Schweizer Präzision im Weltall

Als Neil Armstrong und Buzz Aldrin im Juli 1969 als erste Menschen den Mond betraten, stellte Aldrin noch vor der amerikanischen Flagge ein Experiment der Universität Bern auf. Eine Aluminiumfolie fing Teilchen des Sonnenwinds ein und wurde später zur Untersuchung auf die Erde zurückgebracht. Das Experiment des Berner Physikers Johannes Geiss steht am Anfang einer langen Reihe schweizerischer Beteiligungen an internationalen Weltraummissionen. Seither sind Instrumente aus der Schweiz zum Merkur, zum Mars, zu Kometen und in Richtung Jupiter geflogen. Andere untersuchen Exoplaneten ausserhalb unseres Sonnensystems. 

Zwar besitze die Schweiz weder eigene grosse Trägerraketen noch eine nationale Raumfahrtagentur, sagt Raphael Marschall, Professor für Experimentalphysik an der Abteilung Space Research and Planetary Sciences der Universität Bern, «aber wir spielen eine wichtige Rolle in der europäischen Weltraumforschung und haben uns in ausgewählten Gebieten eine starke Position aufgebaut». Enorm wichtig ist die Mitgliedschaft in der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Sie ermöglicht es Schweizer Hochschulen und Unternehmen, sich für ESA-Missionen und -Aufträge zu bewerben.

Dabei ergänzen sich wichtige Forschungsstandorte wie die Universitäten in Bern, Genf und Zürich, die ETH Zürich, die EPFL oder die Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW. Die Universität Genf etwa zählt zur Weltspitze in der Beobachtung und Erforschung von Exoplaneten, die ETH Zürich verfügt über breite Kompetenzen in Ingenieurs- oder Satellitentechnik und Laboranalysen. Und die Universität Bern konzentriert sich auf die Erforschung des Sonnensystems und den Bau von hochpräzisen Instrumenten wie Massenspektrometer, Laserinstrumenten sowie Kameras beziehungsweise kleinen Teleskopen. 

Missionen im ganzen Sonnensystem

Diese breite Palette widerspiegelt sich auch in den Forschungsmissionen, an denen die Schweiz beteiligt ist. Die ETH Zürich etwa koordinierte die Schweizer Beteiligung an einem Infrarotinstrument für das James-Webb-Weltraumteleskop. Die Universität Bern entwickelte eines der zentralen Instrumentenpakete für die Kometenmission Rosetta. Ebenfalls Berner Forschende bauten eine Kamera, die auf dem ExoMars Trace Gas Orbiter den Mars umkreist und bereits Zehntausende Aufnahmen seiner Oberfläche geliefert hat.

Auf der Mission BepiColombo wiederum wird ein Schweizer Laseraltimeter die Oberfläche und die Verformung des Merkurs vermessen. Und an Bord der Raumsonde JUICE, die im Jahr 2031 den Jupiter erreichen soll, befindet sich ein Massenspektrometer aus Bern. Hinzu kommen viele weitere Missionen. Eine der wichtigsten ist CHEOPS: Dieses Weltraumteleskop zur Untersuchung von Exoplaneten ist die erste Mission unter gemeinsamer Führung der Schweiz und der ESA. Die Gesamtleitung liegt bei der Universität Bern, das wissenschaftliche Betriebszentrum befindet sich an der Universität Genf. 

«Schweizer Beteiligungen fliegen überallhin im Sonnensystem», resümiert Raphael Marschall. Er selbst leitet momentan ein Projekt, das eine Mission zu einem Asteroiden vorschlägt, um dort Proben zu sammeln und zur Erde zurückzubringen. «Europa hat noch nie eigenes Material von einem planetaren Körper zurückgebracht – dabei hätten wir hervorragende Labore, um solche Proben zu untersuchen», sagt er.

