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Weltraumpolitik_08Jan2020 1 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
LV Geopolitik und Geostrategie Fachbereich 1
49069 Osnabrück
Weltraumpolitik
08.01.2020
Zusammenfassung In der Weltraumpolitik (Raumfahrtpolitik) geht
es um die Pläne und Aktivitäten politischer Akteure im Weltraum,
ihre Motive und Strategien. Politische Akteure sind
Nationalstaaten, aber auch internationale Organisationen wie die
Vereinten Nationen (UN) und die Europäische Weltraumorganisation
(ESA). Das UN-Weltraumrecht wird durch Pläne zur Ausbeutung und
Besiedlung von Himmelskörpern, insbesondere dem Mond und Mars, in
Frage gestellt. Auf einen Überblick über Weltraumaktivitäten, bei
denen unbemannte Satelliten- und Forschungssonden Standard sind,
folgt eine Übersicht der Strategien der führenden Akteure (USA,
Europa, China, Russland, Indien und Japan) sowie der Militär- und
Sicherheitsfragen in Weltraum: Antisatellitenwaffen, Laserwaffen
und Satelliten-Hacking wurden als zentrale Herausforderungen
identifiziert. Auch im Weltraum gibt es Umweltprobleme,
insbesondere Weltraummüll und den Schutz der Mond- und
Marswasserreserven. Ein Hauptproblem sind die langen Raumfahrten,
die in den 2020er Jahren durch nukleare Antriebssysteme beschlunigt
werden könnten. Neuere Forschungen haben gezeigt, dass die Hürden
für mikrobielles Leben im Weltraum und auf anderen Planeten
geringer sein können als erwartet. Es besteht die Gefahr, dass
bemannte Weltraummissionen versehentlich außerirdische
Mikrobenvarianten erzeugen, anstatt neues Leben zu entdecken, und
so Mond- und Marswasserreserven kontaminieren können. Niedrige oder
keine Schwerkraft (Mikrogravitation) wurde als größte biologische
Hürde für langfristige Siedlungen und Raumfahrten
identifiziert.
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Weltraumpolitik_08Jan2020 2 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Inhaltsangabe
1. Grundlagen
...........................................................................................................
3 1.1 Einführung
................................................................................................................
3 1.2 Geostrategie des Weltraums
.....................................................................................
3
2. Rechtliche Rahmenbedingungen
.........................................................................
5 2.1 Das Weltraumrecht der Vereinten Nationen
............................................................. 5 2.2
Space Mining: ISA als Vorbild?
...............................................................................
7
3. Aktivitäten und Akteure
.......................................................................................
8 3.1
Aktivitäten.................................................................................................................
8
3.1.1 Satelliten
............................................................................................................
8 3.1.2 Die Internationale Raumstation
ISS...................................................................
8
3.1.3 Weltraumrobotik/unbemannte Missionen
.......................................................... 9 3.2
Akteure
......................................................................................................................
9
3.2.1 Vereinigte Staaten
..............................................................................................
9 3.2.2 Europa
..............................................................................................................
11
3.2.3 China
................................................................................................................
13 3.2.4 Russland
...........................................................................................................
14
3.2.5 Indien
...............................................................................................................
15 3.2.6 Japan
................................................................................................................
15
4. Militärische Raumfahrtpolitik
............................................................................
17 4.1 Weltraumwaffen
.....................................................................................................
17
4.1.1 Antisatellitenwaffen
.........................................................................................
17 4.1.2
Laserwaffen......................................................................................................
17
4.1.3
Satelliten-Hacking............................................................................................
18 4.2 Weltraumverteidigung
............................................................................................
18
5. Herausforderungen für die Weltraumpolitik
...................................................... 20 5.1
Weltraummüll
.........................................................................................................
20 5.2
Weltraumwetter.......................................................................................................
20 5.3 Raumfahrt und Siedlungen
.....................................................................................
20
5.4 Leben im Weltraum
................................................................................................
23 5.4.1 LUCA und Deep Carbon
.................................................................................
23
5.4.2 Biomex und Kontaminationsrisiken
................................................................ 24
5.4.3 (sub)zelluläres Leben
.......................................................................................
25 5.4.4 Mikrogravitation
..............................................................................................
27
5.4.5
Zusammenfassung............................................................................................
29
6. Abschließende Bemerkungen
............................................................................
29
7. Literatur
..............................................................................................................
30 7.1 Literaturquellen
.......................................................................................................
30 7.2 Literaturempfehlungen
............................................................................................
32
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Weltraumpolitik_08Jan2020 3 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
1. Grundlagen
1.1 Einführung
In der Weltraumpolitik (Raumfahrtpolitik) geht es um die Pläne
und Aktivitäten politischer
Akteure im Weltraum, ihre Motive und Strategien.
Politische Akteure sind Nationalstaaten, aber auch
internationale Organisationen wie die
Vereinten Nationen (UN) und die Europäische Weltraumorganisation
(ESA). Darüber
hinaus gibt es kommerzielle Anbieter wie Blue Origin und SpaceX
mit Raketen sowie
RocketLab mit einem privaten Startplatz1. Darüber hinaus sind
mehrere nationale und
internationale wissenschaftliche Organisationen an der Forschung
beteiligt. So können
Akteure politische, wirtschaftliche und wissenschaftliche Motive
(oder einen Motivmix)
haben, um im Weltraum zu agieren. Der Weltraum kann je nach
Nutzung in verschiedene
Zonen unterschieden werden:
Tabelle 1: Sektoren des Weltalls Sektor Details Vorrangige
Nutzung
Erdumlaufbahn
(Erdorbit)
Niedriger Orbit = Low Earth orbit
(LEO): unter 2.000 km
Mittlerer Orbit = Medium Earth orbit
(MEO): zwischen 2.000 und 35.786 km
Geosynchroner Orbit = Geosynchronous
orbit (GEO): Geozentrischer zirkulärer
orbit mit 35.786 km
Hoher Orbit = High Earth orbit (HEO):
über 35.786 km
Satelliten, Internationale Raumstation =
International Space Station (ISS)
Umweltproblem: Weltraummüll
Cislunarer
Raum
Der Raum bis zum Mond Die Region des Weltraums, die derzeit
von der menschlichen Menschheit
physisch kontrolliert werden könnte
(derzeit die tatsächliche Grenze
militärischer Strategien)
Mond und Mars Benachbarte Himmelskörper Unbemannte
Roboterforschungs-
missionen („Mars Rover“), Ziele für
zukünftige Siedlungen
Umweltproblem: Mond- und Marswasser
Sonnensystem Bestehend aus acht Planeten und
Hunderten größerer Planetoiden, auch
regelmäßig zurückkehrende Kometen
und Asteroiden
Kann mit Forschungssatelliten erreicht
werden, Reisen ist aber noch nicht
möglich. Erdnahe Asteroiden sind ein
großes Sicherheitsproblem.
Weltall Alles außerhalb des Sonnensystems Beobachtung mit
Astronomie /
Teleskopen
Aus dieser Tabelle geht hervor, dass die „aktive“
Weltraumpolitik derzeit nur bis zum
Mond und in naher Zukunft bis zum Mars reicht, während alles
andere aus praktischer und
politischer Sicht noch unerreichbar ist.
1.2 Geostrategie des Weltraums
Das geopolitische und geostrategische Denken erlebt in Zeiten
knapper werdender
Ressourcen und wachsender Unsicherheit in der Politik ein
Comeback und wirft die Frage
1 Pekkanen 2019, S.93
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Weltraumpolitik_08Jan2020 4 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
auf, was unter Geopolitik und Geostrategie im 21. Jahrhundert zu
verstehen ist und wie
sich dies in der Praxis widerspiegelt.
Macht manifestiert sich heute in der Kontrolle über Menschen,
Gebiete, Ressourcen und
Informationen, die dazu gehörenden Maßnahmen werden auch als
Geopolitik oder
Geostrategie bezeichnet. Macht ist in diesem Zusammenhang die
Fähigkeit, etwas gegen
den Willen anderer durchzusetzen.
Es gibt verschiedene Definitionen der Geopolitik, aber der Kern
der Definitionen ist die
räumliche Machtpolitik, die Geostrategie ist das zugrunde
liegende Konzept.
In der Vergangenheit lag der Schwerpunkt hauptsächlich auf der
Kontrolle der
Landmassen. Heute dominiert ein integrierter geostrategischer
Ansatz mit den Faktoren
Raum (Land und Meer) und Zeit (Ressourcen und Demografie). Ein
wesentlicher
Unterschied zur früheren Geopolitik und Geostrategie besteht
darin, dass die Akteure im
Gegensatz zum früheren (Neo-) Kolonialismus jetzt idealerweise
nach ressourcenreichen,
aber unbewohnten Gebieten suchen, in denen sich die Akteure um
niemanden kümmern
müssen (Offshore-, Polarregionen).
Und dies ist auch der Schlüsselaspekt der Weltraumstrategien:
Das Hauptziel besteht darin,
den unbewohnten Mond und Mars zu besiedeln, und, wenn technisch
möglich, Ressourcen
von dort und auch von anderen Himmelskörpern aus zu nutzen. Dies
ermöglicht eine
territoriale Expansion, einen Vorteil bei militärischen
Konflikten und die Verringerung der
Ressourcenknappheit auf der Erde. Ein besonderes Problem sind
Seltene Erden (Rare
Earth Elements, REE)2 wie seltene Metalle für digitale Geräte,
da diese Metalle derzeit
nicht ausreichend aus alten Geräten recycelt werden können. Auch
neue auf dem Mond
vorhandene Energiequellen wie Thorium3 und Helium-3 werden
diskutiert.
Somit kann die Geostrategie des Weltraums als Erweiterung der
terrestrischen Geostrategie
wie folgt behandelt werden:
Für praktische Zwecke sind zwei Regionen des Weltraums am
relevantesten, der
Orbitalraum mit Satelliten, Raumstationen um die Erde und dann
der Mond und der Mars.
Derzeit ist eine physische Kontrolle des Mars technisch jedoch
nicht möglich, so dass der
zweite strategische Bereich der cislunare Raum ist, d.h. der
Bereich bis zum Mond.
Außerhalb des Mars kann die aktive Forschung unbemannter
Regionen das Sonnensystem
abdecken (die erste Voyager-Mission hat 2019 die Grenzen des
Sonnensystems erreicht),
während alles außerhalb des Sonnensystems nur (passiv) von der
Astronomie beobachtet
werden kann.
