Wie befeuert KI die Raumfahrt generell?

Sie ermöglicht neue Missionen, verlängert die laufenden und macht Abläufe produktiver und effizienter. Etwa das Astronauten-Assistenzsystem Cimon, das eigenständig Aufgaben an Bord übernimmt.  Aber auch das erwähnte Frühwarnsystem für Raumfahrzeuge, das die ESA entwickelt hat, basiert auf KI. Es erkennt Abweichungen von der Norm etwa bei Gyroskopen – sie erfassen die Bewegungen eines Raumschiffs – manchmal Stunden oder sogar Tage, bevor eine Störung gemeldet würde. Mittlerweile kommt es in vielen unserer Fahrzeuge zur Anwendung. Und das ist erst ein Vorgeschmack auf das Potenzial, das KI hat.

Nämlich?

Besonders in einem Feld wird sich KI auf sämtliche Missionen auswirken: in der Missionsplanung und -vorbereitung. Diese Aufgaben sind hoch komplex und werden von einer Vielzahl Parameter beeinflusst. KI kann sie automatisch aufeinander abstimmen. Erste automatische Planungs- und Vorbereitungssysteme haben dazu geführt, dass sich der Aufwand halbierte und 20 Prozent weniger Bodenstationszeit benötigt wurden. Des Weiteren können wir mit einer automatisierten Planung viel einfacher und schneller neue Forschungsprojekte beginnen. So gesehen ist eine effiziente Missionsplanung ein essenzielles Instrument, um zu mehr aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen über den Weltraum zu kommen. Und KI ist der Schlüssel dazu. 

Man hat den Mars bereits passiert, ihn umkreist, ist mit ihm zusammengestossen, hat ihn radarinspiziert, ist auf ihn zugeschossen und von ihm zurückgeprallt. Man hat ihn überrollt, in seiner Erde gegraben, ihn angebohrt, gebacken und sogar laserbestrahlt.

Buzz Aldrin, betrat als zweiter Mensch den Mond

Welche Türen öffnet KI noch?

Machine-Learning-Systeme sind eine enorme Hilfe bei der Auswertung der zahllosen Bilder, die Radars und Kameras im All pausenlos aufnehmen. Zum Beispiel für die Beobachtung des Klimawandels. Heute ist es kein Problem, Daten zu generieren; die Herausforderung liegt in der Auswertung dieses enormen Wissenspools. 

Gibt es auch Risiken bei der Anwendung von KI in der Raumfahrt?

Nicht spezifisch in der Raumfahrt. Aber natürlich: Die Entscheidungen, die uns etwa Deep-Learning-Systeme liefern, sind für uns Menschen nach wie vor eine Blackbox. Deshalb gibt es in der KI-Forschung auch einen neuen Strang: «Explainable KI». Sie soll parallel zu anderen Systemen eingesetzt werden und deren Ergebnisse nachvollziehbar machen. Allerdings ist das Weltall ohnehin ein konservativer Raum für neue Anwendungen – geht etwas schief, sind immense Investitionen womöglich binnen Minuten verloren. Ein Raumschiff, das voll autonom fliegt und entscheidet, ist deshalb auch künftig unrealistisch. KI soll die Raumfahrt sicherer machen.

Auf welche Weise?

KI-basierte Frühwarnsysteme können auch helfen, Kollisionen zu vermeiden. Die Gefahr von Zusammenstössen wächst zunehmend – wir haben im All einen Raum mit viel Verkehr geschaffen. Zudem unterstützt uns KI dabei, robustere und leistungsfähigere Raumschiffe zu bauen. Hierfür kombiniert die ESA derzeit physische Modelle mit datenbasierten Modellen, um die Fahrzeuge unter möglichst realistischen Bedingungen zu testen.

Gibt es weitere aktuelle Projekte?

In den letzten Monaten hat die ESA ihre Vision von KI in der Raumfahrt zu Papier gebracht. Dieses Verständnis ist sehr menschenzentriert: KI soll die Erfahrung und das Wissen von Menschen verstärken und diese nicht ersetzen. Das ist übrigens ein weiterer Grund, warum KI – mindestens nach diesem Verständnis – die Gefahren im Weltraum viel mehr reduziert als erhöht: KI entscheidet nie alleine. 

Der Mars ist der einzige Ort in unserem Sonnensystem, der es uns ermöglicht, multi-planetarisch zu werden.

Elon Musk, Tesla-Gründer und Chef des privaten Raumfahrtunternehmens Space X

Vor KI, die hier auf der Erde selber entscheidet und vollkommen ausser Kontrolle gerät, will Silicon-Valley-Magnat Elon Musk die Menschheit retten – schon in den 2020er-Jahren will er die ersten Menschen auf dem Mars ansiedeln. Nur ein aberwitziger Plan?

Ich halte eine permanente Besiedlung des Mars’ für sehr unwahrscheinlich. Auch wenn es technologisch wohl möglich werden dürfte, dass sich Menschen auf dem Mars aufhalten. Die Frage ist nur, wie komfortabel es sein wird. Auf der Erde sind wir mit dem Van-Halen-Gürtel gesegnet, der uns vor kosmischer Strahlung schützt. Wir sind es gewohnt, jederzeit spazieren oder Fussball spielen gehen zu können – all das wird auf dem Mars nicht ohne weiteres möglich sein. Genauso wenig wie zum Beispiel der Anbau von Nahrungsmitteln. Leben auf dem Mars würde vor allem sehr viel Transport bedeuten. Von der Herausforderung einer sicheren Gesundheitsversorgung ganz zu schweigen.

Der Mars dürfte also kein Zufluchtsort vor Krieg und Umweltkatastrophen auf Erden werden? 

Mit so einem Szenario wäre ich wie gesagt sehr vorsichtig. Was ich mir vorstellen könnte: Dass es eine Art Luxus-Tourismus gibt, und Privilegierte die Erfahrung machen können, sich für ein paar Wochen in einer ganz anderen Umwelt aufzuhalten. Die Frage ist jedoch, ob man nicht lieber in andere Dinge investieren will.

Zum Beispiel?

In die Suche nach ausserirdischem Leben etwa; das ist hochgradig aufregend und interessant. Oder in die vertiefte Erforschung des Mondes auf Mineralien hin, die wir auf der Erde gut gebrauchen könnten. Vor allem sollten wir aber in eines investieren, auch wenn keine grosse Marge lockt: Humanität.

Wie meinen Sie das?

KI ist eine Superkraft, die sich gut auswirken kann oder schlecht. In welche Richtung es geht, bestimmen wir Menschen. Nur wenn wir verantwortungsvoll miteinander umgehen, tun wir das auch mit KI. Somit schliesst sich der Kreis zur Strategie der ESA, die den Menschen bei der Erkundung des Weltraums in den Mittelpunkt stellt – auch in Zukunft.

Und wann landet nun der erste Mensch auf dem Mars?

Ich hoffe doch, dass ich es noch erleben werde. Ich gehe davon aus, dass wir in ungefähr 25 Jahren so weit sind.

Da draussen ist ein Planet, den wir erreichen können. Allein schon deswegen wird es den Menschen dorthin treiben.

Ulrich Walter, ehemaliger Astronaut und Professor für Raumfahrttechnik