Ein Sonnenschirm im Weltall

Könnte ein riesiger Sonnenschirm im Weltraum dazu beitragen, die Erde zu kühlen? Auf der „Next Frontiers“-Konferenz in Stuttgart stach ein Thema aufgrund seiner schieren Größenordnung besonders hervor: Tharshan Maheswaran vom Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart gab Einblicke in seine Forschungen über die Möglichkeit, die Erde vom Weltraum aus vor Sonneneinstrahlung zu schützen. 

Da die globalen Temperaturen weiter steigen und internationale Klimaziele immer unerreichbarer werden, beschäftigen sich Forscher mit Ideen, die einst als reine Science-Fiction galten. Eine davon ist das „International Planetary Sunshade System“ (IPSS), ein geplantes weltraumgestütztes System, das die Menge des auf die Erde treffenden Sonnenlichts gerade soweit reduzieren soll, dass die globale Erwärmung möglicherweise gestoppt werden könnte. Auf der Konferenz stellte der Luft- und Raumfahrtingenieur und Klimaforscher Tharshan Maheswaran das Konzept im Rahmen einer breiter angelegten Diskussion über Climate Engineering vor. In einem Interview nach der Veranstaltung beschrieb er das IPSS nicht als Ersatz für die Klimapolitik, sondern als mögliche Notfallmaßnahme für den Fall, dass die derzeitigen Bemühungen scheitern sollten.

„Wir behaupten nicht, dass dies die Wunderlösung ist“, erklärt Maheswaran. „Wir möchten herausfinden, ob sie Teil einer umfassenderen Antwort auf die Klimakrise werden könnte“.

Das Konzept gehört zum Bereich des Geoengineering – groß angelegte technologische Eingriffe, die darauf abzielen, das Klimasystem der Erde zu beeinflussen. Im Gegensatz zu ähnlichen Vorschlägen wie dem Ausbringen von Partikeln in die Atmosphäre zur Reduzierung der Sonneneinstrahlung würde das IPSS im Weltraum operieren. Im Grunde wäre es ein gigantisches Sonnensegel, das den gesamten Globus leicht beschattet und einen winzigen Bruchteil der einfallenden Sonnenstrahlung abhält. Positioniert an dem Punkt im Weltraum, an dem sich die Schwerkraft der Erde und der Sonne ausgleichen, müsste der Sonnenschutz nach seiner Inbetriebnahme nur noch minimal manövriert werden. Eine der größten Herausforderungen des Projekts besteht darin, dass dieser Punkt, der Lagrange-Punkt L1, etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist. Wissenschaftler sind sich einig, dass der Bau eines Sonnenschutzes mit einer Fläche von über einer Million Quadratkilometern in dieser Entfernung mit von der Erde angelieferten Materialien schlichtweg nicht machbar ist. Das Projekt würde daher groß angelegten Bergbau und Fertigung näher am L1-Punkt erfordern, an einem Ort, von wo es deutlich einfacher ist, Materialien ins All zu befördern: dem Mond.

Was wie weit hergeholte Science-Fiction klingen mag, halten Wissenschaftler wie Maheswaran für lohnenswert. Wissenschaftlichen Studien zufolge könnte bereits eine Reduzierung der Sonneneinstrahlung um weniger als ein Prozent erhebliche Abkühlungseffekte bewirken. Maheswaran und der Forscher Sebastian Fix haben in ihrer 2021 erschienenen Publikation „Roadmap for an International Planetary Sunshade (IPSS)“ die technologischen und governancebezogenen Herausforderungen eines solchen Systems dargelegt.

Befürworter argumentieren, das Konzept könne Zeit gewinnen, während die Gesellschaften den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen fortsetzen. Kritiker warnen jedoch davor, dass Geoengineering davon ablenken könnte, unserer Verantwortung zur Emissionsreduzierung und zum Ausbau erneuerbarer Energien nachzukommen. Maheswaran weist die Vorstellung zurück, das System solle die Klimapolitik ersetzen: „Es ist ein Instrument unter vielen, kein Ersatz.“.

Die Debatte spiegelt eine allgemeine Frustration innerhalb der Klimapolitik wider. Berichte des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimawandel (IPCC) / Weltklimarats zeigen weiterhin, dass die derzeitigen globalen Maßnahmen nicht ausreichen, um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen. Gleichzeitig sind viele Länder wirtschaftlich nach wie vor von fossilen Brennstoffen abhängig, was eine rasche Energiewende politisch erschwert. Maheswaran argumentiert, dass die Energiewende hauptsächlich durch gesellschaftliche Veränderungen vorangetrieben wird.

