Orbit beflügelt den Erfindergeist

Ein Aufzug in den Orbit, Quantencomputer im Weltraum, superleichte Teile aus dem 3D-Drucker, klimaneutraler Treibstoff für Flugzeuge – technologischer Fortschritt findet aktuell im großen Stil in der Luft und im All statt. Unternehmen, Investoren und Staaten geben gigantische Summen aus, damit oben unsere Probleme unten gelöst werden. In diesen Branchen, in die viel Geld fließt, haben Ingenieur*innen optimale Chancen, viel zu bewirken – und raketenhafte Aufstiege hinzulegen. Ein Essay von André Boße

Per Aufzug in den Weltraum – das ist ein Menschheitstraum, bis heute aber Science-Fiction. Bestseller-Autor Frank Schätzing schrieb über diese Utopie in seinem Buch „Limit“, in seiner Story kommt es zu einem Wettbewerb der Wirtschaftssysteme: Wer konstruiert zuerst einen solchen „Space-Elevator“, China oder die USA? Schätzing ließ seinen Roman, veröffentlicht 2014, im fiktiven Jahr 2025 spielen. Im echten Jahr 2026 ist es zwar noch lange nicht so weit, dass ein Lift ins All in Betrieb genommen werden kann. Ernsthaft geforscht und experimentiert wird aber. Zum Beispiel an der Hochschule Neu-Ulm.

Orbit-Lift aus Neu-Ulm

Dort konstruierte im Wintersemester 2025/2026 ein interdisziplinär besetztes Team den Prototyp eines Roboters, der sich nach dem Prinzip des Weltraumlifts vertikal an einem Seil nach oben und unten bewegen kann. In technischer Hinsicht ging es für die Studierenden darum, Antriebssysteme, Motoren und Steuerungskomponenten zu entwickeln, Bewegungsabläufe zu programmieren und die Bauteile mithilfe des 3D-Druck-Verfahrens zu konstruieren. Der das Projekt betreuende Professor Oliver Kunze lobte im Anschluss vor allem die Vielfalt der Ansätze: „Die Studierenden haben technische Kompetenz, Erfindergeist und unternehmerisches Denken erfolgreich miteinander verknüpft und so kreative Ideen und pragmatische Problemlösungsansätze entwickelt“, wird er auf der Homepage der Hochschule zitiert.

Quantencomputer

Was genau einen Quantencomputer von einem konventionellen Rechner unterscheidet, ist gar nicht so einfach zu erklären. Auf der Homepage des Max-Planck-Instituts gibt die Physikerin Dr. Birgit Krummheuer anhand eines Gedankenexperiments von Schrödingers Katze, die in einer Kiste sitzt, eine Erklärung: Die Kiste ist mit einem Mechanismus ausgestattet, der zufällig ein giftiges Gas freisetzt. „In unserer ‚normalen‘ Welt befindet sich die Katze somit entweder im Zustand ‚tot‘ oder im Zustand ‚lebendig‘ – je nachdem, ob das Gas bereits ausgetreten ist oder nicht.“ In der Quantenwelt sieht dies anders aus, dort existiert die Katze auch in merkwürdigen Mischzuständen aus tot und lebendig, einer Überlagerung. Ganz ähnlich funktioniert ein Quantencomputer: Ein konventionelles Bit kann nur die Werte 0 oder 1 annehmen. „Für ein sogenanntes Qubit sind auch alle Mischzustände aus 0 und 1 möglich – und davon gibt es unendlich viele.“ Diese Überlegung lässt das gewaltige Potenzial des Quantencomputers erahnen: In einem einzelnen Qubit lässt sich viel mehr Information speichern.

