches (Ptolemäus) Sonnensystem
Heliozentrisches (Kopernikus) Sonnensystem
Jupiter und die vier galileischen Monde.
Beziehung zwischen Kirche und Wissenschaft. Nachdem Galilei aus Sicht der Inquisition zu hartnäckig versucht, die Kirche vom kopernischen Weltbild zu überzeugen, wird gegen ihn ermittelt. Nachdem er seinen Ansichten abschwört, wird er zu einer milden Kerkerhaft verurteilt, die er nie antreten muss. Erst 360 Jahre später wird Galilei durch Papst Johannes Paul II offiziell rehabilitiert.
Die Erfindung des Fernrohres führt zu zahlreichen weiteren Entdeckungen. 1612 gelingt Simon Marius die Wiederentdeckung des Andromeda Nebels, 1619 dem Schweizer Johann Baptist Cysat die Entdeckung des ersten Doppelsternsystems. 1655/56 entdecken Giovanni Domenico Cassini und Christiaan Huygens die Saturnringe, seinen Mond Titan und den 1350 Lichtjahre entfernten Orionnebel. Zum Ende des 17. Jahrhunderts (1676) beweist der Däne Ole Rømer anhand von Verdunklungen der Jupitermonde, dass die Lichtgeschwindigkeit endlich ist.
Es dauert bis zum Jahr 1781, bis die Entdeckung des siebten Planeten, Uranus, gelingt. Obwohl der Planet bei guten Bedingungen auch mit bloßem Auge zu sehen ist, wurde er bis dahin immer für einen Fixstern gehalten. Sein Entdecker Wilhelm Herschel hält ihn anfangs für einen Kometen.
Bis 1845 werden mit Ceres, Pallas, Juno,-Vesta und Astraea die Planeten 8 bis 12 entdeckt. 1846 entdeckt der Franzose Le Verrier Neptun als 13. Planeten. 1851 ändert man die Planetendefinition und degradiert alle neu entdeckten Himmelskörper zu Asteroiden, nur Neptun behält seinen Status, jetzt als achter Planet.
Am 18. Februar 1930 entdeckt der Amerikaner Clyde Tombaugh Pluto als 9. Planet und beendet eine 25 Jahre dauernde Suche nach dem legendären Transneptun, dessen Existenz man – aufgrund von Bahnstörungen in der Neptun- und Uranus-Bahn – bereits lange vermutet hatte. 2006 und damit 76 Jahre später wird Pluto der Planetenstatus aberkannt. Heute ist er als Zwergplanet klassifiziert.
Erst 1992 werden die ersten Planeten außerhalb des Sonnensystems entdeckt. Der in den USA lehrende Pole Aleksander Wolszczan und der Kanadier Dale Frail entdecken die ersten beiden Exo-Planeten um den 1000 Lichtjahre entfernten Pulsar PSR B1257+12. Die Planeten umkreisen den Pulsar in 0.19 und 0.36 AU (AU = Astronomic Unit, englisch für Astronomisch Einheit. 1 AU entspricht dem mittleren Abstand der Erde von der Sonne), was zu Helligkeitsschwankungen des Pulsars führt. Drei Jahre später entdecken Michel Mayor und sein Mitarbeiter Didier Queloz den ersten Planeten um einen sonnenähnlichen Stern. 51 Pegasi b, auch Bellerophon genannt, umkreist seinen Stern in nur 0.05 AU. Auch wenn Bellerophon noch viel zu nahe um seine Sonne kreist, um Leben zu ermöglichen, so zeigt seine Entdeckung, dass Planeten im Universum möglicherweise eine gewöhnliche Erscheinung und vermutlich sogar die Regel sind.
2007 wird im nur 20 Lichtjahre entfernten System Gliese 581 der erste Exoplanet entdeckt, der seinen Stern in der Mitte der bewohnbaren Zone umkreist: Gliese 581 d. Seine Masse beträgt das Achtfache der Erde und seine Umlaufzeit 66 Tage. Auch der etwas kleinere Planet Gliese 581 c, der den Zentralstern in 13 Tagen umkreist, befindet sich möglicherweise noch in der bewohnbaren Zone.
Zum Vergleich: In unserem Sonnensystem befinden sich Venus, Erde und Mars in der bewohnbaren Zone. Die Erde ist in der Mitte.
In Europa leistet Leonardo da Vinci (1452–1519) mit seinen Zeichnungen und Entwürfen von Fluggeräten schon früh einen erwähnenswerten Beitrag, die Menschen näher an die Sterne zu bringen. Auch wenn seine Entwürfe noch nicht flugfähig sind, so ist es doch eine wichtige Pionierarbeit für die Entwicklung von Flugzeug und Helikopter.
1783 gelingt der Menschheit der erste Flug. In einem von den Brüdern Montgolfier entwickelten Heißluftballon heben der Physiker Jean-François Pilâtre de Rozier und der Offizier François d’Arlandes von Versailles aus vom Boden ab. 25 Minuten später kehren die ersten Luftfahrer der Geschichte unbeschadet zur Erde zurück. Das Zeitalter der Luftfahrt hatte begonnen.
