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Die Raumfahrtbeziehungen von Europa und den USA

Einleitung

Die Beziehungen zwischen den USA und Europa waren auch in der Raumfahrt nicht immer leicht. Es gibt Hochpunkte gemeinsamer Forschung und Tiefpunkte. Dies ist ihre Geschichte.

Die Sechziger Jahre

In den Sechziger Jahren war das Verhältnis zwischen den USA und Europa sehr entspannt, weil die Partner sehr ungleich waren. Die NASA hatte ein im Vergleich zu heute enormes Budget, entsprechend der Kaufkraft bis zu 5 mal so hoch wie heute, wobei allerdings der größte Teil auf das Apollo Programm entfiel. Dagegen begannen die europäischen Staaten gerade erst ihre ersten Schritte in den Weltraum zu unternehmen. Es gab damals mehr nationale Kooperationen wie z.B. bei dem Start der ersten deutschen Satelliten.

Europa war damals auch politisch noch nicht so weit wie heute. Es gab zwei Organisationen, die ESRO welche nur Satelliten entwickelte und die ELDO, die eine eigene Trägerrakete namens Europa entwickelte. Letztere scheiterte, vor allem wegen organisatorischen Fehlern und dem fehlenden politischen Willen der beteiligten Ländern.

In dieser Zeit gab es keine Probleme mit der NASA: Wollte man einen Satelliten starten, so konnte man Trägerraketen und Start von der NASA buchen und damit hatte es sich. Es gab aber noch keine Kooperationen zwischen der NASA und europäischen Ländern.

Die Siebziger Jahre

Die Siebziger Jahren markieren den ersten Bruch in den Interessen der USA und Europa. Als man nun in Europa daran ging die ersten Anwendungssatelliten zu bauen, wollte die NASA diese nicht mehr so ohne weiteres starten. Es ging konkret um die von Deutschland und Frankreich entwickelten Nachrichtensatelliten Symphonie 1+2. Diese wurden nur von der NASA gestartet, wenn sie nicht kommerziell, sondern nur experimentell genutzt wurden. Denn mit Nachrichtensatelliten kann man Geld verdienen, sowohl beim Bau, wie auch beim Start, erst recht aber bei der Vermietung der Kanäle. Anstatt eigene Nachrichtensatelliten zu bauen, sollten die Europäer doch Satelliten von US Betreibern mieten.

Das führte letztendlich zur Entwicklung der so erfolgreichen Trägerrakete Ariane. Zwar hatte man gerade erst mit der Europa Rakete Schiffbruch erlitten, doch vorschreiben was man tun und lassen sollte, das war doch etwas anderes. Auch begründete dies die heute sehr gute Raumfahrtindustrie, die auch Kommunikationssatelliten erfolgreich baut und verkauft.

Vor allem aber besannen sich die Europäer und konzentrierten ihre Kräfte. Anstatt eine ESRO und eine ELDO gab es seit 1975 nur eine zentrale Raumfahrtorganisation, die ESA. Die ESA war zudem auch finanziell besser als ihr Vorgängerorganisationen gestellt. Die meisten europäischen Länder geben einen Großteil ihres Raumfahrtetats für ESA Projekte aus.

Die ESA startete sehr bald wissenschaftliche Satelliten, die auch die USA überzeugten, wie den Gammastrahlensatelliten COS-B, den Wettersatelliten Meteosat und den Forschungssatelliten GEOS. So kam es sehr bald zu europäisch - amerikanischen Projekten:

• Forschungssonden Helios 1+2 (Deutschland / NASA)
• UV Astronomiesatellit IUE (ESA/NASA)
• Beobachtungsprogramm der Erdumgebung und ihrer Wechselwirkung mit der Sonne ISEE (ESA/NASA)
• Beteiligung am Hubble Space Teleskop (ESA/NASA)
• Bau des Spacelabs (ESA) für den Shuttle (NASA)

Die Achtziger Jahre

Die begonnene Zusammenarbeit sollte sich in den achtziger Jahren fortsetzen. Nun waren weitere Projekte geplant. Auch ging es nun tiefer in den Raum heraus und die bemannte Raumfahrt wurde für Europa wichtiger. Doch zeigte sich auch, dass die USA ein wackeliger Bündniskandidat waren.