2 vgl. McLeod/Krekeler 2017 3 vgl. Cannara 2011
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Weltraumpolitik_08Jan2020 5 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Abb.1: Die integrierte Geostrategie mit Einbeziehung des
Weltraums
Quelle: eigene Darstellung
2. Rechtliche Rahmenbedingungen
2.1 Das Weltraumrecht der Vereinten Nationen
Das Weltraumrecht kann als das Gesetzeswerk beschrieben werden,
das für
weltraumbezogene Aktivitäten gilt und diese regelt4.
Das Büro der Vereinten Nationen für Weltraumangelegenheiten
(UNOOSA) ist für die
Förderung der internationalen Zusammenarbeit bei der friedlichen
Nutzung des Weltraums
zuständig. UNOOSA fungiert als Sekretariat des Ausschusses der
Vereinten Nationen für
die friedliche Nutzung des Weltraums (COPUOS).
Die fünf Weltraumverträge der Vereinten Nationen sind5:
Der Outer Space Treaty (Treaty on Principles Governing the
Activities of States
in the Exploration and Use of Outer Space, including the Moon
and Other Celestial
Bodies = Vertrag über Grundsätze für die Aktivitäten von Staaten
bei der
Erforschung und Nutzung des Weltraums, einschließlich des Mondes
und anderer
Himmelskörper) trat 1967 in Kraft
The Rescue Agreement (Agreement on the Rescue of Astronauts, the
Return of
Astronauts6 and the Return of Objects Launched into Outer Space
= Abkommen
4 vgl. UNOOSA Website 2020 5 vgl. UNOOSA Website 2020 6 Russland
verwendet den Begriff Kosmonaut, China den Begriff Taikonaut
Geostrategie
Raum Zeit
Land Meer
Demo-
graphie
Ressourcen
Nahrung
Energie
Rohstoffe
Erde Weltraum
Erdorbit
Cislunarer
Raum
Mars
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Weltraumpolitik_08Jan2020 6 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
über die Rettung von Astronauten, die Rückgabe von Astronauten
und die
Rückgabe von in den Weltraum gestarteten Gegenständen) trat 1968
in Kraft
Die Liability Convention (Convention on International Liability
for Damage
Caused by Space Objects = Übereinkommen über die internationale
Haftung für
Schäden, die durch Weltraumobjekte verursacht werden) trat 1972
in Kraft
Die Registration Convention = Übereinkommen über die
Registrierung von
Gegenständen, die in den Weltraum eingeführt wurden) trat 1976
in Kraft
The Moon Agreement (Agreement Governing the Activities of States
on the Moon
and Other Celestial Bodies = Abkommen über die Aktivitäten von
Staaten auf dem
Mond und anderen Himmelskörpern) trat 1984 in Kraft, wurde
jedoch nur wenig
ratifiziert.
Wichtige Vorschriften sind:7
Der Outer Space Treaty verbietet es Staaten, Gegenstände mit
Atomwaffen oder
anderen Arten von Massenvernichtungswaffen in die Umlaufbahn um
die Erde zu
bringen, solche Waffen auf Himmelskörpern zu installieren oder
solche Waffen auf
andere Weise im Weltraum zu stationieren. Der Mond und andere
Himmelskörper
dürfen ausschließlich zu friedlichen Zwecken verwendet werden
und der Vertrag
verbietet die Errichtung von Militärbasen, -anlagen und
-befestigungen, die
Erprobung jeglicher Art von Waffen und die Durchführung
militärischer Manöver
an solchen Himmelskörpern.
Der Weltraum, einschließlich des Mondes und anderer
Himmelskörper, unterliegt
keiner nationalen Aneignung durch Anspruch auf Souveränität,
durch Nutzung
oder Besetzung oder auf andere Weise. Der Vertrag sieht die
Erforschung und
Nutzung des Weltraums als "Provinz der gesamten Menschheit"
vor.
Das Mondabkommen erweitert diese Bestimmungen, indem festgelegt
wird, dass
weder die Oberfläche noch der Untergrund des Mondes (oder
anderer
Himmelskörper im Sonnensystem) noch Teile davon oder vorhandene
natürliche
Ressourcen Eigentum eines Staates, einer zwischenstaatlichen
oder nationalen
Organisation oder Nichtregierungsorganisation oder einer
natürlichen Person
werden kann.
Ferner haben die Vereinten Nationen fünf Grundsätze
(principles)8 verabschiedet für
die Aktivitäten von Staaten bei der Erforschung und Nutzung des
Weltraums
die Verwendung von Fernsehsatelliten
die Fernerkundung der Erde aus dem Weltraum
die Nutzung von Kernkraft im Weltraum
die Erforschung und Nutzung des Weltraums zum Nutzen und im
Interesse aller
Staaten
Die Grundsätze besagen, dass Aktivitäten im Einklang mit den
UN-Verträgen stehen
sollten, vorteilhaft, friedlich und nichtdiskriminierend, d.h.
Entwicklungsländer sollen
nicht von Chancen im Weltraum ausgeschlossen werden.
7 vgl. UNOOSA Website 2020 8 vgl. United Nations 2017,
pp.43-68
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Weltraumpolitik_08Jan2020 7 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Die Vereinten Nationen stellten 2019 eine zunehmende Erosion
der
Weltraumrechtsabkommen fest (siehe Anmerkungen 30 ff.)9 , da
einige Staaten versuchen,
ihre nationalen Visionen und Normen als internationale Standards
zu fördern, was die
strikte Einhaltung des Verbots der nationalen Aneignung des
Weltraums untergräbt. Ein
besonderes Problem ist die geplante Ausbeutung der natürlichen
Ressourcen von
Himmelskörpern (Mond, Mars, Asteroiden). Dies steht im Einklang
mit einem allgemeinen
globalen Trend zum Niedergang von und Austritt aus
Verträgen10.
2.2 Space Mining: ISA als Vorbild?
Für den Bergbau und die Ressourcennutzung im Weltraum ist mehr
rechtliche Klarheit
erforderlich. Manchmal schlagen Autoren den Antarktisvertrag als
Vorbild für
Weltraumaktivitäten vor, aber dies ist nicht realistisch, da
dieser die Ausbeutung von
Rohstoffen verbietet. Weltraumaktivitäten und Siedlungen auf
Mond und Mars würden auf
lange Sicht die finanziellen Ressourcen eines jeden Akteurs
überfordern, d.h. die
Investition muss sich rentieren, um dauerhafte Aktivitäten und
Siedlungen durch Bergbau
und/oder andere Ressourcennutzung zu ermöglichen.
Ein erfolgreiches Beispiel auf der Erde ist die Internationale
Meeresbodenbehörde
(International Seabed Authority ISA), die auf Grundlage des
Seerechtsübereinkommens
der Vereinten Nationen (Conventions on the Law of the Sea
UNCLOS) eingerichtet wurde,
um alle mineralbezogenen Aktivitäten im internationalen
Meeresbodengebiet außerhalb
der Grenzen der nationalen Gerichtsbarkeit zu organisieren und
zu kontrollieren;
insbesondere die Ausbeutung von polymetallischen Kugeln.
Hier können Staaten die Nutzung von Meeresbodengebieten für
einen definierten Zeitraum
beantragen. In der Regel müssen zwei Bereiche von einem Staat
gepachtet werden, und
einer davon ist für die Zukunft reserviert, um eine rasche
Überbeanspruchung zu
vermeiden. Staaten können auch Gruppen bilden, die sich
gemeinsam für Gebiete
bewerben, sodass kleinere Staaten ihre Aktivitäten kombinieren
können. Die Beobachtung
der Umweltauswirkungen erfolgt ebenfalls durch die ISA.
Für den Weltraum würde dieses Modell die ultimative Kontrolle
bei den Vereinten
Nationen belassen, aber technisch fähigen Staaten ermöglichen,
mit der Ausbeutung zu
beginnen (und kommerzielle Anbieter könnten im Auftrag des
Staates ebenfalls aktiv
werden). Die "Umwelt" im Weltraum würde sich insbesondere die
Vermeidung von
Weltraummüll und im Fall von Mond und Mars die Regulierung der
Mond- und
Marswasserreserven beziehen, da diese begrenzte, aber kritische
Ressourcen für
zukünftige Siedlungen sind.
9 vgl. United Nations 2019, notes 30 ff. 10 vgl. Pekkanen 2019,
S.95
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Weltraumpolitik_08Jan2020 8 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
3. Aktivitäten und Akteure
3.1 Aktivitäten
3.1.1 Satelliten
Ein Satellit ist ein Objekt, das absichtlich in die Umlaufbahn
gebracht wurde. Für 2019
wird geschätzt, dass sich mehrere tausend Satelliten in der
Umlaufbahn befinden, von
denen weniger als die Hälfte ungefähr noch in Betrieb sind.
Rund 2.000 aktive Satelliten befinden sich im Orbit und werden
von mehr als 100
Regierungen sowie kommerziellen Anbietern aus mehr als 50
Ländern kontrolliert11.
In diesem Jahrzehnt sollen jedoch Zehntausende kleiner
Satelliten für die Kommunikation
und Erdbeobachtung starten12.
Satelliten können viele Funktionen erfüllen13, insbesondere
Erdbeobachtung: Landüberwachung, Überwachung der Meeresumwelt,
Überwachung der Atmosphäre, Klimawandel, Notfallmanagement und
Sicherheit
Weltraumbeobachtung einschließlich Erkennung erdnaher Objekte
wie Asteroiden
Globale Satellitennavigationssysteme für genaue und zuverlässige
Positions- und Zeitinformationen für autonome und vernetzte Autos,
Eisenbahnen, Luftfahrt und
andere Sektoren, insbesondere das Global Positioning System
(GPS) aus den USA,
Galileo aus Europa und Glonass aus Russland. Die hochpräzise
Navigation ist
militärischen Zwecken vorbehalten
Kommunikationssatelliten für Fernsehen, Datenübertragung und
Telekommunikation, insbesondere in Regionen, in denen es schwierig
ist, eine
Infrastruktur aufzubauen, da Erd- und Tiefseekabel ansonsten oft
viel höhere
Datenflussraten aufweisen
Spionage und Aufklärung: Die Informationen aus Satellitenbildern
werden auch als Imaging Intelligence (IMINT) bezeichnet. Die größte
satellitengestützte
Geheimdienstorganisation ist das United States National
Reconnaissance Office
(NRO). Satelliten ersetzten schrittweise Spionageflugzeuge, die
ursprünglich nach
dem Zweiten Weltkrieg eingesetzt wurden. Die EU verfügt über
ein
Satellitenzentrum EU SatCen, das das Intelligence Center IntCen
unterstützt.
