Vom Meer bis zum Mond

Wenn es um große innovative Forschungs­projekte geht, mischt der Norden Deutsch­lands ganz vorne mit. Exzellenz­cluster wie „Ozeane der Zukunft“ in Kiel sind Leucht­türme der inter­nationalen Grund­lagen­forschung. Mit European XFEL ist in Hamburg das modernste Röntgen­laser­zentrum der Welt entstanden. In Berlin arbeitet ein Forschungs-Bündnis an der Schlüssel­techno­logie 3-D-Druck, bei der Deutschland die Vor­reiter­rolle anstrebt. Powered by Nord­deutschland!

Probensammler: Roboter ROV KIEL des Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung (GEOMAR) bei der Arbeit am Meeresboden.
Probensammler: Roboter ROV KIEL des Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung (GEOMAR) bei der Arbeit am Meeresboden: rechts der Arm der unbemannten Einheit, die in bis zu 6000 Metern Meerestiefe eingesetzt werden kann. Die komplette Einheit wiegt 3,5 Tonnen und wird unter Wasser von sieben kleinen Propellern angetrieben. Die Anlage wird ferngesteuert über ein Tiefsee-Glasfaserkabel. Zum Kieler ROV Team gehören acht Techniker und Wissenschaftler. © GEOMAR

Forschung im Norden ist viel­fältig. Wer meint, die Menschen da oben im Lande könnten nur Meeres­forschung und Wind­kraft, wird über­rascht sein: von Bio- und Medizin­techno­logie, von Raum­fahrt- und Plasma­techno­logie. Mit gut 200 Instituten in den Bundes­ländern Schleswig-Holstein, Nieder­sachsen, Mecklen­burg-Vorpommern und Branden­burg sowie den Stadt­staaten Berlin, Hamburg und Bremen ist der Norden hervorragend auf­gestellt. Aktuell beziehen Wissen­schaftler am Hamburger Stadt­rand den 1,2 Milliarden Euro teuren Neubau des welt­weit einmaligen Röntgen­lasers European XFEL. Neben den Universitäten und Akademien sind es auch die Einrichtungen der Fraunhofer-Gesell­schaft, der Helmholtz- und der Leibniz-Gemeinschaft und die Institute der Max-Planck-Gesellschaft, die die Forschungs­landschaft von Bremer­haven bis Greifs­wald und von Flensburg bis Göttingen prägen.

Mehr als 150.000 Forschungs­­kräfte

Knapp 25 Prozent der bundes­weit 2,8 Millionen Studierenden leben und lernen im Norden der Republik. Von den bundes­weit etwa 650.000 Voll­zeit­kräften in der Forschung arbeiten 150.000 in den nördlichen Bundes­ländern (2015, Statistisches Bundesamt). Wie vernetzt Forschungs­arbeit heute ist, zeigt beispiel­haft der Exzellenz­cluster „Ozean der Zukunft“ der Christian-Albrechts-Universität in Kiel: Beteiligt sind dort acht ihrer Fakultäten sowie drei Partner­institutionen. Sie alle arbeiten mit Ingenieuren und Wissenschaftlern aus den Politik-, Gesellschafts- und Sozial­wissen­schaften eng zusammen.

Der 3-D-Druck wird die Produkt­herstellung revolutionieren, wir bereiten die Grund­lagen für die Zukunfts­technologien.
André Bergmann, Fraunhofer IPK

Und das offenbar gut: Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozean­forschung Kiel ist im Oktober einer unabhängigen wissen­schaftlichen Prüfung unter­zogen worden. „Out­standing!“ – hervorragend –, so lautet das Urteil des Gremiums unter Leitung von Dr. Peter Hefferman aus Irland. Auch die anderen 17 Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft werden für die künftige Grund­finanzierung entsprechend begutachtet.

Helmholtz, Max Planck und Fraunhofer entscheiden gemeinsam mit weiteren Einrichtungen, etwa der Union der Akademien der Wissenschaft, in der Deutschen Forschungs­gemeinschaft (DFG) über die Verwendung der Forschungs­gelder: allein 2016 laut DFG-Jahres­bericht immerhin 2,99 Milliarden Euro. Anteilig enthalten sind hier Förderungen der Exzellenz­initiative von Bund und Ländern, mit der Spitzen­leistungen an deutschen Hoch­schulen unter­stützt werden: Von 2012 bis Ende 2017 gab es 2,7 Milliarden Euro allein aus diesem Budget.

Das Mondauto der nächsten Generation

Für eine solche Summe kommt man nicht zum Mond, aber vielleicht würde es für eine Taxi­fahrt dort oben reichen. Das Fraunhofer-Institut für Produktions­anlagen und Konstruktions­technik IPK in Berlin jeden­falls beschäftigt sich mit Mond­aus­flügen. Gemeinsam mit dem jungen Berliner Unter­nehmen „Part-time Scientists“ und Audi entwickeln die Forscher Mond­autos der nächsten Generation. Geplant ist, dass ein Luna Quattro-Rover 2019 dort, wo Apollo 17 im Jahr 1972 landete, seinen Job beginnen soll. Damals wog ein Mond­fahrzeug 211 Kilogramm, Luna Quattro ist mit 30 Kilo ein Leicht­gewicht. Der Clou: Das Fahr­zeug kommt aus dem 3-D-Drucker.