Erfolgreich durchgeführte Projekte:

• Bau eines Meeresbeobachtungssatelliten TOPEX/Poseidon (Frankreich/NASA)
• Bau eines Infrarotbeobachtungssatelliten IRAS (Niederlande, England / NASA)
• Jupiterorbiter / Atmosphärenprobe (Deutschland/NASA)
• Sonnensonde Ulysses (ESA/NASA)

Es gab nun auch die ersten Erfahrungen mit der Art, wie in den USA Raumfahrtprojekte scheitern. Man wollte die Arbeit intensivieren, doch die NASA musste einsparen. Zum einen weil die Space Shuttle Kosten explodierten, zum anderen weil ihr Budget gekürzt wurde, während man gleichzeitig Mittel für eine Raketenabwehr in den Weltraum bereitstellte (SDI) und eine unfinanzierbare Raumstation namens Freedom plante. (Unfinanzierbar weil viel zu groß geplant). Besonders hart traf es den Bereich planetare Raumfahrt, bei dem 1982 alle Missionen der nächsten 10 Jahre gestrichen werden sollten.

Galileo, eine amerikanisch - deutsche Raumsonde sollte, als sie 90% fertig gestellt war, gekippt werden. Dies war nur durch massive Proteste der Öffentlichkeit zu verhindern. Andere gemeinsame Projekte scheiterten schon in der Planungsphase:

• Eine gemeinsame Halley Beobachtungsmission (Die ESA baute die Raumsonde Giotto dann alleine)
• Eine gemeinsame Mission zur Beobachtung der polaren Gebiete der Sonde (Verwirklicht als ESA Sonde Ulysses mit amerikanischer Beteiligung).

Die größten Einschnitte betrafen die bemannte Raumfahrt. Die ESA hatte für 1.5 Mrd. DM das Spacelab für den Space Shuttle gebaut und der NASA quasi geschenkt (Für einen "halben" Space Shuttle Flug überlassen). 220 der 487 geplanten Starts des Shuttle sollten das Spacelab nutzen. Dies beruhte auf den angegebenen Startpreisen des Space Shuttles von 24 Millionen USD (1977). Diese Startpreise hätten es auch Europa ermöglicht, das Spacelab oft zu nutzen, und so in die bemannte Raumfahrt einzusteigen.

Doch die Startpreise stiegen an. Vor dem Jungfernstart 1981 lagen sie schon bei 35 Millionen USD, um dann über 70 auf 108 Millionen USD vor dem Challenger Start anzusteigen. Danach musste die NASA die subventionierten Flüge einstellen und die Kosten steigen auf 200-250 Millionen USD. (Heute liegen sie bei 350 - 450 Millionen USD). So konnte die ESA nur 3 Flüge mit dem Spacelab finanzieren. Als einziges ESA Mitgliedsland hat Deutschland eigene Flüge gebucht. Auch hier zeigte sich die Kostensteigerung von der D1 zu D2 Mission deutlich: Letztere kostete mit 800 Millionen DM doppelt so viel wie die erste. Ein dritter Flug, bei dem ein von Deutschland entwickeltes Infrarotteleskop (GIRL) eingesetzt worden wäre, musste wegen diesen hohen Kosten entfallen.

Europa probte zu diesem Zeitpunkt den eigenen Einstieg in die bemannte Raumfahrt: Eine eigene Raumstation namens Columbus war geplant, versorgt von dem bemannten Raumgleiter Hermes, der auf einer Ariane 5 Rakete gestartet werden sollte. Kostensteigerungen bei Hermes und eine zu hohe Masse des Shuttles führten zum Einstellen von Hermes. Als aus der US Raumstation Freedom über die Zwischenstation Alpha, die internationale Raumstation ISS wurde, wurde Columbus zu einem Modul der ISS.

Viel erfolgreicher war Europa beim Raketengeschäft. Die Ariane 1 war als Trägerrakete für geostationäre Satelliten konzipiert und damit auf einen existierenden und sich ausweitenden Markt ausgerichtet worden. Sie bekam von Anfang an auch Aufträge von Drittländern und auch US Firmen, die keinen Start an Bord einer US Trägerrakete bekamen, da deren Produktion wegen dem US Shuttle heruntergefahren wurden.