Militärsatelliten zur Erkennung von Raketenangriffen oder als
„Killersatelliten“
3.1.2 Die Internationale Raumstation ISS
Die Internationale Raumstation (ISS) ist ein bewohnbarer
künstlicher Satellit in einer
erdnahen Umlaufbahn mit einer durchschnittlichen Höhe von 400
km. Die ISS ist ein
Gemeinschaftsprojekt der NASA (USA), Roscosmos (Russland), JAXA
(Japan), ESA
(Europa) und CSA (Kanada) und wird insbesondere für die
Schwerelosigkeits- und
11 vgl. CRS 2019 12 vgl. Pekkanen 2019, S.93 13 vgl. EU 2019
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Weltraumpolitik_08Jan2020 9 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Weltraumumweltforschung in Biologie und Humanbiologie eingesetzt
sowie für die
Physik, Astronomie, Meteorologie und zum Testen von
Raumfahrzeugsystemen.
3.1.3 Weltraumrobotik/unbemannte Missionen
Mit Ausnahme der ISS und der geplanten Mondlandung im
Artemis-Programm der NASA
wird die Weltraumroutine von unbemannten Missionen durchgeführt,
um Kosten zu
sparen und Risiken für den Menschen zu verringern. Jeder Start
eines Weltraumobjekts
ohne Menschen ist eine unbemannte Mission wie z.B. Erkundungs-
und
Kommunikationssatelliten.
Die Weltraumrobotik ist nicht genau definiert. Im Alltag kann
jede unbemannte
Raumsonde als Robotersonde bezeichnet werden. In der Forschung
meint dies jedoch in
der Regel ferngesteuerte Geräte, die für komplexe Operationen im
Weltraum verwendet
werden.
Prominente Beispiele für die Weltraumrobotik sind:
Mondlandesonden: z.B. zur Identifizierung von Mondwasser
(Chandrayaan-1)
Mars Rover14: z.B. zur Entdeckung von Leben auf dem Mars
(Curiosity)
Asteroiden-Sonden: z.B. zur Beeinflussung ihrer Bahn zur
Vermeidung von Kollisionen mit der Erde und Analyse
(Hayabusa-Sonde)
Unbemannte Roboterflugzeuge: Die X-37 von Boeing führte in den
letzten zehn Jahren fünf lange Weltraumflüge durch (fast zwei Jahre
während des letzten Flugs
im Jahr 2019) und gilt als zuverlässige, wiederverwendbare,
nicht bemannte
Testplattform für die US Air Force
Weltraumteleskope wie Hubble, die das Verständnis der Struktur
und Dynamik des Universums erheblich verbessert haben
Weltraummüllsammler: e.Deorbit-Satellit der ESA, geplant für
Mitte der 2020er Jahre
3.2 Akteure
3.2.1 Vereinigte Staaten
In der Nationalen Raumfahrtpolitik von 2010 wurden folgende
Ziele definiert15:
Belebung wettbewerbsfähiger heimischer Industrien
Ausbau der internationalen Zusammenarbeit bei für beide Seiten
vorteilhaften Weltraumaktivitäten
Stärkung der Sicherheit im Weltraum
Erhöhung der Verlässlichkeit und Widerstandsfähigkeit der für
Weltraummissionen wesentlichen Funktionen
Durchführung menschlicher und maschinengestützter Initiativen
zur Entwicklung innovativer Technologien
Verbesserung der weltraumgestützten Erdbeobachtungs- und
Sonnenbeobachtungsfähigkeiten
14 vgl. Pekkanen 2019, S.94 15 vgl. USA 2010, S.4
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Weltraumpolitik_08Jan2020 10 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Diese Ziele gelten noch Anfang 2020. Bereits 2010 wurde
vorgeschlagen, dass die
Vereinigten Staaten Nuklearantriebe für den Weltraum entwickeln
und nutzen sollen, wenn
solche Systeme die Erforschung des Weltraums oder die operativen
Fähigkeiten auf sichere
Weise ermöglichen oder erheblich verbessern16.
Die Trump-Administration hat 4 Richtlinien zur Weltraumpolitik
(Space Policy
Directives SPD-1 bis 4) veröffentlicht:
Space Policy Directive-1 aus dem Jahr 2017 soll ein innovatives
und nachhaltiges
Explorationsprogramm mit kommerziellen und internationalen
Partnern leiten, um die
Expansion des Menschen im gesamten Sonnensystem zu ermöglichen
und neues Wissen
und neue Möglichkeiten zu schaffen.
Space Policy Directive-2 aus dem Jahr 2018 "Streamlining
Regulations on Commercial
Use of Space" zur Straffung der Vorschriften für die
kommerzielle Nutzung von Raum
befasst sich mit der Frage der Lizenzen für die kommerzielle
Raumfahrt.
Space Policy Directive-3 "National Space Traffic Management
Policy” von 2018
konzentriert sich auf die Space Situational Awareness (SSA),
das
Weltraumverkehrsmanagement (Space Traffic Management STM), und
die Entwicklung
geeigneter wissenschaftlicher und technologischer Forschung zur
Unterstützung der
Erweiterung und Interoperabilität von SSA- und STM-Systemen.
Die Space Policy Directive-4 aus dem Jahr 2019 sah vor, einen
Legislativvorschlag zur
Errichtung einer US-Raumstreitmacht vorzulegen, der dann vom
Kongress verabschiedet
wurde. Im Einzelnen umfasst dies
die Schaffung der US Space Force (USSF) als eigener Einheit in
der Luftwaffe
Wiederherstellung des US Space Command (USSPACECOM), das bereits
von 1985 bis 2002 bestand, und zweier untergeordneter Einheiten,
des Combined
Force Space Component Command für weltraumgestützte Dienste,
einschließlich
GPS-Navigation, weltraumgestützter Daten,
Satellitenkommunikation und das
Combined Space Operations Center Missile Warning Center zum
Schutz
militärischer Raumfahrtsysteme, einschließlich derer des
National
Reconnaissance Office (NRO)
Fortführung der Space Development Agency (SDA), die im März 2019
eingerichtet wurde, um den Prozess der Beschaffung von
Weltraumsystemen zur
Bewältigung neu auftretender Weltraumbedrohungen zu
beschleunigen17.
Das Presidential Memorandum on Launch of Spacecraft containing
Space Nuclear
Systems vom 20. August 2019 befasst sich mit der Verwendung von
Radioisotopen-
Stromversorgungssystemen (RPS) und Kernspaltungsreaktoren für
Energie und Antrieb18.
Es wird betont, dass die Nutzung der Kernenergie "entscheidend"
ist, um die Dominanz
der USA im Weltraum aufrechtzuerhalten.
16 vgl. USA 2010, S.8 17 vgl. McCall 2019 18 vgl. USA 2019
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Weltraumpolitik_08Jan2020 11 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Die US-Behörden sind gehalten, Systeme mit geringer
Urananreicherung mit einer sehr
geringen Wahrscheinlichkeit von Unfällen und Strahlenexposition
des Menschen zu
untersuchen.
Die National Aeronautics and Space Administration (NASA) ist die
Agentur der
Vereinigten Staaten für das zivile Weltraumprogramm. Im Dezember
2019 berichtete
CNN, dass die NASA Wasser auf dem Mars nur einen Zoll unter der
Oberfläche entdeckt
habe.
Die noch aktiven NASA-Schlüsselprogramme sind:
ISS-Kooperation seit 1993: Die Internationale Raumstation (ISS)
kombinierte die Space
Station Freedom der NASA mit der russischen Mir-2-Station, der
europäischen Columbus-
Station und dem japanischen Kibō-Labormodul
Kommerzielle Programme seit 2006: Die NASA vergab Aufträge für
kommerzielle
Versorgungsdienste an SpaceX (mit der Falcon 9-Rakete) und an
die Orbital Sciences
Corporation
Artemis-Programm seit 2017: Ziel dieses Programms, das die
Zusammenarbeit mit
Handelsunternehmen und der ESA umfasst, ist es, bis 2024 "die
erste Frau und den
nächsten Mann" auf der Mond-Südpolregion zu landen. Artemis wäre
der erste Schritt in
Richtung einer nachhaltigen Präsenz auf dem Mond und ein
wichtiger Schritt zu einer
Marsmission.
Unbemannte Missionen: Über 1.000 Missionen wurden von der NASA
durchgeführt,
hauptsächlich Explorations- und Kommunikationssatelliten.
Mission des Mars Science Laboratory seit 2011: Der Mars-Rover
Curiosity ist seit 2012
auf dem Mars auf der Suche nach vergangenem oder gegenwärtigem
Leben aktiv.
Das James Webb Space Telescope (JWST) als Nachfolger des
Hubble-Teleskops soll
2021 starten
Lunar Gateway: Geplante neue Raumstation in der Umlaufbahn um
den Mond anstelle
der Erde für vorübergehende menschliche Besiedlung.
Aus Sicherheitsgründen ist es allen Forschern der NASA seit 2011
untersagt, mit
chinesischen Bürgern zusammenzuarbeiten, die mit einem
chinesischen staatlichen
Unternehmen oder einer chinesischen staatlichen Einrichtung
verbunden sind
(Ausschlusspolitik für China).
3.2.2 Europa
Die Europäische Kommission hat 2016 eine Weltraumstrategie für
Europa veröffentlicht,
die Space Strategy for Europe19. Die Europäische
Weltraumorganisation European Space
Agency ESA wurde getrennt von der EU gegründet, ist aber eng mit
ihr verbunden. Dieses
Detail ist wichtig, da das Vereinigte Königreich die EU bis zum
Brexit im Jahr 2020
verlassen wird, aber in der ESA bleiben wird.
"Europa" in der Raumfahrtpolitik besteht also aus:
• den Mitgliedstaaten,
• der Europäischen Weltraumorganisation (ESA),
19 vgl. European Commission 2016
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Weltraumpolitik_08Jan2020 12 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
• der Europäischen Organisation zur Nutzung meteorologischer
Satelliten
(EUMETSAT)
• und der EU.
Von den Mitgliedstaaten spielt Frankreich eine besondere Rolle,
da hier der Hauptsitz der
ESA liegt, die Startbasis in Kourou in Französisch-Guayana liegt
und 2019 (von
Vorläuferorganisationen) ein neues Weltraumkommando gegründet
wurde, in dem bereits
Verteidigungsmaßnahmen bestehen (einschließlich leistungsstarker
Radargeräte zur
Beobachtung des Weltraums).
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist mit 22
Mitgliedstaaten die wichtigste
europäische Weltraumorganisation. Die ESA nimmt an der ISS teil
und führt unbemannte
Erkundungsmissionen zu anderen Planeten und zum Mond durch. Sie
ist in den Bereichen
Erdbeobachtung, Wissenschaft und Telekommunikation tätig. Der
wichtigste Raumhafen
ist das Raumfahrtzentrum French Guiana Space Centre in
Französisch-Guayana in
Kourou. Die Hauptrakete Ariane 5 wird über Arianespace mit der
ESA betrieben.
