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Aufbruch zu den Schätzen des Alls

Von REBECCA HAHN

11.11.2016 · Asteroidenbergbau könnte einen neuen Goldrausch auslösen. Alles nur Science-Fiction? Oder das Wirtschaftsfeld der Zukunft?

© Bryan Versteeg/Deep Space Industries Das Zuhause der Zukunft: So stellen sich die Weltraumvisionäre von Deep Space Industries und der Konzeptkünstler Bryan Versteeg den Aufbau einer radförmigen Station im All vor.

Der Weltraum, unendliche Reichtümer. Verheißungsvoll ziehen metall- und wasserhaltige Asteroiden ihre Bahnen durch das Sonnensystem. Man müsste nur hinfliegen und sich an ihren Rohstoffen bedienen - schon wäre die Menschheit von vielen Sorgen um die irdische Ressourcenknappheit befreit. Nie wurde lauter für die wirtschaftliche Eroberung des Alls getrommelt als heute. Schon in ein bis zwei Jahrzehnten wird es mit dem Weltraumbergbau losgehen, heißt es.

Tatsächlich war es noch reine Fiktion, als Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski, der Begründer der modernen Kosmonautik, 1903 als Erster darüber spekulierte, eines Tages auf Asteroiden Rohstoffe zu fördern; die Theorie der Rakete wurde erst kurz darauf erfunden. Dennoch wusste man durch herabgegangene Meteoriten bereits um den Wert der Rohstoffe im All. Vermutlich ohne zu ahnen, worum es sich dabei handelte, hatten Menschen sogar schon vor der eigentlichen Eisenzeit meteoritisches Eisen für Werkzeuge, Waffen und Kultgegenstände verwendet. Erst ab dem späten 18. Jahrhundert setzte sich langsam die Erkenntnis durch, dass das Meteoriteneisen nicht von der Erde stammte.

Von da an konnte solch ein vom Himmel gefallener Brocken zumindest Fachleute in Entzückung versetzen. Kein Wunder, dass der Mineraloge Leonid Alexejewitsch Kulik nach dem Tunguska-Ereignis große Mengen reinen Eisens zu finden hoffte. 1927, nach dem Ende des russischen Bürgerkriegs, konnte er endlich an den Ort reisen, von dem man annahm, dort sei 19 Jahre zuvor - begleitet von einer gewaltigen Detonation - ein Meteorit eingeschlagen. Doch Kuliks Traum vom außerirdischen Reichtum blieb unerfüllt. Heute nimmt man an, dass es sich um einen Kometen gehandelt hat, der bereits in der Atmosphäre zerborsten war.

Noch immer inspirieren die Rohstoffe des Weltraums zu Ideen von unendlichem Wohlstand. Filme und Bücher haben das Thema wiederholt aufgegriffen. Der Kölner Autor Frank Schätzing zum Beispiel entwarf vor sieben Jahren in seinem Roman „Limit“ eine Welt, in der die Ölindustrie am Boden liegt, abgelöst von einer neuen Energiebranche, die auf dem Mond Helium-3 für die Erzeugung sauberer Fusionsenergie fördert. Im selben Jahr konnten sich Kinobesucher in „Avatar“ anschauen, wie sich die Menschheit 2154 nach der vollständigen Ausbeutung der Ressourcen auf der Erde auf dem fernen Mond Pandora neue Rohstoffe beschafft und es sich dadurch mit den dortigen Humanoiden verscherzt.

  • © Dieter Rüchel Metallhaltige Meteroiten lassen die Zusammensetzung der Asteroiden erahnen. Hier der Eisenmeteroit Sikhote-Alin.
  • © Dieter Rüchel Eisenmeteroit Guin
  • © Frank Röth Eisenmeteroit Gibeon
  • © Dieter Rüchel Eisen-Nickel-Meteroit mit Olivinkristallen

Inzwischen scheinen sich einige Weltraumfans nicht mehr mit der Fiktion begnügen zu wollen. Die Zeit sei reif für den nächsten Goldrausch, tönt es vor allem aus den Vereinigten Staaten. Auch ein europäisches Land will vom Bergbau auf Asteroiden profitieren: Ausgerechnet Luxemburg kündigte in diesem Jahr an, das Land zum europäischen Zentrum der Weltraumindustrie machen zu wollen. Kooperationen mit den amerikanischen Unternehmen Deep Space Industries und Planetary Resources sollen offenkundig an die industrielle Vergangenheit Luxemburgs anknüpfen. Nur dass die Rohstoffe dieses Mal eben nicht auf luxemburgischem Grund, sondern im All gewonnen würden.

