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Die Welt ist anders, als wir denken. Vieles, was wir für unumstößlich halten, ist schon jetzt in einem Prozess der umfassenden Veränderung begriffen, im Positiven wie auch im Negativen. Und anderes ist längst geschehen. Als ich damit begann, dieses Buch zu schreiben, handelte ein Kapitel von der Unvermeidlichkeit einer Pandemie in der Zukunft. Inzwischen hat sie uns mit voller Wucht getroffen. Die Menschheit befindet sich mitten in einem umfassenden Umbruch. Und mitten in einer technologischen Revolution, die die Industrialisierung wahrscheinlich sogar in den Schatten stellen wird. Überall werden bahnbrechende Erkenntnisse gewonnen und oft in Technologien umgesetzt, die die Welt verändern. Immer öfter werden technologische Lösungen möglich, die vorher undenkbar waren. Um einen berühmten Satz zu zitieren: Was heute noch wie ein Märchen klingt, kann morgen Wirklichkeit sein.

Genau das sind die Themen, die ich in meinem YouTube-Kanal Clixoom Science & Future behandle. Ich möchte die Augen dafür öffnen, in was für einer unglaublichen Welt wir leben. Wie sich der technologische Wandel und der wissenschaftliche Fortschritt beschleunigen, wie aber auch die Gefahren mehr werden. Die Welt ist eben anders, als wir denken. Und ich freue mich, mit diesem Buch diese Perspektive jetzt auch einem erweiterten Publikum eröffnen zu können, denn ich finde sie unfasslich und staune jeden Tag aufs Neue. Dieses Staunen möchte ich in diesem Buch vermitteln. Unsere Spezies steht an einem Scheideweg. Es drohen dramatische Gefahren, aber auch unglaubliche

Doch es gibt Hoffnung, und die gibt uns die Wissenschaft: In immer mehr Bereichen kommt es zu wahren Quantensprüngen. Es klingt ein wenig paradox, denn dieses Wort steht ja eigentlich für sehr kleine Schritte. Trotzdem wird es für extrem große Fortschritte benutzt, und das ist gar kein so schiefes Bild. Immer mehr Entdeckungen werden auch am CERN in seinen riesigen Teilchenbeschleunigern gemacht, wie zum Beispiel 2012 der Beleg für die Existenz des Higgs-Bosons, eines Elementarteilchens, ohne das das sogenannte Higgs-Feld der Materie seine Masse nicht verleihen könnte. Sprich: Sehr kleine Entdeckungen können heute sehr Großes bedeuten und zu riesigen Fortschritten führen.

Wissenschaft vs. Populismus

Die Konsequenzen mancher dieser Entdeckungen sind absolut bahnbrechend. Supraleitung, Quantenkryptografie, Teilchenverschränkungen und vieles mehr machen heute Entwicklungen möglich, die früher in die Welt der Phantastereien gehörten. Genau das scheint zu einem immer größeren Problem für die Wissenschaft zu werden. Denn immer mehr Menschen wollen diesen Fortschritt auch nicht glauben. Populismus bricht sich Bahn, und schon an ganz einfachen Herausforderungen, zum Beispiel durch Impfverweigerer, drohen die Früchte des Fortschritts zu scheitern. Die Wissenschaft muss um ihre Glaubwürdigkeit kämpfen. Selbst Führer großer Staaten stellen sie in Frage. Verschwörungstheorien und Populismus verbreiten sich.

Und das ist verhängnisvoll. Auf den ersten Blick ist es vielleicht lustig, wenn die Mondlandung in Zweifel gezogen wird oder Menschen tatsächlich noch glauben, dass die Erde eine Scheibe ist. Doch auch das trägt zu einem geistigen Klima bei, in dem dann Kinder nicht geimpft werden und Epidemien ausbrechen. Oder dass Erderwärmung und Klimawandel in Frage gestellt werden. Oder dass man sich viel zu lange Zeit lässt und selbst von Regierungen wie der deutschen, die keinen Zweifel daran hegen, dass der Klimawandel eine ernsthafte Bedrohung ist, die Ergebnisse und Forderungen der seriösen Forscher nicht oder nur zögerlich umgesetzt werden.

Wir leben in einer Zeit der Zerreißprobe: Wissenschaft und Forschung eröffnen uns ungeahnte Möglichkeiten. Die Menschheit kann eine neue Stufe der Entwicklung erreichen. Andererseits hat Ignoranz bereits zum ersten Massenaussterben geführt, das von einer Spezies durch ihr bewusstes Handeln auf der Erde in Gang gesetzt wurde. Wir sind durchaus in der Lage, schuldig an unserem eigenen Aussterben zu werden.

