Zusammenarbeit bei der Erforschung der letzten Grenze - Panorama

Von Armin Mair Die ESA und die Europäische Union (EU) sind eigenständige Organisationen europäischer Staaten mit ähnlichen Zielen, die Weltraumkapazitäten des Kontinents zu erweitern. Die ESA arbeitet an einem ehrgeizigen wissenschaftlichen Erkundungsprogramm, und die Zusammenarbeit mit der NASA spielt eine wichtige Rolle, unter anderem – zum Beispiel - bei der sich aufwändig gestaltenden Rückführung wissenschaftlich bedeutsamer Proben vom Mars. Was ist die Europäische Weltraumorganisation? Die Zeiten, in denen nationale Weltraumorganisationen die Erforschung des Weltraums im Alleingang vorangetrieben haben, sind vorbei. Keine Agentur veranschaulicht diesen Wandel besser als die Europäische Weltraumorganisation. Wenn auf Ihrem Telefon oder Desktop-Hintergrund ein Bild des James-Webb-Weltraumteleskops zu sehen ist, können wir Erdbewohner der Partnerschaft zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) dafür danken, dass dies möglich wurde. Doch bevor wir uns mit dem Ursprung und den Vorteilen solcher Partnerschaften befassen, ist es wichtig, die ESA und ihre Rolle bei der Weltraumforschung zu verstehen. Die ESA unterscheidet sich von anderen nationalen Raumfahrtagenturen darin, dass sie nicht von einem einzelnen Staat betrieben wird. Stattdessen ist die ESA eine internationale Organisation, die aus 22 Mitgliedsstaaten, vier assoziierten Mitgliedsstaaten und mehreren Kooperationsabkommen mit europäischen und nordamerikanischen Partnern besteht. Die Mitglieds- und assoziierten Mitgliedsstaaten bilden den Ministerrat, der jeweils eine Stimme hat. Aufgrund der Art seiner Vereinbarung mit der Agentur hat auch Kanada eine Stimme in diesem Rat. Dieser Rat bestimmt die Ausrichtung, das Budget und die Prioritäten der Agentur in Dreijahresschritten. Diese Struktur ermöglicht es der Agentur, Ressourcen zu bündeln und ehrgeizigere Programme durchzuführen, während gleichzeitig eigenständige nationale Agenturen mit eigener Agenda und eigenen Spezialgebieten bestehen bleiben. Jedes Mitglied der ESA trägt einen Teil zum Gesamtbudget der Agentur bei. Einzigartig ist, dass die ESA in jeden Mitgliedsstaat in Höhe des Beitrags des Landes zum Budget investiert. ESA-Finanzierung für 2024 nach teilnehmenden Ländern Das Budget der Europäischen Weltraumorganisation für 2024 umfasst Ausgaben in Höhe von über 7,7 Milliarden Euro (8,3 Milliarden US-Dollar). Dies wird größtenteils durch Beiträge der ESA-Mitgliedsstaaten und -Partner finanziert, wie oben abgebildet. Die ESA verfügt über ein System, bei dem Verträge an Länder in Höhe von ungefähr der gleichen Summe wie ihr Beitrag vergeben werden. Die Europäische Union (EU) und die ESA sind unterschiedliche Organisationen, wenn auch eng verwandt. Die EU ist eine supranationale Organisation, was bedeutet, dass sie über die nationalen Regierungen ihrer europäischen Mitgliedsstaaten hinaus existiert. Die ESA ist eine zwischenstaatliche Organisation, die zwischen den Regierungen ihrer Mitgliedsstaaten existiert. Es gibt jedoch viele Überschneidungen zwischen der EU und der ESA, da beide daran arbeiten, die Beteiligung Europas an Weltraumaktivitäten zu erhöhen. Nach der Formalisierung eines Abkommens zwischen Kroatien und der ESA knüpfte die Agentur formelle Beziehungen zu allen EU-Mitgliedstaaten, die noch keine ESA-Mitglieder waren. Die EU-Agentur für das Weltraumprogramm (EUSPA) ist das Gegenstück der EU zur ESA, und die beiden Gruppen halten regelmäßige Sitzungen des Weltraumrats ab, ähnlich dem Nationalen Weltraumrat der USA, um wichtige Programmziele zu identifizieren und eine insgesamt kohärente Strategie zur Förderung der Weltraumaktivitäten in Europa zu entwickeln. Und während weder die ESA noch die EU an internationalen Abkommen wie dem Weltraumvertrag oder den Artemis-Abkommen beteiligt sind, tun dies die Mitglieder der Agentur. Von den 22 Mitgliedstaaten haben 10 die Artemis-Abkommen unterzeichnet. Alle 22 Mitgliedstaaten, vier assoziierte Mitgliedstaaten und alle bis auf einen Kooperationspartner haben den Weltraumvertrag ratifiziert. Freundschaft in der Erforschung Die Einbeziehung internationaler Partner in die Erforschung des Weltraums bietet viele Vorteile, wie etwa die Bündelung von Ressourcen, die Nutzung von Fachwissen über nationale Grenzen hinweg und die Risikostreuung, die