Ein Leben ohne Schwerkraft bedeutet für den menschlichen Körper eine Katastrophe. Selbst ein paar Wochen in der Schwerelosigkeit können zu Problemen mit der Durchblutung und dem Sehvermögen führen; Auf längere Sicht verschlimmern sich die Komplikationen sogar noch. Das Herz beginnt zu degenerieren und zu verkümmern. Knochen werden dünn und brüchig.
Aber was ist mit der Schwerkraft des Mars, die etwa 0,38 Mal so groß ist wie die der Erde? Oder irgendwo dazwischen – 0,16 G auf dem Mond oder 0,91 auf der Venus? Wie wirken sich diese Schwerkraftniveaus auf den Körper, Pflanzen und andere Organismen und sogar auf Produktionsprozesse aus? Auf diese Fragen haben wir erstaunlich wenige Antworten.
GravityLab will welche finden. Das Unternehmen entwickelt ein rotierendes Raumschiff, das das erzeugen kann, was Mitbegründer und CEO Grant Bonin „programmierbare Schwerkraft“ nennt. Das Raumschiff wird mit einem motorisierten Ausleger ausgestattet sein, der ein Gegengewicht ausfahren und einfahren kann. Durch die dynamische Variation der Länge des Auslegers und der Rotationsgeschwindigkeit wird das Unternehmen nach eigenen Angaben in der Lage sein, die Erdbeschleunigung im Inneren des Raumfahrzeugs zu steuern.
Das Verständnis der Auswirkungen verschiedener Schwerkraftgrade sei der Schlüssel zur Sicherung der langfristigen Präsenz der Menschheit im Weltraum, sagte Bonin.
„Wir haben einfach noch nicht den gesamten Umfang der Dinge erforscht, die Sie und ich auf eine Mission zum Mars mitnehmen müssten, und wie viel davon weiterhin funktionieren wird [in Martian gravity], einschließlich unserer eigenen Biologie“, sagte er. „Die Endzone hier stellt sicher, dass wir verstehen, dass wir im Weltraum Babys bekommen können.“
Ein grundlegendes (Kraft-)Problem
Bonin interessiert sich schon seit langem für die Bioastronautik, ein Forschungsgebiet, das Biologie und Raumfahrt verbindet. Als Doktorand der Luft- und Raumfahrttechnik beschäftigten ihn Ende der 1970er Jahre zwei grundlegende Probleme im Weltraum: „Wie kommt man dorthin und wie bleibt man dort?“
Seiner Ansicht nach konzentrierten sich viele Menschen auf die erstere Frage, aber nur wenige schenkten der letzteren überhaupt Beachtung.
Bevor er sich der Herausforderung stellen konnte, nahm seine Karriere eine andere Wendung. Nachdem er viele Jahre damit verbracht hatte, kleine Raumfahrzeuge für das Raumfahrtlabor der Universität Toronto zu entwickeln, zog er ins Silicon Valley, wo er beim Asteroidenabbau-Startup Deep Space Industries zu arbeiten begann. Von da an war er der erste Mitarbeiter der Raumfahrtsystemabteilung von Rocket Lab, bevor er zum Startvermittler Spaceflight Inc. wechselte (kürzlich von Firefly Aerospace übernommen).
Aber sein Interesse an der künstlichen Schwerkraft ließ nie nach. Laut Bonin fragte er sich schließlich: „Warum lösen Sie nicht das wichtigste Problem, das Ihnen beschäftigt?“
Genau das hatte er sich letztes Jahr vorgenommen, als er und Chris Lewicki das GravityLab gründeten. Lewicki, der jetzt als Berater für das Unternehmen fungiert, ist der ehemalige CEO von Planetary Resources, einem weiteren frühen Asteroidenabbau-Startup. GravityLab hat vor etwa einem Jahr eine Startfinanzierung in nicht bekannt gegebener Höhe von Village Global abgeschlossen, um mit dem Bau von Prototypen und der Geschäftsentwicklung zu beginnen.
