Space Timeline:
Die Meilensteine der Zukunft

Wie wird sich die Raumfahrt im 21. und 22. Jahrhundert entwickeln? Ein Blick in die Zukunft von Prof. Dr. Martin Tajmar, Direktor des Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Dresden.
Ein Auszug aus dem Zukunftsreport 2019

Bild: Blue Origin

2021: Space-Hopping für Normalsterbliche

Unternehmer wie Jeff Bezos, Elon Musk oder Richard Branson planen mit ihren Firmen Blue Origin, SpaceX und Spaceship Company die Revolution der Raumfahrt mit günstigen und leistungsstarken Raketen. Zunächst geht es in den Suborbit: Für 2019 plant Blue Origin die ersten kommerziellen Starts von New Shephard, einer wiederverwendbaren Raumkapsel für kurze Ausflüge ins All. Sechs Passagiere sollen rund zehn Minuten Schwerelosigkeit erleben können, anschließend wird die Kapsel per Fallschirm zurückkehren. Voraussichtliche Kosten für den Kurzflug ins All: rund 100.000 Dollar pro Person.

Bild: SpaceX

2023–27: Erste private Mondumrundung

SpaceX hat nicht nur die erste private Rakete entwickelt, die den Erdorbit erreichen kann, sondern bietet aktuell auch die stärkste verfügbare Trägerrakete überhaupt an – die Falcon Heavy. Noch dazu zu einem unschlagbar niedrigen Preis, der durch die revolutionäre Wiederverwendung der ersten Raketenstufen weiter sinken wird. Nebenbei entwickelt SpaceX eine bemannte Version der Raumkapsel Dragon. Doch das alles soll schon bald von der nächsten Generation in den Schatten gestellt werden – der Big Falcon Rocket (BFR). Sie soll nicht nur zu 100 Prozent wiederverwendbar sein, sondern auch Platz bieten für bis zu 40 Passagierkabinen. Nach umfangreichen und zunächst unbemannten Testflügen wird um das Jahr 2023 herum der erste bemannte Flug mit einem zahlenden Passagier erfolgen. Der japanische Unternehmer und Milliardär Yusaku Maezawa will als erster Weltraumtourist den Mond umrunden, zusammen mit mehreren Künstlern, die dieses einmalige Erlebnis in ihren Werken umsetzen sollen.

Bild: NASA

2025–30: Neue Station im Mondorbit

Die Internationale Raumstation ISS war der Fokus für die bemannte Raumfahrt der vergangen 20 Jahre. Das Nachfolgeprojekt dazu steht jetzt schon in den Startlöchern: eine kleine Raumstation im Orbit um den Mond mit dem Namen Lunar Orbital Platform-Gateway oder LOP-G. Auch hier wird wieder eine breite internationale Zusammenarbeit angestrebt unter der Federführung der NASA. Dazu wird eine neue große Trägerrakete auf Basis der Space-Shuttle-Komponenten entwickelt, das Space Launch System (SLS). Ab Mitte der 2020er-Jahre soll diese Rakete die ersten Module zum Mondorbit bringen. Mithilfe der Raumkapsel Orion werden Astronauten aus den USA direkt zur neuen Station aufbrechen können. Gegen Ende der 2020er-Jahre sollen von dort aus auch Explorationen zum Mond möglich sein. LOP-G soll später als Ausgangspunkt für weitere Expeditionen genutzt werden können, etwa zum Mars.

2030–35: Bemannter Flug zum Mars

Das ultimative Ziel von SpaceX-Gründer Elon Musk ist der Mars. Sein erster Schritt ist die Entwicklung einer neuen Raketengeneration, der BFR. Neben ersten Testflügen und der angestrebten Mondumrundung plant Musk eine ganze Flotte von BFR-Raketen, die auch als Treibstofflieferanten dienen sollen, um die Passagierversion der Rakete im Orbit auftanken zu können. Parallel dazu werden erste unbemannte Marsmissionen mit Falcon-Heavy-Raketen und der BFR dazu dienen, Habitate, Ausrüstung und Treibstoff auf den Mars zu bringen. Wenn alles gut läuft, wird um das Jahr 2030 die erste bemannte Marsmission am roten Planeten landen – zum großen Teil privat finanziert.