Nun sind diese Mini-Weltraumlifte aus Neu-Ulm von der Utopie des „Space-Elevators“, den Frank Schätzing in seinem Weltraumthriller „Limit“ im Sinne hatte, noch weit entfernt. Dennoch: Dass die Studierenden in ihrem Projekt mit einer Idee aus einem Science-Fiction-Thriller experimentierten, ist kein Zufall: Der Orbit ist angesagt. Er beflügelt die Innovationskraft junger und angehender Ingenieur*innen als einen Ort, an dem Zukunftstechnologie zum Einsatz kommen kann. Und dadurch ein großer Wachstumsmarkt entsteht.

Wachstumsmarkt Weltraum

Das Journalismus-Portal Table.Media nannte Ende 2025 in einer Meldung konkrete Zahlen zur Marktentwicklung: So habe der globale Raumfahrt-Markt im Jahr 2024 mit 7,8 Prozent das größte Wachstum in den vergangenen drei Jahren erreicht. In der Summe beziffert Table.Media das Marktvolumen mit 613 Milliarden US-Dollar. „Laut der Space Foundation soll der Markt bis 2032 auf eine Billion US-Dollar anwachsen“, heißt es in der Meldung. Zum Vergleich: Die weltweite Autoindustrie hat ein Marktvolumen von rund 2,4 Billionen Dollar. Die Raumfahrt rückt also langsam, aber sicher heran. Treiber dafür ist laut Table.Media vor allem die private Wirtschaft: „78 Prozent des globalen Volumens entfielen auf kommerzielle Anbieter.“

Dieser Trend ändert den Markt und die Ansprüche an die Unternehmen. „Die Luft- und Raumfahrtbranche befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel“, heißt es in einer Pressemeldung des Fraunhofer Instituts für Lasertechnik (ILT). Der Wettbewerb im Weltall sei so groß wie nie zuvor: „Unternehmen stehen vor der Herausforderung, Entwicklungszyklen drastisch zu verkürzen, nachhaltigere Technologien zu entwickeln und gleichzeitig Kosten zu senken. Zudem erfordern Fortschritte in der Satellitentechnologie neue Fertigungsansätze, um kleinere, leichtere und leistungsfähigere Systeme zu entwickeln.“ Auch eine Ebene weiter unten, in der Luftfahrt, sei ein Wandel erkennbar. So erfordere der Klimawandel innovative Lösungen in der Luftfahrt. „Die Einführung alternativer Antriebe, der Einsatz nachhaltiger Werkstoffe und der Wunsch nach emissionsfreien Flugzeugen erhöhen den Druck auf die Branche“, meldet das Fraunhofer-Institut.

Gefragt ist an dieser Stelle technisches Know-how, das neues Denken mit modernsten Technologien kombiniert. Die Expert*innen vom Fraunhofer Institut ILT glauben, dass neue Laser-Technologien in Kombination mit 3D-Druck-Verfahren der Treiber für Prototypen oder die Produktion von „funktionsoptimierten Bauteilen in Luft- und Raumfahrt“ sind. Die Vorteile dieser Prozesse: kurze Entwicklungszyklen und geringere Kosten.

Superschlauer Schuhkarton

Von Effizienz und geringen Kosten sind die Entwickler*innen von Quantencomputern weit entfernt. Aber auch bei dieser Zukunftstechnologie tut sich etwas. Anfang 2026 sorgte eine Meldung für Aufsehen in den Medien: Einem interdisziplinären und internationalen Team, geleitet von der Universität Wien, ist es gelungen, per Satellit einen funktionierenden Quantencomputer ins All zu schießen. Leiter des Projekts ist der Wiener Physikprofessor Philip Walther. In einem Interview mit der Zeitschrift Profil berichtet er, wie es zu der Idee kam. Ausgangspunkt seien Diskussionen mit Forschenden aus verschiedenen Fachbereichen gewesen.