Die ESA kooperiert auch mit anderen Weltraumagenturen wie der
NASA (siehe ESA-
Website)20.
Zu den Zielen der Europäischen Weltraumstrategie gehört es, den
autonomen Zugang
Europas zum Weltraum aufrechtzuerhalten, mit der
Weltraumindustrie
zusammenzuarbeiten und die Sicherheit für die kritische
Weltrauminfrastruktur zu
verbessern.
Im Zentrum stehenn drei Satellitenprogramme21:
Copernicus, das Erdbeobachtungsprogramm der EU: Freie,
vollständige und frei zugängliche Satellitendaten, die zur
Erbringung von Diensten in sechs Bereichen
verwendet werden: Landüberwachung, Überwachung der
Meeresumwelt,
Überwachung der Atmosphäre, Klimawandel, Notfallmanagement und
Sicherheit.
Galileo, das globale Satellitennavigationssystem der EU:
Bereitstellung von Positions- und Zeitinformationen für autonome
und vernetzte Autos,
Eisenbahnen, Luftfahrt und andere Sektoren.
EGNOS, das regionale Satellitennavigationssystem der EU:
Überwacht und korrigiert Satellitennavigationssignale für
Luftfahrt-, See- und Landnutzer in den
meisten Teilen Europas
Die Europäische Agentur für das globale
Navigationssatellitensystem (GNSS) (GSA) ist eine EU-Agentur, die
für die Nutzung von EGNOS und Galileo
zuständig ist.
20 ESA Einheiten: Headquarters (HQ) European Space Operations
Centre (ESOC) European Space Research
and Technology Centre (ESTEC) European Space Astronomy Centre
(ESAC) European Centre for Space
Applications and Telecommunications (ECSAT) European Astronaut
Centre (EAC) ESA Centre for Earth
Observation (ESRIN) Guiana Space Centre (CSG) European Space
Tracking Network (ESTRACK)
European Data Relay System. 21 European Commission 2016, EU
2019
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Weltraumpolitik_08Jan2020 13 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
In den nächsten 10 bis 15 Jahren plant die EU mehr als 30
Satelliten für ihre Galileo- und
Copernicus-Programme zu starten, insbesondere mit der Klasse der
künftig in Europa
gebauten Trägerraketen wie Ariane 6 und Vega C, was die EU zum
größten institutionellen
Kunden in Europa macht22.
Die Sicherheitsbedenken sollen von der Europäischen
Verteidigungsagentur (European
Defense Agency EDA) behandelt werden, die die Situation bewerten
wird.
Zu nachrichtendienstlichen Zwecken betreibt die EU bereits seit
vielen Jahren das EU-
Satellitenzentrum EU SatCen, das Imaging Intelligence für
Sicherheitsbewertungen des
Joint Situation Center SitCen sammelt. Mittlerweile ist das
SitCen Teil des Europäischen
Auswärtigen Dienstes EAD und heißt jetzt Intelligence Center
(INTCEN), das laut EAD-
Organigramm vom 01. Februar 2019 in 4 Einheiten Intcen 1-4 für
Analyse, Open Source
Intelligence (OSINT), Situation Room und konsularisches
Krisenmanagement gegliedert
ist.
Für die Weltraumverteidigung hat die EU die Unterstützung der
EU-
Weltraumüberwachung und -verfolgung (space surveillance and
tracking SST) etabliert,
der nun mit einem Kapazitäten-Pool der Mitgliedstaaten operative
Dienste bereitstellt, und
es ist geplant, seinen Anwendungsbereich auf andere Bedrohungen
und Schwachstellen
auszudehnen, z B. Cyber-Bedrohungen oder die Auswirkungen des
Weltraumwetters auf
Satelliten und Bodeninfrastrukturen wie Verkehr, Energienetze
und
Telekommunikationsnetze.
3.2.3 China
China verfolgt eine langfristige Strategie zum Ausbau seines
Weltraumprogramms23:
Nach dem Aufbau einer kostengünstigen Startkapazität in einem
ersten Schritt soll eine
Raumstation gebaut werden, um eine Erweiterung des cislunaren
Raums zu ermöglichen.
Eine Mondbasis, die Erforschung des Weltraums und der
Asteroidenbergbau sind spätere
Ziele.
Das Weltraumprogramm der Volksrepublik China wird von der China
National Space
Administration (CNSA) geleitet, einer Agentur der Kommission für
Wissenschaft,
Technologie und Industrie für nationale Verteidigung. Die Langer
Marsch-Rakete wird
von der China Academy of Launch Vehicle Technology hergestellt,
und Satelliten werden
von der China Aerospace Science and Technology Corporation
hergestellt.
Im Jahr 2003 wurde mit dem Flug des Raumschiffs Shenzhou 5 das
erste chinesische
Raumfahrtprogramm mit Besatzung durchgeführt. 2007 wurde eine
bodengestützte
Antisatellitenrakete (ASAT) erfolgreich getestet.
Wichtige aktuelle Programme sind:
Projekt 921 seit 1992: Beginnend mit dem Shenzhou-Programm, das
den ersten Chinesen
ins All brachte, gefolgt vom schrittweisen Start von
Tiangong-Modulen als
22 vgl. European Commission 2016 23 vgl. Goswami 2019
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Weltraumpolitik_08Jan2020 14 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Weltraumlabors mit dem Ziel, in den 2020er Jahren eine
permanente Raumstation zu
bauen.
Mondlandung: 2013 landete China die Raumsonde Chang'e-3 auf dem
Mond, gefolgt von
der Landung des Chang'e-4 Moon Rover auf der Rückseite des
Mondes im Jahr 2019 mit
Wasserexpeditionen und einigen planetarwissenschaftlichen
Experimenten im Einklang
mit dem Ziel der chinesischen Regierung, einen menschlichen
Mondaußenposten
aufrechtzuerhalten, möglicherweise mit internationalen
Partnern24.
Das Projekt umfasste ein Wachstumsexperiment auf dem Mond mit
einer kleinen
Biosphäre in einer Box (Luft, Wasser und Boden): Eine
Baumwollpflanze konnte unter
diesen Bedingungen wachsen, während verschiedene andere Pflanzen
nicht wuchsen25.
Zukünftige Projekte umfassen:
Roboter-Mars-Mission
Zheng He: für eine Asteroiden-Probenrückführungsmission
Xuntian: Weltraumteleskop, später möglicherweise mit einer
denkbaren Raumstation koordiniert
eXTP: Röntgenastronomie in Zusammenarbeit mit europäischen
Ländern.
3.2.4 Russland
Russlands zivile Weltraumagentur ist die Roscosmos State
Corporation (RKA).
Wichtige Elemente des russischen Raumfahrtprogramms sind:
das GLONASS Navigationssatellitensystem
die Aktivitäten auf der der Internationalen Raumstation ISS, auf
der Roscosmos für den Start von Besatzungen durch Sojus-Raumschiffe
und Versorgungsgütern
mit Progress-Raumtransportern verantwortlich ist
die Bereitstellung von Erdbeobachtungs- und
Fernerkundungssatelliten
Die Sojus-Rakete und die große Proton-Rakete werden für den
Transport verwendet. Ein neues Raketensystem, Angara, befindet sich
in der Entwicklung.
ExoMars (Exobiology on Mars) ist ein gemeinsames
Astrobiologieprogramm der Europäischen Weltraumorganisation (ESA)
und von Roscosmos.
Das nächste Ziel ist die erfolgreiche Landung unbemannter
Raumsonden auf Mond, Mars und Venus.
Das Militär ist in den Military Space Forces (VKO) mit dem
Kosmodrom (Startanlage)
Plesetsk organisiert, während RKA und VKO das Kosmodrom Baikonur
gemeinsam
nutzen.
Das russische Raumfahrtprogramm litt insbesondere nach dem
Zusammenbruch der
Sowjetunion unter finanziellen Engpässen und Effizienzproblemen.
Die russische
Regierung ist sich jedoch der Probleme bewusst, sodass in den
2020er Jahren Reformen
und neue Anstrengungen zu erwarten sind.
24 vgl. Pekkanen 2019, S.94 25 vgl. Devlin 2019
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Weltraumpolitik_08Jan2020 15 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
3.2.5 Indien
Die Indian Space Research Organization (ISRO) ist die indische
Weltraumagentur.
Wichtige Aktivitäten sind:
Raketen: Nachdem ursprünglich mehrere indische Satelliten von
fremden Ländern wie der Sowjetunion transportiert wurden, verwendet
Indien jetzt eigene
zuverlässige Startsysteme, das Polar Satellite Launch Vehicle
(PSLV) zum Starten
von Satelliten in polare Umlaufbahnen und das Geosynchronous
Satellite Launch
Vehicle (GSLV) für geostationäre Umlaufbahnen. Die neue
GLSV-Mark III kann
größere Objekte transportieren.
Das Satellitenprogramm umfasst Kommunikations-,
Erdbeobachtungs-, Fernerkundungs-, Radarbildgebungs- und
Satellitennavigationssysteme (GAGAN
und IRNSS/NAVIC).
Chandrayaan-1 war eine Roboter-Monderkundungsmission mit einem
Mondorbiter und einem System namens Moon Impact Probe das 2008
Mondwasser in Form von Eis in den Polarregionen entdeckte.
Die zweite Mondmission Chandrayaan-2 zur Untersuchung der
Mondgeologie und der Verteilung des Mondwassers im Jahr 2019 endete
durch einen
Landungsfehler.
Die Mars Orbiter Mission (Mangalayaan 1) trat 2014 in die
Marsumlaufbahn ein.
Indien plant in den 2020er Jahren einen ersten Flug mit
Besatzung mit einem Raumschiff namens Gaganyaan und der Mars
Orbiter Mission 2 (Mangalyaan 2).
3.2.6 Japan
Im Jahr 2015 betonte Japans Premierminister Shinzo Abe die
Notwendigkeit einer
Änderung der Raumfahrtpolitik26 und deshalb wurde ein neuer
10-Jahres-Plan für die
Raumfahrtpolitik veröffentlicht. Sicherheitsfragen werden jetzt
stärker berücksichtigt.
Japans will autonome Startkapazitäten beibehalten und wird seine
Raketen deshalb durch
das neue H-3-Modell modernisieren.
Die japanische Aerospace Exploration Agency (JAXA) hat außerdem
das Quasi-Zenith-
Satellitennavigationssystem erweitert, um die Konnektivität mit
dem GPS-System zu
verbessern. Außerdem wurde ein Erdbeobachtungssatellit mit
Raketenwarnsensor
freigegeben. JAXA erforscht auch Hochgeschwindigkeitsflugzeuge
für den Einsatz auf der
Erde.
