Von der Steinzeit bis zum Flug ins Weltall

Von der Erfindung des Rades bis zur Dampfmaschine dauerte es über 5.000 Jahre. Von da an bis zum ersten Menschen im Weltall vergingen nur noch 150 Jahre und wiederum 60 Jahre später befinden wir uns mitten in den Vorbereitungen einer Mondstation und eines Fluges zum Mars in einem bemannten Raumschiff eines privaten Raumflugunternehmens.

So rasant sich die Erforschung des Weltalls heute gestaltet, so alt ist die Sehnsucht des Menschen nach den Sternen. Der frühe Mensch dachte indes nicht an Unternehmen wie SpaceX oder die Augsburger Rocket Factory.

Der frühe Mensch

Vor tausenden Jahren empfand der Mensch bei Beobachtung der unzähligen Sterne in den unendlichen Weiten des Himmels große Ehrfurcht und Freude über den Wiederaufstieg der Sonne im Winter. Dabei waren die Sonnenwenden wichtige Höhepunkte des Jahres, sie bestimmten die Zeitpunkte für die Vorbereitung der Felder, Aussaat und Ernte.

Als älteste künstliche Anlage zur Sonnenbeobachtung gilt die vor etwa 7.000 Jahren aus Holz errichtete kreisförmige Anlage von Goseck an der Saale. Das 2005 wieder errichtete Observatorium ist so angelegt, dass die Sonne an bestimmten Tagen scheinbar in den Toren – Lücken in den Palisaden – der Anlage auf- und untergeht. Auf diese Weise lassen sich die Winter- und Sommersonnenwende präzise datieren.

Das Sonnenobservatorium von Goseck wurde 2005 originalgetreu wiederaufgebaut. (Blick gen Osten). Foto: Iurii Buriak/iStock

Wesentlich jünger, heute noch erhalten und daher bekannter ist der jüngere Bruder Stonehenge in Südengland, eine Anlage aus hohen Steinblöcken, die zur Himmelsbeobachtung und als Kultstätte diente. Ihr Baubeginn datiert auf 3.000 vor Christus. Wiederum etwa tausend Jahre später entstanden Himmelsdarstellungen wie die Himmelsscheibe von Nebra.

Die Himmelsscheibe von Nebra soll den Sonnenverlauf während der Sommer- und Wintersonnenwende am 21. Juni und 21. Dezember darstellen. Foto: ts/Epoch Times nach Frank Vincentz | CC BY-SA 4.0

Frühe Erkenntnisse über das Weltall

Im alten Ägypten wurden Sterne als Uhren bereits im 4. Jahrtausend vor Christus und ein Kalender mit zwölf Monaten und 365 Tagen benutzt. Schächte in der Cheops-Pyramide dienten zur Beobachtung von Sternen und zur Bestimmung des Sirius-Frühaufganges, dem Beginn des ägyptischen Jahres. Die Babylonier bestimmten bereits im 2. Jahrhundert vor Christus bis auf Zehntelsekunden genau den Umlauf von Venus und Mars.

Die Schächte der Cheops-Pyramide sind nach den Sternen ausgerichtet, wobei Sirus aus dem Sternbild Orion den Beginn des ägyptischen Jahres darstellt. Foto: StockByM/iStock (links); Günther Riedel (rechts)

Aristoteles (384–322 v. Chr.) erkannte als Erster die Kugelgestalt der Erde bei der Beobachtung der auftauchenden Schiffe am Horizont und am kreisförmigen Schatten der Erde auf dem Mond. Der Grieche Eratosthenes (276–195 v. Chr.) bestimmte aus der Winkeldifferenz der Mittagssonne an zwei Orten den Erdumfang.

Ptolemaeus entwickelte um 130 v. Chr. das geozentrische Weltbild, den Umlauf von Sonne und Planeten um die Erde. Erst Kopernikus und Kepler führten im 16. Jahrhundert das heliozentrische Weltbild mit dem Umlauf von Erde und Planeten um die Sonne ein. In diesen Jahrhunderten war der Drang nach Erkenntnis übermächtig, was Galilei als Verfechter des neuen Weltsystems sogar vor die Inquisition brachte, die ihn zum Widerruf zwang.

Entdeckerdrang und Rückschläge

Heute nehmen viele Menschen das Weltall und den unendlichen Raum ohne übermäßige Ehrfurcht wahr. Sie versuchen, seine Grenzen zu erforschen, messen Entfernungen, bauen weitreichende Teleskope, schicken Sonden und bemannte Raketen ins All, betreiben Weltraumstationen, landen auf dem Mond und planen eine bemannte Marslandung.

