Forschungsprojekte

Die Technische Universität Berlin ist an dem neu bewilligten Sonderforschungsbereich SFB 1759 „Bewohnbarkeit als grundlegender planetarischer Prozess: Paradigmenwechsel in unserer Wahrnehmung der vermeintlichen Einzigartigkeit der Erde“ beteiligt. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert den Forschungsverbund in den kommenden vier Jahren mit mehr als 12 Millionen EUR. Die Sprecherschaft liegt bei der Freien Universität Berlin; Sprecherin ist die Geowissenschaftlerin und Weltraumforscherin Prof. Dr. Lena Noack.

Der SFB 1759 geht einer der grundlegendsten Fragen der Wissenschaft nach: Unter welchen Bedingungen kann Leben auf Planeten, Monden und anderen Himmelskörpern entstehen, bestehen oder nachgewiesen werden? Damit rückt der Forschungsverbund über die klassische Suche nach erdähnlichen Planeten hinaus. Im Mittelpunkt steht ein erweitertes Verständnis von Habitabilität: Nicht allein die Ähnlichkeit zur Erde ist entscheidend, sondern die planetaren Prozesse, die lebensfreundliche Umgebungen hervorbringen können.

Die TU Berlin bringt ihre Expertise in vier Teilprojekte des Sonderforschungsbereichs ein. Sie reichen von wasserreichen Meteoritenmutterkörpern und eisreichen Ozeanwelten über den Nachweis möglicher Biosignaturen bis hin zu wissenschaftlichen, technischen und gesellschaftlichen Fragen künftiger Missionen zu Mond und Mars.

Waren kleine Himmelskörper im frühen Sonnensystem lebensfreundlich?
Im Teilprojekt „Water | Exploring habitable conditions on parent bodies of hydrous meteorites“ untersuchen Forschende, ob kleine Körper in der Frühzeit des Sonnensystems zeitweise lebensfreundliche Bedingungen besessen haben könnten. Im Mittelpunkt stehen Meteorite, deren Minerale chemisch gebundenes Wasser enthalten, z.B. in Form von Tonmineralen. Diese Minerale zählen zu den ältesten chemischen Aufzeichnungen flüssigen Wassers im Sonnensystem und machen die Mutterkörper solcher Meteorite zu wichtigen Kandidaten für die allerersten habitablen planetaren Objekte.

Mithilfe numerischer Modelle und Laboranalysen erforscht das Team, wie sich Wasser, Temperatur und chemische Stoffe im Inneren dieser Körper entwickelten. Dabei geht es um die Frage, ob dort vorübergehend habitable Nischen entstanden sein könnten – also Umgebungen, in denen grundlegende Voraussetzungen für Leben vorhanden waren. Meteorite gelten daher als wichtige Archive der frühen Entwicklung unseres Planetensystems.

An der TU Berlin ist das Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik unter der Leitung von Prof. Dr. Wladimir Neumann und Prof. Dr. Jürgen Oberst an diesem Themenfeld beteiligt.

Eisreiche Welten und verborgene Ozeane
Das Teilprojekt „Differentiation | Differentiation and coupled long-term internal and orbital evolution of icy moons“ richtet den Blick auf eisreiche Welten im äußeren Sonnensystem. Dazu zählen die Jupitermonde Europa, Ganymed und Kallisto, der Saturnmond Enceladus sowie Zwergplaneten und Objekte des Kuipergürtels.

Diese Himmelskörper könnten unter ihrer eisigen Oberfläche flüssige Ozeane beherbergen. Solche verborgenen Ozeane gelten als potenzielle Lebensräume weit entfernt von der Erde. Die Forschenden modellieren die thermische, chemische und dynamische Entwicklung dieser Welten. Ziel ist es zu verstehen, unter welchen Bedingungen unterirdische Ozeane entstehen und über lange Zeiträume stabil bleiben können.

Auch dieses Teilprojekt wird an der TU Berlin vom Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik mitgetragen.

