Wachstumspotenzial im Weltraum

Für Ingenieur*innen ist der Weltraum ein Wachstumsmarkt und ein großes Forschungslabor, eine Aussichtsplattform für die Geschehnisse auf der Erde und eine kosmische Müllhalde. Ingenieur*innen finden im Orbit viele interessante Experimentierfelder. Weil dort die Schwerkraft nicht stört. Oder Effekte auftreten, die sich terrestrisch nutzbar machen lassen. Was man für eine Karriere in der Raumfahrttechnik benötigt? Geduld, Kreativität – und die Bereitschaft, den eigenen Kosmos zu sprengen. Ein Essay von André Boße

Zugegeben, wenn mal wieder eine Politikerin oder ein Politiker davon spricht, die Raumfahrt müsse endlich Top-Priorität besitzen, weil sie ein wesentlicher Garant für Innovation sei, denkt man: Bitte nicht abheben! Was man dabei schnell vergisst: Die Ökonomie der modernen Raumfahrt hat wenig mit Raketenträumen, Weltraumtourismus und Mars-Besiedlungen zu tun. Viel wichtiger sind technische Forschungen, die im Weltraum betrieben werden, um mit ihren Ergebnissen sehr irdische Probleme zu lösen.

Eine Materie, die dabei helfen kann: Plasma. Ein Aggregatzustand, den man sich wie unfassbar heißes, leuchtendes Gas vorstellen kann. Auf der Erde sieht man es in der Natur nur in Ausnahmefällen. Zum Beispiel, wenn es blitzt oder Polarlichter auftauchen. Im Weltraum ist es omnipräsent: 99 Prozent der sichtbaren Materie im All befindet sich im Plasmazustand. „Dazu zählen Sterne, darunter die Sonne, oder die Ionosphäre von Planeten“, heißt es in einem Informationsbeitrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Plasmaforschung in der Schwerelosigkeit

Betrieben wird Plasmaforschung seit mehr als 20 Jahren auch rund 400 Kilometer von der Erdoberfläche entfernt, nämlich an Bord der Internationalen Raumstation (ISS). „Für die Forschung zu komplexen Plasmen bietet die Schwerelosigkeit die einzige Möglichkeit, den gesamten, wissenschaftlich interessanten Parameterraum zu untersuchen“, wird Dr. Hubertus Thomas vom DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum zitiert. Das Ziel der Experimente: eine Form von Plasma zu entwickeln, die von Ingenieur*innen auf der Erde leicht einsetzbar ist, in Geräten oder Anlagen. Bezeichnet wird diese Variante als Kaltplasma – weil sie anders als das kosmische Plasma nicht unfassbar heiß ist. Man kann sich das ionisierte Gas wie einen vielfältig einsetzbaren Wunderstoff vorstellen. In ihm finden sich Sauerstoff, Stickstoff, freie Elektronen, UV-Strahlung, elektrische Felder. Im Zusammenspiel erzeugen diese Elemente sehr nützliche Wirkungen.

Kreative Start-ups mit Ambitionen

Immer mehr deutschen Start-ups gelingen erstaunliche Erfolge mit innovativen Ansätzen, um auf dem Wachstumsmarkt Weltraum mitzuspielen. Das Unternehmen The Exploration Company (TEC) aus München brachte laut einer Meldung im Handelsblatt bei einem Erstflug die eigene Raumkapsel „Mission Possible“ auf 600 Kilometer Höhe und dann zurück in die Erdatmosphäre. Erst danach ging die Kapsel verloren. Dennoch wertete das Unternehmen die Premiere als Erfolg. Eine Meldung auf der Tagesschau-Homepage berichtet vom Start-up SuperVision Earth aus Darmstadt. Es hat die Geschäftsidee entwickelt, die von den EU-Satelliten gesammelten Daten für industrielle Zwecke zu nutzen. Ihr erstes Produkt ist die Überwachung von Pipelines. Bislang mussten diese kostenintensiv mit Hubschraubern abgeflogen werden. Das Start-up entwickelte ein KI-System, das auf Satellitenbildern nach Änderungen rund um die Pipeline sucht. Fällt dem System etwas auf, schickt es eine Drohne auf Kontrollflug.