die Gesamtkapazität für wissenschaftliche Entdeckungen und technologische Innovationen erhöhen. Diese Zusammenarbeit ermöglicht ehrgeizigere Missionen, die für ein einzelnes Land sowohl finanziell als auch technisch deutlich anspruchsvoller wären. Partnerschaften wie die zwischen ESA und NASA beschleunigen nicht nur das Tempo des wissenschaftlichen Fortschritts, sondern fördern auch den guten Willen und das gegenseitige Verständnis zwischen den beteiligten Nationen und legen damit den Grundstein für eine friedliche Zusammenarbeit bei der Erforschung des Weltraums. Die Möglichkeiten, die sich für eine Zusammenarbeit ergeben, ergeben sich nicht regelmäßig. Stattdessen hat jede Agentur ihre eigenen Prozesse für die Auswahl, Formulierung und Umsetzung von Missionen. Gemeinsames Engagement Normalerweise fällt die Entscheidung, ob und wie internationale Partner eingebunden werden, früh im Lebenszyklus einer Mission. Die Missionsarchitekten ziehen bei der Entwicklung ihres Plans an jedem Entscheidungspunkt mehrere Optionen in Betracht und wägen die wissenschaftlichen, technischen und logistischen Vorteile potenzieller Kooperationen vor dem Hintergrund politischer, finanzieller und strategischer Überlegungen ab. Diese frühe Integration stellt sicher, dass die Beiträge aller Parteien in die Missionsarchitektur einfließen. Solche Kooperationen sind zwar komplex, werden aber durch ein gemeinsames Engagement für Erforschung und Entdeckung erleichtert, das durch detaillierte Vereinbarungen untermauert wird, die die Rollen, Verantwortlichkeiten und Erwartungen jedes Partners umreißen. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Missionen politische Stärke entwickeln, um Budget- und Zeitplanunsicherheiten sowie geopolitische Spannungen zu überstehen. Frühere Partnerschaften ESA und NASA haben eine langjährige Partnerschaft bei einer Vielzahl von Weltraummissionen, die bis in die Anfänge beider Agenturen zurückreicht. Die ESA war an vielen der größten, ehrgeizigsten und wissenschaftlich bedeutendsten Missionen der NASA beteiligt. Dies ist größtenteils den früheren Erfolgen der Partnerschaft zwischen ESA und NASA zu verdanken, die revolutionäre wissenschaftliche Erkenntnisse hervorgebracht hat. Cassini-Huygens: Diese Mission war eine Zusammenarbeit zwischen NASA und ESA, mit einer zusätzlichen Unterstützung der italienischen Raumfahrtagentur. Die Mission bestand aus zwei Hauptelementen: dem Cassini-Orbiter, der von der NASA entwickelt und verwaltet wurde, und der Huygens-Sonde, die von der ESA bereitgestellt wurde. Die Zusammenarbeit basierte auf einer Aufgabenteilung, die die Stärken jedes Partners nutzte. Der Beitrag der ESA, die Huygens-Sonde, sollte sich vom Cassini-Orbiter lösen und auf der Oberfläche von Titan, dem größten Saturnmond, landen. Die italienische Raumfahrtagentur lieferte die Hochleistungsantenne für den Cassini-Orbiter und andere wichtige Hardwarekomponenten. Dieses ehrgeizige Unterfangen war die erste und bislang einzige Landung im äußeren Sonnensystem. Die Beteiligung der ESA war entscheidend dafür, die wissenschaftlichen Ziele der Mission trotz Budgetbeschränkungen und der Umstrukturierung des Projekts durch die NASA aufrechtzuerhalten. Die Huygens-Sonde ebnete den Weg für zukünftige Missionen zum Titan, insbesondere für die Dragonfly-Mission, die derzeit vom Applied Physics Lab der Johns Hopkins University entwickelt wird. James-Webb-Weltraumteleskop (JWST): Die Partnerschaft zwischen ESA und NASA für dieses Vorzeigeobservatorium wurde durch den durchschlagenden Erfolg des Hubble-Weltraumteleskops angeregt und veranlasste die beiden Agenturen 1996, sich mit dem ehrgeizigen Ziel zusammenzuschließen, den wissenschaftlichen Nachfolger des Hubble zu entwickeln. Das Engagement der ESA wurde 2003 gefestigt und ihre Beiträge wurden bis 2007 zu einem Eckpfeiler des Projekts. Der Nah-Infrarot-Spektrograph (NIRSpec), der nach den Spezifikationen der ESA entworfen und von Airbus Defence and Space in Deutschland gebaut wurde, enthält Detektor- und Mikroverschluss-Subsysteme, die vom Goddard Space Flight Center (GSFC) der NASA bereitgestellt werden. Ein weiteres Instrument, das Mid-Infrared-Instrument (MIRI), verkörpert die transatlantische Partnerschaft und wurde gemeinsam von europäischen Institutionen und dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) in