Technologisch sind wir schon seit Langem dazu in der Lage. Anstatt sich das IPSS als ein einzelnes Megaprojekt vorzustellen, streben die Forscher eine schrittweise Entwicklung über Jahrzehnte hinweg an, die über Prototypen, Materialtests und Projekte zur Entwicklung der Infrastruktur im Orbit erfolgt. Die Unterstützung der Öffentlichkeit wäre für diesen Prozess unerlässlich. Diese Unterstützung könnte mit dem Wachstum des privaten Raumfahrtsektors realistischer werden. Unternehmen wie SpaceX haben die Startkosten durch wiederverwendbare Raketen gesenkt, während das Artemis-Programm der NASA und steigende Investitionen in die Forschung zu dem beitragen, was viele Analysten als die „New Space Economy“ bezeichnen.

„Es ist wie ein Goldrausch, nur diesmal im Weltraum.“
Tharshan Maheswaran

Befürworter verweisen zudem auf mögliche technologische Nebeneffekte. Die Forschung zu Leichtbaumaterialien, autonomer Fertigung und Energiesystemen im Orbit könnte Branchen weit über die Klimamanipulation hinaus massiv zugutekommen. Einige Konzepte sehen sogar vor, dass der Sonnenschutz teilweise als Sonnenkollektor fungiert.

Dennoch bleiben große Bedenken bestehen. Zu den zentralsten zählt die Frage der Governance. Das Völkerrecht in Bezug auf Weltrauminfrastruktur und -ressourcen ist nach wie vor fragmentiert. Kritiker befürchten, dass zukünftige Orbital-Systeme enorme Macht in den Händen von Unternehmen oder einzelnen Staaten konzentrieren könnten. Maheswaran räumt diese Risiken offen ein. Seiner Meinung nach kann jede Technologie missbraucht werden, wenn sie falsch gehandhabt wird. Wie man etwas regelt, das das Potenzial hat, den gesamten Globus zu schützen, ist wohl der heikelste Aspekt.

Andere befürchten, dass ein planetarischer Sonnenschutz den Himmel der Erde sichtbar verdunkeln oder Ökosysteme stören könnte. Die an dem Konzept beteiligten Forschenden halten dagegen, dass die Verringerung des Sonnenlichts für den Menschen wahrscheinlich nicht wahrnehmbar wäre und sorgfältig kontrolliert würde. Auch Maheswaran räumt ein, dass das IPSS jahrzehntelange Forschung, internationale Zusammenarbeit und enorme Investitionen erfordern würde. Zudem könnte Geoengineering allein damit verbundene Probleme wie den Verlust der biologischen Vielfalt oder die Versauerung der Ozeane nicht lösen. Dennoch hält er es für zunehmend wichtig, mögliche Ausweich- oder Notfalloptionen zu erforschen, da sich die Klimarisiken weiter verschärfen. Wie er es ausdrückt, hoffen die Forscher, dass die Menschheit ein solches System niemals benötigen wird. „Doch wenn wir erst mit der Forschung beginnen, wenn wir verzweifelt sind, wird es bereits zu spät sein.“

Ob planetare Sonnenschirme letztendlich Realität werden oder reine Spekulation bleiben, bleibt offen. Die Debatte bei „Next Frontiers“ hat jedenfalls gezeigt, wie schnell einst fiktive Klimakonzepte in ernsthafte wissenschaftliche Diskussionen Einzug halten.

Übersetzung aus dem Englischen: Nora Heinzelmann / Internationales Zentrum für Kultur- und Technikforschung (IZKT) 

• Maheswaran, T.; Fix, S.: Roadmap for an International Planetary Sunshade (IPSS), IAC-21-D4.1.6, 72nd International Astronautical Congress, Dubai, United Arab Emirates, 2021.
• https://www.ipcc.ch/assessment-report/ar6/
• https://www.fraunhofer.de/de/forschung/artikel-2026/new-space-economy.html
• https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.0608163103
• https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2020/12/artemis_plan-20200921.pdf
• Interview mit Tharshan Maheswaran

Tharshan Maheswaran, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart, Abteilung Raumtransporttechnologie