Zurück zum Positiven: Ein Beispiel für einen wirklich rasanten Fortschritt ist die Batterieentwicklung. Immer neue Materialien und Technologien werden eingeführt, und die Leistungsdichte steigt und steigt. Mit Graphen, einem Material, bei dem aus Kohlenstoff sehr kleine Strukturen gebaut werden, ist die Forschung in der Lage, neue bahnbrechende Technologien mit neuen verblüffenden, extrem leistungsfähigen Eigenschaften zu entwickeln, womit wir bei einem meiner Lieblingsthemen wären: dem Aufzug ins Weltall, der diesem Buch den Namen gegeben hat. Er ist ein Beispiel dafür, was in Zukunft alles möglich wird, aber und eben auch, was jetzt schon möglich und Realität geworden ist.

Eine Realität, die viele Menschen nicht begreifen, im Negativen wie im Positiven. Die Corona-Krise ist ein gutes Beispiel dafür, woran das liegt: an unserer grundsätzlichen Schwierigkeit, exponentielle Entwicklungen zu verstehen. Kaum jemand kann die Rasanz nachvollziehen, mit der aus 2000 Neuinfizierten in ein paar Tagen 4000, dann 8000, 16000, 32000, 64000, 128000, 256000, eine halbe Million, eine Million, zwei Millionen, vier, acht, 16, 32, 64 Millionen und so weiter und so fort werden. Nur wenige Schritte, um von ein paar tausend zu Millionen Fällen zu kommen. In diesem Fall waren es neun. Es gleicht dem berühmten Beispiel mit den 64 Schachfeldern: Auf das erste Feld kommt ein Reiskorn, auf das zweite kommen zwei, dann vier, und am Ende sind es mehr Reiskörner, als auf der Erde existieren. Eine ähnliche Beschleunigung steht uns wahrscheinlich bei der technologischen Entwicklung von Quantencomputern und Künstlicher Intelligenz bevor.

Und noch ein Beispiel für das Tempo des Fortschritts aus den letzten zwanzig Jahren: der Flachbildschirm in Verbindung mit immer schnelleren Datenverbindungen und immer schnelleren Prozessoren. Ich habe es selbst erlebt: Als ich mit den Planungen zu Online-Video begann, wurde ich für verrückt gehalten. Ohne Ausnahme wurde von meinen Kolleginnen und Kollegen bezweifelt, Datenübertragung und Prozessoren könnten so schnell werden, dass wir Videos im Netz sehen werden.

Auf dem Weg in atemberaubende Zeiten

Doch im Grunde war es absehbar, denn das Moore’sche Gesetz der exponentiellen Entwicklung der Zahl integrierter Schaltkreise auf Prozessoren war ja bekannt, aber nur wenige begriffen es wirklich. Und der Flachbildschirm hat dann auch noch ermöglicht, dass wir heute tragbare Computer, Tablets und Smartphones haben, auf denen wir längst Online-Videos in einer atemberaubenden

Elektromobilität, Autonomes Fahren, Drohnen, Internet der Dinge, Überwachung, Forschungsmacht China, Wasserknappheit, steigender Meeresspiegel, regenerative Energie, Kernfusion und, und, und. In diesem Buch geht es um all diese und weitere Entwicklungen, auf die wir uns einstellen müssen – manche davon sind phantastisch und manche auch beängstigend.

Lange sah es so aus, als würde die Raumfahrt auf der Stelle treten. Die USA hatten noch nicht mal mehr ein Transportmittel, um Astronauten ins Weltall zu bringen. Nach dem letzten Flug eines Space Shuttle im Juli 2011 stand die NASA mit leeren Händen da. Es schien so, als sei die bemannte Raumfahrt für die westliche Welt einfach zu teuer. Lediglich das Sojus-Programm konnte weiter genutzt werden, und nur China schickte noch Taikonauten ins All, wie Astronauten und Kosmonauten dort genannt werden. Auch für die Internationale Raumstation ISS ist keine Nachfolge in Sicht, Flüge zum Mond finden seit mehr als 40 Jahren nicht mehr statt, und bei der NASA gibt es immer wieder Budget-Diskussionen. Steht die Raumfahrt also am Scheideweg? Werden wir es vielleicht nie schaffen, die Erde in nennenswerter Zahl zu verlassen? Ist die Wirtschaftsleistung unserer Zivilisation einfach zu klein, um Raumfahrt im großen Stil zu ermöglichen?