Kaltplasma, das in technischen Anlangen oder Geräten nutzbar gemacht werden kann, setzt sofort die kreative Energie von Ingenieur*innen in Gang. Denn damit lassen sich auch viele Probleme lösen, die wir auf der Erde haben. Klaffende Wunden zum Beispiel. Ein großer Gefahrenherd bei einer solchen Verletzung sind Keime und Bakterien, die dafür sorgen, dass sich Wunden entzünden. Ist die Verwundung groß und chronisch, ist es schwierig, sie mit konventionellen Mitteln zu desinfizieren. Zumal viele dieser Mittel das verletzte menschliche Gewebe zusätzlich reizen oder sogar weiter verletzten. Kaltplasma tut dies nicht. Im Gegenteil, es fördert das Wachstum gesunder Zellen – und tötet gleichzeitig Viren und Bakterien.

Bereits heute kommt Kaltplasma in vielen Kliniken zum Einsatz, die sich auf chronische Wunden spezialisieren. Zum Beispiel im Christlichen Klinikum Soest, wo Kaltplasma mit Hilfe eines Druckstifts kontaktlos an die Wunde gehalten wird, wie das Klinikum es auf der Homepage beschreibt. Das Besondere an dieser medizintechnischen Innovation: Kaltplasma basiert auf physikalischen Prozessen, nicht auf Chemikalien. „Die im Kaltplasma enthaltenen geladenen, angeregten Teilchen, reaktiven Spezies, UV-Strahlen, elektromagnetischen Felder und Wärme werden eingesetzt, um den schädlichen Keimen, Pilzen und Viren in Wunden entgegenzuwirken“, schreiben die Mediziner*innen der Klinik.

Entwickelt wurden diese Kaltplasma-Druckstifte zum Beispiel vom Start-up- Unternehmen Terraplasma, einer Ausgründung der Max- Planck-Gesellschaft mit Sitz in Garching bei München. Auf seiner Homepage nennt das Unternehmen weitere Anwendungsgebiete von Kaltplasma. Seine desinfizierende Wirkung kommt auch in einem speziellen Reinigungsroboter zum Einsatz, den das Unternehmen aktuell konzipiert. Das Wischrobotersystem mit integrierter Kaltplasmaquelle eigne sich für den Einsatz in „hochsensiblen Umgebungen wie Kliniken, Lebensmittelverarbeitung, Pharma- und Kosmetikindustrie sowie öffentlichen Einrichtungen“ – sprich überall dort, wo es wirklich sauber sein muss. Auch liege der Vorteil darin, dass dabei keine Chemie benutzt werden müsse.

Auch besitze Kaltplasma laut dem Unternehmen „das Potenzial, die Wasseraufbereitung zu revolutionieren“. Die Technologie biete dabei große Vorteile gegenüber herkömmlichen Desinfektionsmethoden wie UV, Chlor, Ozon oder Umkehrosmose, weil es „direkt am Wasser“ wirke. Laut Beschreibung auf der Terraplasma-Homepage eliminieren die Anlagen auf Basis von Kaltplasma energieeffizient Bakterien, Viren, organische Verunreinigungen, Schad- und Spurenstoffe. Pilotprojekte zeigen laut Unternehmen erste Erfolge in der Trinkwasseraufbereitung und der Abwasserbehandlung. Nun gehe es darum, Systeme zu entwickeln, die den industriellen Maßstäben gerecht werden und dadurch Marktreife erlangen. Beim Prozess, diese Anlagen skalierbar zu machen, ist Ingenieurwissen gefragt. Damit aus einer wissenschaftlichen Idee eine technische Innovation erwächst.

Schmelz-Experimente auf der ISS

Kaltplasma ist nur ein Beispiel für potenzielle Zukunftstechniken, an denen in der Raumfahrt geforscht und entwickelt wird, um sie terrestrisch zu nutzen. In einem Beitrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt nennen die DLR-Expert*innen weitere Anwendungsfälle. Geforscht werde zum Beispiel, wie sich ein Granulat wie zum Beispiel Sand in der Schwerelosigkeit verhält. Die Erkenntnisse können helfen, den Umgang mit dem Stoff zu vereinfachen. Ein weiterer Schwerpunkt sind Experimente mit Beton: „Um diesen Baustoff auf der Erde zukünftig klimaneutraler herzustellen, sind CO2-Einsparungen an vielen Stellen der Prozesskette nötig“, heißt es im DLR-Beitrag. Gelingen könne dies, wenn man die komplexen Mechanismen der Aushärtung verschiedener Zusammensetzungen untersucht – „ohne störende Schwerkrafteinflüsse“.