Mit der Einführung der Trägerrakete Ariane 4 mit einem flexiblen System, doppelt so hoher Nutzlast wie beim Vorgängermodell Ariane 3 und höherer Startfrequenz konnte Europa mehr als 50 Prozent Marktanteil am kommerziellen Markt erreichen. Eine feste Größe, wenngleich nicht den Markt dominierend, waren auch die europäischen Hersteller von Kommunikationssatelliten. In beiden Gebieten hatten die Bemühungen der letzten Jahre Früchte getragen.

Die Planung und der Start eigener anspruchsvoller Missionen wie der Raumsonde Giotto, brachte auch den Durchbruch in den Gebieten Planetenerkundung und Erdbeobachtung. Im Bereich bemannte Raumfahrt orientierte sich Europa Ende der achtziger Jahre mehr nach Osten und plante Missionen an Bord der Raumstation Mir.

Die neunziger Jahre

Die Probleme der achtziger Jahre waren auch die der neunziger Jahre. Nach Reagans Abschied vom Präsidentenstuhl, konsolidierte sich aber die NASA, die Zeit der Unberechenbarkeit war nun vorbei. Man ging wieder an neue Großprojekte und zahlreiche kleine Kooperationen. Von den Großprojekten blieb nur eines übrig: Das James Webster Teleskop, der Nachfolger des HST. Das Cassini-Huygens Projekt konnte nur gerettet werden, weil Europa schon so stark in die Sonde involviert war.

Gescheitert war das gemeinsame Projekt einer Sonde zur Sammlung von Kometenmaterie, die dann als Rosetta in kleinerer Form selbst durchgeführt wurde.

Wieder ging man nun an die Planung einer gemeinsamen bemannten Raumstation, der ISS. Vor allem aber gab es mehr die pragmatische Zusammenarbeit. Deutschland verwirklichte mit der NASA die Grace Mission. Europäische Instrumenten flogen in den Neunzigern auf fast jeder Planetensonde der USA mit, ohne dass man wie bei Galileo im Gegenzug dafür zahlen musste. Inzwischen waren europäische Wissenschaftler in vielen Gebieten führend: Die Franzosen bauten die besten Spektrometer, Deutschland die besten Staubdetektoren, Alphateilchen und Röntgenspektrometer und Kameras, Italien war führend auf dem Gebiet der Radartechnik. Alle diese Instrumente findet man auf amerikanischen Planetensonden wieder. Manche Mission wie Stardust und Mars Pathfinder ist sogar zu 50 Prozent mit europäischen Instrumenten bestückt.

Fest etabliert ist nun Ariane, die neue Ariane 5 kommt nach einem Fehlstart und Verzögerungen Ende des Jahrzehnts auch in Fahrt und wird operational.

Die in den achtziger Jahren begonnene Zusammenarbeit mit Russland wurde intensiviert. Neben der Planetenmission Mars 96 ist hier die Beteiligung am Astronomiesatelliten Granat und das gemeinsame Observatorium Integral zu nennen. Es zeigte sich, das die Zusammenarbeit mit Russland zuverlässiger als die mit den USA war, auch wenn die russische Raumfahrtindustrie vom Zerfall der UdSSR unmittelbar betroffen war.

Vor allem aber startete Europa eigene Satelliten, die an der Spitze der Forschung stehen:

• Die Erdbobachtungssatelliten ERS 1+2
• Den Infrarotsatelliten ISO
• Den Röntgenbeobachtungssatelliten ROSAT und XMM

Ein neues Jahrhundert

... Ein neuer Anfang? Es scheint nicht so. Nach dem Columbia Unglück gibt es eine weitere Kehrtwende in der Politik der ISS. Nachdem sich der Aufbau schon verzögert hatte, weil die Space Shuttles nicht oft genug starteten, soll nun nach dem Bau die Space Shuttle Flotte eingemottet werden.