Bild SpaceX

2035–40: „Moon Village“

Jeff Bezos, der derzeit reichste Mann der Welt, wird auch in Richtung Mond mitmischen: Nach der New-Glenn-Rakete, die 2020 fertiggestellt werden soll, ist eine noch größere Version geplant. Ihr Name – New Armstrong – lässt vermuten, dass Bezos’ Firma Blue Origin den Mond als nächstes Ziel anpeilt. Auch ein kleiner Mondlander mit Namen Blue Moon ist schon für 2020 geplant. Johann-Dietrich Wörner, Generaldirektor der European Space Agency (ESA), hat seit seinem Amtsantritt 2015 den Aufbau eines „Moon Village“ ausgerufen. Das macht viel Sinn: Der Mond ist unser nächster Himmelskörper, die Transferzeiten sind überschaubar, auch die Kommunikation funktioniert mit geringen Verzögerungen. Ein größerer Außenposten der Menschen wäre tatsächlich am Mond einfacher umzusetzen als überall anders, vor allem seit man am Südpol gefrorenes Wasser identifiziert hat. Die Mondbasis-Pläne von ESA, NASA und Co. könnten durch private Player wie Blue Origin und SpaceX beschleunigt werden – und auch China wird in das Rennen einsteigen. Damit wird die Vision eines Monddorfes mit vielen unterschiedlichen Nationalitäten Realität werden. 2035 werden wir uns mitten in der Gründungsphase des ersten permanenten Außenpostens der Menschheit befinden.

Bild: NASA

2040–50: Dauerhafte Marskolonie

In den 2040er-Jahren werden der Erfolg des „Moon Village“ und die zur Routine gewordenen bemannten Marsflüge mit der SpaceX-BFR-Rakete zum Aufbau einer Marskolonie führen. Aus CO2 in der Atmosphäre und gefrorenem Wasser unterhalb der Oberfläche werden Sauerstoff und Wasser für die Bewohner erzeugt. Auch das Züchten von Pflanzen in speziellen Gewächshäusern wird gelingen, die ersten Kolonisten werden sich von Anfang an nur vegetarisch ernähren. Die größte Gefahr wird die Weltraumstrahlung und die verminderte Schwerkraft sein, die sich so stark auf den Organismus auswirken werden, dass die Menschen nicht mehr zur Erde zurückkehren können. Auf dem Mars wird eine neue Gesellschaft entstehen, die sich mit der Zeit immer weiter von der Erde entfernen wird. So wie sich auch das Leben auf der Erde im Laufe der Evolution anpasst und verändert.

Bild: NASA

2040–50: Erster Nachweis von Leben auf Exoplaneten

Unsere Teleskope werden immer größer und besser. Der Weltraum ermöglicht sogar das Zusammenschalten von mehreren Teleskopen über große Distanzen, sodass selbst Planeten in anderen Sonnensystemen (Exoplaneten) bis zu Wolken und Kontinenten aufgelöst werden können. Spektrometer ermöglichen eine Untersuchung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre, und wir werden dadurch sogar das Klima auf Exoplaneten erforschen können. Die eindeutige Identifizierung von Biomarkern wie Methan und Stickoxiden von Bakterien beweisen erstmalig, dass wir im Universum nicht alleine sind. Die Analyse der Atmosphäre von unterschiedlichen Exoplaneten beschreibt das unterschiedliche Stadium von Leben in unserer Galaxie.

2040–55: Asteroiden-Mining

Asteroiden sind reich an Edelmetallen und Metallen der Seltenen Erden, die für moderne Batterien und Elektronik notwendig sind. Durch den Aufbau einer großen Raumfahrtinfrastruktur rückt der Ressourcenabbau im Weltraum in den Fokus. Ein neuer „Goldrausch“ entsteht auf der Suche nach den wertvollsten Nuggets im Asteroidengürtel. Elegant werden dadurch auch Umweltverschmutzung und Abfall auf der Erde reduziert, wenn automatisierte Bergwerke die Rohstoffe im All aufbereiten und die fertigen Produkte auf die Erde und in die Kolonien auf Mond und Mars bringen. Auch der Mond selbst wird zunehmend als Ressource wahrgenommen. Nicht nur Edelmetalle sind dort zu holen, sondern auch Millionen von Tonnen von Helium-3 auf der Mondoberfläche, das sich ideal als Fusionsbrennstoff für die Energiegewinnung der Zukunft eignet.