Wissenschaft und Wirtschaft

Der Forschungsplatz profitiert von den traditionellen Stärken des Industriestandorts: Die Hochschulen entwickeln ihre Instrumente in der Regel gemeinsam mit Schweizer Unternehmen, die Komponenten wie Teleskopstrukturen, mechanische Präzisionsbauteile oder Elektronik produzieren. Marschall schätzt, dass mindestens die Hälfte der Baukosten der Schweizer Instrumente an Firmen fliessen. Das wissenschaftliche Team definiere beispielsweise, welche Auflösung eine Kamera erreichen müsse. Gemeinsam mit den Unternehmen werde dann eine Konstruktion entwickelt, die sich unter Weltraumbedingungen einsetzen lasse.

Der Austausch funktioniert in beide Richtungen. Hochschulen verfügen vielfach über komplexe Anlagen, mit denen sie ihre Komponenten oder Instrumente für den Einsatz im All qualifizieren. Solche Einrichtungen stünden auch Unternehmen zur Verfügung, sagt Marschall, «ein Beispiel dafür ist eine Vibrationsanlage an der Universität Bern, welche die Belastungen während eines Raketenstarts simuliert».

Neue Chancen für innovative Start-ups

Solche Kollaborationen seien wichtig, sagt Grégoire Bourban. Er ist Leiter von Space Exchange Switzerland, der nationalen, vom Bund finanzierten Plattform zur Förderung und Vernetzung des Schweizer Raumfahrtsektors mit Sitz an der EPFL. Durch Missionen wie jene in den ESA-Programmen habe die Schweiz über Jahrzehnte ein ganzes Ökosystem von erfahrenen Ingenieur:innen, wissenschaftlichen Einrichtungen und spezialisierten Zulieferern aufgebaut. «Auf diesem Fundament können auch junge Firmen aufbauen», betont Bourban.

Tatsächlich gibt es eine ganze Reihe von neuen, innovativen Schweizer Unternehmen, die von den zunehmenden wirtschaftlichen Chancen im Weltraum profitieren wollen. Bourban nennt als Beispiel PAVE Space, ein Start-up der EPFL. Es entwickelt ein Transportfahrzeug, das Satelliten nach ihrem Start rasch von einer niedrigen Umlaufbahn in eine höhere Zielbahn bringen kann. Dieses Frühjahr habe PAVE Space dafür 40 Millionen US-Dollar an Startkapital eingeworben, sagt Bourban, «das ist ein Zeichen dafür, dass auch ein Schweizer Raumfahrtprojekt beträchtliches privates Kapital mobilisieren kann».

Schwieriger sei allerdings der nächste Schritt: Wenn ein Unternehmen wächst, muss es seine Technologie industrialisieren, Produktionskapazitäten aufbauen und international expandieren. In der Schweiz fehlten aber Investitionsfonds, die auf diese Wachstumsphase ausgerichtet seien, erklärt Bourban. Gerade in der Raumfahrt benötigen Unternehmen viel Kapital, weil Entwicklung, Erprobung und Zertifizierung lange dauern und Infrastruktur kostspielig ist.

Langfristig investieren, um zu ernten

Die Basis für wirtschaftliche Erfolge in der Space-Industrie bleibt aber der Betrieb wissenschaftlicher Missionen. Auch sie sind komplex und teuer – eine grosse Mission kostet Hunderte Millionen oder sogar Milliarden Schweizer Franken. Verwirklicht werden können sie nur im internationalen Verbund. Für Bourban ist deshalb klar, dass die Schweiz auch in Zukunft insbesondere in die ESA-Programme investieren muss. 

Gerade hier sieht er aber dunkle Wolken am Horizont aufziehen. Der Bund beabsichtige, die ESA-Beiträge für 2027 gegenüber jenen von 2026 zu kürzen, sagt er, «das halte ich für ein problematisches Signal». Denn die Stellung, die sich die Schweiz seit dem Sonnenwind-Experiment in der Weltraumforschung aufgebaut habe, sei keine Selbstverständlichkeit. Sie zu bewahren, erfordere langfristiges politisches und finanzielles Engagement.