Fragen, die immer wieder gestellt werden

Kann man die Chinesische Mauer vom Mond aus sehen?

Diese sehr oft gestellte Frage wird gelegentlich unrichtig formuliert, als: "Kann man die Chinesische Mauer vom Shuttle oder von der Raumstation aus sehen?". Natürlich kann man die Chinesische Mauer von dort aus sehen! (Obwohl ich sie persönlich nicht sehen konnte, weil unsere Inklination dafür nicht ausreichte, mit anderen Worten, unsere Mission führte uns erst gar nicht über diese Mauer.) Wie ich im Special "Auf die Erde schaun' mit Marilyn Monroe" ausführlich erläutert habe, läßt sich aus der erdnahen Umlaufbahn alles, was in einer Ausdehnung größer ist als 30 Meter, mit dem bloßen Auge erkennen. Dazu zählt natürlich auch die Große Mauer.

Das bekannte Gerücht lautet aber vielmehr: "Lässt sich die Cinesische Mauer als einziges menschliches Machwerk (incl. Städte etc.) vom Mond aus sehen?" Da ich diese Frage (leider) nicht aus Erfahrung beantworten kann, habe ich mich an zwei meiner Apollo-Kolle­gen - Charles M. Duke (Apollo 16, 5. Mondlandung, April 1972) und Eugene A. Cernan (Apollo 17, 6. Mondlandung, Dezember 1972) - gewandt, mit der Bitte um Aufklärung. Im folgenden die wortgetreue Übersetzung ihrer Antworten (Unterstreichungen wie im Origi­nal):

Charles M. Duke (Apollo 16): "... Ich glaube nicht, dass irgendetwas von Menschen Ge­schaffenes vom Mond aus gesehen werden kann. Keiner sah die Große Mauer vom Mond aus. Man kann keine großen Städte oder irgendwelche menschlichen Objekte vom Mond aus sehen. Es ist schwierig genug, so gerade die Kontinente vom Mond aus zu sehen. ... Es ist ein verbreitetes Mißverständnis, dass wir die Große Mauer vom Mond aus sehen konnten. Wie diese Meinung entstand, ich weiß es nicht."

Eugene A. Cernan (Apollo 17): "Es gibt KEINE vom Menschen geschaffenen Objekte, die aus der Distanz des Mondes gesehen werden können, weder mit dem bloßen Auge noch mit dem Fernrohr <Original: monocular>, das wir auf Apollo mit uns hatten. ... Ja, man kann die Große Mauer in China aus 200-300 Meilen <300-500km, also vom Erdorbit des Shuttles aus> im Weltraum erkennen. Darüber hinaus konnte ich das Dome Stadion in Houston auf Gemini IX <Auf dieser Mission umkreiste er im Juni 1966 die Erde.> mit dem bloßen Auge erkennen. Aber keine dieser Dinge, große Städte eingeschlossen, Tag oder Nacht, können vom Mond aus gesehen werden. ... Es sollte einem klar sein, dass die Erde, die <vom Mond aus> etwa viermal so groß wie der Mond erscheint, überzogen ist mit den Ozeanen und den Wolken, die sie als Ganzes überdecken. Vom Mond aus sehen wir die Erde so wie Gott sie erschaffen hat und KEINE von Menschen geschaffenen Objekte."

Ich denke damit ist diese bohrende Frage ein für allemal beantwortet.

Warum dreht sich das Shuttle gleich nach dem Abheben?