In seinem 1865 verfassten Werk „De la Terre à la Lune“ (Von der Erde zum Mond) kreiert Jules Verne den Traum vom bemannten Flug zum Mond. Der erste motorisierte Flug ereignet sich am 18. August 1903 durch den deutschen Flugpionier Karl Jatho, ehe den Brüdern Wright am 17. Dezember 1903 der erste andauernde und gesteuerte Flug in einem motorbetriebenen Flugzeug gelingt.
Im gleichen Jahr stellt der russische Amateurraketenforscher Konstantin Ziolkowski – weitgehend unbemerkt von der Öffentlichkeit – als erster Mensch die Raketengleichung auf, die bis heute die grundlegende Funktion aller Raketen theoretisch beschreibt.
1903: Erster Flug der Brüder Wright.
Bereits 1909 überquert der Franzose Louis Blériot den Ärmelkanal und fliegt von Calais nach Dover. Am 12. Juni 1912 findet der erste Postflug innerhalb von Deutschland statt. Keine fünf Jahre später überquert Albert C. Read im Mai 1919 als erster Mensch in einem Flugzeug den Atlantik. Wenige Monate später wiederholen John Alcock und Arthur Whitten Brown die Überquerung ohne Zwischenlandung, ehe 1927 Charles Lindbergh als erster Mensch, der alleine und ohne Zwischenlandung von New York nach Paris fliegt, zu Weltruhm gelangt.
Im Ersten Weltkrieg etablieren sich Flugzeuge als Kriegsgerät. Die ersten Flugplätze entstehen, der Flugfunk wird entwickelt und die Leistungsfähigkeit gesteigert. Hugo Junkers erprobt 1915 das erste Ganzmetallflugzeug, die Junkers J1, die er später zum ersten Ganzmetall-Verkehrsflugzeug, der Junkers F13, weiterentwickelt.
Nach Kriegsende besteht in Europa und USA eine groß dimensionierte Luftfahrtindustrie, der die militärischen Aufträge wegbrechen. Man verlagert sich in den zivilen Bereich, so wird zum Beispiel 1926 die Deutsche Luft Hansa AG gegründet.
1923 veröffentlicht der Raketenpionier Herman Oberth seine Dissertation „Die Rakete zu den Planetenräumen“, entdeckt die Raketengleichung für den deutschsprachigen Raum und verhilft dem Thema Raumfahrt und Raketentechnik zu breiterer Popularität. Vier Jahre später gründet sich in Breslau, im heutigen Polen, der Verein für Raumschifffahrt. 1929 zieht der Verein nach Berlin um und zieht weitere Mitglieder an, darunter die Raketeningenieure Rudolf Nebel und Wernher von Braun. Noch im selben Jahr gründet Nebel in Berlin-Tegel den ersten Raketenflugplatz und startet dort die zusammen mit Oberth entwickelte erste Flüssigtreibstoff-Rakete. Die erreichten Flughöhen sind anfangs nur um die 100 m.
Nach seinem Ingenieurstudium beginnt von Braun beim Raketenprogramm des Heereswaffenamtes. Bereits 1934 erreicht das von ihm entwickelte Aggregat 2 eine Gipfelhöhe von 2.200 m. In den folgenden Jahren arbeitet von Braun zusammen mit Ernst Heinkel an einem Raketentriebwerk für Flugzeuge, ehe er 1937 die Leitung der Heeresversuchsanstalt Peenemuende übernimmt.
Am 20. Juni 1939 unternimmt die Heinkel He 176, das erste Flugzeug mit Flüssigkeitsraketenantrieb, ihren Jungfernflug. Nur zwei Monate später ist das Modell He 178 das erste Flugzeug mit Turbinen-Luftstrahltriebwerk.
Im Zweiten Weltkrieg steigert sich die Leistung der Flugzeuge immer weiter. Im Deutschen Reich erzielt man besonders gute Fortschritte im Verständnis des Überschallflugs und erbringt zahlreiche Pionierleistungen. 1941 überschreitet das Raketenflugzeug Me 163 die Grenze von 1.000 km/h im Horizontalflug, drei Jahre später erreicht dasselbe Modell 1.130 km/h im Neigungsflug, was bei genügender Höhe bereits Überschallgeschwindigkeit entspricht. Ein Durchbrechen der Schallmauer durch die Me 262 im Bahnneigungsflug kann nie offiziell bestätigt werden. Diese Ehre bleibt dem amerikanischen Raketenflugzeug Bell X-1, das den Rekord 1947 offiziell aufstellt.
In den letzten Kriegsjahren entwickelt von Braun Aggregat 4 in Peenemuende. 1942 erreicht die besser als Vergeltungswaffe 2 (V2) bekannte Rakete eine Gipfelhöhe von 80 km. Nach kontinuierlichen Verbesserungen erreicht Aggregat 4 1945 eine Flughöhe von 184 km und wird so zum ersten von Menschen geschaffenen Objekt im Weltraum.