„Wir haben die meiste Zeit damit verbracht, uns mit der Kunden- und Marktfindung zu befassen, sodass wir genau wussten, was wir anstreben mussten“, sagte Bonin. „Die Quelle der Probleme ist sehr tief, tiefer als wir eigentlich dachten.“
Einige der Anwendungsfälle für die Raumsonde von GravityLab liegen auf der Hand: Beispielsweise möchten Kunden die Plattform möglicherweise nutzen, um vor einer Mission zum Mond sicherzustellen, dass ihre Subsysteme in der Schwerkraft des Mondes funktionieren. Andere möchten möglicherweise Modellorganismen wie Fruchtfliegen oder Mäuse hochschicken, um zu verstehen, wie sich unterschiedliche Ebenen der künstlichen Schwerkraft auf den menschlichen Körper auswirken. Die Kontrolle der Schwerkraft würde Forschern helfen, zwischen ihren Auswirkungen und anderen Variablen wie Strahlung zu unterscheiden.
Aber andere Anwendungsfälle wurden wahrscheinlich noch nicht einmal in Betracht gezogen. Die präzise Programmierung der Schwerkraft könnte die Produktion von Dingen ermöglichen, die heute auf der Erde oder im Weltraum nicht hergestellt werden können. Eine Handvoll Unternehmen, darunter Varda Space Industries und Space Forge, entwickeln Produktions- und Erdrückführungskapazitäten, ihre Raumschiffe werden jedoch ausschließlich in der Schwerelosigkeit betrieben. Bonin sagte, GravityLab werde „eine andere Art der Fertigung“ ermöglichen.
„Ich versuche, die Leute zum Nachdenken zu bringen: ‚Hey, was kann ich mit der programmierbaren Schwerkraft machen?‘ Weil sie wissen, was sie mit Null G erreichen können“, sagte Bonin.
Die Zukunft der Schwerkraft im Weltraum
Natürlich ist das in Seattle ansässige Startup nicht das einzige Unternehmen, das eine Zukunft menschlichen Lebens im Weltraum plant. Als Reaktion auf die bevorstehende Stilllegung der Internationalen Raumstation im Jahr 2030 ist eine ganze Reihe kommerzieller Raumstationsinitiativen entstanden, die von Haven-1 von Vast Space bis zu den Stationsmodulen von Gravitics reichen. Beide Unternehmen wollen langfristig künstliche Schwerkraftfähigkeiten einbauen.
Bonin sagte, die Lösung von GravityLab sei eine Ergänzung zu diesen Initiativen. Das erste Raumschiff des Startups wird sehr kompakt sein – etwa so groß wie ein kleiner Kühlschrank –, aber über genügend Nutzvolumen für eine Reihe von Experimenten verfügen. Der einziehbare Ausleger wird bis zu 20 Meter lang sein und mehr als vier Umdrehungen pro Minute erzeugen können, eine Geschwindigkeit, die die Schwerkraft des Mondes simuliert. Schließlich stellt sich Bonin vor, dass das Raumschiff viel größer wird – sogar als eine Art „Schlammraum“ für kommerzielle Raumstationen.
Die erste Demonstrationsmission von GravityLab mit dem Namen gLab-1 ist derzeit für Ende 2024 oder Anfang 2025 geplant. Das Unternehmen hat mit Astro Digital, einem in Kalifornien ansässigen Raumfahrtsystemunternehmen, einen Vertrag über den Satellitenbus abgeschlossen. Sobald die Technologie auf einer Mikrosatellitenplattform demonstriert wird, vervielfachen sich die Möglichkeiten. Bonin schlug vor, dass man sich irgendwann eine wiederverwendbare Oberstufe des Stoke Space oder Starship vorstellen könnte, die eingesetzt, gedreht und zur Probengewinnung und -erneuerung vollständig zur Erde zurückgebracht werden kann.
Aber Bonin hat nicht vor, so lange zu warten:
„Wir können dies jetzt tun, ohne darauf warten zu müssen, dass neue Trägerraketen entstehen“, sagte er. „Wir können jetzt mit der Arbeit zur Risikominderung beginnen, die die menschliche Zukunft im Weltraum maßgeblich prägen wird, und wir können dies in einstelligen Millionen, einstelligen Jahren pro Mission und pro Benutzer tun. Ich möchte auf nichts und niemanden warten.“