Grüner Weg ins Weltall

CO2-Emissionen und erneuerbare Energien in der Astronomie

von Karim Belbachir

Gerade mit Blick auf die Flüge einiger Milliardäre kann bei der Astronomie noch nicht wirklich von Verringerung des CO2-Ausstoßes gesprochen werden. Doch hat bei den Wissenschaftlern ein Umdenken eingesetzt.

Im Video: Eine Falcon-9-Rakete bringt den Satelliten Sentinel 6 ins Weltall

Online-Konferenzen verursachen wesentlich CO2-Ausstoß

Prototype des SKAO in Süd Afrika
Der Betrieb von Teleskopen verbraucht eine Menge Strom. Die Antennen des Square Kilometre Array Observatory (SKOA) wurden so designt, dass der Stromverbrauch minimiert wird.

Die Frage nach der Nachhaltigkeit ihrer astronomischen Arbeit beschäftigt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Der große Stromverbrauch und die CO2-Emissionen bei der Unterhaltung der Supercomputer oder Teleskope, sowie den Reisen zu Tagungen wird dabei durchaus kritisch hinterfragt. Gerade die Corona-Krise hat nun einiges beschleunigt. Fachtagungen werden seit zwei Jahren meist online abgehalten. Das reduziert den CO2-Ausstoß aufgrund der wegfallenden Flüge der Astronomen zum Tagungsort bereits erheblich.

Der deutsche Astronom Leonard Burtscher von der Universität Leiden (Niederlande) hat dazu 2020 die beiden Tagung der europäischen astronomischen Gesellschaft (European Astronomical Society) in den Jahren 2019 und 2020 untersucht. Dabei stellte er fest, dass die in Lyon stattfindende Konferenz rund 3.000 mal höhere CO2-Emissionen verursacht hat, als die wegen Covid-19 nur noch online stattfindende Veranstaltung 2020.

Supercomputer, die Super-Stromfresser

Verfassungsbeschwerde gegen Zugriff auf Telekommunikationsdaten. Foto: Christian Charisius/Archiv
Netzwerkkabel blinken an einem Supercomputer: Den meisten Strom verbrauchen Supercomputer, die gesammelten Daten berechnen.

Große Stromfresser sind vor allem die Supercomputer, die die von den Observatorien gesammelten Daten berechnen. Natürlich erzeugen auch die Observatorien selbst Emissionen, allerdings sei das nur ein Bruchteil laut einer Studie australischer Astronomen. In dieser untersuchten Studienleiter Adam Stevens und sein Team darin den CO2-Fußabdruck von Astronomen. Adam Stevens: „Die Umstellung auf erneuerbare Energiequellen scheint eine vernünftigere Idee zu sein, als die Verwendung von Supercomputern zu reduzieren.“ Letzteres wäre wohl auch schwer umsetzbar, bei den enormen Datenmengen.

Die Branche scheint in Bewegung und es gibt auch bereits konkrete Fälle, wo in der Astronomie nachhaltiger gewirtschaftet wird. Eines der wohl bekanntesten Beispiele ist Elon Musks SpaceX. Die erste Raketenstufe der Falcon 9 landet meist sicher und wird für die Wiederverwendung aufbereitet. Nun planen auch europäische Unternehmen die Idee aufzugreifen.

Europa plant Bau wiederverwendbarer Raketen

Eine Themis-Rakete startet in den Weltraum
Das ESA-Programm Themis arbeitet an einer wiederverwendbaren Trägerrakete, die der Falcon 9 von SpaceX Konkurrenz machen soll.

Die europäische Weltraumbehörde ESA bastelt mit dem Programm „Themis“ an einer wiederverwendbaren Trägerrakete. Das Projekt visiert einen Start dieser Raketen für das Jahr 2030 an. Neben den Kosten, sollen somit auch Zeit und Ressourcen für den Bau einer neuen Rakete gespart werden. Mit Maïa plant Frankreich ein eigenes Programm für eine wiederverwendbare Rakete, die allerdings kleiner sein wird, als Themis. An den Start gehen soll dieses ambitionierte Vorhaben bereits 2026. Ob die Europäer damit die Entwicklungslücke zu SpaceX schließen können, bleibt abzuwarten.

Größtes Radioteleskop der Welt soll Strom sparen

Square Kilometre Array Observatory (SKAO) in Südafrika bei Tageslicht
In Südafrika und Australien entsteht gerade das größte Radioteleskop der Welt Square Kilometre Array Observatory (SKAO). Die Projekt ist darauf ausgelegt, den Stromverbrauch niedrig zu halten.

Aber nicht nur beim Flug ins All wird nachhaltiger gedacht. In Australien und Südafrika entsteht gerade das größte Radioteleskop der Welt, Square Kilometre Array Observatory (SKAO). Nicht weniger als 10.000 Antennen sollen dort zum Einsatz kommen. Bei der Anzahl kam natürlich auch die Frage nach der nachhaltigen Unterhaltung dieses Observatoriums auf. Maßgeblich beteiligt an der Entwicklung war Elektroingeneur Adriaan Schutte: „Wenn wir unseren Stromverbrauch nicht minimieren und dafür sorgen, dass unser Strom aus nachhaltigen Quellen stammt, wird alles andere, was wir tun, um unseren CO2-Fußabdruck zu reduzieren, nur geringe Auswirkungen haben.“

Neben dem Design der Antennen beschäftigte sich das Team auch mit den größten Stromverbrauchern der Anlage (Netzwerke und Computer) und entwickelte Alternativen. Das Team schaffte es so, den Stromverbrauch laut eigener Aussage zu halbieren. „Wir haben den geschätzten Stromverbrauch der SKA-Teleskope dank innovativem Design und durch den Einsatz effizienterer Technologien halbiert“, erklärt Adriaan. Das ist schon allein deshalb hoch anzurechnen, da das Observatorium ab 2024 für weitere 50 Jahre laufen soll und ähnlich wie das James-Webb-Teleskop in die Anfänge des Weltraums blicken soll.

Astronomie erst am Anfang der nötigen Anstrengungen

Die Astronomie hat also das Thema Nachhaltigkeit und Verringerung des CO2-Ausstoßes auf die Agenda genommen. Aber reichen die Anstrengungen? Schließlich geht es darum die Erderwärmung auf 1,5 Grad zu begrenzen. „Es ist zwar gut, dass auch die Astronomie erkannt hat, dass es ein Weiterso nicht geben kann. Gerade mit Hinblick auf die private Raumfahrt, wo Milliardäre momentan einfach nur zum Spaß so viel CO2 in die Atmosphäre pumpen wie ein normaler Mensch in seinem ganzen Leben nicht“, sagt RTL-Klima-Experte Oliver Scheel.

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(kfb)