Genaugenommen dreht sich das Shuttle kurz nach dem Abheben um alle drei Achsen. Das heißt, das Shuttle dreht sich um die Längsachse (Roll), legt sich zunehmend "auf den Rücken" (Pitch) und schwenkt seitlich aus (Yaw), wobei die Drehung um die Längsachse am sichtbarsten wird. Diese Manöver werden hauptsächlich durch ein leichtes Schwenken der Auslassdüsen der Booster und der Flüssigkeitsantriebe erreicht und weniger durch die Leitwerke des Shuttles. "Roll" und "Yaw"-Manöver zusammen bringen das Shuttle in seine vorbestimmte Inklination^[1]. Außerdem wird durch die geänderte Flugrichtung im Falle eines Missionsabbruches, z.B. wegen Versagens der Antriebssysteme, der Notlanderückflug zur Landebahn neben der Startrampe einfacher durchführbar. Durch die Drehung des Shuttles können sich zudem die S-Band Antennen des Bodens und des Shuttles besser "sehen" - die Funkverbindung wird verbessert. Das "Pitch"-Manöver bringt das Shuttle langsam in Rückenlage und überführt zusammen mit dem "Yaw" das Shuttle in eine Flugbahn Richtung Osten, das Shuttle soll ja nicht nur senkrecht aufsteigen, sondern auch langsam in eine ellip­tische und später in eine kreisförmige Bahn um die Erde übergehen. Die zunehmende Rückenlage ermöglicht auch der Crew den Erdhorizont zu sehen - eine hilfreiche jedoch nicht unbedingt notwendige Bedingung. Und schließlich - und ganz wichtig - vermindert die zunehmende Rückenlage die strukturelle Last auf das ganze Flugsystem: Die Booster drüc­ken das System mehr nach oben während das Shuttle durch den Auftrieb der Tragflächen das System nach unten zieht. Die Summe der beiden abweichenden Kräfte bestimmt die Flugrichtung, sie ziehen aber auch stark an den Streben, über die das Shuttle an den äuße­ren Tank geheftet ist. Durch die zunehmende Rückenlage entsteht nun immer ein kleiner negativer Flugwind-Angriffswinkel, der das Shuttle wieder leicht auf die Streben drückt und sie so nicht so stark belastet. Durch diese Beschleunigungskraft Richtung Shuttleunterseite haben die Astronauten während des gesamten Aufstiegs auch das Gefühl, sie würden ganz normal in den Stühlen sitzen, obwohl sie zusammen mit dem Shuttle eigentlich auf dem Kopf stehen.

Wie teuer ist eine Shuttle Mission?

Das kommt darauf an^[2] (alle Angaben beziehen sich auf das Jahr 1992): Der Aufwand, ein Shuttle nach seinem Flug für einen neuen vorzubereiten und die Operation des Fluges selbst, wurden von der NASA Ende 1996 auf $414 Millionen beziffert. Schließt man die Entwicklungskosten für das Shuttle mit ein und legt sie auf die alle Flüge bis zur Beendi­gung des Shuttlebetriebs, etwa im Jahre 2007, um, so beziffern sich die Kosten pro Flug auf ca. $900 Millionen. Der Slot für eine Mission, also das Recht, fliegen zu dürfen und in den Flugplan aufgenommen zu werden (oder wieder gestrichen zu werden), gibt es bei der NASA "bereits" für $45 Millionen.

Warum fliegen die Amerikaner mit dem Shuttle nicht wieder zum Mond?

Was passierte mit den Saturn V Bauplänen?

Das Verhältnis von Nutzlast (Shuttle) zu Gesamtgewicht des Systems ist so ausgelegt, dass das Shuttle eine maximale Bahnhöhe von 800km erreicht. Daher kann das Shuttle zwar in Zukunft die Internationale Raumstation in 400km Höhe anfliegen, aber es könnte nie den Mond in 380.000 km Entfernung erreichen. Nur die Saturn V Rakete war dafür ausgelegt. Entgegen der weitläufigen Meinung, die Blaupausen der Saturnrakete seien auf den Müll gewandert, werden sie auf Mikrofilm im Marshall Space Flight Center in Huntsville/Alabama aufbewahrt. Das bedeutet jedoch nicht, dass die NASA von heute auf morgen eine neue Saturn V bauen und erneut zum Mond oder Mars fliegen könnte. Das Problem sind nicht die Pläne sondern die Herstellung der Einzelteile aus den 60er Jahren. Kaum eines dieser Teile wird heute noch hergestellt. Die meisten Produktionseinrichtungen müssten neu aufgebaut werden. Außerdem sind die damaligen Startrampen für die Shuttle­starts umgebaut worden. Wegen dieses enormen Aufwandes wird die NASA bei solchen Flügen sicherlich neue Rampen und eine neue, modernere Rakete konzipieren.

Wie lange kann der ungeschütze menschliche Körper im All unbeschadet überleben?