Die JAXA wird nun auch mit dem Verteidigungsministerium
zusammenarbeiten, wobei
der Schwerpunkt auf Aufklärungs- und Überwachungsaktivitäten
liegt. Insbesondere
China wird als Konkurrent in der Raumfahrtpolitik angesehen, und
es wurde erwähnt, dass
davon ausgegangen wird, dass China
Antisatelliten-Laserstrahlwaffen entwickelt. Der
wichtigste Kooperationspartner in diesem Plan sind die
Vereinigten Staaten.
Japan hat seinen rechtlichen Rahmen für das Weltraumrecht
weiterentwickelt durch das
Fernerkundungsdatengesetz (Remote Sensing Data Act): Gesetz zur
Gewährleistung eines angemessenen Umgangs mit
Satellitenfernerkundungsdaten
zur Regelung der angemessenen Datennutzung und das
26 vgl. Rajagopalan 2015
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Weltraumpolitik_08Jan2020 16 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Weltraumaktivitätsgesetz (Space Activities Act): Gesetz über den
Start und die Kontrolle von Satelliten27, das die Genehmigung für
Satellitenstarts und den
Umgang mit kommerziellen Akteuren regelt.
Eine Spezialität japanischer Weltraumaktivitäten sind
Asteroidenlandemissionen.
Japans Hayabusa-Sonde kehrte 2010 nach einer siebenjährigen und
6 Milliarden Kilometer
langen Reise mit Proben eines Asteroiden auf die Erde zurück.
Mit Hayabusa 2 sind neue
Asteroidenmissionen geplant. Japans Weltraumdialog mit Indien,
das eine geologische
Vermessungssonde schickte, die jetzt den Mars umkreist,
beinhaltet die Zusammenarbeit
bei der Erkundung der Mondpolarzone. 28
Japans Pläne für die 2020er Jahre umfassen Mondlander und einen
Lander auf dem
Marsmond Phobos.
27 vgl. Hara 2017 28 vgl. Pekkanen 2019, S.94
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Weltraumpolitik_08Jan2020 17 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
4. Militärische Raumfahrtpolitik
4.1 Weltraumwaffen
Das Wettrüsten im Weltraum geht bereits weiter. Der
US-Kongressforschungsdienst US
Congressional Research Service stellte fest, dass "China,
Russland und andere Nationen
Fähigkeiten verfolgen, um US-Raumfahrtsysteme mit Störsendern,
Lasern, kinetischer
Zerstörung und jetzt Cyberangriffen anzugreifen" (original:
“China, Russia, and other
nations are pursuing capabilities to target U.S. space systems
using jammers, lasers,
kinetic-kill, and now cyberattack capabilities” 29).
4.1.1 Antisatellitenwaffen
Etablierte Waffen sind Antisatellitenraketen, die jedoch viel
Weltraummüll verursachen,
der alle anderen Weltraumobjekte in Gefahr bringt.
Zu Testzwecken wurden Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn
durch ballistische Raketen
zerstört, die von Russland, den USA, China und kürzlich Indien
von der Erde abgefeuert
wurden.
Das Weltraummüllproblem wäre ein gutes Argument für eine
Konvention, die das Testen
von Weltraumwaffen im Weltraum verbietet. Dies kann sogar eine
Chance auf Akzeptanz
haben, da die Umlaufbahnen bereits mit Abfallpartikeln überfüllt
sind, die sich mit hoher
Geschwindigkeit um die Erde bewegen. Während des Kalten Krieges
einigten sich die
USA und die Sowjetunion auf einen Teststopp für atmosphärische
Atomexplosionen, da
die Kontamination der Atmosphäre mit radioaktiven Partikeln
rapide zunahm.
4.1.2 Laserwaffen
Es ist heutzutage kein Problem, hochpräzise
Langstrecken-Laserstrahlen zu erzeugen, aber
es ist derzeit noch nicht möglich, genügend kinetische Energie
zu erzeugen, um größere
Objekte zu treffen. Anti-Drohnen- und Raketenabwehrtests mit
Lasern befinden sich noch
in einem frühen Stadium. Laserwaffenforschung wird z.B. von den
USA gemacht, aber
auch in Deutschland. Die Drohnenabwehrforschung in Deutschland
befasst sich mit dem
Einsatz von Laserwaffen. Im Mai 2015 konnte eine kleine
Quadrocopter-Drohne nach
Anwendung 20 Kilowatt über 3,4 Sekunden zerstört werden30. Für
größere Objekte werden
jedoch Energieniveaus bis zu 200 Kilowatt benötigt, die
Technologie befindet sich in der
Entwicklung. Im Jahr 2021 plant die US-Marine, die viel stärkere
Laserwaffe HELIOS auf
Zerstörern aufzustellen, mit der Drohnen und Boote abgeschossen
werden können 31. Ein
solcher Laser hätte das technische Potenzial, auch Satelliten zu
beschädigen.
Japan geht davon aus, dass China
Antisatelliten-Laserstrahlwaffen entwickelt32.
29 vgl. CRS 2019 30 vgl. Marsiske 2016 31 vgl. Mizokami 2019 32
vgl. Rajagopalan 2015
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Weltraumpolitik_08Jan2020 18 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
4.1.3 Satelliten-Hacking
Eine andere Waffe, die weitgehend unbekannt ist, ist
Satelliten-Hacking. Es wird wenig
veröffentlicht, aber man kann sagen, dass die direkte Übernahme
von Satelliten im
Weltraum umständlich ist und nur geringe Auswirkungen hat,
während das Hacken von
Weltraumkontrollzentren auf der Erde zu einer erheblichen
Zunahme der Satelliten-
Hacking-Aktivitäten geführt hat. Satellitenhacks von
US-Satelliten wurden bereits seit
einem Jahrzehnt gemeldet und China wurde bereits seit längerer
Zeit von der US-China
Economic and Security Review Commission verdächtigt33. Im Juni
2018 meldete Symantec
erfolgreiche Vorstöße gegen Satelliten- und
Verteidigungsunternehmen durch eine neue
APT namens Thrip, der seit 2013 aktiv ist. Diese APT weist
möglicherweise
Überschneidungen mit der APT40
(Temp.Periscope/Temp.Jumper/Bronze
Mohawk/Leviathan) auf.
Die APT40 ist seit 2013 aktiv und konzentriert sich vorzugsweise
auf Firmen, die im
militärischen Schiffsbau tätig sind. Die Gruppe nutzt eine
Vielzahl an Tools, wie
Spearphishing, Spoofing (der domain von Thyssen Krupp Marine
Systems) und hat in den
Jahren 2017 und 2018 unerwartet TTPs der russischen Gruppen
Dragonfly und APT28
übernommen. Die Gruppe benutzte das Foxmail–System, das zuvor im
Jahr 2012 von einer
anderen chinesischen Gruppe namens Luckycat genutzt wurde34.
Das Deutsche Raumfahrtzentrum DLR wurde im April 2014 gehackt,
vermutlich zur
Technologiespionage35.
Während in der Vergangenheit die Menschen dachten, dass
zukünftige Kriege auf der Erde
im Weltraum entschieden werden würden, scheint es jetzt, dass
zukünftige Kriege im
Weltraum weiter auf der Erde entschieden werden könnten: Das
Hacken von
Weltraumkontrollzentren könnte zur Sabotage verwendet werden,
d.h. durch Senden
falscher Manövrierbefehle an Satelliten, was zu Beschädigung,
Kollisionen oder Verlust
führen kann. Wie aus der Praxis von Cyberkonflikten in
kritischen Infrastrukturen
hervorgeht, verzichten große Cybermächte jedoch auf die Sabotage
anderer Großmächte,
da sie wissen, dass ihre eigene Infrastruktur auch für
Vergeltungsmaßnahmen anfällig
wäre.
Aufgrund der geringen empfangenen Signalstärke von
Satellitenübertragungen sind
Satelliten auch anfällig für Störungen durch landgestützte
Sender, z.B. um GPS-
Navigationssatelliten zu stören.
4.2 Weltraumverteidigung
Die Weltraumverteidigung kann verschiedene Ziele haben:
Frühwarnung und Erkennung
von Raketenangriffen, aber auch von erdnahen Objekten wie
Asteroiden. Bereits im 20.
Jahrhundert wurde z.B. in der US Strategic Defense Initiative
SDI diskutiert, ob Satelliten
helfen könnten, angreifende Raketen zu zerstören, aber die hohe
Geschwindigkeit der
Raketen einschließlich der Entwicklung von Hyperschallwaffen
macht dies in der Praxis
schwierig. Russland kündigte 2020 die Einsatzbereitschaft des
Hyperschall-
33 vgl. Menn 2018 34 vgl. Insikt Group 2018 35 vgl. Die Zeit
online 2014
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Weltraumpolitik_08Jan2020 19 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Nuklearsystems Awangard an, das mit einer Interkontinentalrakete
in den Weltraum
transportiert wird und dann mit extremer Geschwindigkeit im
Weltraum fliegen kann36.
Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat im November 2019
die HERA-Mission
zur Asteroidenabwehr genehmigt, die in Zusammenarbeit mit der
NASA durchgeführt
wird. Im Jahr 2021 wird eine NASA-Sonde zum Asteroidenpaar
Didymos/Didymoon
fliegen und es 2022 treffen. Danach wird eine ESA-Sonde den
Aufprall untersuchen37.
36 vgl. Hemicker 2020 37 vgl. Spangenberger 2019
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Weltraumpolitik_08Jan2020 20 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
5. Herausforderungen für die Weltraumpolitik
5.1 Weltraummüll
Die Weltraumaktivitäten in den letzten 60 Jahren haben
schätzungsweise 23.000
unkontrollierte Trümmerstücke geschaffen, die einen Satelliten
deaktivieren oder zerstören
können38. Die Tests von Antisatellitenwaffen durch China im Jahr
2007 und kürzlich durch
Indien im Jahr 2019 verursachten zusätzliche Trümmer39.
Dies führte zur Entwicklung von Weltraummüllsammlern:
e.Deorbit-Satellit der ESA,
geplant für Mitte der 2020er Jahre.
Die USA haben im Dezember 2019 strengere Standards für
Weltraummüll veröffentlicht
und umfassen alle Arten von Weltraumaktivitäten.40
Neben den Weltraummüll als solchen verursachen alte Satelliten,
die sich noch in der
Erdumlaufbahn befinden, sowie die schnell wachsende Anzahl von
noch aktiven Satelliten
Probleme für Teleskope, die auch von der durch Großstädte
verursachten
„Lichtverschmutzung“ auf der Erde betroffen sind. Darüber hinaus
sollen in diesem
Jahrzehnt Zehntausende kleiner Satelliten gestartet
werden41.
