Was ging dir durch den Kopf, als du gehört hast, dass die ISS durch private Anbieter abgelöst werden soll?
Die ISS erreicht ohnehin das Ende ihrer Lebensdauer und wurde sogar länger betrieben als ursprünglich geplant. Es ist also Zeit für neue Lösungen. Nach der ersten Ära während des Kalten Kriegs in den 1960er-Jahren, als das Ziel war, als Erste ins All oder auf den Mond zu kommen, folgte in den 1990ern die zweite Ära mit verstärkter internationaler Kooperation. Die ISS entstand als gemeinsames Projekt von NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency), Roscosmos (State Space Corporation Roscosmos), JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) und CSA (Canadian Space Agency).
Seit etwa 2002, dem Gründungsjahr von SpaceX, befinden wir uns in der dritten Ära, oft «New Space» genannt. SpaceX hat durch wiederverwendbare Raketensysteme die Kosten für den Zugang zum All massiv gesenkt. Gleichzeitig geht die weltweite Strategie wieder stärker in Richtung nationaler Eigenständigkeit. Die geopolitischen Entwicklungen der letzten Jahre drängen die Nationen zu mehr Resilienz und Unabhängigkeit.
Was bedeutet diese Entwicklung konkret?
Sie demokratisiert den Zugang zum All und fördert Partnerschaften. Das steigert sowohl Wettbewerb als auch Kooperation und treibt Innovation voran. Allerdings bringt diese Öffnung auch neue Herausforderungen mit sich: Verkehrsmanagement im All, sichere Datenübertragung, Kommunikation und Navigation zur Kollisionsvermeidung – und natürlich das Problem des wachsenden Weltraumschrotts.
Welches sind die grössten Errungenschaften der ISS aus deiner Sicht?
Definitiv die internationale Zusammenarbeit und die zahlreichen Innovationen, die daraus entstanden sind. Die ISS war und ist ein diverses und inklusives wissenschaftliches Labor im All, in dem Menschen verschiedenster Nationalitäten, Kulturen, Geschlechter, Altersstufen und Ausbildungen gemeinsam forschen und entwickeln. Dort werden vielfältigste Experimente durchgeführt, um die Effekte von Mikrogravitation und Strahlung zu analysieren, wie zum Beispiel neue Materialentwicklung.
Was bringt das konkret?
Man kann physikalische und chemische Prozesse in Materialien oder biologische Zellen frei von irdischen Faktoren beobachten und so die Dynamik dieser Prozesse besser verstehen. Das führt zu wissenschaftlichen Entdeckungen, ermöglicht das Mischen von Substanzen, die auf der Erde nicht kombinierbar sind – etwa Wasser und Öl – oder beschleunigt Tests erheblich.
Die Forschung auf der ISS verfolgt mehrere Ansätze: Lösungen für die Raumfahrttechnik selbst, Anwendungen für die Erde wie Erdbeobachtung, Wettervorhersage, Datenübertragung, Energie, Gesundheit oder Navigation sowie die Erforschung anderer Planeten und Sonnensysteme, um zu verstehen, wie unser blauer Planet funktioniert und entstanden ist.
Die Grundlagenforschung soll weitergeführt werden, aber mit stärkerem Fokus auf Industrie und Produktion. Bald soll es Produkte aus dem Weltall geben. Wie schätzt du das Potenzial ein?
Die Raumfahrtwirtschaft wird bis 2035–2040 auf 1,8 Trillionen Dollar geschätzt. Sie expandiert definitiv, und die Geschwindigkeit nimmt zu: Die Zeit bis zur Markteinführung verkürzt sich, Innovation und Kommerzialisierung beschleunigen sich.
Die Mikrogravitation und Strahlungsbedingungen in der erdnahen Umlaufbahn – dem Low Earth Orbit (LEO), wo die ISS in etwa 400 Kilometern Höhe kreist – bieten perfekte Bedingungen für ein Testlabor. Diese Bedingungen lassen sich auf der Erde nur teilweise oder für wenige Minuten simulieren.
Wo siehst du konkrete Anwendungen?
Das Potenzial ist noch lange nicht ausgeschöpft. Produktion in der Umlaufbahn – sogenanntes «In-Orbit Manufacturing» – wird zunehmend realistisch. Nicht nur für die Forschung, sondern auch für Anwendungen auf der Erde, beispielsweise für neue Medikamente und Materialien. Diese Applikationen benötigen eine erweiterte Infrastruktur, die über klassische Satelliten oder Raumfahrzeuge hinausgehen. Somit braucht es neue Ansätze, um diese direkt im All zusammenzubauen, einzufangen und am Ende ihrer Lebensdauer zu recyceln. Hierzu zwei Beispiele:
Erstens wurden bisher Satelliten exakt auf Einsatzdauer, Umlaufbahn und Trägerrakete dimensioniert, was Masse und Treibstoffvolumen limitierte. Wenn man aber Einzelteile ins All transportiert und dort zusammenbaut, können die Dimensionen viel grösser und flexibler sein. Man könnte Satelliten in den LEO bringen und von dort mit sogenannten «Kickstages» – wie sie das Schweizer Start-up Pave Space entwickelt – gezielt in andere Umlaufbahnen transportieren. Auch Origami-Designkonzepte, bei denen sich Satelliten nach der Trennung von der Rakete auffalten oder aufblasen, zeigen: Der Kreativität sind keine Grenzen gesetzt.
