Gigantomanie mit Augenmaß

Die ISS dient nicht nur medizinischen Untersuchungen an den Astronauten. Dort wird Pflanzenwachstum ebenso erforscht wie das Verhalten von Werkstoffen. Technische Prozesse wie das Mischen von Flüssigkeiten oder Brennprozesse lassen sich ohne störende Schwerkraft im Detail untersuchen. Dazu kommen Experimente zur Plasmaphysik oder zur kosmischen Strahlung. Vieles davon ließe sich kostengünstiger durchführen, wenn man nicht zugleich Menschen an Bord am Leben erhalten müsste – aber dann wäre es nicht die ISS.

Deutschland und Europa weit vorne

Wenn man die deutsche und europäische Forschungslandschaft mit anderen führenden Wissenschaftsnationen vergleicht, stellt man schnell fest: Wir sind in einigen wichtigen Disziplinen sehr gut aufgestellt. Der European XFEL am DESY bei Hamburg ist die beste Quelle der Welt für hochbrillante, harte Röntgenlaserstrahlung. Er liefert kurze, stroboskopartige Blitze, mit denen sich ultraschnelle mikroskopische Prozesse aufdecken lassen. Die Röntgenquelle PETRA IV, ebenfalls am DESY, wird in einigen Jahren dazustoßen und dann einen kontinuierlichen Röntgenlaserstrahl bereitstellen. Dieser ergänzt sich hervorragend mit den Eigenschaften des European XFEL und wird Hamburg für lange Zeit zur ersten Anlaufstelle für solche Experimente machen.

Auch andere Großprojekte wie der Schwerionenbeschleuniger FAIR bei Darmstadt oder die Neutronenquelle ESS im schwedischen Lund werden bei Fertigstellung einzigartige Forschungsbedingungen ermöglichen. Wissenschaftler in aller Welt bereiten jetzt schon Experimente vor, die mit diesen Anlagen möglich werden. Interessanterweise basieren all diese Anlagen, auch die Röntgen- und Neutronenquellen, auf Teilchenbeschleunigern. Diese wurden ursprünglich ersonnen, um nach den elementaren Bestandteilen unserer Materie zu suchen. Mittlerweile hat sich allerdings herausgestellt, dass man ihre Produkte – ultraschnelle Teilchen – auch für eine Vielzahl anderer Zwecke einsetzen kann. Noch vor ein paar Jahrzehnten hätten sich die Pioniere der Teilchenphysik kaum träumen lassen, dank Anlagen wie dem European XFEL etwa die Bewegungen von Elektronen bei molekularen Prozessen quasi in Zeitlupe aufschlüsseln zu können. Nicht nur das Word Wide Web ist ein Nebenprodukt der Teilchenphysik.

Ganz ohne Teilchenbeschleuniger kommt EBRAINS aus. Es soll die Hirnforschung voranbringen und ist der Nachfolger des Human Brain Project. Das hatte Kritik auf sich gezogen hatte, weil die Politik diesem Projekt viel Geld zur Verfügung gestellt hatte, um Ziele zu erreichen, die viele Forscher von Anfang an für unrealistisch hielten – was sich dann auch bewahrheitete. Man hat aber daraus gelernt und will nun vieles besser machen.

Natürlich können bei allen Großprojekten kostspielige Probleme auftreten. Nicht nur bei Flughäfen und Bahnhöfen, auch bei den ungleich komplexeren Großforschungszentren sind immer wieder mal unerwartete Verzögerungen und massive Budgetüberschreitungen möglich. Mitunter hat dabei auch ein gewisser überzogener Optimismus der Wissenschaftler eine Rolle gespielt, weil man dachte, seine bisherigen Erfahrungen einfach auf immer größere Projekte hochskalieren zu können.

Insgesamt gesehen sind wissenschaftliche Großforschungsprojekte meistens sogar erstaunlich günstig. Viel Arbeit wird von Doktoranden und jungen Wissenschaftlern im Hintergrund gestemmt – mit einer großen Portion Idealismus und langen Arbeitstagen. Dabei werden die Grenzen der Technik immer weiter verschoben. Meistens geschieht dies Schritt für Schritt, doch hin und wieder gelingt ein großer Sprung – etwa bei der Einführung von supraleitenden Magneten. Diese haben sich mittlerweile bewährt als energieeffiziente und leistungsstarke Beschleunigerkomponenten. Diese Fortschritte strahlen auch in andere Gebiete aus, etwa in die Medizintechnik. Hochleistungs-Magnetresonanztomographen nutzen schon lange supraleitende Magnetspulen, wie sie ursprünglich aus der Teilchenphysik stammen. Manche Innovationen geschehen eben nur dort, wo man die Grenzen ständig weiter verschieben muss. ■