Zu diesem Zweck sollen zunächst mit Hilfe einer Rakete in der Erdumlaufbahn Schlüsseltechnologien für die Sichtung und Erschließung von Weltraumrohstoffen getestet werden, bevor tatsächlich ein erster Asteroid erkundet wird. Erst im nächsten Schritt würde dann mit dem Abbau von Rohstoffen und deren Verarbeitung begonnen. Langfristig werde der Bergbau im All eine dritte industrielle Revolution auslösen, ist sich die luxemburgische Regierung sicher. Von einer florierenden neuen Weltraumwirtschaft ist die Rede, gar von der weiteren Besiedlung des Sonnensystems.

Das klingt noch immer mehr nach Kinoleinwand als nach Realität. Doch die Vordenker des Asteroidenbergbaus können ihre Aufbruchsstimmung sogar begründen. „Alles beginnt mit einer Entdeckung und mit der Entwicklung von Technologien, um Nutzen aus dieser Entdeckung ziehen zu können“, heißt es bei Planetary Resources etwas sperrig. Konkret auf den Weltraumbergbau übertragen, hieße das: Bevor aus Science-Fiction Wirklichkeit werden kann, müssen erst ausreichend geeignete Asteroiden gefunden und die richtigen Gerätschaften entwickelt werden, um extraterrestrische, Rohstoffe zu gewinnen. So betrachtet spricht tatsächlich vieles dafür, dass der Asteroidenbergbau schon bald beginnen könnte. Regierungen haben während des vergangenen Jahrzehnts Milliarden in neue Technologien zur Entdeckung und Erkundung von Asteroiden investiert. Neun von zehn erdnahen Asteroiden wurden überhaupt erst seit dem Jahr 2000 entdeckt.

Das Hauptproblem, vor dem die Weltraumbranche steht, sind die hohen Kosten. Um die Raumfahrt allgemein günstiger zu machen, müsste es den Privatunternehmen gelingen, funktionierende Versorgungsketten mit Rohstoffen im All aufzubauen, die zum Beispiel staatliche Weltraumorganisationen wie Nasa und Esa nutzen könnten. Auf jeden Fall müssen Deep Space Industries und Planetary Resources erst einmal selbst investieren. Dabei sind Innovationen gefragt. Wichtigster Ansatzpunkt ist das Gewicht der Raumfahrzeuge. Die Beförderung eines Kilogramms Last ins All mit Trägerraketen wie den amerikanischen Typen Atlas oder Delta kostet heute um die 80 000 Dollar. Je leichter die Ausrüstung ist, mit der die Infrastruktur für den Weltraumbergbau aufgebaut wird, desto besser. Solarbetriebene Systeme könnten den Treibstoffbedarf ebenfalls senken. Eine weitere Idee sind modulare Raumfahrzeuge, die aus vielen Einzelkomponenten zusammengesetzt und den Bedürfnissen der jeweiligen Mission angepasst werden können. Als erste Kundschafter senden Planetary Resources und Deep Space Industries kleine Satelliten aus, die nach geeigneten Asteroiden in Erdnähe, sogenannten Near-Earth Objects, kurz NEO, Ausschau halten sollen.

© Bryan Versteeg/Deep Space Industries Die „Sonde Dragenfly“ soll den Anfang machen.

