Im Oktober 1957 wurde Science Fiction Realität: Sputnik, der erste Bote der Erde, ging in den Weltraum. Seitdem hat sich der Fortschritt unermüdlich weiterentwickelt. Menschen, Männer und Frauen, haben wiederholt den Weltraum besucht, Nachforschungen angestellt und sich vielleicht sogar geliebt. Wir sind es gewohnt, ein Testgelände für Wissenschaftler im Weltraum zu sehen, aber kann es in Zukunft für die Menschheit nützlicher werden? Werden wir eines Tages in der Lage sein, wirtschaftlich von industriellen Aktivitäten im Weltraum zu profitieren, beispielsweise in Form von Weltraumfabriken, die die Schwerelosigkeit nutzen?
Regierungen, die teure Weltraummissionen finanzieren, haben lange nach Wegen gesucht, um wirtschaftliche Renditen zu erzielen. In den späten 1990er Jahren begrüßte die NASA jede Initiative, die behauptete, sie könne Geld aus dem Weltraum gewinnen. Im Zuge dieses finanziellen Anreizes entstanden viele Aussagen über die Schaffung einer Orbitalindustrie. Der Mangel an Schwerkraft würde das Wachstum der Proteinkristalle ermöglichen, die zur Bekämpfung von Krebs benötigt werden, sagten sie. Neue Materialien, die in der Schwerelosigkeit hergestellt werden, werden neue nützliche Eigenschaften haben, sagten sie. Und vieles mehr.
Die Kosten für die Einführung von Materialien und der erforderlichen Ausrüstung, die Verarbeitung von Zutaten und die anschließende Rückkehr zur Erde haben jedoch nach und nach gezeigt, dass diese Ideen wirtschaftlich nicht tragbar sind. Die Kosten für den Versand von Fracht in den Weltraum nähern sich den Kosten für Gold pro Kilogramm. Infolgedessen stellt sich heraus, dass jede Produktion und Verarbeitung im Weltraum zu teuer ist, um sie überhaupt wert zu sein. Gibt es irgendwelche Änderungen?
Nahe Zukunft
Auf der Internationalen Raumstation haben wir bereits bestimmte Möglichkeiten zur Erforschung des industriellen Weltraums. Es dreht sich 16 Mal am Tag um die Erde und hat ungefähr sechs Astronauten an Bord. Täglich werden auf der ISS zahlreiche biologische und physikalische Experimente durchgeführt - tatsächlich ist die ISS ein Schwerelosigkeitslabor. Viele dieser Experimente generieren branchenspezifische Informationen.
Um beispielsweise zu verstehen, wie geschmolzene Metalle beim Gießen komplexer Formen fließen, müssen die Metalleigenschaften nahe dem Schmelzpunkt gemessen werden. Dies geschieht am besten mit Proben, die in der Schwerelosigkeit schwimmen. Die Ergebnisse werden die zukünftige Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit des Gießens auf der Erde verbessern. Mikrogravitationsbedingungen sind ein wichtiges Instrument zum Verständnis der physikalischen und biologischen Prozesse auf der Erde.
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Vor kurzem hat sich die Europäische Weltraumorganisation an die Industrie gewandt, um nach neuen Ideen für eine kommerzielle Beteiligung an der ISS zu suchen. Die meisten Vorschläge konzentrierten sich auf die Bereitstellung eines kostengünstigen Zugangs zur ISS mithilfe vereinfachter Geräte anstelle neuer industrieller Verfahren. Die Branche hat also die Möglichkeit, sich zu engagieren und neue Ideen auszuprobieren. Im Allgemeinen liegt der Schwerpunkt jedoch darauf, günstige Wege zu finden, um den Weltraum zu erreichen und zu verlassen, ganz zu schweigen von der Geschäftstätigkeit in der Schwerelosigkeit.
Die ISS-Lebensdauer ist begrenzt. Die ESA wird im Dezember dieses Jahres gemeinsam mit der NASA über die Verlängerung der Lebensdauer der ISS entscheiden. Die Station wird höchstwahrscheinlich bis 2024 in Betrieb sein. Es wird dann die Umlaufbahn verlassen und bis 2030 zerstört werden.
Der nächste Schritt über die ISS hinaus wird derzeit unter dem bizarren Titel Deep Space Habitat (DSH) diskutiert. Es sollte eine temporäre Kolonie sein, die von der Erde und sogar von der Erdumlaufbahn entfernt ist, auf der die ISS schwimmt. Es wird unter Verwendung von Hardware-Resten von der ISS gebaut und verarbeitet Materialien aus der Nähe des Mondes oder von Asteroiden, um diese Umgebung am Laufen zu halten, wodurch die Kosten für ihre Wartung gesenkt werden. Zunächst achten sie auf Wasser und Sauerstoff, da sie pro Person und Tag etwa 30 Kilogramm benötigen.
Ferne Zukunft
Weitere Weltraumerkundungsmissionen werden durch die Verarbeitung von Materialien auf Asteroiden einen erheblichen Schub erhalten - insbesondere, wenn daraus Raketentreibstoff oder Baumaterialien hergestellt werden können -, aber das wird nicht bald geschehen. Aktuelle Vorschläge beinhalten die Entwicklung von Asteroiden, die langfristige wirtschaftliche Vorteile für alle verspricht. Auf Asteroiden gefundene Materialien befinden sich auf der Oberfläche vieler Planeten, aber im letzteren Fall ist ihre Extraktion und Verarbeitung teurer als jede andere Option. Derzeit sind Missionen geplant, um Ressourcen auf dem Mond, dem Mars-Satelliten Phobos und anderen Himmelsobjekten zu entwickeln. Ihre Umsetzung wird jedoch frühestens in zehn Jahren beginnen.
Wir müssen noch viele der Materialien identifizieren, die in der Schwerelosigkeit hergestellt werden können, und werden überall ernsthafte Anwendungen finden. Es gibt viele Möglichkeiten. Durch die Bildung von festem Schaum durch Einleiten von Gasen in eine Mischung aus geschmolzenem Glas und Abkühlen dieser Masse unter Mikrogravitationsbedingungen (ohne Schwerkrafttrennung von Bauteilen) wird ein Baumaterial mit der Festigkeit von Stahl und der Korrosionsbeständigkeit von Glas erzeugt. Es ist jedoch wahrscheinlicher, dass das Produkt solcher Fabriken für die Produktion anderer Fabriken und Raumstationen verwendet wird.
Vor Dutzenden von Jahren träumten die Menschen von "Weltraumkolonien" weit weg von der Erde. Sie mussten in Krisenzeiten unabhängig von der Erde sein und über autarke Systeme verfügen. Sputnik, die ISS und dann Deep Space Habitat sind alles Schritte in Richtung solcher Kolonien. Vielleicht werden wir uns nach ihrer Erschaffung auf den Prozess des Lebens verlassen und uns immer weiter von der Erde entfernen.
ILYA KHEL