Die neuen Weltraum-Pioniere

Als 1969 die ersten Menschen auf dem Mond landeten, sahen die Perspektiven noch ganz anders aus. Nichts schien unmöglich, und als dann die Space Shuttles an den Start gingen, erlagen alle der Illusion, dass Raumfahrt jetzt alltäglich werde. Damit war 2011 Schluss. Das Space-Shuttle-Programm war entgegen den ersten Kalkulationen viel zu teuer und mit zwei Abstürzen auch viel zu unsicher. Zwei Katastrophen, die sich in das Gedächtnis der gesamten Menschheit eingebrannt haben. Sind wir zu weit

Doch dann tauchten ein paar Pioniere am Horizont auf, die in den letzten Jahren teils Unglaubliches geschafft haben. Ebenso ikonisch wie die Bilder der Space-Shuttle-Abstürze wurde im positiven Sinn die parallele Landung zweier Booster der Falcon Heavy 2018, nachdem sie von ihrer Rakete abgesprengt worden waren. Die Trägerrakete des privaten Unternehmens SpaceX von Elon Musk erbrachte den Beweis, dass die Zukunft der Raumfahrt nicht vorbei ist. Es war das letzte Zeichen dafür, dass wirklich ein neues Zeitalter angebrochen ist. Und 2020, neun Jahre nach dem Ende des Space-Shuttle-Programms, sind zum ersten Mal wieder amerikanische Astronauten mit einer Raumkapsel zur Internationalen Raumstation geflogen. Und auch hier war der Hersteller SpaceX.

Und das ist kein nationales Ereignis. Diese Kapsel, die Crew Dragon, ist ein Meilenstein der Raumfahrt. Keine Hunderte Knöpfe und Anzeigeinstrumente, ein smartes Raumschiff mit Flachbildschirmen und wenigen Bedienelementen – und es bietet Platz für sieben Passagiere.

Wir brechen in den Weltraum auf! Was vor wenigen Jahren noch als utopisch galt, ist urplötzlich denkbar und könnte morgen schon Wirklichkeit sein. Stephen Hawking lag wahrscheinlich gar nicht so falsch mit seiner vor seinem Tod noch einmal bekräftigten Forderung, dass wir zu neuen Welten aufbrechen müssen. Wenn wir es nicht wagen, werden wir früher oder später hier auf der Erde durch den Klimawandel, einen Supervulkan, einen Asteroiden oder eine Pandemie vernichtet. Eine ganze Reihe von Zukunftsforschern rechnet damit in den nächsten Jahrhunderten oder Jahrtausenden, zum Beispiel Carl Sagan oder Michio Kaku. Eine Spezies, die dauerhaft überleben will, muss in die Weiten des

Ein historisches Bild. Zwei Seitenbooster von Falcon-Heavy-Schwerlastraketen von SpaceX landen im Juni 2019 nach erfolgreicher Mission parallel auf dem Kennedy Space Center.

Die Chancen, dass das machbar ist, werden tatsächlich immer größer. Zum einen wird auf immer mehr Planeten und Monden wie dem Mars oder dem Mond Wasser entdeckt, das wir auf Missionen nutzen könnten. Zum anderen wird Raumfahrt durch Pioniere wie Elon Musk und Jeff Bezos mit ihren Unternehmen SpaceX und Blue Origin immer preiswerter. Und das ist entscheidend für die Eroberung des Weltraums. Durch die riesigen Schritte, die dort in den letzten Jahren technisch und auch finanziell gemacht wurden, haben sich die Möglichkeiten gründlich geändert. Was vor einigen Jahren noch eine unmögliche Kraftanstrengung gewesen wäre, wirkt jetzt fast schon wie eine Spazierfahrt. Rohstoffabbau

Während der Start einer Saturn V noch rund eine Milliarde Dollar gekostet hat, sind die Kosten bei den Falcon-Raketen von SpaceX inzwischen auf unter 100 Millionen Euro gefallen. Neil Armstrong hatte Elon Musk noch mit auf den Weg gegeben, dass er seine ehrgeizigen Ziele nie erreichen würde. Aber das scheint Musk nur noch mehr motiviert zu haben. Schon jetzt hat er Fortschritte erzielt, die nicht nur Neil Armstrong für unmöglich gehalten hat.