Biosignaturen: Wie bleiben Spuren von Leben nachweisbar?
Im Teilprojekt „Biosignatures | Investigation on biosignature stability and media perception“ untersucht ein Team um Prof. Dr. Dirk Schulze-Makuch vom Institut für Physik und Astronomie, wie stabil mögliche Spuren von Leben unter extremen außerirdischen Bedingungen sind. Solche Biosignaturen können organische Moleküle, Fettsäuren, Aminosäuren oder mikrobielle Bestandteile sein.

Auf anderen Himmelskörpern sind solche Spuren jedoch starken Belastungen ausgesetzt. Strahlung, reaktive chemische Verbindungen, Mineralien, extreme Trockenheit oder große Temperaturunterschiede können Biosignaturen verändern oder zerstören. Das Projekt testet diese Prozesse in planetaren Umweltkammern und in Langzeit-Feldexperimenten in der Atacama-Wüste, die als Mars-Analogregion gilt.

Die Ergebnisse sollen künftige Raumfahrtmissionen zu Mars, Europa und Enceladus dabei unterstützen, Messdaten besser zu interpretieren. Besonders wichtig ist dabei der Umgang mit mehrdeutigen Signalen: Nicht jeder auffällige Messwert ist automatisch ein Hinweis auf Leben. Das Projekt untersucht deshalb auch, wie wissenschaftliche Unsicherheiten verständlich kommuniziert werden können, ohne Erwartungen zu überhöhen oder Vertrauen in Forschung zu schwächen.

C05 „Colonisation“: Was brauchen Menschen auf Mond und Mars?
Das Teilprojekt „Colonisation | Preparing for human exploration missions and outposts on the Moon and Mars: Scientific, social and ethical perspectives on supporting life and extracting resources“ befasst sich mit künftigen bemannten Missionen und möglichen Außenposten auf Mond und Mars. Im Zentrum steht die Frage, was Menschen benötigen würden, um dort zeitweise zu leben und zu arbeiten.

Dazu gehören geologische und technische Fragen: Welche Rohstoffe oder Eisvorkommen könnten nutzbar sein? Welche Standorte wären geeignet? Wie kann verhindert werden, dass sensible Umgebungen beschädigt oder kontaminiert werden?

Das Projekt verbindet geologische Kartierungen, Ressourcenmodellierung und Experimente mit Analogmaterialien mit ethischen, philosophischen, theologischen und kommunikationswissenschaftlichen Perspektiven. Es untersucht außerdem, wie Wissenschaft, Raumfahrtorganisationen, Unternehmen und Medien über Mond- und Marsbesiedlung sprechen – und welche Erwartungen, Unsicherheiten und Legitimitätsfragen damit verbunden sind.

Damit betrachtet C05 künftige Weltraummissionen nicht nur als technische Herausforderung, sondern als wissenschaftlich und gesellschaftlich verantwortbare Aufgabe.

Habitabilität neu denken
Der SFB 1759 verbindet Naturwissenschaften mit Sozial- und Geisteswissenschaften. Neben der Erforschung potenziell lebensfreundlicher Umgebungen stehen auch ethische Fragen, Wissenschaftskommunikation und die gesellschaftliche Wahrnehmung möglicher Lebensfunde im Mittelpunkt.

Die TU Berlin trägt mit ihren vier Teilprojekten dazu bei, die Suche nach Leben im All neu zu denken: nicht allein vom Vorbild Erde ausgehend, sondern von den grundlegenden planetaren Prozessen, die Habitabilität ermöglichen können. Die Ergebnisse sollen helfen, künftige Weltraummissionen gezielter zu planen, potenzielle Biosignaturen zuverlässiger zu bewerten und unser Verständnis lebensfreundlicher Welten im Universum zu erweitern.

Weitere Informationen
Ansprechpartner für die Teilprojekte C03 und C05:
Prof. Dr. Dirk Schulze-Makuch
Fachgebietsleitung Astrobiologie
Fakultät II – Mathematik und Naturwissenschaften
Technische Universität Berlin
E-Mail: schulze-makuch@tu-berlin.de
Tel.: +49 30 314-23736

Ansprechpartner für die Teilprojekte A02 und B1:
Prof. Dr. Wladimir Neumann
Fachgebiet Planetengeodäsie
Fakultät IV – Planen Bauen Umwelt
Technische Universität Berlin
E-Mail: wladimir.neumann@tu-berlin.de
Tel.: +49 30 314-70765