Will man sieben Astronauten an Bord der ISS haben, so braucht man aber den Space Shuttle, weil nur er 7 Personen bei einem Zwischenfall zur Erde zurückbringen kann. Darüber hinaus ist er für sperrige Teile (Reparaturen) notwendig. Zwar kann Europa mit dem ATV selbst Versorgungsgüter zur ISS bringen und mit Sojus Kapseln wären auch 6 Astronauten möglich. Doch bedeutet das in jedem Falle neue Kosten für mehr ATV und Sojus Flüge, die Europa bezahlen müsste. Die 2-3 Mann Stammbesatzung der ISS hat dagegen kaum Nutzen, den die Arbeitszeit von 2.5 Personen braucht man alleine zum Aufrechterhalten des Betriebs.

Die USA diskutierten vor dem Verlust der Columbia ernsthaft nur noch einen US-Core fertigzustellen, also die Module der internationalen Partner samt der Verbindungsknoten am Boden zu lassen. Diese ISS wäre nur eine russisch-amerikanische Raumstation gewesen, mit 3 Mann Stammbesatzung. Das es nicht dazu kam lag zum einen an den abgeschlossenen Verträgen, die Kompensationszahlungen vorsahen, aber auch paradoxerweise am Verlust der Columbia - wäre nun die ISS aufgegeben worden, so sähe dies ja fast wie ein Scheitern aus. Immerhin: Es blieb ein von der NASA bestelltes und von Japan als Kompensation für Transportlieferungen gebautes Labormodul am Boden sowie das Habitatmodul, die Wohnung der Astronauten und es wurde die Besatzung auf 6 Personen reduziert.

Stattdessen gab es neue Pläne zum Mars zu gehen, mit dem (unnötigen) Umweg über den Mond. Um diese zu finanzieren wurde der ISS-Betrieb bis 2016 begrenzt, 10 Jahre nach Abschluss des Vertrages mit ESA und JAXA über die nun modifizierten ISS-Randbedingungen. Die Shuttles sollten 2009/10 ausgemustert werden. Nach Obamas Wahl 2008 wurde das Constellation Programm schon wieder eingestellt, ohne das es richtig eingestellt wurde - unter der Bezeichnung MPCV wird die Orion Raumkapsel weiter entwickelt, unter der Bezeichnung SLS eine Schwerlastrakete. Lediglich die Ares I scheint eingestellt worden zu sein. Dafür wird die ISS nun bis 2020 betrieben werden.

Das stellt die ESA vor Probleme, denn die ATV, welche die Kompensationslieferungen für die Betriebskosten sind, waren für einen Betrieb bis 2015 vorgesehen. Strecken des Zeitplans (die ISS wurde ja auch später fertig) bedeutet, das das letzte ATV nun 2017 starten wird. Für die restlichen drei Jahre wird eine Lösung benötigt. Zwei weitere ATV könnte man noch bauen. Für diese gibt es noch Elektronikersatzteile (die Entwicklung begann schließlich schon 1998). Daher muss sich die ESA entscheiden wie sie fortfahren will.

Bei der Erörterung der Kosten wurde es interessant: der ESA Finanzbeitrag für die ISS beträgt 150 Millionen Euro pro Jahr. Also muss man entweder diese Summe aufbringen oder als Kompensation Fracht bringen. (Quelle). Die bisherigen 5 Transporter reichen aus um bis 2017 den Betrieb zu finanzieren. Da der erste 2008 startete entspricht dies 10 Jahren. Sie werden 33 t Fracht zur Station bringen. Dies sind 3,3 t pro Jahr oder ein "Kilogrammpreis" von 61.300 Dollar (Umrechnungskurs 1.35 Dollar = 1 Euro). Die NASA zahlt im Rahmen des CRS Programms für 40 t Fracht 3,5 Milliarden Dollar. Also 87.500 Dollar pro Kilogramm. Dabei wird hier sogar "Bruttofracht" bezahlt. Das bedeutet mit der Verpackung, während die Frachtangaben beim ATV "Nettofracht" sind, also ohne Verpackung. Bei den ersten drei Versorgungsflügen machte diese Verpackung 20% des Gewichts aus. zieht man diese noch ab, so muss die ESA 70% mehr Fracht als die US-Unternehmen liefern um ihren "Pflichten" nachzukommen. Faire und gleiche Behandlung sieht anders aus.