Nach Kriegsende läuft von Braun mit seinen führenden Mitarbeitern zu den Amerikanern über, während die Russen Kontrolle über die V2-Produktionsstätten und die restlichen Mitarbeiter erlangen. Es beginnt der Wettlauf der Supermächte um den Weltraum.
Mit dem Ziel, eine Interkontinentalrakete zu entwickeln, erhält Sergei Pawlowitsch Koroljow, von Stalin den Auftrag, so viel Wissen vom deutschen Raketenprogramm abzuschöpfen wie möglich. Ähnlich zu von Braun hatte Koroljow bereits 1930 mit der Konstruktion von Hybridraketen begonnen. 1938 ist er, von einem Rivalen denunziert, verhaftet und zu zehn Jahren Arbeitslager verurteilt worden. Er verbrachte fünf Monate im Lager Maldjak, ehe er in ein Speziallager für Wissenschaftler verlegt wurde, das von einem Mitgefangenen als „Erster Kreis der Hölle“ beschrieben wird. Nach vier Jahren wurde er nach Kasan verlegt, um Motoren für Jagdflugzeuge zu konstruieren. Zwei Jahre später wurde er von dort, auf Betreiben des Flugzeugbauers Andrei Nikolajewitsch Tupolew, entlassen.
Mit Koroljow beginnt ein Goldenes Zeitalter für die russische Raumfahrt. Am 4. Oktober 1957 bringen die Sowjets den Satelliten Sputnik 1 mit einer R-7 auf eine Umlaufbahn um die Erde und erschaffen so den ersten künstlichen Erdtrabanten. Die R-7 wird später zur Sojus weiterentwickelt und bleibt bis heute die meist verwendete Rakete in der Raumfahrt. Sputnik 1 verglüht 92 Tage nach dem Start in der Erdatmosphäre.
Ursprünglich als Interkontinentalrakete konzipiert um thermonukleare Sprengköpfe in den verfeindeten Westen transportieren zu können, löst die erfolgreiche R-7-Mission in den USA einen verständliche Panikreaktion aus: den Sputnik-Schock.
Während die Sowjetunion auf einem militärisch hochgradig relevanten Gebiet absolute Überlegenheit demonstriert, entwickelt sich in den USA ein kräftezehrender Wettstreit zwischen Armee, Marine und Luftwaffe. Am Redstone Arsenal in Huntsville, Alabama, leitete von Braun die Entwicklung der Jupiter-C- und Redstone-Raketen für die Armee. Die Marine entwickelt die Vanguard und die Luftwaffe schlägt die Atlas-Interkontinentalrakete vor. Präsident Eisenhower gibt der Marine den Vorzug. Mit Sputnik 2 bringt die Sowjetunion die Hündin Laika am 3. November 1957 als erstes Lebewesen in den Weltraum. Laika stirbt wenige Stunden nach dem Start an Überhitzung oder Stress. Erst nachdem eine Vanguard-Rakete beim Start versagt, erhält von Braun grünes Licht für den Start seiner Jupiter-C. Die Rakete bringt am 1. Februar 1958 den Satelliten Explorer 1 in den Weltraum.
In der Folge konsolidieren die Amerikaner ihr Raumfahrtprogramm und gründen am 29. Juli 1958 die NASA als zivile Luft- und Raumfahrtbehörde. Ein Jahr später wechselt von Braun mit 5.000 Mitarbeitern zur NASA und beginnt die Entwicklung der Saturn I. Gleichzeitig wird die NASA mit dem Mercury Projekt beauftragt: einen Menschen in den Weltraum zu bringen.
Sowjetischer Ersttagsbrief zum 80. Geburtstag Koroljows 1987
Juri Gagarin
Die Sowjetunion verfolgt dasselbe Ziel. Erfüllt von den allerschlimmsten Befürchtungen, was die Menschen im Weltraum erwartet, bereiten sich im Sternenstädchen bei Moskau 20 Kandidaten auf den ersten bemannten Flug in den Weltraum vor. Unsicher über die Situation im Weltall wird das Training unmenschlich hart gestaltet. Für den nur 1,57 Meter großen Juri Alexejewitsch Gagarin zahlt sich das Leiden aus.
Am 14. April 1961 startet Gagarin, ausgewählt wegen seiner ruhigen und ausgeglichenen Persönlichkeit, vom Weltraumbahnhof in Baikonur. Die mit einer abgewandelten Oberstufe ausgestattete R-7 bringt ihn sicher auf die Erdumlaufbahn. Eine Erdumrundung und 106 Minuten später landet der Kosmonaut unbeschadet südwestlich der Stadt Engels: als erster Mensch im Weltraum.
Für den Amerikaner Alan Shepard bleibt nur der zweite Platz, als er am 5. Mai 1961 von einer Redstone-Rakete auf einen kurzen Ausflug in den Weltraum befördert wird. Die Antriebskraft der Rakete reicht nicht für einen Flug auf eine stabile Umlaufbahn, so wassert Shepard schon nach 15 Minuten Flugzeit im Atlantik.
