Planetenforschung in Schieflage

Spektakuläre Planeten-Missionen berichten immer wieder Überraschendes von fremdartigen Welten. Doch mit Deutschlands Beitrag könnte es bald vorbei sein: Den Forschern wird der Geldhahn zugedreht. Stefano Mottola hat ein ehrgeiziges Ziel: Mit einer Weltraumkamera will er die beiden Kleinplaneten Vesta und Ceres aus dem Planetoidengürtel zwischen Mars und Jupiter aus nächster Nähe ablichten. Die Optik soll im Juni 2006 mit der US-Sonde „ Dawn” („Morgenröte”) ins All starten. Schon für diesen Sommer ist die Lieferung der Kamera mit der NASA vereinbart. Mottola ist Mitarbeiter des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR) in Berlin-Adlershof. Aber zur Zeit ist er viel auf Achse: Er pendelt zwischen der Hauptstadt und dem Harz-Städtchen Katlenburg-Lindau, wo sich das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung befindet. „Das Institut leitet den Bau der Kamera”, sagt Mottola, „aber wir vom DLR steuern den lichtempfindlichen Sensor und dessen Elektronik zur Digitalkamera bei.” Kooperationen sind heute üblich in der Raumfahrt: Italien liefert das Infrarotspektrometer zur chemischen Analyse der Planetoiden-Oberflächen, als einziges US-Instrument fliegt ein Gamma-Neutronen-Detektor mit. Mit zwei Dritteln stellt Europa einen großen Anteil der wissenschaftlichen Hardware von Dawn. Bemerkenswert ist: „Erstmals gibt die NASA eine so wichtige Kamera aus der Hand”, sagt Horst Uwe Keller vom MPI für Sonnensystemforschung, der maßgeblich an der Entwicklung der Kamera beteiligt ist. Die deutsche Optik ist auch für die Navigation der Sonde zuständig. „Würde die Kamera ausfallen, wäre die ganze Mission in Gefahr – ein starker Vertrauensbeweis der amerikanischen Seite”, findet Keller. Hinzu kommt, dass die NASA nur ungern den Bau der „Augen” einer Raumsonde abgibt, denn die Planetenporträts beeindrucken die Öffentlichkeit erfahrungsgemäß am meisten. Bilder, das weiß man im Land der Traumfabrik von Hollywood, kommen immer besser an als die schönsten Messergebnisse. Doch für die Kamera aus Katlenburg-Lindau gibt es in den USA keine gleichwertige Alternative. Während an den beiden größten Zentren für Planetenforschung in Deutschland fieberhaft an der Fertigstellung der Dawn-Kamera gearbeitet wird, macht die Mineralogin Jutta Zipfel in Mainz rund 1800 Meteorite reisefertig. Sie gehörten zur Kosmochemie-Abteilung des Max-Planck-Instituts (MPI) für Chemie, die zum 1. Juni geschlossen wurde. Die Meteoriten enthalten Informationen aus der Frühzeit des Sonnensystems vor über vier Milliarden Jahren. Planetologen konnten durch die genaue Analyse ihrer Isotope Licht ins Dunkel der Frühzeit der Planetenbildung bringen. In jahrelanger Arbeit war die Mainzer Kosmochemie zur ersten Adresse der deutschen Meteoritenforschung avanciert. In nur drei Wochen wurden jetzt die Inventur und die Verpackung der Sammlung abgeschlossen, nun kommen die Schätze ins Frankfurter Senckenberg-Museum. Dort wird die Forscherin sie zwar weiter studieren können, „aber ohne Anbindung an die Infrastruktur und die Expertise eines Instituts wie in Mainz sind die wissenschaftliche Arbeit und der Austausch mit den Kollegen stark erschwert”, bedauert sie. Wenigstens ein Gutes hat die Reise ins Museum: Die Öffentlichkeit wird die Steine dort sehen können. Der Beschluss gegen die Kosmochemie fiel bereits Ende der Neunziger Jahre. Damals zwangen starke Budget-Kürzungen der Max-Planck-Gesellschaft und dem Mainzer Institut eine Prioritätensetzung auf – und die fiel gegen die planetenwissenschaftliche Abteilung aus. Die Schwerpunkte des Instituts liegen seither nur noch auf Atmosphärenforschung und Erdfernerkundung. Deshalb sitzt heute auch Ralf Gellert auf gepackten Koffern. Mit dem Aus für die Kosmochemie verliert er sein Labor und seinen Arbeitsplatz in