Davon gibt es nicht wenige. „Inzwischen sind rund 15 000 Asteroiden in Erdnähe bekannt“, sagt Ekkehard Kührt, Abteilungsleiter am Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Insgesamt kennt man weit über 700 000 Asteroiden, und es werden täglich mehr. Die meisten davon befinden sich in einem Gürtel zwischen Mars und Jupiter. „Dort müsste eigentlich ein Planet sein“, sagt Kührt. „Doch offensichtlich hat Jupiter das wegen seiner großen Schwerkraft nicht zugelassen, so dass sich an dieser Stelle nur die Überbleibsel aus der Entstehung des Sonnensystems tummeln.“ Auch wenn die Rohstoffmengen im Asteroidengürtel beträchtlich sind - als erste Anlaufstelle für Bergbau kommt er nicht in Frage. Dafür ist er zu weit entfernt.

Auch unter den erdnahen Asteroiden müssen erst die geeigneten Kandidaten ausfindig gemacht werden. Von ihrer Zusammensetzung her unterscheidet man grob drei verschiedene Klassen. Es gibt kohlenstoffhaltige C-Asteroiden, steinige S- und metallische M-Asteroiden. Für den Weltraumbergbau eignen sich in erster Linie C- oder M-Asteroiden, weil man auf ihnen Wasser oder Metalle gewinnen könnte. Doch die Wunschliste von Deep Space Industries und Planetary Resources ist noch länger: Der ideale Asteroid darf nicht zu klein sein, damit sich der Bergbau überhaupt lohnt. Er darf sich außerdem nicht zu schnell drehen. Zu guter Letzt muss auch der Orbit stimmen, damit der Asteroid oft genug von der Erde aus angesteuert werden kann.

Es klingt nach einem ambitionierten Unterfangen, den optimalen Asteroiden zu finden. Doch tatsächlich kommen zu den bereits entdeckten in Erdnähe jedes Jahr Tausende hinzu. Schon jetzt nennt allein Planetary Resources acht erdnahe Asteroiden, die als potentielle Ziele von Interesse sind. Zumal immer ausgefeiltere Techniken entwickelt werden, um die Asteroiden schon von der Erde aus zu untersuchen. Zum Teil konnte man aus der Zusammensetzung von Meteoriten, die als Bruchstücke bekannter Asteroiden auf die Erde gefallen sind, darauf schließen, welche Rohstoffe man im All finden würde. „Außerdem zeigen Spektralanalysen, welche Elemente an der Oberfläche liegen“, sagt Markus Landgraf, der bei der Esa in der Strategieabteilung des Direktoriums für bemannte Raumfahrt und robotische Erkundungsmissionen tätig ist. Für solche Analysen wird das von den Asteroiden reflektierte Licht aufgefangen und auf Farbunterschiede hin untersucht.

Letzten Endes gibt es im Weltraum keine anderen Atome als auf der Erde auch“, sagt Ekkehard Kührt. Anders als auf der Erde jedoch hatten die wertvollen Stoffe auf Asteroiden seit der Entstehung des Sonnensystems keine Gelegenheit gehabt, nach innen zu verschwinden. In der frühen Geschichte der Erde sammelte sich das Eisen im Erdkern und zog wertvolle Metalle wie Platin oder Gold nach sich - sie gelten als eisenliebende Elemente. Auf Asteroiden hat keine solche Differenzierung stattgefunden. „Die Konzentrationen von Edelmetallen können an der Oberfläche von Asteroiden bis zu tausendfach höher sein als auf der Erde“, sagt Kührt: „Das ist ein Riesenvorteil.“

© Bryan Versteeg/Deep Space Industries So könnte ein Asteroid im All transportiert werden.

Kleinere Asteroiden haben eine weitere günstige Eigenschaft. „Das sind oft relativ lose gefügte Schutthaufen. Da muss man keine tiefen Bergwerke bauen“, sagt Ulrich Christensen vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. Die geringe Schwerkraft auf den Asteroiden kann genutzt werden, um abgebautes Material ohne großen Energieeinsatz zu bewegen. Die Mikrogravitation hat allerdings auch zur Folge, dass sich die Raumfahrzeuge mit Greifern und Bohrern festkrallen müssen, um überhaupt Bergbau betreiben zu können. Im Weltraum erprobt wurde noch keine dieser Techniken, und Kritiker bezweifeln, dass sie wie angekündigt schon in den nächsten Jahrzehnten einsatzbereit sein könnten.