5.2 Weltraumwetter
Das durch solare Schwankungen verursachte Weltraumwetter ist
eine potenzielle
Bedrohung für Raumfahrtsysteme, die bemannte Raumfahrt sowie
boden- und
weltraumgestützte Infrastrukturen, von denen Gesellschaften
zunehmend abhängen.42
Moderne elektronische Geräte können durch elektromagnetische
Wellen zerstört werden,
wie sie während eines sogenannten elektromagnetischen Impulses
EMP auftreten. Ein
EMP kann durch Atomwaffen verursacht werden, kann aber natürlich
auch als Folge
starker Sonnenstürme auftreten43.
5.3 Raumfahrt und Siedlungen
Für Reisen und Transport verfügen alle führenden
Raumfahrtnationen über starke und
zuverlässige Abschusssysteme und Antriebssysteme für
Raumfahrzeuge.
Es ist wichtig, zwischen der Startphase zu unterscheiden, in der
starke Antriebe benötigt
werden, um der Erdgravitation zu entkommen, und der
Weltraumaktivität, in der z.B.
Satelliten im Orbit gehalten werden müssen.
Die Startphase wird typischerweise von Raketentriebwerken
durchgeführt, die
gespeicherte Raketentreibstoffe als Reaktionsmasse zur Bildung
eines
38 vgl. CRS 2019 39 vgl. CRS 2019 40 vgl. Hitchens 2019 41 vgl.
Pekkanen 2019, S.93 42 vgl. United Nations 2019, note 145 43 vgl.
Morschhäuser 2014, S.1-2
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Weltraumpolitik_08Jan2020 21 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Hochgeschwindigkeitsantriebsstrahls aus Hochtemperaturgas
verwenden. Die
Raketentriebwerke werden somit chemisch angetrieben. Alle
anderen Arten von
Raketentriebwerken sind in einem frühen Stadium, hypothetisch
oder nicht stark genug.
Eine intensiv diskutierte Alternative für die langfristige
Raumfahrt sind Ionentriebwerke
und andere elektromagnetische Triebwerke.
Während es technisch gesehen kein Problem ist, in wenigen Tagen
zum Mond zu reisen,
besteht das Hauptproblem der Weltraumpolitik darin, dass alle
Raketentriebwerke viel zu
langsam sind, um andere Himmelskörper in einer akzeptablen Zeit
zu erreichen. Eine Reise
zum Mars würde mehr als 500 Tage dauern, und es ist immer noch
nicht klar, ob die
Menschen für eine solche Reise wirklich physisch und psychisch
stabil genug sind (man
bedenke, dass die Rückreise weitere 500 Tage erfordern
würde).
In Wirklichkeit wäre ein Besuch auf dem Mars derzeit nur eine
(sehr riskante und
kostspielige) symbolische Handlung, ohne die Chance, in den
nächsten Jahrzehnten
wiederholt oder zur Besiedlung ausgeweitet zu werden, d.h.
tatsächlich ist der Mars für die
Menschheit fast unerreichbar mit der Ausnahme von
Roboterforschungssonden.
Um dieses Problem zu lösen, sollen Nuklearantriebe für die
Raumfahrt eingesetzt werden,
die viel mehr Leistung und Beschleunigung liefern könnten als
aktuelle Raketen. Der
jeweilige UN-Vertrag verbietet nicht den Einsatz von
Nuklearantrieben, erfordert jedoch
einen vorsichtigen Umgang aufgrund der enormen Schäden
(einschließlich der
Kontamination großer Gebiete), die durch Start- oder
Landungsfehler oder Explosionen
entstehen können.
Während die NASA in den 1970er Jahren die Pläne für das
NERVA-Atomtriebwerk
aufgab, hat Präsident Trump nun (im Einklang mit der
US-Raumfahrtpolitik von 2010) das
Presidential Memorandum on Launch of Spacecraft containing Space
Nuclear Systems
vom 20. August 2019 veröffentlicht, in dem es heißt, dass die
Nutzung der Kernenergie
von entscheidender Bedeutung ist, um die Dominanz der USA im
Weltraum
aufrechtzuerhalten.
Die US-Behörden sind gehalten, Systeme mit geringer
Urananreicherung mit einer sehr
geringen Wahrscheinlichkeit von Unfällen und Strahlenexposition
des Menschen zu
evaluieren. Solche Systeme könnten Raketen im Weltraum weiter
beschleunigen und die
Reisedauer zum Mars drastisch verkürzen, wodurch Mars-Missionen
viel realistischer
würden.
Es ist zu beachten, dass in U-Booten Nuklearantriebe bereits in
der Praxis eingesetzt
werden, d.h. es gibt viele praktische Erfahrungen mit
Nuklearmotoren, die für die
Weltraumforschung verwendet werden könnten.
Während sich die USA auf Technologien auf Uranbasis
konzentrieren, evaluiert China
derzeit ein alternatives Konzept der Kernenergie, die
thorium-based molten salt reactors.
Diese Technologie hat den Hauptvorteil, dass der Kernprozess im
Falle einer
Wärmeausdehnung selbstbegrenzend ist, d.h. es gibt kein Risiko
schwerer nuklearer
Unfälle vom Typ Tschernobyl oder Fukushima. Thorium ist weitaus
häufiger und billiger
als Uran. Das Thoriumfluorid (ThF4)-Salz ist sehr stabil. Ferner
erzeugen
Thoriumreaktoren weniger Atommüll mit wesentlich kürzeren
Halbwertszeiten der
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Weltraumpolitik_08Jan2020 22 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Radioaktivität, weshalb sie von ihren Unterstützern als saubere
und sichere Kernenergie
propagiert werden44.
Die Diskussion über die Verwendung von Thorium ist so alt wie
Kernreaktoren, aber
historisch gesehen wurde die Chance, Material für Atomwaffen zu
gewinnen, als
Hauptvorteil von Technologien auf Uranbasis angesehen.
Es gibt auch Kritik an diesem Konzept, der Bau von
Thoriumreaktoren wird als schwierig
angesehen und die Kosten-Nutzen-Schätzungen von Thoriumreaktoren
werden als zu
optimistisch empfunden.
Nach Jahrzehnten fruchtloser theoretischer Diskussion testet
China nun zwei Thorium-
Salzschmelze-Reaktoren in der Wüste Gobi.
Wenn dieser Test erfolgreich wäre, hätte er erhebliche
Auswirkungen auf die
Weltraumpolitik: Thorium ist in Mond- und Marsstaub an der
Oberfläche verfügbar und
wahrscheinlich leicht zu sammeln. Der Aufbau einer auf Thorium
basierenden Kernenergie
kann das Sammeln von Mondstaub rentabel machen und eine
wirtschaftliche Plattform und
lokale Energiequelle für Mond-Siedlungen bilden. Darüber hinaus
könnte es sich um eine
Technologieplattform für ein Hochgeschwindigkeits-, aber
risikoarmes Raketentriebwerk
handeln, das den Mars in direkte Reichweite der menschlichen
Raumfahrt bringt.
Unabhängig davon, ob Nuklearantriebe auf Uran- oder Thoriumbasis
erfolgreich sein
werden, wären die anderen gezwungen, diese auch zu nutzen, wenn
eine Weltraummacht
damit beginnt, wenn sie den Weltraum, insbesondere den Mars,
nicht den anderen
überlassen wollen, d.h. die 2020er Jahre und das nachfolgende
Jahrzehnt könnten ein
nukleares Wettrennen bringen.
Der Weltraum hätte große Chancen für Ressourcengewinnung, das
Auslagern riskanter
Produktionen, später vielleicht die Besiedlung. Hier ist die
Entdeckung von Wasser auf
Mond und Mars ein großer Schritt nach vorne.
Ein weiteres Problem ist das derzeitige All-in-One-Konzept, d.h.
Astronauten und
Materialien fliegen zusammen in einem Nonstop-Flug mit einer
riesigen Rakete zum Ziel.
NASA-Ingenieure schlagen vor, dass Materialien, z.B. für
Raumstationen im Voraus
geschickt werden könnten, um das Gewicht und das Risiko für die
Astronautenreise zu
verringern45. Reduziertes Gewicht kann auch zu einer höheren
Reisegeschwindigkeit
führen.
Die jüngste Entwicklung flexibler Solarkollektormaterialien46
würde es auch ermöglichen,
Pakete mit Solarkollektormaterial vorauszusenden, so dass die
Astronauten eine einfach zu
handhabende Energiequelle auf dem Mond oder dem Mars haben
würden.
Ein weiteres Problem ist der Nonstop-Flug. Sobald eine Siedlung
auf dem Mond
eingerichtet ist, könnte sie als Startpunkt für Mars-Missionen
mit geringer Schwerkraft
verwendet werden.
44 vgl. Cannara 2011 45 vgl. BBC 2019 46 vgl. Husain AAF et al.
2018
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Weltraumpolitik_08Jan2020 23 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
5.4 Leben im Weltraum
5.4.1 LUCA und Deep Carbon
Neuere Forschungen zum Leben auf der Erde lieferten neue
Erkenntnisse über Funktion
und Ort des Lebens. Ursprünglich scheint es eine gemeinsame
Ahnenzelle für alles Leben
auf der Erde zu geben, bekannt als LUCA (last universal common
ancestor). LUCA ist die
Vorläuferzelle von drei Zelllinien, den Bakterien, den Archaeen
und den Eukaryoten
(Zellen mit einem Zellkern), die die Grundlage für höhere
Lebensformen einschließlich
des Menschen bilden47.
Die Analyse von gemeinsamen Genen zwischen den drei Zelllinien
zeigt, dass LUCA eine
anaerobe Zelle war (d.h. ohne Sauerstoff existieren kann), die
Kohlenstoff aus Gas fixierte
48, was eine relativ niedrige Hürde für die Entstehung von Leben
darstellt.
Das LUCA-Genom zeigt die Bedeutung von Ribosomen, d.h.
Nukleinsäure (RNA) -
Proteinkomplexen, die den Stoffwechsel antreiben und die
Verbindung zwischen Genen
und Proteinsynthese bilden. Inzwischen wurde gezeigt, dass es
auch heute noch
phosphorreiche Seen gibt, die sich ideal für die Entstehung
solcher Zellen eignen49.
Es wurde gezeigt, dass die Archaeen in Umgebungen mit mehr als
100 Grad Celsius und
unter anderen sehr rauen Bedingungen als „Extremophile“
existieren, was es
wahrscheinlicher macht, dass das Leben auch in jungen Jahren auf
dem Mars entstanden
sein könnte, als er noch eine Atmosphäre hatte.