2045–55: Neue Raketengeneration (Kernreaktoren)

Knapp 100 Jahre nach Wernher von Brauns Entwicklung der ersten Flüssigtreibstoffrakete wird es Zeit für einen Technologiewechsel: Das Zeitalter der nuklearen Raketen beginnt. Schon in den 1960er-Jahren erkannte man, dass die Kombination von einem Kernreaktor als Hitzequelle mit Wasserstoffgas ähnliche Schubkräfte erzeugt wie große chemische Triebwerke, aber mit der mehr als doppelten Treibstoffeffizienz. Das ermöglicht es, die Dauer bemannter Flüge zum Mars oder Jupiter auf ein paar Monate zu reduzieren – und dadurch auch die gesamte Strahlungsbelastung im Weltraum drastisch zu senken. Die Technologie dazu befindet sich seit den 1970er-Jahren im Dornröschenschlaf, doch bereits um 2030 bewirkt Chinas Einsatz von nuklearen Raketen einen weltweiten Wettlauf um die Technologieführerschaft. Die Folge ist eine kontinuierliche Ablösung chemischer Antriebe: Sie werden nur noch als erste Stufe für den Start vom Erdboden gebraucht, um eine mögliche radioaktive Verschmutzung zu minimieren. 

Bild: NASA

2050–70: Expedition zu den Jupitermonden – erster Kontakt mit außerirdischer Lebensform

Durch die neue Raketengeneration wechselt der Fokus für die bemannte Raumfahrt von Mond und Mars zum Jupiter. Die vier großen Galileischen Monde eignen sich hervorragend, um die Technologie einer bemannten Basis am Erdmond, der ungefähr die gleiche Größe hat, im Jupiterorbit zu etablieren. Kallisto scheint hier am besten geeignet zu sein, da sich dieser Mond als einziger der vier großen Monde außerhalb des Strahlungsgürtels befindet. Von dort aus werden weitere Expeditionen geplant, das nächste Ziel ist der Mond Europa. Unterhalb einer Eisschicht befindet sich dort ein Ozean von flüssigem Wasser – mehr als doppelt so viel wie alle Meere der Erde zusammen. Der Mond wird durch starke Gezeitenkräfte im Wechselspiel mit dem Riesenplaneten Jupiter erwärmt und bietet somit ideale Voraussetzungen für Leben in unserem Sonnensystem. Schon in den Fontänen, die aus Ritzen in der Eiskruste strömen, werden die Astronauten primitive Lebensformen finden. Und nachdem man sich mit einer Kapsel durch das Eis geschmolzen hat und mit einem U-Boot in den Europa-Ozean eintaucht, passiert der „erste Kontakt“ mit außerirdischen Lebensformen – ein besonderer Meilenstein in der Geschichte der Menschheit.   

2060–80: Landung auf dem Titan

Befeuert durch den großen Erfolg am Jupiter breitet sich die Menschheit immer weiter aus und wählt den Saturnmond Titan als nächsten bemannten Außenposten. Der zweitgrößte Mond des Sonnensystems hat als einziger auch eine richtige Atmosphäre, die sich zur Gewinnung von Treibstoff eignet. Von dort aus wird eine Expedition zum Mond Enceladus vorbereitet, der wie Europa flüssiges Wasser unterhalb einer Eisschichte und damit eine wichtige Voraussetzung für Leben bietet.

2070–90: Sonde zu 1000 AU (Oortsche Wolke)

Die Oortsche Wolke besteht aus Gesteins- und Eiskörpern unterschiedlicher Größe und umschließt unser Sonnensystem in Form einer Kugelschale. Sie beginnt bei einer Distanz von 1.000 und endet bei etwa 10.000 astronomischen Einheiten (1 Einheit = Abstand Sonne–Erde) – und markiert die Grenze unseres Sonnensystems zum interstellaren Raum. Fortschritte in der nuklearen Raketentechnik ermöglichen uns nun, bis zu dieser Grenze mit unbemannten Sonden vorzustoßen, um die Reste, die nach der Planetenentwicklung im Sonnensystem übrig geblieben sind, zu untersuchen. Das Antriebssystem kombiniert einen nuklearen Reaktor oder starke Laser, die an jedem Außenposten installiert werden, mit einem Ionenantrieb von höchster Treibstoffeffizienz. Das ermöglicht ein Erreichen der Grenze unseres Sonnensystems in bis zu 15 Jahren.

Bild: NASA

2075–2100: Neue Raketengeneration (Fusionsreaktoren)

Nachdem sich Fusionskraftwerke auf der Erde als Energiequelle der Zukunft endlich durchgesetzt haben, führt die Miniaturisierung zu einer weiteren Verbesserung der nuklearen Raketentechnik. Dadurch werden die Treibstoffeffizienz weiter verbessert und die Leistungsfähigkeit der Außenposten und Kolonien immer weiter vorangetrieben.