Die Visionäre schreckt das nicht. Sie haben klare Vorstellungen davon, wie der Weltraumbergbau aussehen soll. Zunächst werden sie sich auf die Suche nach einem Rohstoff machen, den es auf der Erde schon im Überfluss gibt: Wasser. Man findet es vor allem auf Asteroiden der C-Klasse, und es spielt für die Raumfahrt eine bedeutende Rolle. Nicht nur könnten Astronauten mit Wasser versorgt werden, aufgespalten in Wasserstoff und Sauerstoff, kann auch Treibstoff daraus gewonnen werden. Den Bergbauunternehmen schweben Tankstellen im All vor, an denen Raumfahrzeuge aufgetankt werden könnten. So müssten sie schon beim Start weniger Treibstoff an Bord haben und könnten auch insgesamt länger im Weltraum verweilen. „Verschiedene Ressourcen haben verschiedene Bedeutungen“, sagt Markus Landgraf. „Wasser braucht man auf der Erde natürlich nicht. Man braucht es aber vor Ort, um den Weltraum weiter zu erforschen.“ Meistens liegt Wasser auf Asteroiden in Form von Eis vor. Der Abbau wäre entsprechend einfach: Man müsste Eisstaub in eine Kammer baggern, ihn dort verdampfen und anschließend wieder kondensieren lassen. Erst im zweiten Schritt soll mit dem Abbau von Metallen begonnen werden. Je nachdem, wie wertvoll die gewonnenen Materialien sind, könnten sie entweder direkt im Weltall - möglicherweise mit 3D-Druckern - zu neuen Werkzeugen und Bauteilen von Raumschiffen weiterverarbeitet oder zurück zur Erde gebracht werden. „Die Rückführung von Rohstoffen ist allerdings mit gewaltigen Kosten verbunden“, sagt Ulrich Christensen. Es muss also genau abgewogen werden, ob sich der Transport zur Erde lohnt.

Über ökonomische und technische Machbarkeiten machte sich 2012 auch das kalifornische Keck Institute for Space Studies (Kiss) Gedanken. In einer Studie erörterte es, ob es möglich wäre, einen erdnahen Asteroiden zu identifizieren, zu greifen und in die Mondumlaufbahn zu bugsieren, wo er ohne allzu großen Aufwand für den Bergbau angesteuert werden könnte. Die Forscher kamen zu dem Ergebnis, dass es durchaus machbar wäre, einen 500 000 Kilogramm schweren Asteroiden abzuschleppen. Letztlich sei das sogar einfacher als der Abbau von Rohstoffen auf größeren Asteroiden, auch wenn diese zunächst leichter zu entdecken seien. „Es kommt darauf an, was man machen will“, sagt Ulrich Christensen. Wenn Abbaumissionen häufiger dorthin geschickt werden sollen, sei es natürlich einfacher, wenn sich der Asteroid in Erdnähe befände.

Als eine der Voraussetzungen dafür, dass die Mission erfolgreich sein kann, nannte das Kiss die regelmäßige Anwesenheit von Menschen im Weltall zumindest zwischen Mond und Erde. Doch an der Frage, ob Asteroidenbergbau bemannt oder unbemannt stattfinden soll, scheiden sich die Geister. „Alle Missionen, die Erkundung und den Bergbau eingeschlossen, werden mit unbemannten, robotischen Raumfahrzeugen durchgeführt“, sagt Stacey Tearne, Pressesprecherin bei Planetary Resources. Schließlich minimieren unbemannte Missionen das Risiko für das Unternehmen.

„Roboter haben begrenzte Fähigkeiten, sie sind nicht autonom“, hält Markus Landgraf dagegen. „Nur Menschen können selbständig Entscheidungen treffen. Wenn man Bergbau im großen Stil betreiben möchte, braucht man Astronauten vor Ort.“ Ob unbemannt oder bemannt, das vordringliche Problem bleibt bestehen: Bevor über das Abschleppen von Asteroiden nachgedacht wird, sollte der Weltraumbergbau an sich erst einmal in Gang kommen.