Raumstation im Mondorbit

Und er ist nicht der Einzige in Aufbruchstimmung. Ganz konkret wird gerade an einer Raumstation für den Mondorbit gearbeitet, dem Deep Space Gateway (DSG), inzwischen in Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) umgetauft. Es ist ein Projekt, an dem NASA, ESA, die russische Roskosmos, die japanische JAXA und die kanadische CSA arbeiten. Die Raumstation im Orbit soll den Mond erforschen, später eine Mondstation versorgen und als Basis auch Flüge zu weiter entfernten Zielen in unserem Sonnensystem ermöglichen. Missionen, die von dort starten, benötigen viel weniger Treibstoff, da sie nicht von der Gravitation der Erde gehemmt werden. Die NASA plant die Station im Halo-Orbit des Mondes. Hier heben sich die Anziehungskräfte von Erde und Mond für einen dritten Körper, der mit ihnen die Sonne umkreist, auf. Schon ab 2022 soll mit dem Bau der Station begonnen werden. Ende des Jahrzehnts soll sie bereits einsatzbereit sein.

Und damit wäre der Betrieb einer Mondstation möglich. Vom Deep Space Gateway könnten kleinere Landeeinheiten mit relativ geringem Aufwand Nachschub und Besatzungen zum Mond und auch wieder zurück bringen. Alternativ oder zusätzlich böte sich hier auch schon der Bau eines Weltraumaufzuges an, da der Aufwand dafür ungleich geringer ist als auf der Erde. Die ersten beiden Module der Raumstation, eines zur Energieversorgung und ein kleiner Wohnbereich, sollen nach derzeitiger Planung übrigens mit der Falcon-Heavy-Rakete in den Mondorbit befördert werden.

Der Lunar Orbital Platform-Gateway und eine Mondstation könnten wiederum das Sprungbrett für eine Marsmission sein. Elon Musk ist sogar noch ungeduldiger, wobei seine Zeitfenster-Angaben immer etwas kritisch gesehen werden müssen. Er will schon 2022 zum Mars. Sein Starship, eine Neuentwicklung, soll einen baldigen Flug zum Mars möglich machen. Wobei das Datum inzwischen von der Webseite entfernt wurde. Eins muss man ihm aber lassen: Der Bau in Serie hat schon begonnen. Allerdings explodieren die Prototypen ebenso in Serie. Es ist Musk, der mit den erwähnten 1000 Raketen den Mars besiedeln will. Das Volumen seines Starship ist mit 825 Kubikmetern größer als das eines Airbus A380. Die Starships sind damit größer als alles, was Menschen bisher ins All geschossen haben. 118 Meter ist ihre Gesamthöhe einschließlich der Antriebsstufen.

Um überhaupt zum Mars zu gelangen, fliegt das Starship erst mal in eine Erdumlaufbahn und trifft dort auf Treibstofftanks, die vorher in den Erdorbit geschossen worden sind. Sie sind gefüllt mit Methan und Sauerstoff und treiben die Rakete auf dem Flug zum Mars an. Die ersten Missionen sollen nach Wasser und Rohstoffen und Gefahren für Menschen suchen. Die ersten Menschen, die dann zum Mars fliegen sollen, produzieren dort den Treibstoff für den Rückflug zur Erde. Vier Starships sollen zunächst zum Mars fliegen, zwei bemannt und zwei unbemannt. Mit diesen Flügen soll dann die erste Kolonie aufgebaut werden. Die Starships sollen wiederverwendbar sein, um die Kosten niedrig zu halten. Danach plant Musk, mit jedem Flug 100 Menschen plus Fracht in 40 Kabinen zum Mars zu fliegen. Die Starships sind zusätzlich mit großen Gemeinschaftsbereichen und Frachträumen ausgestattet.

Lunar Orbital Platform-Gateway: Die Raumstation von NASA, ESA und weiteren Betreibern soll bis Ende der 2020er Jahre den Mond umkreisen.

