Seit dem Start des Kepler-Weltraumteleskops im Jahr 2009 haben Astronomen mindestens 2.327 Planeten entdeckt, die Sterne außerhalb unseres Sonnensystems umkreisen. Trotz des Versagens von Teilen, die es Wissenschaftlern unmöglich gemacht haben, das Teleskop genau auszurichten, war die Mission für die NASA ein großer Erfolg. Das ist eine Erleichterung, denn Kepler verfügt über ein Budget, das größer ist als das Bruttoinlandsprodukt einiger kleiner Nationen.
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Die NASA, die Europäische Weltraumorganisation und andere große Raumfahrtorganisationen haben Jahrzehnte solcher Missionen und Entdeckungen im Visier, von Sputnik bis Juno. Da die Kosten jedoch manchmal Hunderte Millionen Dollar pro Mission übersteigen, war die Erforschung des Weltraums für die meisten Nationen unerreichbar. Und wenn Wissenschaftler in einem kleinen Land wie Israel oder Malaysia eine Mission zum Mond schicken wollten, hatten sie oft Pech, wenn sie nicht mit einer der großen Agenturen zusammenarbeiten konnten.
Aber der Wettlauf um den Weltraum wird demokratisiert. Dank der Miniaturisierung und anderer Technologien, die die Erforschung des Weltraums erschwinglicher machen, kann sich jetzt "jeder beteiligen", sagte Anita Heward von Europlanet 2020 während einer Sitzung beim Euroscience Open Forum am 26. Juli in Manchester, England.
Heward ist der Kommunikationsmanager für die Twinkle-Mission unter der Leitung des University College London, die nach dem Start im Jahr 2019 Exoplanetenatmosphären untersuchen wird. Doch während Twinkle sein Exoplanetenziel möglicherweise mit Kepler teilt, enden alle Ähnlichkeiten dort. Kepler kostete rund 600 Millionen Dollar, die alle von der US-Regierung über die NASA kamen. Unterdessen ist Twinkles Budget nur ein Bruchteil von Keplers: rund 65 Millionen US-Dollar, die laut Twinkles Website "aus einer Kombination von öffentlichen und privaten Quellen stammen".
Und anstatt neue wissenschaftliche Instrumente zu entwickeln, wird Twinkle mit Komponenten gebaut, die bereits für andere Missionen erfunden wurden. In Zusammenarbeit mit einem britischen Satellitenunternehmen „nehmen wir eine der bereits vorhandenen Plattformen und drehen sie einfach um 180 Grad“, sagt Marcell Tessenyi, ein UCL-Astronom, der an der Mission arbeitet. Die UCL-Wissenschaftler werden dann ihre eigenen Instrumente zur Messung von Licht und Infrarotstrahlung hinzufügen. Durch die Untersuchung der Wellenlängen, die Exoplaneten fehlen, können Forscher die Zusammensetzung ihrer Atmosphäre bestimmen.
Solche kleinen Missionen werden notwendigerweise begrenzt sein und werden nicht in der Lage sein, große Anstrengungen der NASA, der ESA und anderer zu ersetzen. Aber sie können größere Missionen bereichern und einen Mehrwert schaffen, bemerkte Eike Kircher von der ESA in den Niederlanden. Dies ist "das i-Tüpfelchen oder das Salz in der Suppe", sagt er, "die Dinge, die die sehr großen Missionen verbessern würden, die sonst unmöglich wären." Tessenvi sagt zum Beispiel, Twinkle mache Daten daraus mission public - das heißt, Forscher auf der ganzen Welt können mit der Twinkle-Mission Entdeckungen machen.
