**Mit der Kraft einer Schokoladentafel: Mit Ionenantrieben auf große Raumfahrt**
Die Weltraumfahrt – auch in unendliche Weiten – hat mit der irdischen Mobilität eine Gemeinsamkeit: Wenn Raumsonden oder Satelliten einmal in einer Umlaufbahn oder auf dem Weg nach „draußen“ sind, dann düsen sie vermehrt rein elektrisch in der weiten Raum. Zwar müssen die Raketen immer noch mit großem Krawumms vom Boden angelupft werden. Alles Weitere funktioniert besser elektrisch. Das spricht sich in dieser speziellen Mobilitätsbranche nun auch weiter herum. Seit der Flugzeug- und Raumfahrtkonzern Boeing eine Satellitenplattform rein elektrisch vorgestellt hat, ziehen immer weitere Konzerne nach.
Elektrisch Weltraumantriebe, sogenannte Ionentriebwerke, sind eigentlich recht schwach, dafür aber in der Ausdauer immens leistungsfähig. Der Physiker Kristof Holste nimmt gern zum Vergleich eine Tafel Schokolade in die Hand. Ein Viertel dieser 100-Gramm-Tafel – also die Menge weniger Schokostückchen – drückt durch die Schwerkraft genauso stark auf seine Hand wie ein großes Ionentriebwerk auf einen Satelliten ausüben würde. „Klar, mit einem Ionentriebwerk kann man niemals vom Erdboden aus starten“, erklärt Holste, der an der Universität Gießen Ionentriebwerke entwickelt. Doch wenn auch nur eine geringe Strahlkraft permanent und über Tausende Stunden den Satelliten durchs All schiebt, dann kommen hohe Geschwindigkeiten zustande – die nächstgelegenen Planeten wie Mars und Venus oder Merkur im Inneren des Sonnensystems oder die äußeren Planeten kommen so in Reichweite.
Vom Boden abhebend, verbrennen die klassischen chemischen Raketenantriebe große Treibstoffmassen bei Austrittsgeschwindigkeiten von rund vier Kilometern pro Sekunde – für wenige Minuten. Dann ist der Satellit aber auch schon hoch oben. Ein Ionentriebwerk hingegen düst seinen Treibstoff mit bis zu 60 Kilometern pro Sekunde aus, hauchzart, aber bei 50.000 Betriebsstunden.
**Auf den Rückstoß kommt es im All an**
So ein Ionentriebwerk erinnert ein bisschen an einen Fön zum Haaretrocknen. Aus dem Gerät kommt ein warmer Luftstrom raus. Beim Triebwerk sind dies Xenon-Ionen. Xenon ist ein Edelgas und wird in einer Gasflasche mit geführt. Nach dem Verfahren einer Mikrowelle trennen die Konstrukteure die Elektronen in einem Hochfrequenzfeld von einigen Megahertz ab. Das Xenon ist ionisiert, elektrisch positiv geladen und wird per Hochspannung auf ein negativ geladenes Gitter beschleunigt. Das Ganze tritt durch das Gitter und gerichtet aus dem Triebwerk aus. Die Technik fügt zur Neutralisation wieder Elektronen hinzu, und alles düst ins All. Den gleichen Impuls, den die Gesamtmenge des Gases in die eine Richtung erfährt, gewinnt das Raumfahrzeug in die andere Richtung. Das ist klassische Rückstoß-Mechanik à la Sir Isaac Newton aus dem 18. Jahrhundert.
Im 21. Jahrhundert hat mittlerweile mehr als jeder zweite Satellit einen Ionenantrieb an Bord. Auch die aktuell Richtung Merkur fliegende Sonde BepiColombo. Benannt ist das Raumfahrzeug nach dem Italiener Giuseppe „Bepi“ Colombo (1920 bis 1984), der den sogenannten Swing-by mitentwickelte: Raumsonden nutzen bei ihren Touren durch das Sonnensystem das Schwerfeld eines Planeten, um mal so richtig zu beschleunigen und sich in eine andere Richtung zu katapultieren. Bei der aktuellen Mission BepiColombo der europäischen und japanischen Raumfahrtbehörden ESA und Jaxa sind das gleich neun Swing-by Manöver, um an Erde und Venus vorbei zu beschleunigen und an Merkur abzubremsen. Das Finetuning erfolgt dabei durch die Ionentriebwerke. Die Sonde startete im Oktober 2018 und wird im Jahr 2021 am Merkur ankommen. Vergangenen Dezember testeten die Ingenieure der ESA in Darmstadt erstmals die vier Ionentriebwerke an Bord. „Das war eine knifflige Angelegenheit“, berichtete Elsa Montagnon von der BepiColombo-Mission. Bald darauf ging‘s auf Reisegeschwindigkeit, mit einer Kraft von 125 Millinewton, was laut ESA der Gewichtskraft einer Haushaltsbatterie entspricht.