Wernher von Braun
1961 bis 1975: Bis zum Mond
Entschlossen, der Sowjetunion nicht alle Lorbeeren der Raumfahrt zu überlassen, gibt John F. Kennedy am 25. Mai 1961 das Ziel aus, vor dem Ende des Jahrzehnts einen Amerikaner auf den Mond zu bringen.
Am 14. Januar 1966 stirbt der an Darmkrebs erkrankte und unter einem schwachen Herz leidende Sergei Koroljow bei einer Operation an Herzschwäche. Mit ihm sterben die sowjetischen Hoffnungen auf eine bemannte Reise zum Mond. Sein Nachfolger agiert glücklos.
Ende der sechziger Jahre bleibt auch das amerikanische Mondprogramm nicht ohne Rückschläge. Bei einem Test auf der Startrampe, im Rahmen der Apollo-1-Mission, kommt es am 27. Januar 1967 zu einem tödlichen Zwischenfall. Das Apollo-Programm erholt sich jedoch schnell von dem Rückschlag und so gelingt am 9. November 1967 der Jungfernflug der Saturn V und des unbemannten Apollo-Raumschiffs in den Orbit. Von Brauns Meisterstück ist die größte jemals gebaute Rakete, ihr Startgewicht beträgt 2.934,8 t bei einer beeindruckenden Höhe von 110,6 m. Einmal gezündet setzen ihre Triebwerke eine Leistung von 120 GW frei – mehr als 100 Kernkraftwerke.
Die Komplexität des Apollo-Programms macht es zur größten Ingenieursleistung aller Zeiten und legt den Grundstein für alle folgenden Großprojekte.
Die Krönung des Apollo-Programms und der Zenit der menschlichen Raumfahrt ist die Mondlandung durch Apollo 11 am 20. Juli 1969. Um 20:17:58 Uhr UTC teilt Neil Armstrong 600 Millionen gespannter Fernsehzuschauer mit: “Houston, Tranquility Base here. The Eagle has landed!”
Die Mondlandung ist vollbracht. Der Traum von Visionären wie Jules Verne und Pionieren wie Hermann Oberth ist Wirklichkeit geworden. Die Menschheit hat ihre Wiege verlassen und einen anderen Himmelskörper erreicht. Juri Gagarin, der erste Mensch im Weltraum, konnte diesen Tag nicht mehr erleben. Er starb 1968 bei einem Trainingsflug im Rahmen seiner Pilotenausbildung.
Am 21. Juli 1969 um 02:56:20 UTC (in den USA noch der 20. Juli) verlässt Neil Armstrong das Landemodul, betritt als erster Mensch den Mond und spricht seine weltberühmten Worte: „That‘s one small step for man, one giant leap for mankind!”
Bei diesem großen Sprung bleibt es. Was folgt, ist weit weniger spektakulär. Die mächtige Saturn V erhebt sich noch elf Mal, fliegt fünf weitere Male zum Mond. Dem Apollo-Programm fehlt das übergreifende Ziel, es fehlt die Motivation, aus den zahlreichen Mondflügen etwas Bleibendes zu machen. Anstatt die Flüge zum Aufbau einer Mondbasis zu nutzen, geraten sie zu Abenteuerurlauben. Man stellt Geschwindigkeitsrekorde im Mondauto auf und spielt Golf.
Am 11. Dezember 1972 ist Eugene Cernan der letzte Mensch auf dem Mond. Das Apollo-Programm endet mit seiner 17. Mission. Die Saturn-V-Rakete wird noch für vier Skylab-Missionen eingesetzt. Die amerikanische Raumstation bleibt vom 14. Mai 1973 bis zum 11. Juli 1979 im Orbit, ehe sie kontrolliert zum Absturz gebracht wird und über Australien verglüht.
Am 15. Juli 1975 startet die Saturn V zu ihrem letzten Flug. Sie bringt ein amerikanisches Raumschiff zum Rendezvous mit der russischen So-jus-Kapsel. Das erste gemeinsame Raumfahrtprojekt der verfeindeten Großmächte.
Kosten sind der entscheidende Grund für die Einstellung des Apollo-Programms und das Ende der Saturn-V-Flüge. In den USA der 70er-Jahre ist Geld knapp. Man benötigt jeden Dollar für den Vietnamkrieg. Hinzu kommt, dass Präsident Nixon kein Fan der Raumfahrt ist. Entsprechend wird auch der von Braunsche Vorschlag einer bemannten Marsmission eingestellt. 1.000 Saturn-V-Raketen sollten dafür verwendet werden.
Stattdessen findet die Idee einer wiederverwendbaren Raumfähre großen Anklang. Obwohl die Idee bereits in den 60er-Jahren geboren wurde, dauert es bis 1975, ehe der erste flugfähige Orbiter, die Enterprise, zur Erprobung des Flugverhaltens in der Erdatmosphäre hergestellt wird.
Am 12. April 1981 und damit sechs Jahre später hebt das erste wiederverwendbare Raumfahrtzeug der Geschichte vom Kennedy Space Center ab: Space Shuttle Columbia.
In den nächsten fünf Jahren verrichten die Shuttle Columbia, Challenger, Discovery und Atlantis insgesamt 24 Flüge in den Erdorbit. Die meisten Flüge dienen dem Satelliten-Transport. Die 25. Mission jedoch gerät zur Katastrophe.