Der Anspruch: von der Theorie ins Handeln zu kommen. Die Devise: Geht nicht gibt’s nicht. „Wir hatten die Idee, aber keine Ahnung, wie wir am besten vorgehen, denn das hat vor uns noch niemand gemacht. Alle Space-Technology-Firmen, an die wir uns gewandt haben, konnten die Teile, die wir benötigten, nicht oder nicht in der Zeit bauen“, sagte Walther dem Magazin Profil. Also beschloss das Team selbstbewusst, dass sie halt alles selbst bauen. „Wir waren getrieben von der Freude und Sinnhaftigkeit des Tuns und von dem Ansporn, die Ersten der Welt zu sein.“

Anteil der Luftfahrt am Klimawandel

Laut Studie der Allianz Trade ist der Anteil der Luftfahrt an den klimaschädlichen Emissionen weiterhin groß. Im Jahr 2023 habe der Luftverkehr rund eine Gigatonne Kohlenstoffdioxid (CO2) ausgestoßen. „Das entspricht etwa 2,5 Prozent aller vom Menschen verursachten direkten und indirekten CO2-Emissionen, einschließlich Landnutzungsänderungen wie zum Beispiel durch Entwaldung“, heißt es in der Studie. Berücksichtigt man auch Nicht-CO2-Auswirkungen wie Kondensstreifen und Stickoxide, steigt der Anteil des Sektors an der globalen Erwärmung auf etwa 6 Prozent.

Der in diesem Team entwickelte Quantencomputer hat laut Projektleiter Walther lediglich die Größe eines Schuhkartons – was im Vergleich zu den Ungetümen, die man sich unter Quantencomputern lange vorgestellt hat, unglaublich klein ist. Hinzu kommt: Die stationären Quantencomputer stehen in sehr sicheren Umgebungen. Die Schuhkarton-Version fürs All musste erst mit einer Rakete in den Orbit geschossen werden. Das hatte nicht nur Erschütterungen zur Folge, sondern auch ungemütliche Bedingungen beim Austritt aus der Atmosphäre. Daher waren bei der Konstruktion viele Anpassungen nötig. Und der Plan ging auf: „Das Ding ist oben, hat den Launch überstanden, funktioniert“, resümiert der Projektleiter im Profil-Interview. Im Einsatz soll das System nun in 550 Kilometer Höhe die von einer Kamera an Bord gesammelten Daten direkt auf dem Satelliten verarbeiten, anstatt dass diese erst noch über Kommunikationskanäle übertragen werden müssen. „Edge Computing“ nennt man dieses dezentrale IT-Verfahren: Die Daten bleiben „am Rand“ (englisch: „edge“) des Systems, werden dort in Echtzeit analysiert. Das spart Zeit, verhindert Latenz und Störungen.

Blick von oben für Probleme hier unten

Welche genauen Aufgaben der Quantencomputer im All genau übernimmt, will das Forschungsteam im Detail noch nicht preisgeben. Klar ist, dass ein Quantencomputer im Orbit der Erdbeobachtung enorme Fortschritte bescheren kann. Schon heute wird die Erde von oben sehr detailliert betrachtet. Zum Beispiel, um das GPS-System zu aktualisieren. Um in Katastrophenfällen Hilfstrupps zu dirigieren. Oder um Diagnosen über den Zustand der Umwelt oder die Folgen des Klimawandels anzustellen. Quantencomputer besitzen eine um ein Vielfaches größere Rechenleistung als konventionelle Rechner. Insofern wären sie in der Lage, aus der Orbit-Perspektive komplexe Zusammenhänge oder bereits minimale Veränderungen zu erkennen und Frühwarnsysteme zu alarmieren.

Damit die Erdbeobachtung in Zukunft weniger durch den Klimawandel ausgelöste negative Effekte diagnostizieren muss, ist eine Ebene unterhalb des Orbits die Luftfahrtbranche gefragt, den Weg zum klimaneutralen Fliegen fortzuschreiten. Doch dieser ist weit. Ende 2025 veröffentlichte die Kreditversicherungsgesellschaft Allianz Trade eine Studie zur Dekarbonisierung der Luftfahrt. Die Überschrift fasst zusammen, was der Branche bevorsteht, will sie das globale Klimaneutralitätsziel bis 2050 erreichen: Es wird eine „Herkulesaufgabe“ sein. Vor allem seien hohe Investitionen nötig. „Die Dekarbonisierung der Luftfahrt wird kein günstiges Unterfangen.