Deutschland. Der Physiker gehört zu der Gruppe, die für das APXS-Instrument an Bord der beiden NASA-Marsrover Spirit und Opportunity zuständig ist. Das Kürzel steht für „ Alpha-Particle-X-Ray-Spectrometer”, ein handliches Gerät zur Analyse von Gesteinsproben mit Röntgen- und Alpha-Strahlen. Jeder amerikanische Marsrover hatte bislang die „Spürnasen” aus Mainz an Bord, die im Geröll des Roten Planeten nach chemischen Elementen suchten. Auch auf Philae, dem Lander der europäischen Kometensonde Rosetta, fliegt ein entsprechendes Instrument dem Rendezvous mit Komet 67P/Tschurjumow entgegen. Jetzt wird Gellert das Know-how für das APXS an die University of Guelph westlich von Toronto mitnehmen, denn die Kanadier haben ihre Chance erkannt und gerne zugegriffen. Dort wird er den Detektor weiter entwickeln, da die NASA nach wie vor von dem Gerät überzeugt ist. Schließlich fanden erst im vergangenen Jahr ihre beiden Marsrover mit dem APXS und dem Mößbauer-Instrument vom Mainzer Forscher Göstar Klingelhöfer die entscheidenden chemischen Belege für die früheren Wasservorkommen auf dem Nachbarplaneten. Deshalb wird auf dem nächsten amerikanischen Marsmobil – Starttermin: ab 2009 – wiederum Ralf Gellert für eine verbesserte APXS-Version zuständig sein. Das Gerät, das dann auf dem letzten Stand dieser Technik ist, wird mit kanadischem Nummernschild die Marsfahrt antreten. Klingelhöfer bedauert: „Sämtliche Versuche der Mainzer Universität und des DLR im Vorfeld der Schließung, die APXS-Entwicklung in Deutschland zu halten, sind leider gescheitert.” Ein Aushängeschild der deutschen Planetologie wandert also ins Ausland ab. Dabei gehe es hier nur um vergleichsweise geringe Geldmittel, um die APXS-Entwicklung für Deutschland zu sichern, kritisiert der Planetologe Elmar Jessberger aus Münster. In der Forscherszene hat die Entwicklung überall Kopfschütteln aus gelöst. Denn es ist nur das jüngste Beispiel einer jahrelangen Tendenz, die hiesige Weltraumforschung auszubluten – trotz ihrer großen Erfolge. Anfang des Jahres verfasste deshalb Günther Hasinger, Direktor des MPI für extraterrestrische Physik in Garching, einen geharnischten offenen Brief, in dem er die „ über mehr als ein Jahrzehnt anhaltenden Kürzungen” in der Grundlagenforschung im Weltall anprangert. Die Talfahrt hat sowohl die Astrophysik als auch die Planetologie erfasst. Dabei brauchen gerade die Weltraumforscher Planungssicherheit für ihre langfristigen Projekte. Dawn und Rosetta beispielsweise werden über zehn Jahre unterwegs sein. Geht solchen Marathonläufern nun die Luft aus? Unterzeichnet ist der Brief von mehr als 50 namhaften Weltraumforschern, darunter dem Physiker Berndt Feuerbacher, der das DLR-Institut für Raumsimulation in Köln leitet, und Matthias Steinmetz, Direktor am Potsdamer Astrophysikalischen Institut. Auch der Klimaforscher Hartmut Grassl vom MPI für Meteorologie in Hamburg hat unterschrieben. Adressat sind sowohl das BMBF als auch die Forschungs- und Haushaltspolitiker der Bundestagsparteien. Der Protest ist keinesfalls nur das übliche Wehgeschrei bei einer Institutsschließung. Während die Aufwendungen Deutschlands für das nationale extraterrestrische Forschungsprogramm und für das ESA-Science-Programm zwischen 1975 und 1990 im Gleichtakt angestiegen sind (Sonderausgaben für rein nationale Projekte wie die Sonden Helios und Rosat abgerechnet), ist es inzwischen umgekehrt: In den vergangenen 15 Jahren schrumpfte der nationale Etat stetig, während die Beiträge für die ESA weiter leicht gestiegen sind (siehe Kasten „Deutsche Investitionen …”). Heute klaffen beide Ausgabenposten weit auseinander: Im Jahr 2005 beträgt der nationale Etat für Forschung und Weltraum zirka 28 Millionen Euro, der deutsche Beitrag für das Wissenschaftsprogramm der ESA dagegen 92 Millionen Euro. Seit 1990 wurde die