Derzeit steht das James Webb Space Teleskope in der Kritik, ebenfalls ein US-Europäisches Gemeinschaftsprojekt. Es liegt Jahre hinter dem Zeitplan zurück, wird mit über 8 Milliarden Dollar erheblich teurer als geplant. Hier ist Europa aber nur mit einem Teil des MIRI Instruments und dem Start beteiligt. 2012 kündigte die NASA die Zusammenarbeit bei Exomars, da ihr Budget über die nächsten Jahre sinkt und sie keine Möglichkeit für dieses Projekt sieht. Auch hier ist wahrscheinlich, dass die ESA dass Exomarsprojekt einstellt, da es auch wegen der hohen Kosten bei den ESA Mitgliedsstaaten umstritten ist.

Mein Resümee ist es vor allem aber bei Großprojekten Auf Abstand zu den USA zu gehen. Zu viele Projekte sind schon gescheitert oder die Bedingungen haben sich rapide verschlechtert. Bei kleinen Projekten ist die Gefahr, dass sie eingestellt werden kleiner und eine Zusammenarbeit wie sie derzeit, auch erfolgreich im Planetenprogramm erfolgt, sollte beibehalten werden.

Das problematische System in den USA

Natürlich ist die NASA viel mehr von den Problemen betroffen als die ESA, doch da die USA ja selbst vertragliche Vereinbarungen brechen (Siehe ISS) hier ein Blick, auf die Probleme die das amerikanische System hat.

Jedes Jahr legt die NASA den beiden Häusern des Parlaments, (Senat und Kongress) ihren Haushalt zur Genehmigung vor. Diese genehmigen dann was ihnen gerade gefällt oder nicht. (Suchen sich gerne auch einzelne Posten heraus die sie streichen). An für sich eine gute Sache, würden nicht Projekte die gut laufen jedes Jahr neu zur Diskussion stehen. Paradebeispiel war das Apollo Programm. Nach Apollo 12 wurde zuerst eine Mission (Apollo 20), dann nach Apollo 13 zwei weitere (Apollo 18+19) gestrichen. Dabei waren die Hardware (Apollo Kapseln, Lunar Module, Saturn Trägerraketen) schon gebaut und bezahlt worden. Der Spareffekt lag bei unter 200 Millionen USD (von 450 Millionen USD) pro Flug, bei Gesamtkosten des Apolloprogramms von 25000 Millionen USD.

Die NASA ist von Kürzungen weit mehr betroffen als andere Ministerien. So werden Rüstungsaufträge z.B. fast nie gestrichen oder gekürzt. Es ist sehr problematisch für die NASA so gesteigerte Projektkosten abzufangen. Dies führt zu Streichungen an anderer Stelle. Als in den späten 70 und achtziger Jahren die Shuttle Kosten explodierten, startete die NASA fast keine wissenschaftlichen Nutzlasten mehr.

Die Beliebtheit von Discovery Missionen, also Missionen mit begrenzten Budgets und schnellere Entwicklung, aber auch begrenzten wissenschaftlichem Aufgaben, haben ihren Ursprung in diesem System: Je kleiner die Mission ist, je schneller sie gebaut wird, desto eher wird sie verwirklicht.

Sehr oft wird daher ungeplant, d.h. die Mission billiger geplant. Das führte zu solchen Blüten, wie die Raumstation "Freedom", die zu "Alpha" mutierte und dann zu "ISS". Während dieser Zeit des Umplanens wurde keine Hardware gebaut, aber 8 Milliarden nur für die Planung ausgegeben!

Präsidenten

Die mächtige Position, die ein Präsident in den USA hat, ist auch ein Fluch oder ein Segen für das Raumfahrt. Ein Segen wenn der Präsident die Raumfahrt unterstützt (Johnson) oder in ihr eine wichtige Aufgabe sieht um das Prestige des Landes anzuheben (Kennedy). Sollte der Präsident nichts von Raumfahrt halten, so können die Folgen dramatisch sein.