© Bryan Versteeg/Deep Space Industries Ein Prozessor könnte die Rohstoffe direkt verarbeiten.

Anreiz bietet die Nachbarschaft der Erde genug. John Lewis bezifferte in seinem 1996 erschienenen und bis heute als Grundlagenwerk für den Asteroidenbergbau geltenden Buch „Mining the sky“ allein den Wert des metallischen Asteroiden Amun auf 20 Milliarden Dollar. Man schätzt, dass ein Asteroid mit einem Durchmesser von einem Kilometer ausreichen würde, um den Bedarf der Menschheit an Industriemetallen über Jahrzehnte hinweg zu decken. Gemessen an den Vorkommen, die der Weltraum bereithält, erscheint der menschliche Bedarf an Rohstoffen geradezu lächerlich klein.

Deshalb denken die Weltraumvisonäre auch gleich weiter. Asteroidenbergbau soll nur der Anfang sein und die Grundlage für eine neue Weltraumwirtschaft bilden. Neuer Lebensraum in den Tiefen des Sonnensystems und darüber hinaus ist das langfristige Ziel. Der Mensch soll zur interplanetaren Spezies werden. Man sieht sich dabei in guter Tradition früherer Pioniere. Die Pferde werden eben durch Raumschiffe ersetzt und die Goldklümpchen nicht mehr am Klondike, sondern im All geschürft.

Fragt sich, ob die Ressourcen im All, wenn es dann tatsächlich losgeht, auch in Wildwestmanier erobert werden. Manch einer befürchtete das, als die Regierung der Vereinigten Staaten im vergangenen Jahr den Space Act verabschiedete, der es Privatunternehmen erleichtert, Weltraumbergbau zu betreiben. Deep Space Industries oder Planetary Resources dürften demnach zwar nicht den Besitz eines gesamten Asteroiden für sich beanspruchen, sehr wohl aber die von ihnen abgebauten Rohstoffe. Es handelt sich dabei um eine geschickte Auslegung des Weltraumvertrags der Vereinten Nationen aus dem Jahr 1967, dem zufolge der Weltraum einschließlich des Mondes und anderer Himmelskörper nicht zum Eigentum einzelner Staaten gemacht werden darf.

„Es hat im Weltraumausschuss der Vereinten Nationen viele Diskussionen über den Alleingang der Vereinigten Staaten gegeben“, sagt Bernhard Schmidt-Tedd, der sich am DLR mit juristischen Aspekten des Raumfahrtmanagements befasst. Einerseits werde auf die Anwendung des internationalen Rechts hingewiesen, andererseits würden den Privatunternehmen sehr offensiv Rechte an Weltraumressourcen erteilt. „Es ist unstrittig, dass im Rahmen von Wissenschaftsmissionen Proben genommen werden dürfen“, sagt Schmidt-Tedd. „Die kommerzielle Nutzung von Rohstoffen geht nach meinem Verständnis aber über den Weltraumvertrag hinaus.“

Tatsächlich bezieht dieser nicht eindeutig zur Frage des Abbaus Stellung. So etwas war damals gar nicht vorstellbar. Im Vertragstext ist nur allgemein von der freien Erforschung und Nutzung des Alls die Rede. „Zunächst einmal ist es sehr vorbildlich, dass Amerika das regelt“, lobt Marc Meyer, Anwalt für Weltraumrecht, den amerikanischen Vorstoß. Zumal jede private Aktivität im Weltraum immer der Aufsicht eines Nationalstaates untersteht. So gesehen, haben die Vereinigten Staaten also für amerikanische Unternehmen ein Stück weit Rechtssicherheit geschaffen.

In dem Wissen darum, wie umstritten der Space Act der Vereinigten Staaten ist, hält man sich auf Seiten von Luxemburg mit konkreten rechtlichen Vorschlägen lieber noch zurück. Eventuell könne man sich für den Rohstoffabbau langfristig an Regelungen orientieren, wie sie zurzeit für die Fischerei in internationalen Gewässern bestehen. Dort gilt: Den Fischern gehören weder das Wasser noch die Fische darin, aber sie haben das Recht, ihre Netze auszuwerfen. Sind die Fische einmal an Deck, gehören sie den Fischern. Das käme in etwa der jetzigen amerikanischen Rechtsauffassung für Asteroidenbergbau gleich.