Mehr Geld für extraterrestrisches Wachstum

Um auf dem globalen Raumfahrtmarkt bestehen zu können, verlangten 80 deutsche Raumfahrtunternehmen des Bundesverbands der Deutschen Luft- und Raumfahrtindustrie (BDLI) mehr Fördergelder vom Bund. „Die Forderungen summieren sich auf sechs Milliarden Euro. (…) Das wäre eine deutliche Steigerung gegenüber dem letzten Vergleichszeitraum, in dem Deutschland vier Milliarden Euro zahlte“, meldete das Handelsblatt im Juni 2025. Zitiert wird Marie-Christine von Hahn, Hauptgeschäftsführerin des BDLI: „Bei der Raumfahrt geht es um unsere Existenzsicherung, damit wir unser Leben so weiterführen können wie bisher. Daher erledigt sich die Frage, ob wir mehr Geld dafür ausgeben müssen.“ Unter den 80 Unternehmen gebe es eine große Vielfalt, sagt sie: „Wir brauchen in der Raumfahrt sowohl Hersteller mit langjähriger Erfahrung als auch junge Firmen mit neuen Ideen und Innovationen.“

Noch spezieller sind die Vorgänge im elektromagnetischen Levitator auf der ISS, auf dem Schmelz-Experimente durchgeführt werden, um industrielle Guss- und Produktionsverfahren bei Metallen und Legierungen zu optimieren, nutzbar für neuartige Flugzeugturbinenschaufeln oder Motorgehäuse. „Dies macht Flugzeuge und Autos leichter und hilft auf diese Weise, Treibstoff und Energie einzusparen“, heißt es im Beitrag. Warum die Schwerkraft bei diesen Untersuchungen stört? Weil es zu „Auftrieb und Ablagerung von Komponenten unterschiedlicher Dichte kommt“, wie die DLR-Expert*innen schreiben. Sind diese in der Schwerelosigkeit ausgeschaltet, ließen sich die Wechselbeziehungen deutlich einfacher erforschen.

Energie aus dem All

Die besonderen Laborbedingungen im Weltraum werden für weitere Forschungsfelder genutzt. Zum Beispiel für die Bestimmung der Brenn- und Entflammbarkeit von Materialien ohne den Einfluss der Schwerkraft. Oder bei Versuchen, die schädlichen Effekte der für den Menschen gefährlichen Weltraumstrahlung auszuschalten – und diese im besten Fall sogar in eine Energiequelle umzuwandeln. An der Verwirklichung dieses bislang noch theoretischen Coups arbeitet ein Forschungsteam der Universität Bremen.

Im ersten Schritt suchen die Forschenden nach Materialien, die Schutz vor der Weltraumstrahlung bieten, berichten sie in einem Beitrag eines NDR-Nachrichtenportals: Sie fahnden nach Stoffen, die weder altern noch brechen, wenn sie Weltraumstrahlung ausgesetzt sind. „Wenn es klappen sollte, dann hätten wir ein Material, das man in der Raumfahrt einsetzen könnte, um Strahlendosis zu messen. Um Materialien und auch Menschen in den Raumstationen in Raumanzügen zu schützen“, wird Tim Neudecker aus dem Forschungsteam zitiert. Und auch eine terrestrische Nutzung habe man im Sinn: Auf der Erde sei ein solches Material zum Beispiel in Atommüll-Endlagern einsetzbar. „Da sucht man auch immer neue Materialien, die widerstandsfähig gegenüber Strahlung sind“, so Neudecker. Auch sei ein solches Material in der Lage, medizinisches Personal bei der Strahlentherapie zu schützen.

Vom Nischenthema zu wirtschaftlicher Bedeutung

Dank der vielfältigen Perspektiven entwickelt sich der Weltraum zu einem umkämpften Markt mit Wachstumspotenzial. In einem Papier für das Institut der Deutschen Wirtschaft (IW) hat Prof. Dr. Hubertus Bardt Ende 2024 den Status quo der extraterrestrischen Ökonomie festgestellt. So liege der Umsatz der privaten und unbemannten Weltraumwirtschaft bei rund 285 Milliarden US-Dollar, ein Wachstum von 23 Prozent über die vergangenen zehn Jahre. „Besonders stark war das Wachstum der Fernerkundungsdienste. Satellitentechnologie ist bedeutend für zahlreiche Anwendungen wie Landwirtschaft, Logistik und GPS“, schreibt Bardt. Für die Zukunft werde weiteres deutliches Wachstum erwartet. Bardt: „Die Raumfahrt hat sich von einem Nischenthema zu einem wirtschaftlich bedeutenden Sektor entwickelt.“

Die Raumfahrt hat sich von einem Nischenthema zu einem wirtschaftlich bedeutenden Sektor entwickelt.