Unter Reagan gab es nur für militärische Raumfahrt Geld. 1982 sollten alle Planetensonden der nächsten 10 Jahre gestrichen werden. Während heute die USA pro Jahr eine Raumsonde bauen, waren es unter Reagan zwei in 8 Jahren. In dieser schwarzen Periode der US Raumfahrt kamen mit dem Shuttle und Freedom zudem zwei Kostenträger dazu, dass die NASA sogar ihre Anwendungssatelliten nicht mehr betrieben konnten, jahrelang keinen Erderkundungssatelliten zur Verfügung hatten und sich von der kleinen ESA den Meteosat 3 Satelliten ausleihen mussten, weil sie keinen geostationären Wettersatelliten über der Ostküste mehr hatten.

Der nächste Präsident, der mehr von Militär als Raumfahrt hält, ist George W. Bush. Er hat das Projekt einer Pluto Raumsonde gestoppt und verkündigt nun utopische Pläne zum Flug zum Mars - ohne das allerdings die NASA dafür Geld bekommt, also muss woanders gespart werden. (Wie gehabt, viel ankündigen, bloß kein Geld ausgeben...). Dies geht indem man die Shuttles außer Dienst stellt. Dafür muss man eigentlich die Raumstation ISS aufgeben, denn ohne Space Shuttles kann man sie nicht richtig betreiben.

Konsequenzen

In Europa kann man am System der USA nichts ändern. Doch die bisherigen Erfahrungen zeigen, das eine Zusammenarbeit in Großprojekten (Spacelab, ISS) sehr große Risiken beinhaltet. Nach Ansicht des Autors ist es zu riskant, sich mit der NASA in Großprojekte einzulassen, die lange dauern oder teuer sind. Dies gilt im besonderen im bemannten Bereich. Hier scheiterten praktisch die einzigen beiden Abmachungen (Spacelab und ISS). In beiden Fällen haben die USA abgeschlossene Verträge gebrochen. Bei einem Bruchteil des Finanzeinsatzes für Spacelab und Columbus entfallen heute die meisten Stunden die europäische Astronauten im Weltraum waren auf die Mir Aufenthalte von 1990-1995.

Eine besondere Anmerkung zur Politik Deutschlands. Unter allen Regierungen zeigte sich, dass hier die deutsch-amerikanische Zusammenarbeit noch intensiver als die anderer europäischer Länder war. Das wirkte sich vor allem auf die bemannte Raumfahrt aus. Deutschland ist jeweils beim Spacelab (51 %) und Columbus (46 %) die Nation mit dem größten Anteil. Als einzige Nation gab es auch zwei nationale Spacelab Missionen.

Dagegen engagiert sich Deutschland bei der Trägerrakete Ariane nur begrenzt, wenn auch beim Ausbau der Ariane 5 nun etwas mehr. Die Folgen sind unmittelbar spürbar. Erst seit es nach D-2 keine Spacelab Mission mehr gab, startet Deutschland wieder mehr eigene Satelliten. Es ist uns zu wünschen, dass diese Politik anhält und man sich nicht wieder breit schlagen lässt bei einem amerikanischen Projekt groß einzusteigen.

Auch in neuerer Zeit gibt es noch die Erfahrung, dass man sich nicht auf die USA bei der Zusammenarbeit verlassen kann. so stieg die NASA aus dem Exomars-Projekt aus. Die ESA wandte sich dann an Russland.

Anhang

Das NASA Budget 1958 - 2006 im Vergleich zu dem Gesamthaushalt der USA. Farblich kodiert sind die Regierungszeiten der Präsidenten die das Budget verabschiedet haben. Da ein Präsident im Januar sein Am antritt kann er frühestens das Budget für das nächste Jahr (das im Oktober verabschiedet wird) beeinflussen. Bisher war es so, dass die NASA erst an dem zweiten Amtsjahr beachtet wurde, wenn überhaupt . Alle Angaben in 1000 Dollar. 89.193 Tausend Dollar sind also 89 Millionen 193000 Dollar. Das erste Budget ist das der NACA als Vorgängerorganisation sowie anderer Institute (wie dem JPL), da 1958 erst die NASA gegründet wurde und ihr erstes Budget war das von 1959.

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