«Die Marsmission erfordert Humanität»

Text Sarah Hadorn
Illustration Ryan Sanchez

15. Mai 2020

Die Mondlandung war gestern – als nächstes lockt der Mars. Die Raumfahrt rüstet sich, auch mit Künstlicher Intelligenz (KI). Geht jetzt alles ganz schnell? Ein Gespräch mit Alessandro Donati von der Europäischen Weltraumorganisation ESA.

Illustration "is there life on mars?" von Ryan Sanchez

“Sailors fighting in the dance hall

Oh man, look at those cavemen go
It's the freakiest show
Take a look at the lawman
Beating up the wrong guy
Oh man, wonder if he'll ever know
He's in the best selling show
Is there life on Mars?”

David Bowie

Der Mars. Von ihm träumte David Bowie (Gott hab ihn selig), von ihm träumt die Menschheit. Rückt Künstliche Intelligenz (KI) die bemannte Marsmission nun in greifbare Nähe?

Alessandro Donati: Ein wenig provokativ gesagt: Ohne KI kommt der Mensch gar nicht erst auf den Mars. KI kann etwa helfen, gesundheitliche Risiken zu kontrollieren. 

Wie?

Zum Beispiel untersucht die ESA, ob ein intelligentes Diagnosesystem, das Unregelmässigkeiten beim Raumschiff lange vor einem Fehlerfall erkennt, auch bei Menschen eingesetzt werden könnte. Das System könnte etwa auch den Sauerstoffgehalt der Luft analysieren, ihn in Zusammenhang mit dem Gesundheitszustand eines Astronauten bringen und daraus Verhaltensempfehlungen ableiten.

Und wann ist die Technologie so weit?

Wie schnell solche Entwicklungen voranschreiten, hängt vom Wettbewerb um die Marsmission ab: Je stärker dieser spielt, umso mehr Ressourcen werden zur Verfügung gestellt und desto schneller landen Menschen auf dem Mars. 

Mars Illustration von Ryan Sanchez

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.

Mars Illustration von Ryan Sanchez

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

Mars Illustration von Ryan Sanchez

Zur Person

Alessandro Donati, 60, ist Leiter des Artificial Intelligence and Operations Innovations Teams der  Europäischen Weltraumorganisation ESA. Seit 20 Jahren beschäftigt sich der Elektroingenieur mit neuen technologischen Möglichkeiten für Weltraummissionen.

Illustration "is there life on mars?" von Ryan Sanchez

Marsmission: die Meilensteine

  • 1965: Erstmals schafft es eine Raumsonde in die Nähe des Mars’; die ersten Fotos entstehen.

  • 1976: Die Sonden «Viking 1» und «Viking 2» vollbringen die Marslandung – mehr als 50'000 Bilder werden zur Erde gefunkt.

  • 1997: Der «Mars Global Surveyor» entdeckt grosse Wassereis-Vorkommen in den Polargebieten.

  • 2001: Die Sonde «Mars Odyssey» liefert wichtige neue Daten – zum Beispiel über die Zusammensetzung der Planetenoberfläche.

  • 2003: Grosser Durchbruch: Eine Sonde fertigt eine 3-D-Karte der Marsoberfläche in bahnbrechender Auflösung an.

  • 2004: Zwei Mars-Rover liefern sensationelle Neuigkeiten: Auf dem Mars gab es einmal flüssiges Wasser.

  • 2008: Erstmals wird im Mars gebaggert; nicht weit unter dem Boden stösst man auf Wassereis.

  • 2012: Der bisher grösste Mars-Rover landet, sucht nach Leben und erforscht das Gestein des Gale-Kraters, um die klimatische Geschichte des Roten Planeten weiter zu untersuchen.

  • 2018: Ein Mars-Lander beginnt mit der Erkundung des Marsinneren.

Mich interessiert, wie neue Technologien die Welt und unsere Gesellschaft verbessern können. Ganz ernsthaft. Dazu möchte ich Geschichten erzählen und Menschen mit Ideen und Konzepten treffen. Hauptinteressen: nachhaltige Entwicklung, alles mit Soziologie – wenn auch keine Soziologin. Ansonsten: französischer Käse, dicke amerikanische Romane, Katzen.
Illustration Ryan Sanchez

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