Doch es gibt auch ungeahnte Hürden auf dem Weg ins All. Sie haben sich erst in den letzten Jahren durch den Betrieb der Internationalen Raumstation gezeigt. Unser Organismus reagiert viel heftiger auf den längeren Aufenthalt in der Schwerelosigkeit als

Ursache sind wahrscheinlich Veränderungen des Drucks in der Hirn- und Rückenmarksflüssigkeit. Auf der Erde, wenn Gravitation und stärkere Bewegungen auf das Gehirn einwirken, soll die Hirnflüssigkeit diese dämpfen. In der Schwerelosigkeit verliert sie letztlich ihre Funktion. Besatzungsmitglieder, die länger auf der Internationalen Raumstation waren, hatten danach deutlich mehr Hirnflüssigkeit. Und die Verformungen der Augäpfel gehen nach der Rückkehr zur Erde nicht bei allen zurück. Dazu kommen Muskel- und Knochenschwund, die Schwächung des Immunsystems, die kosmische Strahlung könnte unfruchtbar machen. Und jüngst wurde noch das Weltraumfieber entdeckt. Im Weltraum nimmt die Körpertemperatur über zweieinhalb Monate um ein Grad zu und pendelt sich dann ein. Bei körperlicher Beanspruchung steigt sie auf über 40 Grad, und das ist gefährlich. Wir wissen, dass ab 41 Grad Celsius Körpertemperatur Lebensgefahr besteht. Körpereigene Eiweiße verfestigen sich dann und verstopfen Gefäße. Und körperliche Anstrengung ist wiederum wichtig, um den Knochen- und Muskelabbau aufzuhalten. Er kann damit sogar komplett gestoppt werden. Doch der Preis könnte tödliches Fieber sein.

Gleichwohl wird es immer normaler, im Weltraum zu leben, mit Begleiterscheinungen, wie es sie auch auf der Erde gibt. Alexander Gerst ist der erste deutsche Kommandant der Internationalen Raumstation (ISS) gewesen. Mehr als 200 Tage hat er am Ende insgesamt im Rahmen von vier Missionen auf der ISS verbracht. Zum Vergleich: Konventionelle Schätzungen setzen für eine Reise

Big Falcon Rocket, das jüngste und größte SpaceX-Projekt, als Kunstzeichnung. Die obere Raketenstufe (vorne) heißt Starship, die untere (hinten) Super Heavy. Ziel ist die Entwicklung einer vollständig wiederverwendbaren Universal-Rakete mit über 100 Tonnen Nutzlast.

Alexander Gerst ermittelt

Alexander Gerst war übrigens der erste Astronaut, der im Weltraum ermitteln musste. Was geschah in der Sojus-Kapsel, die ihn zur ISS gebracht hatte? Plötzlich entwich aus der ISS nämlich die Atemluft. Das Team musste das Leck finden und spürte es in der Sojus-Kapsel MS-09 auf. Das Erschreckende: Es war ein Loch, und dieses Loch war von Menschenhand gebohrt worden. Was

Es gibt also noch viele Risiken bei längeren Raumfahrtmissionen. Einige können wir vielleicht minimieren, mit anderen müssen wir im Weltall wahrscheinlich leben.

In den Weltraum zu gelangen, war schon immer ein Menschheitstraum, und der Visionär Jules Verne beschrieb bereits 1865 in seinem Roman «Von der Erde zum Mond» einen Raumflug zu unserem Trabanten. Fast exakt hundert Jahre später hat die Menschheit dieses lange für utopisch gehaltene Ziel erreicht. Dass unsere Zivilisation diesen Traum in die Realität umgesetzt hat, führt uns vor Augen: Es ist möglich, vermeintlich unerreichbare Ziele zu erreichen.

Vor allem schien es lange unmöglich, der Erdgravitation zu entkommen. Woher die Energie dazu nehmen? Es war wie ein fliehendes Ziel: Je weiter die Entfernung von der Erde sein sollte, desto mehr Treibstoff wurde benötigt. Und je mehr Treibstoff benötigt wurde, desto schwerer wurde die Rakete. Bis die Technik im 20. Jahrhundert so weit entwickelt war, dass das Mehr an Treibstoff dennoch mehr als nur sein Eigengewicht aus dem Erdorbit befördern konnte. Mit der bis heute immer noch größten gebauten Rakete, der Saturn V, gelang das für unmöglich Gehaltene. 1969 landeten mit Neil Armstrong und Buzz Aldrin zwei amerikanische Astronauten auf dem Mond.

Weltraumfahrt zum Spartarif

Doch für das gesamte Apollo-Programm, das dahinterstand, wurde ein gigantischer Aufwand getrieben. Insgesamt bis zu 400000 Menschen arbeiteten daran. Es kostete nach heutigem Wert des Dollar 120 Milliarden und wurde deshalb schließlich eingestellt. Und auch das Nachfolgeprogramm, der Bau und Einsatz

Impressum

Einleitung: Die Zukunft hat schon begonnen