Im Gegenteil: Bis 2050 erfordert dies nach unseren Berechnungen Investitionen von etwa 5,1 Billionen US-Dollar“, wird Maria Latorre, Branchenexpertin bei Allianz Trade, in einer Pressemeldung zur Studie zitiert. Das ist ein schweres Gepäck. „Aber ein Verharren auf dem aktuellen Status quo käme für die Gesellschaften mit geschätzten acht Billionen US-Dollar noch teurer.“ Das liegt an den Mechanismen des Emissionshandels: Noch sind die Zertifikate zum Ausgleich vergleichsweise günstig. „In den kommenden Jahren könnten diese allerdings deutlich steigen, was zu einer stärkeren Belastung der Fluggesellschaften führen dürfte“, heißt es in der Studie.

Vor allem die Entwicklung nachhaltiger Kraftstoffe steht an, die erstens selbst klimaneutral sind und die zweitens mit erneuerbaren Energien hergestellt werden.

Geld fürs klimaneutrale Fliegen

Es hilft also nichts: Die Luftfahrt muss sich der Herkulesaufgabe stellen. Gelingen könne dies nur, wenn „viele Zahnräder ineinandergreifen“, so die Expertin der Allianz Trade. „Die Reduzierung des aktuell großen CO2-Fußabdrucks in der Luftfahrt erfordert ein umfassendes Maßnahmenpaket, das sowohl Technologie, Treibstoffe und Betrieb als auch Politik umfasst.“ Vor allem die Entwicklung nachhaltiger Kraftstoffe steht an, die erstens selbst klimaneutral sind und die zweitens mit erneuerbaren Energien hergestellt werden.

Gefragt sind damit nicht nur Ingenieur*innen, die immer leichtere, effizientere und damit energiesparende Flugzeuge konstruieren, sondern die bereits im Vorfeld eine neue Infrastruktur für die Herstellung von klimaneutralen Treibstoffen aufbauen. Die Aufgabe ist groß. Die Summe der Investitionen, die hier in den kommenden Jahren im Spiel sein werden, aber auch. Denn eines scheint klar: So, wie der Mensch nicht aufhören wird, von einem Aufzug ins Weltall zu träumen, will er auch weiterhin mit dem Flugzeug unterwegs sein. Auch daher sollte der Blick für die Ingenieur*innen von morgen nach oben gehen: Über den Wolken scheint die Arbeit grenzenlos zu sein.

Was bleibt von Raketen übrig?

Wo der Mensch wirkt, hinterlässt er Rückstände. So auch im All. Das Magazin Geo zitierte jetzt die Studie einer internationalen Forschergruppe um Robin Wing vom Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik in Kühlungsborn. Das Team konnte nachweisen, dass sich in einer Höhe von rund 96 Kilometern eine deutlich erhöhte Menge Lithiumatomen feststellen ließ – mit Werten, die zehnmal so hoch wie normal seien. Gemessen wurde diese Lithiumwolke knapp 20 Stunden, nachdem eine Raketenstufe in die Atmosphäre eingetreten war. Einen Zufall schließen die Forscher aus – und werten den Fund als ein Warnsignal: „Trotz der wichtigen Rolle, die die obere Erdatmosphäre beim Schutz des irdischen Lebens spielt, sind die Folgen der zunehmenden Verschmutzung durch wiedereintretende Weltraumtrümmer auf den Strahlungstransport, die Ozonchemie und die Aerosolmikrophysik weitgehend unbekannt“, schreiben sie in ihrem Forschungspapier.