Die Enterprise, Prototyp für die Space Shuttles.
Der 28. Januar 1986 ist ein für Florida ungewöhnlich kalter Tag. Die Außentemperatur liegt bei 2 Grad Celsius. Trotz der Warnungen seiner Ingenieure gibt das Management des Booster-Herstellers der NASA grünes Licht für den Start. Wie befürchtet sind nicht alle Dichtringe für diese Temperaturen geeignet, einer der Dichtringe leckt, heiße Gase entweichen mit hoher Geschwindigkeit und brennen ein Loch in den Haupttreibstofftank. Das Shuttle explodiert kurz nach dem Start. Alle sieben Astronauten sterben. Es folgen Umstrukturierungen und eine Fortsetzung des Shuttle-Programms.
Im selben Jahr trägt eine sowjetische Sojus-Rakete das erste Bauteil zur russischen Raumstation Mir. Bis 1990 folgen weitere drei Module, die alle wissenschaftlichen Zwecken dienen. Bis 1995 werden weitere Module hinzugefügt. Insgesamt besuchen 96 Kosmonauten die Raumstation, einige davon mehrfach. Waleri Poljakow stellt dabei mit 438 Tagen den Rekord für den längsten zusammenhängenden Aufenthalt im Weltraum auf und mit 679 Tagen den Rekord für die längste Zeit im Weltraum.
Am 20. November 1998 wird das erste Modul der Internationalen Raumstation ISS von einer russischen Proton-Rakete ins All getragen. Damit beginnt das Ende der russischen Raumstation Mir. Ihr Betrieb wird noch bis 2001 fortgesetzt, ehe sie am 23. März desselben Jahres nach 86.325 Erdumkreisungen kontrolliert zum Absturz gebracht wird und nahe der Fidschi-Inseln in den Pazifik stürzt.
Am 1. Februar 2003 läutet das Unglück der Columbia das Ende der Space-Shuttle-Ära ein. Beim Start hatten sich Schaumstoffteile oder Eisstücke vom Außentank gelöst und kollidierten mit der Flügelkante des Shuttles. Der Schaden wurde entdeckt und unterschätzt. Beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre bricht die Columbia infolge von eindringendem Plasma und veränderter Aerodynamik in 70 km Höhe bei einer Reisegeschwindigkeit von Mach 23 auseinander. Alle sieben Astronauten sterben.
Eine starke Reduzierung des Shuttle-Programms ist die Folge. Als einzig verbleibende Aufgabe wird die Fertigstellung der ISS betrachtet, deren restliche Module nicht mit anderen Transportmitteln gestartet werden können.
Gefördert von der US-Regierung und privaten Sponsoren soll das 21. Jahrhundert das Jahrhundert der privaten Raumfahrt werden.
Am 21. Juni 2004 gewinnt das von Microsoft-Mitgründer Paul Allen finanzierte und von Burt Rutan konstruierte Space Ship One den Ansari-X-Price. Voraussetzung war es, den Piloten und zwei Passagiere in 100 km Höhe, die offizielle Grenze zum Weltraum, zu bringen und die Mission mit dem gleichen Gefährt innerhalb von 14 Tagen zu wiederholen. Durch den Sieg wird Space Ship One das erste rein privat finanzierte Fluggerät, das die Schallmauer durchbricht, und das erste privat finanzierte Raumschiff.
Am 28. September 2008 gelingt es dem 2002 von PayPal-Gründer Elon Musk gegründeten Unternehmen SpaceX, eine Demonstrationsnutzlast auf einen niedrigen Erdorbit zu bringen. Die verwendete Rakete ist die von SpaceX entwickelte Falcon 1. Durch einen hohen Anteil wiederverwertbarer Bauteile soll die Falcon-Familie die Kosten für Flüge zur ISS erheblich reduzieren und einen Teil der Transporte zur Raumstation übernehmen. Während die Falcon 1 in ihrer Nutzlast noch auf 670 kg limitiert ist, soll die Falcon Heavy, in der Lage sein, 53t auf einen niedrigen Erdorbit zu bringen. Damit wäre sie die leistungsstärkste Rakete seit der Saturn V, die 133 t stemmen konnte. SpaceX war weltweit das erste Unternehmen mit der Fähigkeit, Fracht auf einen niedrigen Erdorbit zu bringen.
Am 21. Juli 2011 bedeutet die Landung der Atlantis das offizielle Ende der Space-Shuttle-Ära. Insgesamt wurden durch die fünf Shuttle 135 Missionen ausgeführt, über 21.000 Mal die Erde umrundet und 64 Satelliten oder Sonden ausgesetzt. Das Programm konnte niemals die hohen Erwartungen erfüllen. Mit ihrem letzten Flug brachte die Atlantis ein Bauteil zur Internationalen Raumstation.
SpaceShipOne, das erste privat finanzierte Raumschiff.