Förderung der Weltraum-Grundlagenforschung um zwei Drittel gekürzt. Nutznießer dieser Entwicklung sind angewandte Programme, etwa die Kommunikation und Navigation mit Erdsatelliten. Die Professoren beklagen diese „Verschiebung in Richtung anwendungsorientierte Forschung” – letztlich eine Politik gegen die Grundlagenforschung. Große wissenschaftliche Erfolge so wie bisher seien deshalb nicht mehr zu erwarten. „Wir sind dabei, unser Saatgut aufzubrauchen”, heißt es in dem Papier. Immerhin ist Deutschland mit über 22 Prozent (509,7 Millionen Euro) zweitgrößter der 17 ESA-Beitragszahler. Die Liste der ESA-Finanziers wird von Frankreich angeführt (fast 30 Prozent; 676,3 Millionen Euro), den dritten Platz belegen die Italiener (rund 12 Prozent; 270 Millionen Euro). Diese Zahlen (Stand 2004) spiegeln die Heterogenität der Weltraumetats, in dem die Wissenschaft nur ein Posten ist. Andere gewichtige Ausgaben gehen an die Ariane-Rakete oder den Bau und Betrieb der Internationalen Raumstation ISS. Neben der bemannten Raumfahrt engagiert sich die ESA stark in unbemannten Weltraummissionen. Dazu gehören neben den Planetensonden astronomische Satellitenteleskope wie das Röntgenauge XMM-Newton, ader auch reine Erdsatelliten wie Envisat. Der jüngste weltweit beachtete Erfolg war die Landung der ESA-Sonde Huygens auf dem Saturnmond Titan. Und die eindrucksvollen Marsfotos der 3D-Kamera des Planetenforschers Gerhard Neukum von der Freien Universität Berlin katapultierten Europa bei der Marsforschung in die erste Reihe. Gefrorene Seen, fließende Gletscher und junge Vulkane – unser Bild vom Roten Planeten ist seit dem Mars-Express ein anderes. „Der Durchbruch für die europäische Planetenforschung kam mit der Giotto-Mission zum Komet Halley”, meint Max-Planck-Forscher Keller. Das war im Jahr 1986 – Jahre vor der fatalen Kehrtwende weg von der Grundlagenforschung. Damals gelangen zum ersten Mal detailreiche Schnappschüsse eines Kometenkerns. Die Kamera, die den vorbei rasenden Halley-Kern ablichtete, war in wesentlichen Bestandteilen eine deutsche Entwicklung, Keller war der wissenschaftliche Leiter. Seit eineinhalb Jahren ist nun die Nachfolge-Sonde Rosetta unterwegs. Durch sie soll erstmals ein Komet längere Zeit aus unmittelbarer Nähe observiert werden. Beispiele für erfolgreiche Planetenerkundung „made in Europe and Germany” lassen sich also leicht finden. Doch damit dürfte es vorerst vorbei sein. Denn die momentanen Erfolge beruhen auf vergangenen Investitionen. Das auf ein bescheidenes Restvolumen geschrumpfte deutsche Weltraumprogramm ist ein Kernproblem für die Forschung, wie bereits der Ländervergleich zeigt: Frankreich wendet 63 Prozent seines Weltraumetats für das nationale Programm auf, der kleinere Teil geht an die ESA. In Italien verblieben immerhin 57 Prozent für eigene Weltraumprojekte. Anders in Deutschland: Hierzulande weist man dem Weltraumprogramm mit 31 Prozent deutlich geringere Priorität zu. Doch die Instrumente, die an Bord von US-Sonden mitreisen oder die auf ESA-Missionen fliegen, müssen aus dem nationalen deutschen Weltraumetat bezahlt werden. Mit anderen Worten: Den Bau einer ESA-Sonde mit Antrieb, Energieversorgung, Kommunikation sowie der Startrakete und und die anfallenden Betriebskosten finanziert die ESA aus ihrem Etat. Entsprechend ihrem jeweiligen Anteil können die ESA-Beitragszahler wissenschaftliche Instrumente zur Mission beisteuern. Diese müssen jedoch aus den nationalen Weltraumetats finanziert werden. In Deutschland wird er von der DLR-Agentur in Bonn verwaltet. Wenn der deutsche nationale Haushalt aber im Vergleich zu den deutschen ESA-Beiträgen nachhinkt – wie Hasinger und seine Kollegen bemängeln – können die Instrumente nicht bezahlt werden – und andere Länder ernten die wissenschaftlichen Lorbeeren. Hinzu kommen die mangelnden