2080–2120: Erste interstellare Raumsonde (KI)

Unsere Gesellschaft hat sich mit der fortgeschrittenen Entwicklung von Künstlicher Intelligenz (KI) grundlegend verändert. Seit den 2050er-Jahren schreitet die Verschmelzung von biologischen und künstlichen Lebensformen voran. Computer sind nicht mehr nur Werkzeuge, sondern Partner im täglichen Leben. Das macht es möglich, die wesentliche Einschränkung von interstellaren Missionen zu umgehen: den Zeitfaktor. Roboterlebewesen haben praktisch keine endliche Lebensdauer mehr, und eine Missionsdauer von Jahrhunderten oder Jahrtausenden scheint plötzlich möglich. Die erste interstellare Raumsonde wird gestartet, lohnenswerte Ziele sind längst durch die Astronomie identifiziert worden. Ein Fusionsantrieb sorgt für eine Beschleunigung auf ein paar Prozent der Lichtgeschwindigkeit und ein Sonnensegel zum Abbremsen am Zielstern. Der erste Schritt zur Ausbreitung in unserer Galaxie ist getan.

Bild: Wikimedia Commons, Ittiz, CC-BY-SA 3.0

2090–2200: Venus-Terraforming

Die Biotechnologie und Raumfahrt ermöglichen endlich die Schaffung einer zweiten Erde, ohne dass ständig Schutzanzüge getragen werden müssen. Die Venus ist das perfekte Ziel dafür: Die Schwerkraft auf der Oberfläche ist fast identisch mit der auf der Erde, und eine dichte Atmosphäre hat genügend Druck und Sauerstoff, um daraus eine lebenswerte Umgebung zu schaffen. Bakterien wandeln die dichten CO2-Wolken schrittweise um, damit eine Sauerstoffumgebung entsteht und der Treibhauseffekt geringer wird. Langsam kühlt sich die Venus ab und ermöglicht zukünftigen Generationen, sich dort ohne Raumanzug aufhalten zu können.  

Bild: NASA

2100–2200: Revolutionärer Durchbruch in der Antriebstechnik

Die klassische Antriebstechnik durch Impulsaustausch – ob Rakete, Sonnensegel oder Ionenantrieb – ist die Grundlage für die gesamte Raumfahrt. Nach 80 Jahren Technologieentwicklung sind alle Parameter optimiert, und es ist Zeit für etwas ganz Neues: nicht die Bewegung des Raumschiffs in der Raumzeit, sondern die Bewegung der Raumzeit selbst! Das erlaubt nicht nur überlichtschnelle Antriebe, sondern auch eine Revolution der Kommunikationssysteme. Ein solcher Alcubierre-Warp-Antrieb benötigt große Mengen von negativer Energie oder Masse, die es bisher noch nicht gibt. Vielleicht führen Fortschritte in der Nano- und Werkstofftechnik zur Verstärkung der winzigen negativen Casimir-Energien, die in kleinsten Strukturen auftreten und gemessen wurden.


Wann genau wir unsere Meilensteine tatsächlich erreichen, steht buchstäblich in den Sternen – aber wir werden sie erreichen.

Bild: Christian Hüller

Prof. Dr. Martin Tajmar ist Direktor des Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Dresden und als Master of Space Studies wie kaum ein anderer prädestiniert, einen Blick in die Zukunft der Raumfahrt zu eröffnen. In seiner Forschungsarbeit beschäftigt sich der Physikingenieur vorrangig mit elektrischen Raumfahrtantrieben und Zukunftskonzepten.

Noch mehr Lust auf Raumfahrt? Martin Tajmar bei uns im Podcast „Treffpunkt: Zukunft“

Die Zukunft der Raumfahrt

Als Master of Space Studies ist Martin Tajmar wie kaum ein anderer prädestiniert, um uns die Zukunft der Raumfahrt zu eröffnen. Der Direktor des Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Dresden wird uns in seinem Talk einen Überblick zum Status quo der modernen Raumfahrt liefern und einen Ausblick wagen, wie sich privatwirtschaftliche Bestrebungen, wie jene von Visionär Elon Musk, entwickeln.

Dieser Artikel ist in folgenden Dossiers erschienen:

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Dossier: Technologie

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