Seit der Amerikaner Eugene Cernan am 11. Dezember 1972 den Mond verlassen hat, ist kein Mensch mehr dorthin zurückgekehrt. Seine Fußabdrücke, zusammen mit jenen seiner Vorgänger, sind neben ein paar Flaggen und Ausrüstungsgegenständen das Einzige, das vom „Rennen zum Mond“ übrig geblieben ist. Wie bei jedem Wettlauf war nur ein Ziel wichtig: Erster sein. Ein nachhaltiges Ziel – zumindest auf dem Mond – hat das amerikanische Mondfahrtprogramm Apollo nicht erreicht.
Heute, verfügt keine Nation mehr über eine Trägerrakete von der Kapazität der für das Apollo-Programm verwendeten Saturn V. Mondlandefähren stehen nur noch im Museum, genau wie die Raumschiffe, die die Crews zum Mond brachten. Betrachtet man das Apollo-Programm unter dem Aspekt „Besiedlung des Mondes“, war es ein Fehlschlag. Trotz der Kosten von auf heutige Dollar umgerechnet 150 Mrd. USD hat es nicht zu einer Besiedlung des Mondes gereicht.
Ziel dieses Buches ist es, ein nachhaltiges Besiedlungskonzept für zukünftige Mondreisen vorzustellen. Um Nachhaltigkeit zu erreichen, ist es wichtig, die Idee des Wettlaufs zu begraben. Aus dem Wettkampf zweier Supermächte muss eine gemeinsame Anstrengung aller interessierten Länder werden. Eine internationale Unternehmung nach dem Vorbild der Internationalen Raumstation (ISS).
Raumfahrt und die Besiedlung des Weltraums im Speziellen haben das Potenzial, die Menschen in zwei Lager zu spalten: Enthusiasten und Realisten. Ein Enthusiast benötigt keine besonderen Gründe. Allein der Gedanke, die Wiege der Menschheit zu verlassen, hinauszugehen ins Universum und eine neue Welt zu entdecken, ist Grund genug es auch zu tun. Genau wie dem Entdecker früherer Tage reichen einem Enthusiasten das Abenteuer und die Belohnung, der Erste zu sein, der etwas Neues, etwas Wunderbares, sieht.
Einem Realisten fehlt dieser Abenteuergeist. Was zählt, steht unter dem Strich. Für ihn steht die Frage nach dem wirtschaftlichen Nutzen im Mittelpunkt. Bei der Raumfahrt liegt der Hauptnutzen in der Entwicklung neuer Technologien, dem Voranbringen von Wissenschaft und Technik. Wer nach „Spin off“-Technologien des Apollo-Programms sucht, der wird schnell fündig: Feuerfeste Kleidung oder Wasserfilter sind nur zwei Beispiele, bei denen ursprünglich für die Raumfahrt entwickelte Produkte mit großem Erfolg für den irdischen Alltag genutzt werden. Einige der Spin-Offs werden später im Kapitel näher vorgestellt.
Niemand weiß genau, wie viel Umsatz heute mit diesen Technologien erwirtschaftet wird. Es gilt aber als sicher, dass die Umsätze die Kosten des Apollo-Programms von 150 Mrd. USD bei Weitem übertreffen.
Wer wissen will, was unter dem Strich steht, muss unter viele Striche blicken. Unstrittig ist, dass eine Besiedlung des Mondes kurzfristig Kosten verursacht, die in ihrer Summe gesehen immens sind. Verteilt auf verschiedene Länder werden die Kosten jedoch überschaubar und tragbar, auf verschiedene Jahre aufgeteilt schließlich sogar klein. Versteht man Investitionen für die Raumfahrt als Subventionen für eine zukunftsträchtige Hightech-Industrie oder einfach nur als Investitionen in Bildung und Forschung, dann relativieren sich die Zahlen ganz schnell. Pro Jahr investiert alleine Deutschland über 150 Mrd. Euro in verschiedene Subventionen. Ausgaben in Bildung und Forschung übersteigen sogar die 200-Mrd.-Euro-Marke deutlich. Dagegen sind die Kosten des Apollo-Programms mit umgerechnet 115 Mrd. Euro geradezu gering. Bedenkt man die Laufzeit des Apollo-Programms von 12 Jahren (1961 bis 1972), so lagen die jährlichen Kosten nur bei 9,6 Mrd. Euro – nur etwa 6 % der Deutschen Subventionsausgaben. Geht man davon aus, dass sich Deutschland mit etwa 10 % an einer Mondmission von den Dimensionen des Apollo-Programms beteiligen würde, wären das gerade einmal 960 Mio. Euro bzw. 0,6 % der Ausgaben, die heute in Subventionen fließen.
Eugene Cernan 1972 auf dem Mond.
Zum Vergleich: Deutschland ließ sich das Betreuungsgeld – bis zu seinem Verbot auf Bundesebene – pro Jahr 680 Mio. Euro kosten, die Mehrwertsteuersenkung im Hotelgewerbe sogar etwa 1 Mrd. Euro. Nur mit diesen beiden, bei der Bevölkerung sehr unbeliebten Subventionen ließen sich 18 % der jährlichen Kosten eines Mondprogramms von den Dimensionen des Apollo-Programms tragen.