Gelder für Wissenschaftler, die die Daten analysieren: Auch hier muss die Auswertung immer häufiger aufgeschoben oder sogar in andere Ländern verlegt werden. „Am Ende bezahlen wir so die Weltraumforschung der anderen europäischen Länder mit”, kritisiert Hasinger. Der ESA-Rahmen bedeutet zwar eine gewisse Planungssicherheit, auch für die nationale Ebene. Denn international beschlossene Projekte sind vertraglich abgesichert. Das will auch in Zukunft niemand missen – es würde also nicht helfen, den ESA-Anteil zugunsten des nationalen Anteils zu verringern, zumal auch die anderen europäischen Länder steigende ESA-Beitragszahlungen leisten. Aber: „Wir verlieren unsere Initiativfähigkeit”, bedauert Hasinger. In den Achtzigerjahren habe Deutschland mit eigenen Weltraumprojekten wie dem Röntgensatelliten Rosat exzellente Grundlagenforschung finanziert. Hasinger: „Die Rosat-Daten werden heute noch ausgewertet. Doch mit dem spärlichen nationalen Programm können wir so etwas nicht einmal mehr andenken.” Wo Geld und Projekte fehlen, gibt es zu wenige Jobs – und künftig vielleicht auch keine Planetenforscher mehr (siehe Interview „Die Planetenforschung droht aufgerieben zu werden”). „ Ich muss meinen Studenten empfehlen, sich im Ausland umzusehen”, meint Gerhard Neukum aus Berlin. Aus der Misere erwächst zudem ein Problem für laufende und künftige Raummissionen: Fehlen berufliche Perspektiven, droht die Aufgabe, Forscherteams für Jahre und Jahrzehnte zusammenzuhalten, zu scheitern. Was ist, wenn nach jahrelangem Flug einer Sonde durch den Weltraum die Forscher und Ingenieure, die einst deren Instrumente austüftelten, in anderen Projekten stecken oder gar völlig abgesprungen sind? Wer soll die Experimente auswerten, wenn die Experten fehlen? Noch ist die Dawn-Sonde nicht auf der Startrampe, da stellt sich die Frage, ob ähnliche Kooperationen in Zukunft überhaupt noch zu bezahlen sind. Das einseitige Schielen der Forschungspolitik auf sich schnell bezahlt machende Anwendungen würgt die Grundlagenforschung ab. Doch Forschung ist die Basis der Wertschöpfungskette einer Wissensgesellschaft. „Die Weltraumforschung kann als Vehikel benutzt werden, um auf breiter Front die Gesellschaft für Naturwissenschaften zu begeistern”, wie es in Hasingers Brief heißt. Übrigens kein frommer Wunsch – dieser Zusammenhang ist empirisch belegt. Auch bei Astrophysik und Planetenforschung geht es letztlich um Zukunftsfähigkeit. ■ Dr. THORSTEN DAMBECK ist Physiker und freier Wissenschaftsautor in Berlin. In bdw 7/2004 berichtete er über die Cassini-Mission. Thorsten Dambeck Ohne Titel Prof. Elmar Jessberger leitet die Arbeitsgruppe „Analytische Planetologie” an der Universität Münster. Er promovierte 1971 mit einer Arbeit über Mondgestein. Damals gab es eine breite Begeisterung für Weltraumforschung – von den beteiligten Wissenschaftlern bis ins Forschungsministerium. Eine solche politische Unterstützung wünscht sich der 62-jährige Planetologe auch heute. bild der wissenschaft: Astrophysik und Planetenforschung werden oft in einen Topf geworfen, dabei sind es doch recht unterschiedliche Disziplinen der Weltraumforschung. Wo sehen Sie den wichtigsten Unterschied? ELMAR JESSBERGER: Die Planetologie besteht aus vielen verschiedenen Teildisziplinen. Das reicht von der Kernphysik in Sternen über die Geophysik, weiter über die Mineralogie und Geologie sogar bis zur Astrobiologie. Es gibt auch Überschneidungen mit der beobachtenden Astronomie. Denken Sie etwa an die Suche nach Planeten anderer Sterne. Die Kehrseite dieser Vielfalt ist eine Art Heimatlosigkeit. In den USA gibt es die „Earth and Planetary Science”-Institute, die eine Verankerung für das interdisziplinäre Fach bieten. bdw: In Deutschland sind besonders größere Zentren mit Raumfahrtprojekten beschäftigt, etwa das MPl für