Die Kepler-Sonde der NASA wurde am 6. März 2009 gestartet. Heute demokratisieren Technologie und internationale Kooperationen das Weltraumrennen. (NASA, Regina Mitchell-Ryall und Tom Farrar) Eine Möglichkeit für kleine Länder, die keine eigenen Weltraumagenturen haben, sich an dieser Art von Forschung zu beteiligen, ist die Verwendung von CubeSats, Minisatelliten, die mit handelsüblicher Technologie gebaut werden können. Gegenwärtig plant die NASA eine Mission zum Selbstmord von Raumfahrzeugen, bei der geprüft wird, ob wir die Richtung eines Asteroiden ändern können, indem wir etwas hineinfallen lassen. Das Raumschiff Double Asteroid Redirection Test (DART) wird auf Kollisionskurs mit dem Didymos-Asteroiden geschickt - wobei das Raumschiff Asteroid Impact Mission (AIM) der ESA zusammen mit fünf oder sechs winzigen CubeSats zuschaut. (Der endgültige Satz von CubeSats muss noch ausgewählt werden, aber die ESA erwägt Vorschläge von Wissenschaftlern aus Belgien, Finnland, Italien und Schweden.)
Alan Wells, Weltraumforscher an der Universität Leicester in England und Juror beim Lunar-X-Preis-Wettbewerb von Google, stellte fest, dass die Kosten für den Abtransport eines Raumfahrzeugs von der Erde ein erhebliches Hindernis für die Erforschung des Weltraums darstellen. Nach 50 Jahren des Versuchs haben Wissenschaftler noch keinen erfolgreichen einstufigen Trägerraketen erfunden, mit dem Raumschiffe einfach und kostengünstig in den Weltraum geschickt werden könnten, sagte er. Ein CubeSat in die erdnahe Umlaufbahn zu bringen kostet nur etwa 19.000 US-Dollar, aber der Preis für größere Instrumente steigt erheblich.
Mitfahrgelegenheiten - das Senden mehrerer Raumschiffe bei einem einzigen Start - können zur Kostenkontrolle beitragen, ebenso wie Technologien, die die Nutzlast reduzieren. "Die Startkosten dominieren jedoch die gesamte Nutzung des Weltraums für die Zukunft", sagt er. Beim Google Lunar X Prize-Wettbewerb, bei dem Teams ausgezeichnet werden, die einen Mondrover erfolgreich zum Mond schicken, 500 Meter weit fahren und Bilder und Videos zur Erde zurücksenden, haben nur zwei von 16 Teams Startverträge abgeschlossen.
Die Suche nach Finanzierungsquellen ist eine Herausforderung für Weltraumwissenschaftler, die in kleineren Ländern arbeiten, sagte die Amara Graps von der Universität Lettlands, die sich auf dem Forum als einzige Planetenwissenschaftlerin in Lettland bezeichnete. Einige haben Crowdsourcing vorgeschlagen, aber sie fragte sich, ob dies für das Budget von mehr als 3 Millionen US-Dollar, das sie für ein CubeSat-Projekt benötigt, um die Albedo oder Reflektivität des Planeten zu messen, praktikabel wäre. Crowdfunded CubeSats wurden in der Vergangenheit ins All geschickt, aber selbst Bill Nye sammelte nur 1, 24 Millionen Dollar für sein LightSail.
Während Wissenschaftler, Ingenieure und sogar Studenten nun in der Lage sind, den Weltraum zu erforschen, besteht nach wie vor Bedarf für die NASA und andere große Weltraumagenturen. Vom praktischen Standpunkt aus ist die Weltraumumgebung eine schwierige, technologisch schwierige, und Raumfahrzeuge müssen ordnungsgemäß konstruiert werden, um in dieser Situation zu überleben. Wissenschaftler stellen immer größere Fragen, für deren Beantwortung größere und teurere Instrumente erforderlich sind. Und die Zusammenarbeit zwischen Nationen und Weltraumprogrammen erfordert eine Führung, die nur die größeren Organisationen übernehmen können, sagte Kircher.
Aber in Zukunft könnten die ESA, die NASA und diese anderen großen Agenturen einen Teil ihrer Dominanz verlieren, sagte Kircher, während sich immer mehr kleinere Agenturen, Organisationen und Schulen an der Erforschung des großen Unbekannten beteiligen, das der Weltraum ist.