Zu den wissenschaftlichen Aufgaben der Missionen und der geostrategischen beziehungsweise militärischen Funktion habe sich zunehmend eine ökonomische Dimension gesellt. Ein unschöner Nebeneffekt des Raumfahrtwachstums: Müll im All. Die Frankfurter Rundschau schrieb im April 2025 in einem Artikel von einer „monströsen Müllhalde im Erdorbit“. Dazu zählten verbrauchte Raketenoberstufen, abgeschaltete Satelliten, verloren gegangenes Werkzeug von der ISS oder Trümmerteile. „In fast 70 Jahren Weltraumaktivität hat sich Einiges angehäuft. Seit Sputnik 1957 als erster Satellit in den Orbit geschossen wurde, folgten ihm rund 60.000 weitere“, schreibt die Zeitung. Aktuell kreisten rund 40.000 kategorisierte Objekte mit einer Größe von mindestens zehn Zentimetern um die Erde. Nur bei etwas mehr als einem Drittel handle es sich um Satelliten, die noch ihre Dienste tun, etwa für die Wettervorhersage, die Navigation, die Kommunikation oder zur Erdbeobachtung. Der Rest bestehe aus Schrott, heißt es im Beitrag in der Frankfurter Rundschau. Hinzu kommen unzählige Kleinteile und Partikel.

Weil es den Aufräumroboter WALL-E nur in der Animationswelt von Pixar gibt, trafen sich im April dieses Jahres rund 400 Wissenschaftler*innen und Ingenieur*innen auf der „Europäischen Space Debris Konferenz“, um nach Konzepten und Techniken zu suchen, die das Problem in den Griff bekommen. Angedacht ist, ausgediente Satelliten kontrolliert zurückzuholen oder zumindest aus besonders mit Schrott belasteten Regionen zu bugsieren – das wäre dann die Aufgabe einer Weltraum-Müllabfuhr. Mit angegliedertem Wertstoffhof: Auch für die Idee, Objekte im Orbit zu recyclen, gibt es erste technische Konzepte.

Von oben schauen, was unten passiert

Dennoch stellt sich abschließend die Frage: Wären Ingenieur* innen nicht besser beraten, ihre Problemlösungskompetenz für irdische Fragestellungen zur Verfügung zu stellen? Davon gibt es schließlich genug. Nein, sagt Thomas Zurbuchen, Leiter von ETH Zürich Space, der Weltraumforschungseinrichtung der renommierten, technisch geprägten Hochschule. In einem Interview auf der Homepage der ETH stellt er klar, dass seiner Meinung nach aktuell noch viel zu wenig Geld in die Weltraumforschung investiert werde, „denn viele der Lösungen kommen aus dem Weltraum“. Zum Beispiel Lösungen, um die Menschheitsaufgabe des Klimawandels in den Griff zu bekommen. „Satellitendaten können dazu verwendet werden, heftige Sturmereignisse vorherzusagen. Mittels Daten aus dem Weltall können wir aber auch Bergrutsche besser verstehen, Wälder besser schützen und die Verschmutzung der Ozeane besser erkennen. Diese Daten sind heute für die Erd- und Klimabeobachtung unerlässlich“, wird Thomas Zurbuchen in dem Interview zitiert. Der Weltraum, unendliche Weiten – die uns sehr viel über das erzählen, was auf der Erde passiert.

Wie ist es, zum Mars zu fliegen?

60 Tage liegen, gut bezahlt werden, und das Ganze im Sinne der Raumfahrt? Ein Nebenjob macht’s möglich. Erstmals 2024 suchte das Deutsche Zentrum für Luft-und Raumfahrt (DLR) Freiwillige, die als „irdische Astronauten“ die lange Reise in der Schwerelosigkeit zu einem anderen Himmelskörper simulieren – und zwar, indem sie 60 Tage in einem Bett mit abgesenktem Kopfteil liegen. Die Betten der Studienteilnehmer seien um sechs Grad geneigt, sodass der Kopf niedriger liegt als die Füße. Bei dieser Neigung verschieben sich die Flüssigkeiten im Körper ähnlich wie bei Astronaut*innen im Weltall. Gemeinsam mit der US-Raumfahrtbehörde NASA wollen die Forschenden in Köln mehr über Effekte möglicher Gegenmaßnahmen herausfinden. Dafür werden etwa die Füße der Probanden mit Gurten an ein Brett gepresst, um dem Körper das Gefühl zu geben, er würde stehen. Eine weitere Gruppe macht zusätzlich Kraft- und Ausdauertraining. Bei einer dritten Gruppe werden die Muskeln mit elektrischen Impulsen (EMS) stimuliert.