Sonnensystemforschung und das DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin. Wie sieht es an den Universitäten aus? JESSBERGER: Gemischt. Das Institut für Planetologie in Münster ist das einzige deutsche Universitätsinstitut, das die Planetologie im Namen führt. Bei uns gehören momentan rund 25 Mitarbeiter dazu. An den Hochschulen wird zwar auch andernorts Planetenforschung betrieben, aber dort läuft sie eher nebenbei in verwandten Fachbereichen mit. Generell ist die Planetologie in der deutschen Universitätslandschaft nicht genügend etabliert. bdw: In der Öffentlichkeit werden besonders die Planetenmissionen wahrgenommen. Da gab es in den letzten Jahren immer wieder beeindruckende Erfolge: zum Beispiel die Landung einer europäischen Sonde auf Titan und die 3D-Bilder vom ESA-Satelliten Mars-Express. Sie selbst sind für ein Infrarotspektrometer auf dem künftigen Merkur-Orbiter Bepi Colombo verantwortlich. Es scheint, als lebten wir in einem goldenen Zeitalter der Entdeckungen im Sonnensystem. Wird das so weiter gehen? JESSBERGER: Weltraumexperimente dauern mitunter sehr lange, Raumsonden können zehn Jahre und länger unterwegs sein. Will man eine Prognose wagen, muss man sich die Situation der Weltraum-Grundlagenforschung in Deutschland in den vergangenen Jahren ansehen. Leider zeigt die Finanzentwicklung im nationalen Weltraumprogramm seit über zehn Jahren drastisch nach unten, gleichzeitig sind die vertraglich vereinbarten Zuwendungen zur ESA gestiegen. Diese Gewichtung muss wieder umgekehrt werden. bdw: Welche Chancen hat der Nachwuchs unter den Planetenforschern? JESSBERGER: Seit Jahren sinkt die Zahl der naturwissenschaftlichen Professuren in Deutschland überproportional. Im Mittel hängen an jedem Professor gut vier Wissenschaftler-Stellen. Das ist eine fatale Fehlentwicklung für den wissenschaftlichen Nachwuchs. Unser Fach leidet darunter besonders. Seit ich vor neun Jahren nach Münster kam, sind fast alle frisch promovierten Planetologen, die der Wissenschaft treu blieben, ins Ausland abgewandert. Die sind jetzt in den USA, in der Schweiz oder anderswo – wir können ihnen hier nichts bieten. Die ungesicherte Lage der Planetologie an den Universitäten stellt auch die bislang erfolgreichen deutschen Beteiligungen an Raumfahrtprojekten in Frage. bdw: Aber unter dieser Entwicklung leidet doch die gesamte Naturwissenschaft? JESSBERGER: Ja, die Konsequenz sind natürlich harte Verteilungskämpfe an den Universitäten. Die Planetologie, als quasi heimatloses interdisziplinäres Feld, droht da als Erstes aufgerieben zu werden. Um allerdings auch positive Ansätze zu würdigen: Das Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft „Mars und die terrestrischen Planeten” hat zumindest für Doktoranden und Postdoc-Wissenschaftler einiges Positive bewirkt. Dort sind viele planetologische Teildisziplinen vertreten. Es bleibt zu hoffen, dass sich damit eine Art Nukleus herausbildet, der die Community weiter zusammenführt. Die Fragen stellte Thorsten Dambeck COMMUNITY Lesen Kompakte Darstellung unserer kosmischen Heimat mit vielen Fotos: Hermann-Michael Hahn UNSER SONNENSYSTEM Franckh-Kosmos, Stuttgart 2004, € 24,90 Aktuelles Buch zur Cassini-Mission und der Erforschung des Saturn-Systems: Dirk Lorenzen MISSION SATURN Franckh-Kosmos, Stuttgart 2005, € 19,95 Internet Brandbrief zur Rettung der Grundlagenforschung im nationalen Weltraumprogramm: www.mpe.mpg.de/~ghasinger/ Brandbrief5.pdf Ohne Titel • Raumsonden sind meist internationale Kooperationen: Bei vielen Missionen reisen Instrumente aus Deutschland mit. • Die teuren Messgeräte und Weltraumkameras müssen aus dem immer weiter gekürzten deutschen Weltraumetat finanziert werden. • Dabei ist die Bundesrepublik mit rund 22 Prozent nach Frankreich (29 Prozent) der zweitwichtigste Beitragszahler beim ESA-Haushalt.