So schuf der Wissensdrang der Menschen Riesenteleskope. Mit einem solchen selbstgebauten Großteleskop entdeckte F. W. Herschel 1781 den Planeten Uranus. Im Jahr 1930 wurde der Planet Pluto entdeckt, der seit 2006 offiziell in die Klasse der Zwergplaneten eingeordnet wird.

Das Spiegelteleskop von Wilhelm Herschel, deutsch-britischer Astronom und Komponist, aus dem Jahr 1789. Foto: gemeinfrei

Das 1963 in Dienst gestellte Radioteleskop Arecibo mit einem Durchmesser des Radiospiegels von 300 Meter in der Nähe von Puerto Rico sandte 1974 Botschaften ins Weltall mit Informationen über die menschliche Population, die an mögliche außerirdische Zivilisationen gerichtet sind.

Anzeichen von Antworten wurden bis zur Einstellung des Betriebs 2020 nicht empfangen. Wenige Tage später stürzte das Teleskop ein. Der geplante Wiederaufbau wurde gestoppt.

Mit dem 305-Meter-Radioteleskop in Arecibo, Puerto Rico, (l.) haben Astronomen vor 50 Jahren eine Botschaft über die Menschheit (r.) ins Weltall geschickt. Foto: IsaacRuiz/iStock (links); Arne Nordmann (norro) | CC BY-SA 3.0 (rechts)

Seit 1990 umkreist das Weltraumteleskop Hubble die Erde. Mit einer Reichweite von über zehn Milliarden Lichtjahren blickt es in die Weiten des Weltalls. Mit seiner Hilfe entdeckten Forscher Planeten von anderen Sternen in erdähnlichen Positionen, machten Messungen im All und erkundeten den Weltraum. Das James-Webb-Teleskop erweiterte 2022 die Sicht.

Erdähnliche Planeten außerhalb des Sonnensystems

Bisher wurden über 5.000 sogenannte „Exoplaneten“ im Weltall entdeckt, die in erdähnlicher Position um einen Stern kreisen, gemäßigte Temperaturen besitzen und teilweise sogar Wasser aufweisen. Die Existenz von zumindest einfachen Lebensformen könnte dort möglich sein. Letzteres ist auch auf weiteren Planeten unseres Sonnensystems nicht ausgeschlossen und Gegenstand aktueller Forschungen.

Entwickelte Zivilisationen in einem Weltall mit vielen Trillionen Sternen wird man nie feststellen können, da die Zeiten zur Überbrückung der nahezu unendlichen Entfernungen die Lebensdauer unserer Zivilisation übertreffen oder solche Zivilisationen schon ausgestorben sind. Dennoch wurden von der Erde durch Sonden Bilder und Audio-Informationen sowie Signale über Radioteleskope ins All gesendet, um die Existenz der Menschheit zu verbreiten.

Mit Sonden haben Wissenschaftler Bilder und Audio-Informationen ins Weltall geschickt. Oben: Voyager 2 mit ihrer goldenen Datenplatte „Voyager Golden Record“. Unten: Pioneer 10 mit der goldenen Pioneer-Plakette. Foto: NASA; Zusammenstellung ts/Epoch Times

Weite Reisen, große Pläne

1977 starteten die Voyager-Sonden zur Erforschung des Weltalls, die Informationen über die irdische Zivilisation mit sich führen. Bis heute haben sie rund 25 Milliarden Kilometer zurückgelegt. Das ist etwa das 170-fache des Sonne-Erde-Abstandes. Dennoch haben sie in fast 50 Jahren erst 0,5 Prozent des Sonnensystems durchquert.

Seit 2000 umrundet die mit elf Astronauten besetzte Internationale Raumstation (ISS) in etwa 400 Kilometer Höhe mit einer Geschwindigkeit von 28.000 Kilometer pro Stunde die Erde. Ihre Crew macht Aufnahmen und führt wissenschaftliche Untersuchungen durch.

Derzeit baut das US-Raumfahrtunternehmen SpaceX von Elon Musk mit verbesserten Triebwerken ausgestattete Raumfahrzeuge wie Falcon 9, Falcon Heavy oder das Raumschiff Dragon. Sie transportieren schwere Nutzlasten und versorgen zum Beispiel die ISS, werden aber auch für kommerzielle Starts, einschließlich Weltraumtourismus, genutzt.

