Was waren die herausragenden wissenschaftlichen Erkenntnisse und Entdeckungen in diesem Jahr? Welche Entwicklung hat besonderes Zukunftspotenzial? Jedes Jahr kurz vor Weihnachten küren die Redakteure und Herausgeber des Fachmagazins „Science“ ihre Top Ten: die Forschungsergebnisse und Entdeckungen, die sie für die bedeutendsten halten. Eines der zehn wählen sie dabei zum Durchbruch des Jahres. Im Jahr 2021 war das Jahres-Highlight die Entschlüsselung des Proteincodes durch künstliche Intelligenzen, 2020 waren es die Impfstoffe gegen das Coronavirus.
“Superauge” der Astronomie
In diesem Jahr ist der Durchbruch des Jahres das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST). Mit seinem 6,50 Meter großen Hauptspiegel, einem tennisplatzgroßen Sonnensegel und den scharfen Infrarotoptiken ist das JWST das größte, komplizierteste und teuerste Instrument, das die Menschheit jemals in den Weltraum gebracht hat. Planung und Konstruktion dieses “Superauges” dauerte 20 Jahre und kostete zehn Milliarden US-Dollar, gleichzeitig war es eine der riskantesten Weltraummissionen, die die NASA je unternommen hat. Denn nach dem Start des Teleskops am 25. Dezember 2021 mussten Segel, Spiegel und Haltekonstruktionen in einer komplexen Abfolge von mehr als 300 Schritten entfaltet und ausgeklappt werden – wäre nur ein einziger davon schiefgegangen, hätte das Teleskop unbrauchbar werden können.
Doch es gelang: Nach Ankunft an seinem Arbeitsort, dem 1,5 Millionen Kilometer von uns entfernten Lagrangepunkt 2, und mehreren Monaten des Kalibrierens, nahm das James-Webb-Teleskop am 21. Juni 2022 seinen wissenschaftlichen Betrieb auf. Schon die ersten Aufnahmen des neuen Teleskops waren eine Sensation: Das JWST lieferte mit seinem ersten “Deep Field” den tiefsten und schärfsten je gesehenen Blick ins ferne, frühe Universum, außerdem neue Anblicke ferner Sternenwiegen, Galaxiencluster und Spektralanalysen von den Gashüllen extrasolarer Planeten. Im Laufe der folgenden Monate ermöglichte das Teleskop die Entdeckung und spektrale Charakterisierung der bisher ältesten Galaxien unseres Kosmos, wies erstmals Kohlendioxid und andere Elemente und Moleküle in der Atmosphäre von Exoplaneten nach und zeigte auch Planeten unseres Sonnensystems wie den Neptun in neuem Licht.
(Video: Science)
DART-Mission, KI und alte DNA
Ein weiteres Highlight des Jahres 2022: Am 26. September 2022 testete die NASA mit der DART-Mission erstmals die Ablenkung eines Asteroiden. Eine kühlschrankgroße Raumsonde flog dafür zum Asteroiden Didymos und seinen Mond Dimorphos und rammte den 160 Meter großen Asteroidenmond, um ihn leicht aus seiner Bahn zu lenken – mit Erfolg. Sollte in Zukunft ein Asteroid auf Erdkurs entdeckt werden, wäre ein solcher kinetischer Deflektor die wahrscheinlich beste Chance, die Erde vor einem Einschlag zu bewahren. Hightech auf der Erde sind dagegen mehrere Fortschritte in der künstlichen Intelligenz, die “Science”-Editoren ebenfalls zu den Top Ten des Jahres 2022 zählen. Denn die neuen KI-Systeme demonstrieren, dass solche Maschinenhirne inzwischen auch kognitiv-kreative Leistungen erbringen, die man ihnen zuvor nicht zugetraut hätte. Dazu gehören KI-Systeme, die aus Textbeschreibungen passende Grafiken erzeugen oder mathematische Problemlösungen entwickeln können. Ebenfalls darunter ist AlphaCode, eine KI, die sich erstmals sogar mit menschlichen Programmierern messen kann.