**Energieversorgung über Solarpanels**
„Die Ionentriebwerke werden Standard. Das ist für uns eine spannende Zeit“, sagt Entwickler Holste. An der Universität Gießen wurde mit russischen Kooperationspartnern schon in den 1990er Jahren eine Merkur-Mission erwogen. Damals schlugen die Russen einen Kernreaktor vor, um die Energie für das Ionentriebwerk zu liefern. Die europäische Raumfahrtagentur ESA winkte ab. Später wurden Weltraum-taugliche Solarzellen so leistungsstark, dass heute die Energieversorgung von Satelliten und Raumsonden fast immer über Solarpanels erfolgt.
Aktuell erforschen die Wissenschaftler um Holste etwa zum Antriebsstoff Xenon alternative Materialien. Zum einen ist Xenon recht teuer, zum anderen muss es in 300-bar-Drucktanks mitgeführt werden. Das ist unter den rauen Startbedingungen von Raketen immer ein Sicherheitsrisiko. Ein fester Treibstoff wäre da im Vorteil. Insgesamt muss ein Treibstoff leicht ionisierbar sein und eine hohe Masse haben, damit auch der Rückstoß groß wird. Interessant wäre das Halogen Jod, aber auch so kuriose Stoffe wie Nanodiamanten lagen in einem Kooperationsprojekt mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) aus Göttingen schon auf dem Experimentiertisch.
Wesentlich für die Funktionsweise des Ionentriebwerks ist, dass der Strom positiv geladener Xenon-Ionen beim Austritt aus dem Triebwerk wieder neutralisiert wird. Das geschieht durch Beigabe von Elektronen in den Strom. Würden die positiven Xenon-Ionen allein das Triebwerk und die Raumsonde verlassen, so würde sich die Raumsonde negativ aufladen. Es entstünde ein elektrisches Feld, in dem die Xenon-Ionen auf lang gestreckten Bahnen wieder zum Raumschiff zurück kehrten. Der Vortriebseffekt wäre dann gleich Null.
**Irdische Tests im Weltraum-Tank**
Auch können die Teilchen des Ionenstrahls an Bauteilwände von Triebwerk, Raumsonde oder Solarpanels prasseln und dort zu Erosionserscheinungen führen. In Simulationskammern studieren die Forscher daher das Triebwerk und den Teilchenstrahl unter Weltraumbedingungen. Der Jumbo genannte Tank an der Justus-Liebig-Universität Gießen hat beispielsweise einen Durchmesser von 2,5 Metern und eine Länge von sechs Metern. Über viele Stunden reduzieren die Vakuumpumpen den Innendruck auf unter ein Millionstel Millibar. Statistisch trifft dann ein Luftteilchen erst nach einer Weglänge von einem Kilometer auf ein anderes Luftteilchen. Dort setzen Holste und seine Kollegen die Ionentriebwerke ein und studieren deren Verhalten.
Die Größe und die Leistungsfähigkeit der Ionentriebwerke kann je nach Aufgabe eingestellt werden. Von ihren Abmaßen reichen sie von der Größe einer Kaffeetasse bis zu einem Bierfässchen. Zwei Trends macht Kristof Holste derzeit aus. „Zum einen gibt es die Verkleinerung von Triebwerken für den Einsatz in Kleinsatelliten, zum Beispiel in CubeSats, zum anderen der Bau sehr großer Antriebssysteme für den Flug zum Mars“, erklärt der Physiker. Auf einer Konferenz zu elektrischen Weltraumantrieben und deren Anwendungen haben sich die deutschen Forscher mit ihren russischen Kollegen ausgetauscht. Es ging ganz einfach darum, die Elektrifizierung der Weltraumantriebe weiter voran zu treiben. Wenn es schon am Erdboden mit den Elektroautos nicht so voran geht, wie es wünschenswert wäre. Am Firmament setzen alle auf den Elektroantrieb.