Die ISS (oben) wird derzeit vorrangig von SpaceX angeflogen (u.l.). Das Unternehmen soll außerdem die Rückkehr zum Mond ermöglichen (u.r.). Foto: NASA; Collage: ts/Epoch Times

Obgleich sie klassischen Raketen ähneln, sind sie wie das Space-Shuttle wiederverwendbar. Die konkurrierende Ariane 6 des französischen Konzerns Arianespace wird von SpaceX-Raumfahrzeugen weit übertroffen. Mit dem Großraketenprojekt Starship plant das US-Unternehmen außerdem bemannte Flüge zum Mond und zum etwa 60 Millionen Kilometer entfernten Mars.

Mehr Schrott als Satelliten in der Umlaufbahn

1957 wurde mit Sputnik der erste Satellit in eine Umlaufbahn gebracht, seither hat sich ihre Zahl vervielfacht. 2021 befanden sich über 6.000 Satelliten auf einer Erdumlaufbahn, von denen über 2.000 außer Betrieb sind. Bis November 2024 hat sich ihre Gesamtzahl, nicht zuletzt dank SpaceX und Starlink, auf über 13.000 Satelliten verdoppelt. In den nächsten Jahren wird eine neue Flotte von etwa 100.000 Satelliten erwartet.

Nach Ende ihrer Dienstzeit bleibt eine große Anzahl von Objekten in den Erdumlaufbahnen zurück. Bereits heute existieren viele tausend Tonnen Raketenschrott, Bruchstücke und Partikel, die mit hohen Geschwindigkeiten geschossartig durch den nahen Weltraum fliegen. Ihre Gesamtzahl übersteigt die der aktiven Satelliten wiederum um ein Vielfaches.

Aus dem Weltall betrachtet, gleicht unser Blauer Planet einem Müllball: Laut ESA umkreisen weit über 100 Millionen ausrangierte Raumfahrzeuge, Trümmer und Bruchstücke als Weltraumschrott die Erde. Foto: ESA/ID&Sense/ONiRiXEL | CC BY-SA 3.0 IGO

Derzeit gehen die Raumfahrtbehörden von über 40.000 Bruch- und Trümmerstücken von über zehn Zentimeter Kantenlänge aus – und über eine Million Stücke über ein Zentimeter Größe. Die ESA nennt außerdem die Zahl von über 170 Millionen Schrottteilen unterschiedlicher Größe.

Gefahr für Astronauten und den Alltag von Milliarden Menschen

Jährlich dringen bis zu 150 Tonnen Weltraum-Müll in die Erdatmosphäre ein, wobei die meisten Teilchen verglühen, sodass sich manch vermeintlicher Meteorit irdischen Ursprungs entpuppte. Dass Menschen auf der Erde durch abstürzenden Weltraumschrott zu Schaden kamen, ist bislang nicht bekannt. Grundsätzlich auszuschließen ist dieses Szenario nicht.

Im März 2024 wurde ein Wohnhaus in den USA von einem Stück der ISS getroffen. Die Bewohner fordern Schadenersatz von der NASA. Einen Tag vor Silvester stürzte ein 500 Kilogramm schwerer Metallring von etwa zweieinhalb Meter Durchmesser in ein Dorf in Kenia. „Vorläufige Untersuchungen deuten darauf hin, dass es sich bei dem heruntergefallenen Objekt um einen Trennring einer Trägerrakete handelt“, erklärte die kenianische Raumfahrtagentur. Dieser hätte eigentlich beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre verglühen oder in unbewohnte Gebiete fallen müssen.

Am 21. Januar 2001 stürzte ein 70 Kilogramm schweres Teil einer amerikanischen Delta-2-Oberstufe in Saudi Arabien ab. Foto: NASA

Die größere Gefahr geht tatsächlich von einem Zusammenstoß im Weltall aus. Dies hat einerseits zur Folge, dass mit jeder Kollision tausende neue Bruchstücke entstehen. So geschehen im Februar 2009, als ein noch aktiver amerikanischer Satellit mit einem deaktivierten russischen Satelliten kollidierte.