„Der 3-D-Druck wird die Produkt­herstellung revolutionieren, wir bereiten die Grund­lagen für die Zukunfts­technologien“, sagt André Bergmann, der die Forschungs­aktivitäten in der Additiven Fertigung am Fraunhofer IPK leitet. „Neben Luft- und Raum­fahrt haben allen voran die Medizin­technik und der Maschinen­bau großes Interesse“, so der Wissen­schaftler. Er koordiniert die Projekte eines Bündnisses von 126 Partnern aus Wissen­schaft und Wirtschaft. Ihre Vision: Fertigungs­verfahren ohne Werk­zeug, Multi-Material-Systeme mit integrierter Intelligenz sowie integrierte Prozess­ketten für Einzel­stücke wie für Serien­produkte. Klingt nach Zukunft!

Genau die trägt ein Wettbewerb des Forschungs­ministeriums im Titel: Das Projekt „Zukunfts­stadt“ soll Visionen für das Zusammen­leben von Menschen in Ballungs­räumen erarbeiten. Der Wett­bewerb basiert auf Nachhaltig­keits­zielen der Vereinten Nationen. Er wird also nicht nur die zukünftige Entwicklung in drei nord­deutschen Städten stark beeinflussen, sondern möglicher­weise inter­nationale Strahl­kraft entwickeln. Wolfsburg, Norderstedt und Lüneburg gehören zu den bundes­weit 20 Städten, die derzeit ihre Zukunft mit wissen­schaftlicher Unter­stützung gestalten. Wolfs­burg arbeitet unter anderen mit Forschern der TU Berlin und der TU Braun­schweig zusammen, Norderstedt unter anderen mit der Universität Lübeck und dem Institut für Urbanistik in Berlin.

Generell spielt das Nervensystem eine wichtige Rolle. Auch Sport setzt förderliche Signalstoffe frei.
Dr. Tim Schulz, Deutsches Institut für Ernährungs­forschung

Konsequent lokal ist die Zusammen­­arbeit in Lüneburg: Dort ist die vor Ort ansässige Leuphana Universität Forschungs­partner der 75.000-Einwohner-Stadt. Studierende machen hier „ihre Stadt“ zukunfts­tauglich – in Bezug auf insgesamt 17 nach­haltige Ziele, von Armuts­bekämpfung über Bildung bis Verkehr.

Ein Ziel der „Zukunfts­­stadt“ ist Gesundheits­­vor­sorge. Dazu passt, was Dr. Tim Schulz vom Deutschen Institut für Ernährungs­forschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) erforscht. Er ist mit seiner Arbeits­­gruppe einem noch wenig erforschten Phänomen auf der Spur: schlank durch Fett! Die Existenz des sogenannten „braunen Fett­gewebes“ ist schon länger bekannt. Auch dass es Kalorien verbrennt, statt sie zu speichern. Dr. Schulz und sein Team wollen diesen hoch­aktiven Zell­verbund jetzt erforschen und heraus­bekommen, wie das braune Fett im Körper aktiviert oder angereichert werden kann. „Generell spielt das Nerven­system eine wichtige Rolle. Auch Sport setzt förderliche Signal­stoffe frei“, sagt der Bio­chemiker. Sein Ziel: Therapien gegen krank­haftes Über­gewicht.

Autarker Gemüse­­anbau erforschen

Das Körpergewicht ist für Störe kein Problem, sie sind viel zu viel unter­wegs – wie die Lachse! Aber weil der Mensch massiv in die Lebens­räume der anspruchs­vollen Fische ein­ge­griffen hat, ist der Stör bei uns fast aus­gestorben. Jörn Geßner leistet am Leibniz-Institut für Gewässer­ökologie und Binnen­fischerei (IGB) in Berlin ganz praktische Pionier­arbeit für die Wieder­ansiedlung der Störe in Nord- und Ost­see. Dazu setzt der gebürtige Hamburger jährlich etwa 300.000 drei bis zehn Monate alte Störe in Elbe und Oder aus und erforscht, unter welchen Lebens­umständen sie in Nord- und Ost­see wieder heimisch werden können.

Vom braunen Brack­wasser des Hamburger Hafens in Richtung des kalten Blaus der Antarktis ging es im Oktober per Schiff für einen speziellen Gewächs­haus­container. Im antarktischen Ekström-Schelfeis befindet sich Deutschlands südlichster Arbeits­platz, die Neumayer-Station III des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) aus Bremer­haven. Dort beginnt im Dezember ein Forschungs­projekt im Hightech-Gewächs­haus, wo mit internationalen Partnern ein voll­ständig autarker Gemüse­anbau erforscht werden soll. Laut Mitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raum­fahrt dient dies der Nahrungs­mittel­ver­sorgung in klimatisch an­spruchs­vollen Regionen, aber auch zukünftig bemannten Missionen zu Mond und Mars. Fährt Luna Quattro künftig dort Gemüse aus? Wer weiß. Eines ist aber sicher: Die Forschungs­land­schaft Nord­deutsch­land macht sich nicht nur bei Themen wie Acker, Meer und Wind stark. Auch in der Raum­fahrt wird das Land ganz oben auf der Land­karte eine wichtige Rolle spielen!

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