Andere Untersuchungen haben gezeigt, dass unsere Biologie nicht
der einzig mögliche
Weg ist zu existieren, andere Nukleinsäuren und Aminosäuren
könnten ebenfalls
ausreichen50. Mit anderen Worten, das Leben auf anderen
Himmelskörpern muss nicht
unbedingt unsere Biologie teilen, aber es sollte beachtet
werden, dass für eine "Infektion"
nicht dieselbe Biologie benötigt wird, es wäre ausreichend, wenn
der andere Organismus
nach Kontakt (Berühren, Einatmen, Verdauung) einen Teil unserer
Biomasse oder
Stoffwechsel für eigene Zwecke nutzen könnte.
Nach massiven Forschungsanstrengungen von mehr als 900
Wissenschaftlern im letzten
Jahrzehnt hat das Deep Carbon Observatory (DCO) 2018 gezeigt,
dass sich 70% der
Bakterien und Archaeen auf der Erde einige Kilometer im
Untergrund und unter dem
Meeresboden als tiefer Kohlenstoff Deep Carbon befinden51. Dies
zeigt auch, dass das
Leben auch hohen Drücken und Temperaturen standhalten kann.
Wenn man weiter denkt, könnte dies darauf hinweisen, dass der
primäre Ort des irdischen
Lebens der Untergrund und nicht die Oberfläche ist, da die
Exposition gegenüber Gefahren
an der Oberfläche viel höher ist (Asteroiden, Naturkatastrophen,
Klimaveränderungen
einschließlich Eiszeiten, Änderungen der Atmosphäre [anfangs
kein Sauerstoff, dann viel
Sauerstoff, seit 60 Millionen Jahren weniger Sauerstoff],
Vulkane und in modernen Zeiten
Atomkriege), während der Untergrund ein sicheres Kontinuum
ist.
47 vgl. Weiss et al. 2018 48 vgl. Weiss et al. 2018, S.7 49 vgl.
University of Washington 2019 50 vgl. Wang/Zhang 2019, S.23 51 vgl.
DCO 2018
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Weltraumpolitik_08Jan2020 24 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Für das Leben auf dem Mars bedeutet dies, dass der kleinste
Hinweis auf früheres Leben
an der Oberfläche die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass im
Untergrund noch Leben
vorhanden ist (ein Problem, das für Bergbauaktivitäten ein
Problem sein könnte).
5.4.2 Biomex und Kontaminationsrisiken
Das Biomex-Experiment zu EXPOSE-R2, das außen am Zvezda-Modul
der Internationalen
Raumstation (ISS) angebracht wurde, enthüllte verschiedene
Lebensformen (verschiedene
Pigmente, Zellwandkomponenten, Flechten, Archaeen,
Cyanobakterien, Eisenbakterien,
Schneealgen, schwarze Pilze und Bryophyten) im offenen Raum und
insbesondere die
oben genannten Archaeen konnten die langfristige Exposition zum
offenen Weltraum
überleben52.
Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Zellen von der Erde im
Weltraum überleben
könnten, bis sie auf Mond/Mars/Asteroiden oder in Zukunft auf
den Saturnmonden Titan
und Enceladus landen, die moderate Umgebungen zu haben scheinen,
die das Überleben
erleichtern würden.
Dies bedeutet jedoch, dass menschliche Missionen und
insbesondere menschlicher
Bioabfall aus Missionen und Siedlungen versehentlich andere
Himmelskörper mit Leben
kontaminieren könnten, insbesondere die Mond- und
Marswasserreserven, die für
Siedlungspläne von entscheidender Bedeutung sind. Während die
Ausbreitung des Lebens
als etwas Positives angesehen werden kann, sind die Mikroben
kosmischer Strahlung
ausgesetzt, die Mutationen massiv fördert. Dies bedeutet, dass
Besucher, die später am
selben Ort zurückkehren, mit Mond- und Marsvarianten bekannter
Mikroben konfrontiert
werden können.
Mit anderen Worten: Es besteht die Gefahr, dass bemannte
Missionen versehentlich
außerirdische Mikrobenvarianten erzeugen, anstatt neues Leben zu
entdecken.
Für die Vereinten Nationen erklärte das Committee on Space
Research (COSPAR), dass
für bestimmte Kombinationen von Weltraummissionen und Zielen
Kontrollen der
mikrobiellen Kontamination vorgeschrieben werden müssen, um die
biologische
Kontamination des besuchten Ziels zu vermeiden oder zu
minimieren53.
In der Praxis wurde der neue Mars-Rover ExoMars für die Suche
nach Leben auf dem Mars
im Jahr 2019 vor dem Start systematisch sterilisiert54.
52 vgl. DLR 2014 53 vgl. Giuliani et al. 2009 54 vgl. ESA
2019
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5.4.3 (sub)zelluläres Leben
Auf den ersten Blick scheint es offensichtlich zu sein, dass
alles Leben auf der Erde
entweder ein einzelliger oder ein mehrzelliger Organismus
ist.
Bei näherer Betrachtung ist dies jedoch möglicherweise nicht
alles. Menschen erscheinen
beispielsweise auf subzellulärer Ebene als zusammengesetztes
Leben aus drei
verschiedenen Zelltypen.
Subzelluläre Ebene:
Innerhalb der menschlichen Zelle gibt es kleine Einheiten, die
als Mitochondrien bekannt
sind. Diese Einheiten ermöglichen die Verwendung von Sauerstoff
zur Energieerzeugung.
In der Vergangenheit waren die Mitochondrien getrennte
Lebensformen, die in eine
Vorläuferzelle der modernen Zelle integriert wurden.
Sie haben außerhalb des menschlichen Genoms ein separates Genom,
die sogenannte
mitochondriale DNA (mtDNA) als DNA-Ring und replizieren sich
abweichend durch
Fusion oder Spaltung. Theoretisch könnte der DNA-Ring eine
Trennung vom
menschlichen Genom gewesen sein, aber die enge genetische
Beziehung zu
Proteobakterien zeigt, dass die Übernahme von Mitochondrien eher
eine chronische
Infektion gewesen sein könnte, die auf symbiotische Weise
vorteilhaft erschien. Sie
replizieren sich mit dem Zellzyklus durch Teilung, Vermehrungen
können aber bei
erhöhtem Energiebedarf auch außerhalb des Zellzyklus
durchgeführt werden55.
Mitochondrien sind nur mütterlichen Ursprungs, da bei der
Befruchtung die Spermien
zerstört werden und nur die mütterlichen Mitochondrien der
mütterlichen Eizelle für das
Kind verwendet werden.
Die genetische Analyse hat gezeigt, dass alle Mitochondrien nur
von einer einzigen Frau
stammen, die vor ungefähr 150.000 Jahren lebte, was bedeutet,
dass alle Menschen einen
gemeinsamen Vorfahren haben.
In Bezug auf die Bibel wird diese Frau manchmal Mitochondriale
Eva genannt, aber der
Befund bedeutete nicht, dass sie die erste oder einzige Frau auf
der Erde war, sondern die
einzige Frau, deren Nachkommen bis heute überleben konnten.
Die Mitochondrien dieser Frau werden also bereits seit 150.000
Jahren geteilt.
Zelluläre Ebene:
Während Mitochondrien und die umgebende Zelle jetzt zusammen als
„menschliche Zelle“
existieren, muss man noch bedenken, dass das zelluläre Leben
nicht immer das gleiche ist
wie das Leben des gesamten Organismus.
Menschen werden geboren, wenn sie nach der Schwangerschaft
freigelassen werden und
den „ersten Schrei“ machen (d.h. die Lunge entfalten und
anfangen zu atmen) und sterben,
wenn Gehirn und Herz aufgehört haben zu arbeiten. Natürlich
leben auch Embryonen und
Feten bereits, sind aber auf mütterliche Versorgung angewiesen.
Es kann vorkommen, dass
ein Fötus trotz genetischer (z.B. Herz-) Missbildungen für
einige Zeit existiert, aber
niemals unabhängig überleben kann. Diese Fälle erscheinen als
totgeborene Kinder. Daher
55 Eine leicht verständliche Einführung zu Mitochondrien findet
sich in Wikipedia
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Weltraumpolitik_08Jan2020 26 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
ist es sinnvoll, den „Geburtstag“ als den ersten Tag des
unabhängigen Lebens zu definieren.
Die maximale Lebensdauer scheint nicht länger als 120 Jahre zu
sein56 (was aus den vielen
dokumentierten ältesten Menschen der Welt hervorgeht, die
normalerweise spätestens um
den 116. Geburtstag sterben).
Auf zellulärer Ebene ist die Lebensdauer jedoch viel länger. Der
erste Tag als unabhängige
Zelle ist die Geburt der eigenen Mutter, da die erste Zelle
eines Menschen bereits
vorhanden und in den mütterlichen Eizellen gespeichert ist, d.h.
das zelluläre Leben
beginnt Jahrzehnte vor der eigenen Geburt.
Manchmal können Zellen auch den Tod des Menschen überleben, weil
es ein Phänomen
gibt, das als Mikrochimärismus bezeichnet wird, d.h. Einige
mütterliche Zellen passieren
die Plazenta während der Schwangerschaft und existieren dann
stattdessen im Baby.
Dies erklärt den seltsamen Befund, dass Männer manchmal
weibliche Immunzellen in
ihren Lymphknoten haben. Theoretisch können diese Zellen
Jahrzehnte überleben, bis der
Tod des Kindes, das diese Zellen trägt, d.h. die zelluläre
Lebensdauer eines Menschen
könnte insgesamt fast 200 Jahre betragen.
Das Mikrobiom:
Menschen können auf lange Sicht nur mit einer bakteriellen
Besiedlung (Flora), dem
Mikrobiom57, existieren. Es ist wichtig für die Versorgung mit
einigen Vitaminen,
unterstützt die Verdauung und beugt Infektionen mit bösartigen
Bakterien vor. Ein
erheblicher Teil des Stuhls besteht aus Bakterien, die den
Magen-Darm-Trakt verlassen.
Unmittelbar nach der Geburt beginnen bakterielle Ansiedlungen
und existieren neben der
menschlichen Zelle in einem manchmal schwierigen Gleichgewicht
mit dem
Immunsystem. Nach dem Tod bricht das Gleichgewicht zusammen und
die Bakterien
nutzen die Biomasse des Menschen und existieren weiterhin in der
Umwelt.
Das menschliche Leben hat also verschiedene Ebenen.