So erstaunlich das klingen mag: mindestens 60 Sekunden lang, vorausgesetzt man hält nicht die Luft an, sondern im Gegenteil man lässt die Luft aus den Lungen entweichen, und vorausgesetzt der Druckverlust erstreckt sich über länger als 0,5 Sekunden, wovon man eigentlich immer ausgehen kann. Denn im luftleeren Raum dehnt sich nur eingeschlossene Luft aus und nicht die festen und fleischlichen Teile des Körpers. Würde man die Luft anhalten, dann passierte genau das, was unachtsamen Tauchern beim schnellen Aufstieg aus großen Wassertiefen passieren kann, durch den starken Überdruck platzt die Lunge. Pro­bleme könnte es noch mit dem Mittelohr geben, das auch Luft enthält, aber über die Eusta­chioschen Röhre mit dem Mundraum verbunden ist. Sollte diese Röhre durch die Schwel­lungen einer Verschnupfung verschlossen sein - weswegen man bei Schnupfen oft Mitteloh­rentzündungen bekommt - dann kann die Luft aus dem Mittelohr nicht entweichen und bei schnellem Druckverlust platzt das Trommelfell.

Diese 60 Sekunden sind natürlich nicht angenehm. Nach 6 Sekunden gehen die Flüssigkei­ten des Körpers in den Dampfzustand über (theoretisch gesprochen kocht das Blut mit seinen 37°C bei Nulldruck). Die Verdampfung führt zu einem Lungenkollaps und der ausbleibende Druck zu einer Kreislaufunterbrechung. Wegen der ausbleibenden Sauerstoff­versorgung verwirren sich die Sinne nach 15 Sekunden und nach 20 Sekunden tritt Bewußt­losigkeit ein. Die Schmerzen, die durch die Blasenentwicklung von Stickstoff in den Gelen­ken auftreten, merkt man dann schon nicht mehr. Wenn jedoch spätestens nach den 60 Sekunden der Druck wieder auf normale Werte ansteigt, nimmt der Körper wieder seine normalen Funktionen auf und es bleiben theoretisch keine Langzeitschäden zurück - dafür lege ich jedoch meine Hand nicht ins Feuer, ich habe es noch nicht ausprobiert!

In wieweit schädigen die ausgestoßenen Gase des Shuttles die Ozonschicht?

Es taucht immer wieder die Vermutung auf, die chemischen Rückstände der Feststoffboo­ster könnten zur Zerstörung der Ozonschicht beitragen. Drei unabhängige amerikanische Teams haben den Einfluss auf die Stratosphäre (dort wo das Ozon als Schutz vor UV-Licht wirkt) bestimmt. Die folgenden Vergleiche zeigen, dass der Beitrag des Shuttles tatsächlich sehr gering ist. Vorausgehend sollte erwähnt werden, dass es hauptsächlich das Chlor  der FCKWs ist, das zur Schädigung führt. Die Beiträge zum Chlorgehalt der Stratosphäre sind:

            natürliche Quellen:          75.000 Tonnen/Jahr

            industrielle Quellen       300.000 Tonnen/Jahr

            vom Shuttle                          725 Tonnen/Jahr

Es wird deutlich, dass der Beitrag des Shuttles nur 0,24% der industriellen Quellen beträgt und auch nur knapp 1% der natürlichen, nicht-anthropogenen Quellen, womit er noch unterhalb der natürlichen Schwankungsbreite liegt, selbst wenn das Shuttle monatlich starten würde. Übrigens auch der Weltraummüll der früher oder später in der Erdathmophäre verglüht trägt mit geschätzten einigen zig-Tonnen/Jahr nur unwesentlich zur Beeinträchti­gung der Atmosphäre bei.

Wie warm ist es im Weltraum?

Die Frage ist komplizierter als man annehmen würde. Wenn man von Temperatur auf der Erde spricht, dann meint man die Raumtemperatur, also die Temperatur der Luft, die in relativ kurzer Zeit zu einem Ausgleich der Temperaturen aller Körper in einem Raum führt. Dem ist nicht so im Weltall. Dort gibt es keine ausgleichende Luft und daher haben alle Teile ihre eigene Temperatur, abhängig davon, ob sie von der Sonne beschienen werden oder nicht und wie nahe sie am Heizkörper "Sonne" sind. Ein Körper weitab von jedem Stern nimmt die Gleichgewichtstemperatur des Weltalls ein, die Temperatur der sogenann­ten Hintergrundsstrahlung. Sie beträgt 2,7° Kelvin oder -270° Celsius. Ein schwarzes Teil in der Entfernung des Saturn wird von der Sonne schon auf -160°C "aufgewärmt" und die sonnenzugewandte Seite des Shuttles beim Flug um die Erde wird bereits +70°C heiß. Die Temperatur der sonnenabgewandte Seite des Shuttles kann bis auf -50°C fallen. Würde das Shuttle zur Venus fliegen können, so würde es dort bei +120°C "schmoren" und beim Merkur bei +270°C "braten".