den USA entwickelt. Die ESA startete das JWST am 25. Dezember 2021 auf der Ariane-5-Rakete und platzierte die Raumsonde auf der Position Sonne-Erde L2. Die europäische Ariane 5 hat so gut funktioniert, dass die Raumsonde noch genug Treibstoff hat, um eine längere Lebensdauer als 10 Jahre zu erreichen. Der Mindeststandard liegt bei fünf Jahren. Diese Zusammenarbeit hat die volle Partnerschaft der ESA bei der JWST-Mission sichergestellt, indem sie europäischen Astronomen den gleichen Zugang zu den Beobachtungen des Teleskops gewährt und ihnen mindestens 15 % der gesamten Beobachtungszeit des Observatoriums garantiert. Zukünftige Chancen Trotz der jüngsten Budgetkürzungen bei der NASA waren die weltweiten Investitionen in den Weltraum noch nie so hoch. Das liegt zum großen Teil an Agenturen wie der ESA. Bei der letzten Ministertagung der Agentur im Jahr 2022 genehmigte der Verwaltungsrat eine Erhöhung des Budgets der ESA um 17 %. Diese Erhöhung hat es der Agentur ermöglicht, künftige Bemühungen in Zusammenarbeit mit der NASA zu unterstützen. EnVision: Der größte Teil des derzeitigen Budgets der ESA entfällt auf das Erdbeobachtungsprogramm, was auf ein etabliertes Interesse der Agentur an der Klimawissenschaft hindeutet. Es ist daher kein Wunder, dass eine der ersten Entscheidungen der Agentur im Jahr 2024 darin bestand, ihre nächste M-Klasse-Mission (mittelgroß) offiziell zu genehmigen. EnVision, ein Venus-Orbiter, soll es sein. Die Venus ist eine überzeugende Fallstudie über die Entwicklung terrestrischer Planeten von bewohnbarem Lebensraum zur Höllenlandschaft. Das Jet Propulsion Lab der NASA stellt das Venus Synthetic Aperture Radar (VenSAR)-Instrument zur Verfügung, mit dem die Raumsonde unter die Wolken blicken und die Atmosphäre, die Oberfläche, den Untergrund und das Innere des Planeten untersuchen kann. Die Mission zielt darauf ab, herauszufinden, warum die Venus trotz ihrer Ähnlichkeiten mit der Erde in Größe, Zusammensetzung und Sonnenentfernung einen radikal anderen Entwicklungsweg eingeschlagen hat. Die Mission profitiert vom Erbe von Missionen wie Venus Express der ESA und der Magellan-Raumsonde der NASA und bezieht Erkenntnisse aus den bevorstehenden Venus-Missionen der NASA, DAVINCI des Goddard Space Flight Center und VERITAS des JPL mit ein. Marsprobenrückführung: Um die vom &bdquo;Perseverance-Rover“ gesammelten Proben zur Erde zurückzubringen, arbeiten NASA und ESA an einem mehrstufigen Programm, das mehrere miteinander verbundene Komponenten umfasst. Während die NASA die Proben gesammelt hat und sie in die Umlaufbahn bringen wird, hat die ESA über eine Milliarde Euro für die Entwicklung des Earth Return Orbiter (ERO) bereitgestellt. Der ERO wird sich autonom die Proben im Orbit übernehmen und sie zur Erde zurückbringen. Während der MSR nach einem Bericht eines unabhängigen Überprüfungsausschusses im Jahr 2023, die verwaltungsbezogenen und technischen Bedenken hinsichtlich des ehrgeizigen Flaggschiffprogramms identifizierte, einer Neuformulierung unterzogen wird, ist die ESA ihrem Engagement, die allererste Rückführung von Proben von einem anderen Planetenkörper zu unterstützen, treu geblieben. Artemis: Die Zusammenarbeit zwischen ESA und NASA im Rahmen des Artemis-Programms ist ein Beispiel für eine bahnbrechende Partnerschaft, die darauf abzielt, die menschliche Erforschung über die bekannten Grenzen der erdnahen Umlaufbahn hinaus bis hin zum Mond und schließlich zum Mars voranzutreiben. Da die ESA das Europäische Servicemodul (ESM) bereitstellt – das eigentliche &bdquo;Kraftwerk“ des Orion-Raumfahrzeugs – ist diese Zusammenarbeit für den Erfolg zukünftiger Artemis-Missionen von entscheidender Bedeutung. Das ESM ist von entscheidender Bedeutung, da es Astronauten mit Strom, Wasser, Sauerstoff und Stickstoff versorgt und die richtige Temperatur und Kurshaltung des Raumfahrzeugs gewährleistet. Das Artemis-Programm hat inzwischen mehrere Herausforderungen überstanden, die alle früheren Bemühungen um eine baldige Rückkehr zum Mond abschlossen, darunter einen Präsidentenwechsel in den USA und eine agenturweite Budgetkürzung. Dies ist ein Beweis für das gemeinsame Bemühungen von ESA und NASA, die Komplexität der Erforschung des Weltraums zu überwinden und die Bühne für eine neue Ära der menschlichen und robotischen Erforschung unseres Sonnensystems zu bereiten.