© dpa Illustration der US-Sonde „Osiris Rex“ am Asteroiden Bennu

Der Vergleich mit dem Seerecht sei durchaus naheliegend, sagt Schmidt-Tedd. „Daraus aber einseitig nur die Freiheit der Fischerei auf hoher See abzuleiten, ist zu kurz gesprochen.“ Für Rohstoffe am Grunde der Tiefsee habe man schließlich auch ein internationales Regime geschaffen, das den Rohstoffabbau überwacht und dafür Sorge trägt, dass Einzelstaaten nicht im Übermaß von den gemeinschaftlichen Ressourcen profitieren - ein Abkommen, das von den Vereinigten Staaten aus der Besorgnis heraus, Investoren abzuschrecken, im Übrigen nicht ratifiziert wurde. „Industriestaaten wollen häufig nicht, dass sie investieren und hinterher alle davon profitieren“, sagt Meyer. An einer international abgestimmten Lösung wird trotzdem kein Weg vorbeiführen, wenn der Asteroidenbergbau erst einmal losgeht. Alles andere würde zu Konflikten führen. Es dürften sich noch rege Diskussionen entwickeln.

Wie viel Zeit bis dahin bleibt, schätzen Fachleute unterschiedlich ein. „Nach meinem Gefühl ist Weltraumbergbau nichts, was im nächsten oder übernächsten Jahrzehnt profitabel möglich sein wird“, sagt Ulrich Christensen. „Es gibt noch erheblichen Entwicklungsbedarf im Hinblick auf die technische Machbarkeit. Das noch größere Problem dürfte aber sein, dass der Bergbau im All überhaupt ökonomisch sinnvoll sein müsste. Das sehe ich momentan nicht.“

Zwei Bedingungen müssten erfüllt werden, damit der Weltraumbergbau wirtschaftlich werde, sagt Ekkehard Kührt. Die Kosten für Rohstoffe auf der Erde müssten steigen, und die Kosten für den Abbau auf Asteroiden deutlich sinken. Ersteres wird sich automatisch ergeben, denn die irdischen Ressourcen werden immer knapper. Für den Rest müssen Forschung und Entwicklung sorgen. „Da ist im Moment noch eine Riesenschere“, sagt Kührt. „Und es wird noch Jahrzehnte dauern, sie zu schließen.“ Vielleicht könne man erste Asteroidenprojekte schon in den nächsten Jahrzehnten starten, aber gewiss noch nicht wirtschaftlich betreiben.

Damit Deep Space Industries und Planetary Resources ihre Ankündigungen in die Tat umsetzen können, müssen vor allem viele andere mitziehen. „Es müsste bald zu einem großen Aufbruch in den Weltraum kommen“, sagt Markus Landgraf. Bei Planetary Resources gibt man sich optimistisch: „Das Wachsen der Weltraumwirtschaft und der Asteroidenbergbau gehen Hand in Hand“, sagt Stacey Tearne. „Sobald wir die Ressourcen für Weltraumerkundungsmissionen bereitstellen, werden die Kosten drastisch sinken. Das wiederum wird zu einem signifikanten Wachstum der gesamten Weltraumindustrie führen.“

Die aggressive Marketingstrategie der Privatunternehmen könnte sich jedenfalls noch als klug erweisen. Wenn die Aussicht auf astronomische Reichtümer Menschen schon begeistert hat, bevor sie überhaupt ins All fliegen konnten - was könnte die Ankündigung unendlicher Rohstoffvorkommen heute erst auslösen? Es wäre schließlich nicht das erste Mal, dass neue Technik durch Science-Fiction von gestern inspiriert wurde. Die Schätze des Alls rücken näher. Der nächste Goldrausch scheint nur noch eine Frage der Zeit.

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Quelle: F.A.S.

Veröffentlicht: 15.11.2016 11:53 Uhr