Wie starben die Challenger Astronauten bei der Shuttleexplosion im Januar 1986?

Der Kabine des Shuttles, in der sich die Astronauten befanden, wurde bei der Explosion nicht zerstört. Was von der Explosion sichtbar war, war das Verpuffen des restlichen Treib­stoffes des externen Tanks. Wie der spätere forensische Report klarlegt, wurden durch die Wucht der Explosion nicht alle Astronauten tödlich verwundet. Wenigsten einige waren nach der Explosion noch bei Bewusstsein, was man auch aus den manuell aktivierten Not­sauerstoffeinrichtungen schloß, die für Notfälle auf der Startrampe gedacht waren. Die Explosion katapultierte die Leck geschlagene Kabine jedoch noch in eine Höhe von ca. 30 km, in der so wenig Sauerstoff vorhanden ist, dass der Mensch nur noch wenige Sekunden bei Bewußtsein bleibt - die Astronauten hatten nicht wie heute einen Schutzanzug mit Notsauerstoff. Sie erlangten ihr Bewußtsein bis zum Aufschlag auf dem Meer auch nicht wieder. Dieser enorm harte Aufschlag mit einer Geschwindigkeit von etwa 350km/h führte dann mit Sicherheit zum Tode aller Astronauten. Ihre Körper verblieben für mehrere Wochen in der Meerestiefe, von wo sie geborgen wurden. Nach der medizinischen Unter­suchung wurden sie beigesetzt.

Wie wahrscheinlich ist eine erneute Shuttle-Katastrophe?

Nach zur Zeit etwa 120 Shuttleflügen gibt die NASA, gemäß einer Untersu­chung der Science Applications International Corp. of San Diego, für einen katastrophalen Unfall gegenwärtig eine Rate von 1-zu-145 an (Ein katastrophales Ereignis in 145 Flügen). Die Flugstatistik bemannter US-Missionen vom Februar 1997 weist eine 1-zu-56 Chance aus(wenn man den tödli­chen Unfall bei den Apollo-1 Bodentests mit einbezieht). Damit ist, rein rechnerisch, das zu erwartende Risiko dreimal geringer als in den vergange­nen 30 Jahren. Die Gefahren für einen russischen Flug sind im übrigen sehr ähnlich.

Wenn man sich fragt, was das Kritische einer Mission ist, dann entfällt der Löwenanteil, nämlich 60% des Missionsrisikos (1-zu-248), auf die Start- und Aufstiegsphase. Davon am kritischsten sind die drei Flüssigkeitsantriebe (1-zu-410)^[3], die beiden Feststoffraketen (1-zu-1152), das Shuttle mitsamt seiner komplizierten Elektronik und Hydraulik (1-zu-4700) und schließlich der externe Tank (1-zu-11.223). Bezieht man die fatalen Ausfälle auf eine ganze Mission, dann ist das Shuttle mit seinem Hydrauliksystem und den Hitzekacheln (Landung!) mit 1-zu-397 am anfälligsten, dicht gefolgt von den Flüssigkeitsantrieben mit 1-zu-410, den neuen Feststoffraketen mit 1-zu-1.152 und, vernachlässigbar mit 1-zu-10.000 und darunter, alle anderen Shuttlesysteme. Verglichen mit diesen Zahlen ist also ein fatales Risiko durch Zusammenstoß mit einem Weltraumtrümmerstück (1-zu-15.000) vernachlässigbar gering.

Diese Zahlen bedürfen noch zweier Erläuterungen. Nicht nur beinhalten sie alle eine Unsi­cherheit von plus-minus 50% (Missionsrisiko 1-zu-145 bedeutet konkret 1-zu-76 bis 1-zu-230), sondern wie jede statistische Zahl sagen sie nichts über eine einzelne Mission aus. Ein fataler Fehler könnte bei der nächsten Mission oder erst nach der 145. oder gar erst nach der 230. Mission auftreten.