Zweitens die Entwicklung medizinischer Therapien war nur beschränkt möglich, da sie sehr aufwendig ist bezüglich Zeit und Ressourcen. Da hat das Start-up Spark Microgravity einen neuen vollautomatisierten Bioreaktor entwickelt, um den Einfluss von verschiedenen Therapien auf Krebszellen in Mikrogravitationsumgebung effizient und ressourcenschonend zu untersuchen.
Welche Umweltfolgen hat das Verglühen von Satelliten in der Atmosphäre?
Die meisten Raumfahrtmaterialien müssen sehr spezifische und hohe Anforderungen erfüllen: Strahlungsbeständigkeit, extreme Temperaturdifferenzen, Vakuum, Mikrogravitation. Das führt dazu, dass nur eine Auswahl an Werkstoffen sehr bestimmte Qualifikationstests durchlaufen muss. Deshalb bestehen die meisten Satellitenstrukturen aus Aluminium wie Al 6061 oder Al 7075.
Das ist aber für das Verglühen in der Atmosphäre nach Ende ihres Gebrauchs nicht das Beste: Beim Wiedereintritt oxidiert das Aluminium mit dem Sauerstoff in der Atmosphäre zu Aluminiumoxid-Aerosolen, die die Ozonchemie und -dynamik in höheren Atmosphärenschichten beeinflussen.
Gibt es noch andere problematische Materialien?
Ja, es sind nicht nur die Strukturen. Es gibt auch elektronische Teile, Solarzellen, Schmiermittel, Klebstoffe und vieles mehr, die beim Verglühen verschiedene Stoffe freisetzen können. Dies ist nur ein Beispiel von einem Werkstoff – die Umweltfolgen sind komplex.
Was ist die Alternative zu Aluminium?
Das Start-up Swiss Wood Solutions, ein Spin-off der Empa und ETH Zürich, kam zusammen mit ETH Zürich | Space auf die Idee, Satellitenstrukturen aus einheimischem verdichtetem Holz zu bauen. Der natürliche Verdichtungsprozess wurde von Swiss Wood Solutions entwickelt und bringt das Material nahe an die mechanischen Eigenschaften von Aluminium heran, sodass es als Strukturwerkstoff verwendet werden kann.
Was sind die Vorteile?
Es kann natürliches nachhaltiges Material verwendet werden, und die Lieferkette verkürzt sich erheblich, da lokales oder regionales Holz genommen wird. Das ist ein wichtiger Schritt hin zu mehr Nachhaltigkeit in der Raumfahrt – weg von den problematischen Aluminium-Aerosolen hin zu natürlichen Materialien.
Wie weit ist die Entwicklung?
Wie sich das Holz über längere Zeit im All verhält und wie es beim Wiedereintritt verglüht und welche Stoffe dabei freigesetzt werden – das sind die nächsten Schritte des Forschungsprojekts. Geplant ist ein möglicher Testflug ins All, komplementiert durch umfangreiche Bodentests.
Ende 2030 soll die ISS, die die Fläche eines Fussballfeldes hat, kontrolliert ins Meer stürzen. Wie müssen wir uns das vorstellen?
Zuerst wird Axiom Space als einzige private kommerzielle Firma ihr Modul PPTM (Payload, Power and Thermal Module) und danach AxH1 (Habitat 1) zwischen 2027 und 2029 an die ISS andocken. Alles Brauchbare wird von der ISS dorthin transferiert. Nach dem Abdocken dieser Module wird dann das US Deorbit Vehicle (USDV) von SpaceX die ISS kontrolliert in die Erdatmosphäre begleiten, sodass sie über dem Pazifischen Ozean, weit weg von jeder Zivilisation, verglüht.
Verglüht die ISS komplett?
Nicht vollständig. Der Aufprallort im Ozean wird mit umfassenden Risikoanalysen berechnet, die alle technischen und rechtlichen Aspekte berücksichtigen. Es gibt mehrere Analysen und Szenarien, um alle Möglichkeiten und Risiken – von technischer bis zu rechtlicher Hinsicht – anzuschauen.
Die grösseren Teile, die nicht verglühen, werden sehr wahrscheinlich eingesammelt. Die kleineren versinken im Meer und korrodieren durch den Salzgehalt. Man versucht, so viel wie möglich von dem einzufangen, was nicht komplett verglüht.
Könnte der Absturz einen Tsunami oder eine andere Naturkatastrophe auslösen?
Nein. Die Risikoanalysen stellen sicher, dass der Aufprallort so gewählt wird, dass keine Gefahr für Mensch und Umwelt besteht. Der Aufprallort wird weit entfernt von sensiblen Ökosystemen und jeglicher Zivilisation liegen.
Wie lässt sich die zusätzliche Umweltbelastung durch die wachsende Raumfahrt mit den Bemühungen der Klimapolitik vereinbaren?
Das ist eine der grössten Herausforderungen der modernen Raumfahrt. Einerseits brauchen wir Satelliten für Kommunikation, Navigation und Erdbeobachtung – auch für den Klimaschutz selbst. Erdbeobachtungssatelliten liefern uns kritische Daten über Klimaveränderungen, Wetterphänomene und Umweltentwicklungen.
Andererseits müssen wir die Umweltfolgen minimieren. Deshalb sind Innovationen wie Holzsatelliten, Technologien zum Einfangen von Weltraumschrott und internationale Regulierung so wichtig. Die Konsequenzen der Klimaveränderungen sind nicht mehr nur terrestrisch – sie betreffen auch den Weltraum, und umgekehrt.
Hier lesen Sie Teil 2 der Interview-Serie: Weltraumschrott – die unterschätzte Bedrohung und wie die Schweiz Pionierarbeit leistet.