Andererseits ist ein Leben ohne Satelliten heute kaum vorstellbar. Ihr Ausfall durch immer größere Mengen an Weltraumschrott würde nicht nur die Kommunikation, sondern auch Logistik und Produktion weltweit ins Stocken bringen. Lieferausfälle in vielen Bereichen und Versorgungsengpässe wären die Folge. Die Ortung im Straßenverkehr, auf den Weltmeeren und im Luftverkehr würde weitgehend ausfallen. Ebenso Wetterbeobachtung, Vulkanüberwachung und auch die Raumfahrt selbst.

Neben künftigen Missionen, die durch den dichter werdenden Müllteppich fliegen müssen, ist auch die ISS vom orbitalen Müllproblem betroffen. Zwar kann sie Einschlägen von kleinen Teilchen standhalten, bei größeren Teilen müssen jedoch Ausweichmanöver durchgeführt werden. Wegen Abnutzung und Alterung der 25 Jahre alten Station bestehen konkrete Pläne zur Aufgabe der Station und Evakuierung der Mannschaft. SpaceX soll dafür eine geeignete Rakete entwickeln und den kontrollierten Ausstieg aus der Umlaufbahn umsetzen, falls die Raumstation bis dahin durchhält.

Vergleichbar mit tausenden Wasserstoffbomben

Gefahr droht indes nicht nur aus der näheren Umgebung, sondern aus auch aus den Weiten des Alls. So haben viele Einschläge großer Asteroiden auf der Erde riesige, noch heute sichtbare Krater hinterlassen. In Deutschland entstand vor Millionen Jahren ein Krater von 24 Kilometer Durchmesser im Nördlinger Ries durch Einschlag eines Asteroiden von etwa einem Kilometer Durchmesser. Die dabei freigesetzte Energie ist vergleichbar mit der mehrerer Wasserstoffbomben.

Vor etwa 65 Millionen Jahren schlug ein etwa zehn Kilometer großer Asteroid im Golf von Mexiko ein. Der Aufschlag erreichte die Energie von mehreren tausend Wasserstoffbomben. Riesige Flutwellen, Milliarden Tonnen Staub und die Verfinsterung der Sonne waren die Folgen. Gewaltige Zerstörungen der Umwelt führten vermutlich auch zum Aussterben der Dinosaurier.

Auch heute schlagen zahlreiche Asteroiden und der Erde ein. Etwa alle zehn Jahre ist darunter einer mit einem Durchmesser von 30 Metern, wie 2013 in der Nähe von Tscheljabinsk im Südural. Obwohl es nicht zu einem Einschlag kam – er explodierte oberhalb der Erdoberfläche – beschädigte er 4.000 bis 5.000 Gebäude und verletzte 1.500 Menschen. Der Tunguska-Asteroid 1908 in Sibirien explodierte ebenfalls noch in der Luft. Mit einer Energie von etwa 100 Hiroshima-Atombomben zerstörte er riesige Waldgebiete.

10 Years Ago Today, the Chelyabinsk Meteor Exploded Over Russia
Footage of the meteorite was seen streaking across the sky above Russia’s Chelyabinsk region. WARNING: this video contains strong language in Russian. Source: YouTube youtube pic.twitter.com/l20iuxpR7p

— Black Hole (@konstructivizm) 16. Februar 2023

Größenvergleich des Empire State Building und des Eiffelturms mit den Himmelskörpern von Tscheljabinsk (CM) und Tunguska (TM, siehe unten). Foto: Phoenix CZE | CC BY-SA 4.0 (oben); gemeinfrei (unten)

Außerirdische Bedrohungen aus dem Weltall

Die Geschichte zeigt, dass eine Kollision nicht auszuschließen ist. Ein bisschen Glück hat die Erde aber auch gehabt. Im August 2020 verfehlte uns ein 50-Tonnen-Asteroid um Haaresbreite, als er im bisher geringsten Abstand von nur 3.000 Kilometern an der Erde vorbei flog.

Mit etwas mehr Luft – im Abstand von etwa 30.000 Kilometer – wird der 2004 entdeckte und nach dem griechischen Gott des Chaos benannte Asteroid Apophis mit einem Durchmesser von 350 Meter die Erde im April 2029 passieren. Er galt als Bedrohung für die Erde, hat aber seine Bahn geändert, so dass er die Erde voraussichtlich nicht treffen wird. Zum Vergleich, der Mond ist knapp 400.000 Kilometer von der Erde entfernt.