Das richtige Gefühl für diese Werte erhält man jedoch erst dann, wenn man sie mit den tödlichen Gefahren alltäglicher Verkehrmittel vergleicht. So beträgt für einen deutschen Bundesbürger die Wahrscheinlichkeit, während seiner 75 Lebensjahre in einen tödlichen Verkehrsunfall zu geraten, exakt 1-zu-100^[4] und die für einen vielfliegenden Geschäftsrei­senden, innerhalb seines Lebens bei einem Flugunfall ums Leben zu kommen, 1-zu-590.

Wie teuer ist die deutsche Raumfahrt?

Es ist zunächst interessant zu sehen, was die deutschen Bundesbürger glauben, wie hoch die Kosten seien. Gemäß einer Umfrage des Instituts für Wirtschafts- und Organisationsindu­strie der Münchner Universität aus dem Jahre 1996 schätzten die meisten Bundesbürger (68%) die jährlichen steuerlichen Aufwendungen pro Kopf auf 25 bis 2500 Euro. Diese Einschätzung einer teueren Raumfahrt geht Hand in Hand mit der ebenfalls verbreiteten, durch die Umfrage verifizierte Meinung, die Raumfahrt sei zwar nützlich, vor allen Dingen für Umwelt- und Klimaforschung, und sie habe das Potential für neue High-Tech Entwick­lungen - mit anderen Worten die Raumfahrt sei zwar wichtig für unsere Zukunft, aber sie sei entschieden zu teuer. Den Einschätzungen zur Bedeutung der Raumfahrt kann man zwar nur zustimmen, aber die Kosten für diesen Nutzen sind weit bescheidener: Im Jahre 1996 zahlte jeder Bundesbürger ganze 9,70 Euro für die Raumfahrt. Davon gingen etwa 6,60 Euro an die europäische Raumfahrt, an die ESA, und nur 3,10 Euro in die nationale Raumfahrt. So hat die Durchführung der deutschen D-2 Mission, auf der ich als Astronaut mitflog, über die Gesamtzeit von 6 Jahren jeden Bundesbürger (und hier rechne ich fairerweise nur die westdeutschen, weil die Vorbereitungen bereits im Jahre 1987 begannen) nur 0,77 €/Jahr gekostet. Wie die deutschen Bürger auch selber sagen sind sie bereit, diese relativ geringe Summe für die Raumfahrt auszugeben (bis auf wenige Ausnahmen, die gar nichts zahlen wollen). Angesichts der vielen neuen und wichtigen Ergebnisse halte ich es daher für unangemessen, wenn gewisse Politiker behaupten, bemannte wie auch unbematte Raumfahrt sei viel zu teuer und sie könne die Bundesrepublik sich nicht leisten.

Wieviel verdienen Astronauten?

Eines ist sicher, Astronauten müssen Idealisten sein. Das große Geld verdient man als Raumfahrer nicht. Ein Zivilist, der als Astronautenneuling bei der NASA eintritt, erhält anfänglich ungefähr $ 45.000 pro Jahr brutto (Stand Ende 1996). Während seiner Astronautenkarriere steigt er kontinuierlich auf und kann bis zu $ 85.000 verdienen. Fairerweise sollte man dazufügen, dass amerikanische Gehälter im Vergleich zu deutschen allgemein gerin­ger sind. Bezogen auf das deutsche Gehaltslevel entspricht das etwa € 50.000 bis € 100.000. Die NASA-Astronauten, die als Piloten vom Militär kommen (das sind die meisten) und dort auch weiterhin in Rang und Würden stehen, befin­den sich etwa in demselben Verdienstrahmen. Die ESA-Astronauten stellen sich da besser. Ihr Einstiegsgrundgehalt liegt bei € 70.000 und steigert sich bis auf € 85.000 (Steuern aber bereits abgezogen!) - ältere, erfahrene Astronauten mit Managementaufgaben auch darüber.

Die Deutschen und ihre Beziehung zu Wissenschaft & Technik

Vorsicht Mathematik!
Artikel von Dietrich "Piano" Paul
erschienen in: aviso, 1/2004, S. 10-17