Ausgaben in Deutschland pro Jahr für:
Deutsche Ausgaben im Vergleich zu den Kosten des Raumfahrt-Programms.
Die Zahlen sprechen für sich: Geld für ein Großprojekt wie die Besiedlung des Mondes ist genug da. Es wird nur gerade anders verwendet. Die Frage, die wir uns also stellen müssen, ist: Wo ist das Geld am besten angelegt? Mittelfristig muss es das Ziel einer Mondkolonie sein, von irdischer Unterstützung unabhängig zu werden, um selbst einen Beitrag zur Besiedlung des Weltraums leisten zu können. Im Folgenden werden einige Ideen erklärt, was eine Mondkolonie leisten kann.
Für den Enthusiasten der treibende Aspekt ist die Entwicklung der Menschheit hin zu einer idealen utopischen Gesellschaft. Eine Mondsiedlung wird dieses Ziel sicherlich nicht in einem Schritt erreichen, nähert sich diesem Ziel jedoch an.
Eine Mondsiedlung, wie klein auch immer, stellt einen Überlebensraum für die Menschheit außerhalb der Erde dar. Abhängig von der Größe der Siedlung kann mehr und mehr irdischen Lebensformen auf dem Mond eine Chance gegeben werden, eine irdische Katastrophe von globalem Ausmaß zu überstehen. Die Notwendigkeit für einen sicheren Überlebensraum wird schon länger gesehen, so hat z. B. die norwegische Regierung auf Spitzbergen den Svalbard Global Seed Vault errichten lassen, um Saatgut vor einer globalen Katastrophe zu beschützen. Mögliche Ursachen für eine globale Katastrophe gibt es viele. Meteoriteneinschläge haben bereits in der Vergangenheit der Erde ihr Potenzial gezeigt, die vorherrschende Weltordnung zu zerstören. Ein ähnliches Ausmaß an Zerstörung wird vom Ausbruch eines der sieben bekannten Supervulkane erwartet, deren bekannteste Vertreter im Yellowstone Nationalpark (USA), bei Neapel (Italien) oder bei Taupo (Neuseeland) liegen. Jede dieser Katastrophen hat das Potenzial, eine weltweite Tragödie auszulösen. Angewiesen ist die Menschheit auf diese Hilfe allerdings nicht. Seit dem Kalten Krieg verfügen die Supermächte über ausreichend Zerstörungskraft, um jedes Leben auf der Erde mehrfach auszulöschen. Auch nach Jahren der Abrüstung ist die Gefahr eines Atomkriegs mit der weitgehenden Auslöschung der Menschheit nicht gebannt. Eine autonome Siedlung auf dem Mond bietet einer kleinen Gruppe Menschen die Chance, jede irdische Katastrophe unter Garantie zu überleben.
Ein Vulkanausbruch könnte eines Tages große Teile der Erde zerstören.
Neben der Möglichkeit der plötzlichen Zerstörung der Zivilisation schöpft die Menschheit schleichende Maßnahmen im großen Stil aus. Klimawandel, Überbevölkerung, Wassermangel und sich ausbreitende lokale Konflikte haben langfristig das Potenzial, das Leben auf der Erde verhältnismäßig unattraktiv zu machen. Eine internationale Mondsiedlung bietet die Chance, die Möglichkeiten einer Welt ohne Grenzen und politische Unterschiede aufzuzeigen.
Nach einer Besiedlung des Mondes teilt sich der menschliche Lebensraum nicht mehr in Deutschland, Frankreich und Italien, oder Amerika und Europa, sondern in Mond und Erde.
Eine internationale Mondsiedlung würde automatisch als „Der Mond“ oder „Mondbürger“ wahrgenommen werden. Das sollte auch eine Veränderung in der Wahrnehmung der restlichen Menschheit bewirken: als Erdbürger. Sobald dieses Gefühl der Zusammengehörigkeit auch in das politische Denken eingesickert ist und beginnt, das politische Handeln zu prägen, kann auch die Erde ein besserer Ort, ein grenzenloser Ort, werden.
Jede große Reise beginnt mit einem ersten Schritt. Die Ausbreitung der menschlichen Zivilisation auf andere Himmelskörper sollte mit dem nächstgelegenen, dem Mond, beginnen. Eine Reise zum Mond dauert nur wenige Tage. Zeitlich gesehen liegt der Mond für die ersten Pioniere näher an der Erde als Amerika an Europa. Trotzdem ist es Europäern gelungen, Amerika zu besiedeln. Eine Besiedlung des Mondes kann genauso gut gelingen.
Als vermutlich primär von Wissenschaftsbudgets finanziertes Projekt werden Forscher und Wissenschaftler auf der ganzen Welt auch die ersten Nutznießer der Mondbasis sein.