Diese beiden sind aber nicht die einzigen ihrer Art und auf Umlaufbahnen um die Erde über 2.000 Asteroiden mit Durchmessern zwischen zehn und etwa 1.000 Metern bekannt. Sowohl die US-Weltraumbehörde NASA als auch die europäische Raumfahrtagentur ESA haben die von ihnen ausgehende Gefahr erkannt und arbeiten an Abwehrmaßnahmen. Indes schätzt die NASA die Zahl der gefährlichen Objekte im Umfeld der Erde auf über das Zehnfache, da besonders kleinere Objekte schwer zu entdecken sind. Eine möglichst frühe Entdeckung ist jedoch wichtig, um Zeit zu gewinnen und Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Als Favorit gilt dabei der Einsatz sogenannter Stoßsonden, um Bahnänderungen zu erreichen. Dass dieses Prinzip zur Abwehr gefährlicher Objekte aus dem Weltall funktioniert, bewies 2022 die NASA im Rahmen ihres Asteroidenschutzprogramms AIDA. Dabei gelang es, den erdnahen Doppelasteroid Didymos (etwa 700 beziehungsweise 150 Meter Durchmesser) durch den gezielten Aufschlag der 500 Kilogramm schweren NASA-Sonde DART abzulenken, so dass er einen möglichen Kollisionskurs zur Erde verließ.

Militarisierung im Weltall: Bewaffnung oder Selbstschutz?

In der Geschichte haben Wissensdrang und das Streben nach Einfluss und Macht zu großen Fortschritten in Wissenschaft und Technik geführt – nicht nur in der Raumfahrt, sondern auch in der Waffentechnik. Auf die Atombombe (1945) folgte die über 1.000-mal stärkere Wasserstoffbombe (1954) und die nochmals vielfach stärkere, Sachwerte verschonende aber Menschen vernichtende Neutronenbombe (1962).

Nachdem uns die Himmelsbeobachtung vor Jahrtausenden inzwischen weit über unser Sonnensystem hinausgeführt hat, haben solche Waffen ebenfalls Einzug ins Weltall gefunden, das längst nicht mehr nur der Kommunikation, Navigation und Forschung dient. Schon heute fliegen unzählige Satelliten, zur Überwachung oder mit Weltraumwaffen, um die Erde. Die Tendenz ist steigend. Das Wettrennen um Rohstoffe und Stützpunkte im Weltall ist in vollem Gange.

Die USA, China, Russland, Indien und Japan arbeiten intensiv am Ausbau ihrer im Weltraum stationierten Waffen. Dieses Wettrüsten bedroht das Leben auf der Erde, denn diese Waffensysteme sind gegen Ziele im Weltraum und auf der Erde einsetzbar. Andere können von der Erde gegen Ziele im Weltraum eingesetzt werden.

So werden für die technische und kommerzielle Nutzung des Weltraumes, für Satelliten und für Weltraumwaffen hunderte Milliarden ausgegeben, davon allein über 150 Milliarden US-Dollar für SpaceX. Diese Summen fehlen in Gesundheits-, Bildungs- oder Verkehrssystemen, zur Behebung sozialer Not sowie der Verbesserung der weltweiten Nahrungsmittel-, Energie- und Wasserversorgung.

Das Budget der NASA betrug 2024 hingegen rund 25 Milliarden Dollar, das der ESA etwa acht Milliarden Euro. Für Schutzmaßnahmen gegen Asteroiden aus dem Weltraum wird nur ein kleiner Teil der Budgets verwendet. Während also gewaltige Summen für immer mehr Weltraumwaffen verwendet werden, wird der Schutz der Erde gegen Kollisionen mit Himmelskörpern vernachlässigt.

Gibt es einen Ausweg aus dieser gefährlichen Entwicklung? Werden noch Mittel und Wege gefunden, um die Gefahr der Selbstzerstörung zu stoppen?

Weltweite Solidarität und Hilfe bei großen Katastrophen wie schweren Erdbeben, Vulkanausbrüchen, Sturmfluten, Überschwemmungen oder verheerenden Orkanen sollten die Menschen zum Umdenken bewegen. Der Mensch muss die Erde schützen und sollte sie nicht zerstören.

Über den Autor

Dr. rer. nat. Günther Riedel arbeitete 35 Jahre als Chemiker in der Industrie in Forschung, Entwicklung und Anwendungstechnik, zuletzt als Leiter der BASF-Anwendungstechnik „Spezialfarben für Kommunikationsverfahren“. Nach Eintritt in den Ruhestand studierte er Astronomie und Astrophysik an der Universität Heidelberg und beschäftigt sich mit Klima- und Energiefragen.