Es leuchtet ein, dass die Erforschung des  Weltraums und dessen wirtschaftliche Nutzbarmachung – dass beides ohne Computer- und Robotertechnik nicht möglich ist.

Zur wirtschaftlichen Nutzbarmachung gehören auch kommerzielle Weltraumprogramme wie Mondshuttles zum privaten Amüsement. Die berechtigten Diskussionen über deren Sinn oder Unsinn seien hier außen vor. Tatsache ist: Sie werden schon bald Realität sein.  So bieten private Anbieter wie die Firma „Virgin Galactic“ des britischen Multiunternehmers und –Milliardärs Richard Branson demnächst Erdumrundungen für ca. 150000 $ an. Der Trip in der Raumkapsel „SpaceShipTwo“  erfreut sich reger Nachfrage, 500 haben schon gebucht, darunter Superreiche und Hollywoodgrößen wie der Schauspieler Ashton Kutcher.

 

Jeder von uns hat sich irgendwann schon mal gewünscht, jemanden auf Nimmerwiedersehen auf den Mond schießen zu können. So einfach, wie man es sich wünscht, ist es aber nicht. Und richtig kompliziert wird es, wenn der Betroffene wieder zurück soll. Verdammt kompliziert!

Geplant sind z.B. Bahnhöfe im Erdorbit, Treibstofflager, Notfallstationen und alles, was man auf so einem Trip eben benötigt. Und natürlich Vorrichtungen auch für wissenschaftliche Zwecke, die Wartung von Satelliten usw. usf.

 

Schon seit langem arbeiten gleich mehrere Weltraumagenturen an Plänen und Zielvorgaben, wie eine solche orbitale Infrastruktur eingerichtet werden kann. Unter orbitaler Infrastruktur ist hier ein technisches System zu verstehen, mit dem und von dem aus Satelliten instand gehalten, Raumstationen ver- und Weltraumtrümmer entsorgt werden können. Außerdem ist beabsichtigt, in der Schwerelosigkeit des Orbit größere Gebäudeeinheiten zusammenzubauen, die man von dort aus – Stichwort „Marsmission“ – zu anderen Planeten transportieren könnte.

Die Geschichte solcher Dienstleistungen im All, sogenanntes „On-Orbit-Servicing“, ist schon einige Jahrzehnte alt. Dass die bisherigen Versuche nicht einem größeren Publikum bekannt wurden, liegt vor allem daran, dass man bei früher verwendeten Satellitensystemen schlicht die eines Tages anstehenden Instandhaltungsmaßnahmen und folglich die Installation entsprechender Vorrichtungen vergessen hatte.  

Man erinnere sich allerdings an die Andock-Operationen der US-amerikanischen Gemini- und Apollounternehmungen. Sie dienen heute als Modellvorlagen für alle späteren Weltraumexpeditionen.

 

Je ausgereifter, aufwendiger und kostspieliger, je lebensnotwendiger für Wirtschaft,. die Satellitentechnologien wurden, umso mehr begannen sich die Weltraumagenturen für On-Orbit-Satellitendienstleistungen zu interessieren.  Dabei geht es um Navigationssatelliten z.B. im GPS-Bereich (unsere beim Autofahren so hochgeschätzten, unentbehrlichen „Navis“ gehören dazu), um Telekommunikation, Fernsehen, Datenübertragungen, Forschung usw.

Die Verfügbarkeit von Weltraumdienstleistungen wird also zu einem immer wichtigeren Bestandteil sämtlicher Aktivitäten im All. Und zu einem wachsenden Markt für digitale Technologien. Die Angebote führen zu einer massiven Senkung der Service- und Instandhaltungskosten bemannter und unbemannter Anlagen im Orbit.

 

Dabei muss eine riesige Anzahl möglicher Einflussgrößen berücksichtigt werden:

Die Versorgung orbitaler Anlagen wie Satelliten, Shuttles und Raumstationen beinhaltet sämtliche Aspekte, die mit der präventiven und instand haltenden Wartung elektronischer und mechanischer Komponenten zusammenhängen, aber auch die Versorgung bemannter Stationen wie des internationalen ISS mit Nachschub aller Art.

Es gäbe noch vieles über die mit OOS zusammenhängenden Probleme zu sagen, doch langer Rede kurzer Sinn: Alle großen Raumfahrtagenturen unternehmen derzeit große Anstrengungen, investieren Milliarden von Dollars und Euro, um ihre spatialen Serviceangebote zu optimieren. Die Gewinnerwartungen sind riesig.

 

Ein neues Abenteuer beginnt.

 

Dabei müssen die im Weltraum herrschenden Bedingungen „on Earth“ nachempfunden, Ereignisse, die aber auf der Erde gar nicht eintreten können, realistisch simuliert werden.