Bau und Betrieb eines Außenpostens auf einem lebensfeindlichen Himmelskörper wie dem Mond wird ein herausragendes Testfeld für alle involvierten Ingenieurswissenschaften. Der Bau einer Mondstation wird wertvolle Erkenntnisse für zukünftige Basen auf anderen Himmelskörpern – beispielsweise dem Mars – liefern, bietet aber immer noch die Sicherheit, in relativ geringer Zeit zur Erde evakuieren zu können oder neues Material nachzuschicken, um Planungsfehler zu korrigieren. Auf weiter entfernten Himmelskörpern wäre dies nur mit großer zeitlicher Verzögerung denkbar.
Zweifellos ist es möglich, eine Vielzahl dieser Erfahrungen auch auf der Erde zu sammeln. Alle Aspekte einer extraterrestrischen Siedlung können, für sich alleine, auf der Erde nachgebildet werden. Als Vorbereitung für den Basisbau sind diese Tests unerlässlich. Die Kombination von ausgedehnter Vakuumumgebung, starken Temperaturunterschieden, Strahlenbelastung und niedriger Gravitation gibt es allerdings nur auf dem Mond. Der Basisbau auf dem Mond wird Ergebnisse liefern, die in irdischen Tests nicht aufgetreten sind. Neue Erkenntnisse sollten sich im Bereich Bergbau, extraterrestrischer Landwirtschaft, Leichtbau und Biosphärenforschung ergeben, ebenso wie in der Erforschung der Auswirkung von geringer Gravitation auf den Menschen.
Die größte Maschine der Welt ist der Large Hadron Collider, kurz LHC, am CERN (Europäische Organisation für Kernforschung) bei Genf. In einem 26,7 km langen Tunnel unter dem Grenzgebiet zwischen der Schweiz und Frankreich beschleunigt ein Synchrotron Protonen bzw. Bleikerne aufeinander, um in den folgenden Reaktionen Rückschlüsse auf die Physik der Elementarteilchen zu ziehen. Mit großem Aufwand werden hierfür Vakuum erzeugt und Magnete gekühlt. Auf dem Mond gibt es das erforderliche Vakuum gratis. Im Schatten sind auch Tieftemperaturen kein Problem. Bau und Betrieb eines Teilchenbeschleunigers wären auf dem Mond erheblich einfacher. Vor allem Linearbeschleuniger – die keine Magneten zur Umlenkung erfordern, dafür aber eine lange gerade Strecke – könnten von einer Mondsiedlung betrieben werden.
Der Teilchenbeschleuniger am CERN.
In der Nähe der Pole gibt es auf dem Mond Orte, die in ewiger Dunkelheit liegen. Astronomen spekulieren seit Langem darauf, dort optische oder Radioteleskope zu betreiben, die vollkommen frei sind von jeglicher atmosphärischen Störung und irdischem Einfluss. An Orten ewiger Dunkelheit kann das Teleskop zudem immer zur Weltraumbeobachtung verwendet werden. Im Vergleich zum Niedrigen Erdorbit (LEO) könnten hier größere Teleskope errichtet, einfacher gewartet und ausgebaut werden. Die Nähe vom Mond zur Erde würde immer noch eine Auswertung und Fernsteuerung der Teleskope von der Erde aus ermöglichen. Ist einmal ein routinemäßiger Materialtransport zum Mond etabliert, kann es kosteneffizienter sein, ein Teleskop auf dem Mond zu errichten als auf der Erde. Ein auf dem Mauna Kea (Hawaii) geplantes Teleskop mit einem 30 m durchmessenden Spiegel wird auf etwa 1,3 Mrd. USD nur für den Bau veranschlagt. Das seit 1990 im LEO betriebene Hubble-Weltraumteleskop hat bis heute 2,5 Mrd. USD für Bau und Betrieb gekostet.
Auf dem Mond wird es nicht viel teurer werden. Aufgrund der ewigen Dunkelheit kann das Teleskop dort jedoch dreimal so lange genutzt werden wie eines auf Hawaii.
Da keine technischen Maßnahmen zur Korrektur der Atmosphärischen Störungen erfolgen müssen, wird das Teleskop insgesamt einfacher und damit in der Herstellung – abgesehen vom Standort – günstiger. Bei einem Bau auf dem Mond ist es vorstellbar, dass anders als im LEO zumindest das Gebäude für das Teleskop und eventuell Teile der Grobmechanik aus lokalen Baustoffen gefertigt werden können. Auf mögliche industrielle Beiträge des Mondes wird in späteren Kapiteln noch ausführlicher eingegangen.
Mit fortschreitendem Kenntnisstand der Menschheit werden die zu untersuchenden Phänomene immer unscheinbarer und von anderen Effekten leicht überlagert. Der Mond besitzt viele dieser störenden Faktoren nicht. Als seismisch toter Himmelskörper gibt es quasi keine Erdbeben, womit erschütterungsempfindliche Experimente einfacher zu betreiben sind. Neben der Atmosphäre fehlt es dem Mond auch am Magnetfeld. Ohne diese Störgröße ist es vergleichsweise simpel zu überprüfen, ob die Gravitation auf Elektronen und ihre Anti-Teilchen, die Positronen, unterschiedlich wirkt. Eine Mondsiedlung wird viele Experimente ermöglichen, die heute eingeengt durch irdische Beschränkungen noch gar nicht erdacht worden sind.