56 Interessanterweise erwähnte die Bibel bereits genau diese
120-jährige Lebensspanne in Genesis (Buch
Mose) 6: „Gen 6,1 Als sich die Menschen über die Erde hin zu
vermehren begannen und ihnen Töchter
geboren wurden, Gen 6,2 sahen die Gottessöhne, wie schön die
Menschentöchter waren, und sie nahmen sich
von ihnen Frauen, wie es ihnen gefiel. Gen 6,3 Da sprach der
Herr: Mein Geist soll nicht für immer im
Menschen bleiben, weil er auch Fleisch ist; daher soll seine
Lebenszeit hundertzwanzig Jahre betragen
(Einheitsübersetzung). Es ist zu beachten, dass der Wortlaut der
Bibelausgaben aufgrund schwieriger
Übersetzung geringfügig variiert, jedoch mit einer einheitlichen
Bedeutung des Textes; siehe z.B. in
Biblehub.com 57 Hair/Sharpe 2014
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Weltraumpolitik_08Jan2020 27 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Tabelle 2: Ebenen des menschlichen Lebens
vor der Geburt Geburt Tod Zeit nach dem
Tod
Mehrzelliger
Organismus
[Embryo 3 Monate
Fötus 6 Monate]
x X (max 120
Jahre)
----
Einzelne
menschliche Zellen
Eizelle der Mutter
(über Jahrzehnte)
x Mikrochimärismus (über
Jahrzehnte in Kindern)
Mikrobiom --- Ansiedlung kann in einer Umgebung
außerhalb des Körpers
weiterexistieren
Mitochondrien Teilung derselben Mutterlinie seit ca. 150.000
Jahren
Quelle: eigene Darstellung
Schlussfolgerung: In der Populärwissenschaft wird das Leben als
ein- oder mehrzelliger
Organismus betrachtet.
Das Leben kann jedoch auch eine Zusammensetzung von Elementen
sein, die allein
möglicherweise nicht leben können. Wenn der Mars Rover
organische Elemente findet, die
das Leben allein nicht unterstützen könnten, ist es immer noch
möglich, dass dies nur ein
Teil von etwas Komplexerem ist, das noch existiert oder
existierte.
5.4.4 Mikrogravitation
Das Leben im Weltraum ist mit vielen Hindernissen konfrontiert:
extremen Temperaturen,
kosmischer Strahlung, Vakuum und geringer oder keiner
Schwerkraft (Mikrogravitation).
Während es technisch möglich ist, Menschen und möglicherweise
andere Organismen
durch Schilde und künstliche Atmosphäre vor extremen
Temperaturen, kosmischer
Strahlung und Vakuum zu schützen, ist es schwierig, Organismen
vor geringer oder keiner
Schwerkraft zu schützen. Mehrzellige Organismen müssen eine
komplexe Struktur und
Transportsysteme für den Stoffwechsel aufrechterhalten, die
beide für eine veränderte
Schwerkraft anfällig sind.
Das Problem ist, dass die Schwerelosigkeit massive Auswirkungen
auf die physiologischen
Funktionen wie das Herz-Kreislauf-System, aber auch auf den
Bewegungsapparat hat, wo
eine verringerte Schwerkraft zu einer Unterauslastung führt, die
zu Muskelatrophie und
verringerter Knochendichte führt.
Selbst für gut ausgebildete Astronauten ist die Rückkehr zur
Erde nach langfristiger
Präsenz im Weltraum eine Herausforderung. Während das Problem
derzeit durch häufigen
Austausch von Menschen auf der ISS gelöst wird, ist es fraglich,
wie Menschen in der Lage
sein sollten, in langfristigen Siedlungen zu überleben (und dann
mit viel schwierigeren
Problemen wie Schwangerschaften).
Daher werden Mikrogravitationsexperimente mit lebenden
Organismen durchgeführt, um
die Auswirkungen der Mikrogravitation auf Organismen zu
untersuchen58. China landete
den Chang'e-4 Moon Rover 2019 auf der Rückseite des Mondes und
führte ein
58 vgl. DLR 2019
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Weltraumpolitik_08Jan2020 28 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
Wachstumsexperiment auf dem Mond mit einer kleinen Biosphäre in
einer Kiste (Luft,
Wasser und Boden) durch: Eine Baumwollpflanze wuchs unter diesen
Bedingungen,
während verschiedene andere Pflanzen nicht wachsen konnten59.
Wenn natürliche Pflanzen
nicht auf dem Mond wachsen können, sind Siedlungen
möglicherweise nur mit genetisch
modifizierten Pflanzen möglich. Eine zukünftige Herausforderung
läge dann darin, Gene
oder Genvarianten zu identifizieren, die die
Mikrogravitationsresilienz erhöhen könnten.
Fortschritte auf dem Gebiet der synthetischen Biologie können
dazu beitragen, Pflanzen
so zu modifizieren, dass sie robust genug sind, um unter
geringer Schwerkraft auf Mond-
oder Marsstaub zu wachsen.
Seit 2010 haben Craig Venter und sein Team an der Entwicklung
einer Zelle mit
minimalem Genom gearbeitet, d.h. dem kleinstmöglichen Genom, das
autonomes Leben
und Replikation ermöglicht60. Mycoplasma war der kleinste
bekannte autonome Zelltyp
und wurde daher seit 1984 als Modellorganismus verwendet. 2016
wurde eine neue Zelle
namens Syn 3.0 erschaffen, indem das Genom von Mycoplasma
capricolum durch das
Genom von Mycoplasma mycoides ersetzt und nicht benötigte DNA
entfernt wurde. Sie
hatte nur noch 473 Gene, aber die Funktion von 149 Genen war
noch unbekannt61.
Nachdem festgestellt wurde, dass ein etwas größeres Genom zu
einem verbesserten
Zellwachstum führt, wurde eine modifizierte Minimalzelle
erzeugt, die es im Jahr 2019
ermöglichte, die Anzahl der Gene mit unbekannter Funktion auf 30
zu reduzieren62.
Wenn die Funktion dieser 30 Gene geklärt werden könnte, würden
die grundlegenden
Mechanismen lebender Zellen identifiziert und könnten dann
verwendet werden, um frei
designbare künstliche Zellen zu erzeugen.
Das andere Thema sind synthetische Genome63. Genome größerer
Organismen sind in
Einheiten organisiert, die als Chromosomen bezeichnet werden,
z.B. 46 Chromosomen (23
Paare) für den Menschen. Der schnelle technische Fortschritt der
DNA-Synthese
ermöglicht inzwischen die Synthese künstlicher Hefechromosomen
(S. cerevisiae).
Außerdem wurden 16 natürliche Chromosomen von S. cerevisiae
erfolgreich zu einem
einzigen Chromosom fusioniert; das künstliche S. cerevisiae
funktioniert immer noch
normal.
Zusammen mit designbaren Zellen kann diese Technologie eine groß
angelegte
genomische Variation und Optimierung ermöglichen, die
möglicherweise geeignet ist, um
Pflanzen von der Erde so anzupassen, um sie auf Mond und Mars
wachsen zu lassen.64
59 vgl. Devlin 2019 60 vgl. Kastilan 2010 61 vgl. Danchin/Fang
2016 62 vgl. Lachance et al. 2019 63 vgl. Wang/Zhang 2019, S.23 64
In den späten 2020er Jahren könnten angesichts der derzeitigen
Fortschritte synthetische menschliche
Genome möglich sein. 2016 wurde das Human Genome Project-Write
(HGP-Write) mit dem Ziel initiiert,
innerhalb von 10 Jahren ein vollständiges menschliches Genom zu
synthetisieren. Wichtig ist jedoch, dass
menschliche Chromsomen viel mehr als „nackte“ DNA sind. Dies
wäre also noch nicht der Schritt zu
„synthetischen“ Menschen mit computerdesignten, maschinell
produzierten Genomen.
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Weltraumpolitik_08Jan2020 29 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
5.4.5 Zusammenfassung
Neuere Forschungen haben gezeigt, dass die Hürden für
mikrobielles Leben im Weltraum
und auf anderen Planeten geringer sein können als erwartet. Es
besteht die Gefahr, dass
bemannte Weltraummissionen versehentlich außerirdische
Mikrobenvarianten erzeugen,
anstatt neues Leben zu entdecken, und so Mond- und
Marswasserreserven kontaminieren
können. Das Leben wird oft entwder als ein- oder mehrzelliger
Organismus betrachtet,
kann aber auch eine Zusammensetzung von Elementen sein, die für
sich genommen
möglicherweise nicht leben können. Niedrige oder keine
Schwerkraft (Mikrogravitation)
wurde als größte Hürde für Langzeitsiedlungen und Raumfahrt
identifiziert. Weitere
Untersuchungen zur Widerstandsfähigkeit gegen Mikrogravitation
sind erforderlich.
6. Abschließende Bemerkungen Die Überprüfung des
UN-Weltraumrechts hat gezeigt, dass es durch Pläne zur
Ausbeutung
und Besiedlung von Himmelskörpern, insbesondere Mond und Mars,
in Frage gestellt
wird.
Auf einen Überblick über Weltraumaktivitäten, bei denen
unbemannte Satelliten- und
Forschungssonden Standard sind, folgten eine Zusammenfassung der
Richtlinien und
Strategien der führenden Akteure (USA, Europa, China, Russland,
Indien und Japan) sowie
eine Überprüfung der Militär- und Sicherheitsfragen in Weltraum:
Antisatellitenwaffen,
Laserwaffen und Satellitenhacking wurden als zentrale
Herausforderungen identifiziert.
Umweltprobleme gibt es auch in der Weltraumpolitik: Weltraummüll
und der Schutz der
Mond- und Marswasserreserven scheinen die dringlichsten zu
sein.
Ein Hauptproblem ist die langen Reisen zu anderen Planeten. In
den 2020er Jahren könnte
ein nukleares Weltraumantriebs-Wettrennen stattfinden, um diese
Probleme zu lösen.
Neuere Forschungen haben gezeigt, dass die Hürden für
mikrobielles Leben im Weltraum
und auf anderen Planeten geringer sein können als erwartet. Es
besteht die Gefahr, dass
bemannte Weltraummissionen versehentlich außerirdische
Mikrobenvarianten erzeugen,
anstatt neues Leben zu entdecken, und so Mond- und
Marswasserreserven kontaminieren
können. Das Leben wird oft entweder als ein- oder mehrzelliger
Organismus betrachtet,
kann aber auch eine Zusammensetzung von Elementen sein, die für
sich genommen
möglicherweise nicht leben können. Niedrige oder keine
Schwerkraft (Mikrogravitation)
wurde als größte Hürde für Langzeitsiedlungen und Raumfahrt
identifiziert.
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Weltraumpolitik_08Jan2020 30 apl. Prof. Dr. Dr. K. Saalbach
7. Literatur
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