Zu simulieren gäbe es vieles, so z.B. die An- und Auftriebssysteme für Trägerraketen unter den Bedingungen abnehmender Gravitation, das zeit- und punktgenaue Eintreffen am Einsatzort, die Betriebs-, Forschungs- und Versorgungssysteme, Veränderungen der Trägheit, extreme Reibungen, Hitze- und Kälteeinwirkungen, Kollisionen mit Fremdkörpern unterschiedlichster Größe, Provenienz und Konsistenz etc.  

 

Bisher war es Usus, Weltraummissionen im Wasser zu simulieren. Zwar werden bei solchen Tests 3-D-Erkenntnisse generiert, allerdings enthalten sie, gerade wenn man die soeben angeführten Erschwernisse bedenkt, die eine echte Weltraummission beeinflussen (und bei den genannten handelt es sich nur um einen winzigen Ausschnitt!), eine extreme Zahl an Fehlerquellen, die zwar hinweggerechnet werden können, was aber trotzdem immer unbefriedigend ist.

Die Realität ist eben um ein Vielfaches komplexer.

 

Eine Alternative zu den teuren 3-D-Simuationen wäre hier die extensive Nutzung von Robotern. Bis heute sind die Systeme aber noch so unausgereift, dass sie als rein experimentell betrachtet werden müssen. Praxis- und vor allem routinetauglich sind sie noch lange nicht.

Trotzdem verlangt die Funktionsfähigkeit von OOS-Tasks fehler- und lückenlose, technisch extrem herausfordernde, höchstspezialisierte technisch-mechanische Abläufe und Kontrollalgorithmen. Und zwar nicht nur, weil sie schweineteuer sind, sondern vor allem, weil es irgendwann um die Leben untrainierter Menschen gehen wird. Noch so kleine Fehler können riesige Katastrophen verursachen. Man denke nur an das Shuttle-Unglück von 1986. Ist zwar schon lange her, hatte aber gravierende Auswirkungen auf alle folgenden Weltraumprogramme, insbesondere Zeitverzögerungen von Jahren, wenn nicht Jahrzehnten. Ein derartiges Risiko will keiner der Protagonisten noch einmal eingehen.

Damit die Einführung sinnvoller Applikationen nicht wieder unnötig gefährdet wird, muss die Priorität der kommenden Perioden deshalb darauf liegen, die sowohl theoretischen als auch aus der Praxis gewonnen empirischen Erkenntnisse zu sammeln, zu archivieren, zu aggregieren und gründlich zu analysieren.

 

Natürlich ist alle Theorie ein Kinderspiel im Vergleich zum echten Exempel. Und es ist immer fragwürdig, ob die äußerst akkuraten theoretischen  Simulationen am Ende auch der komplexen Wirklichkeit im Orbit gerecht werden.

So ist z.B. die menschliche Wahrnehmung unaufhebbar an die irdischen, insbesondere der Gravitation geschuldeten Gesetzmäßigkeiten gefesselt. Dies generiert schon aus sich selbst heraus Fehler. Allein schon aus diesem Grund ist es für den Fortgang der Weltraumforschung von überragender Wichtigkeit, auf der Erde Techniken vorzuhalten, die die unter den Bedingungen der Nullgravitation herrschenden Zustände 1 : 1 nachempfinden, und zwar zu hundert Prozent.

Hierfür bedarf es hochpotenter Computer und Software.

 

An solchen Programmen arbeiten Firmen wie das IT-Unternehmen Hewlett Packard Enterprise.

Um herauszubekommen, wie widerstands- und leistungsfähig ein Computer sein muss, um unter den im All herrschenden widrigen Bedingungen nicht zu kollabieren, hat Hewlett Packard Enterprise einen handelsüblichen Computer zum ISS bringen lassen. Dort soll nun erforscht werden, ob ein solches Gerät im Weltraum dieselben Rechenleistungen erbringt wie auf der Erde – oder ob auf unverrückbare physikalische Gesetze zurückzuführende Störungen eintreten. Dies wäre nicht zuletzt für eine sich über Jahre hinziehende bemannte Marsmission von großer Bedeutung, zumal man ja wissen sollte, mit Computern welcher Art und Eigenschaft die Astronauten ausgestattet werden müssen, anderenfalls die Kommunikation zwischen Shuttle und Erde in den endlosen Weiten des Kosmos sinnlos verhallte.

 

Mancher mag von der Notwendigkeit dieser Maßnahme überrascht sein. Tatsächlich erreichen im Orbit eingesetzte Computer nicht die Rechenleistung wie ihre Pendants auf der Erde, was massive Einschränkungen bei der Datenübertragung mit sich bringt. Je länger die Daten unterwegs sind, umso größer die Probleme, die sich aus der Zeitdilitation ergeben: Eine vom Mars zur Erde geschickte Nachricht benötigt gut 20 Minuten. In dieser Zeitspanne kann verdammt viel passieren.

 

Das Abenteuer hat gerade erst begonnen.

Come to join our flight!

 

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