**Die Kraft der Ionen**
Durch den Rückstoß austretender Xenon-Ionen treibt ein Ionentriebwerk die Raumsonde voran. Doch wie stark ist diese Kraft?
Eine Schokoladentafel mit einer Masse von 100 Gramm drückt auf eine Hand mit einer Gewichtskraft von ziemlich genau 1 Newton (der physikalischen Größe für Kraft), was 1000 Millinewton entspricht. Die großen Triebwerke erzeugen Schübe von 200 Millinewton was ungefähr drei Schokostückchen einer klassischen Ritter Sport-Tafel entspricht.
Ein Haarfön übt einen abgeschätzen Schub von 400 Millinewton aus, bei einer Strömgeschwindigkeit von 50 km/h und einem Volumendurchsatz von 90 Kubikmetern Luft pro Stunde. Das entspricht dem Schub von zwei großen Ionentriebwerken.
Der menschliche Atem dürfte laut Physiker Kristof Holste mit Schüben von deutlich einem Millinewton verbunden sein. Diese Kraft erlaubt das Finetuning von Orientierung und Position eines Satelliten im Orbit.
**Internationale Fachtagung von Mikrobiologen**
Bakterien sind auch nur Menschen. Wie die großen Mehrzeller-Kollegen müssen sich die einzelligen Mikroorganismen in einer riesigen Welt zurecht finden. Wie machen die das? Das war die Fragestellung von rund 180 Spezialisten der Biologie in Marburg. Wir Menschen können folgendes: Sehen, Hören, Schmecken, Riechen, Tasten, „und Bakterien können das auch“, sagt die Marburger Mikrobiologin Anke Becker und gerät dann sogleich in den Fachdisput mit Tobias Erb vom Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie, wie das denn mit dem „Hören“ bei Bakterien sein könne, also dem Registrieren von Schallwellen. Nunja, Schallwellen sind eigentlich zu groß für die nur unter dem Mikroskop sichtbaren, klitzekleinen Bazillen.
Mitunter können Bakterien Licht wahrnehmen und Taktiles ertasten. In der Regel kommunizieren sie mit ihrer Umwelt über chemische Signale, was dem Riechen und Schmecken entspricht. Masterstudent Jannis Brehm von der Universität München (LMU) untersucht beispielsweise wie ein Bakterium erkennt, dass es im Verdauungstrakt einer Insektenlarve richtig angekommen ist, um sich dort dann auszubreiten. Ist die Larve tot, zieht das Bakterium weiter.
So martialisch geht es leider im Reich der Mikrobiologie immer zu. Bakterien, Viren, Pilze müssen sich sehr schnell anpassen, ihre Umwelt erkennen, sich untereinander oder mit anderen Arten verbünden, um zu überleben. Und diesem Reichtum an Anpassungsstrategien galt die Tagung „Wie Mikroorganismen ihre Welt erkennen“, die von Anke Becker und Erhard Bremer (beide Philipps-Universität Marburg) und Thorsten Mascher (TU Dresden) in Marburg ausgerichtet wurde.
Die Mikrobiologen der Lahnstadt zieht es bei diesen Veranstaltungen immer gern von den Lahnbergen ins Zentrum der Stadt. So findet das Jahreskolloquium des Loewe-Zentrums für Synthetische Mikrobiologie (Synmikro) schon traditionell im Mai im Kino Cineplex statt. Diesmal kamen die Biologen im Erwin-Piscator-Haus, der Stadthalle, zusammen. Sie genossen dabei nicht nur die anregenden Gespräche im Licht durchfluteten Foyer des Neubaus, sondern auch den tollen Blick auf Schloss und historische Altstadt.
Thorsten Mascher aus Dresden bestätigte nochmal, dass Marburg für Mikrobiologen der zentrale Forschungsstandort in Deutschland, wenn nicht gar Europa, sei. Und viele der anwesenden Forscherinnen und Forscher freuten sich darauf, im hoffentlich kommenden Jahr den Forschungsneubau für Synmikro auf den Lahnbergen beziehen zu können. Universitätsleitung und Land Hessen hätten diesen Wert erkannt. Und auch einen anderen Wert unterstrich die Tagung: Biologie ist längst keine Männerdomäne mehr. Viele Hauptvorträge wurden von etablierten Forscherinnen gehalten.
Etwa Bonnie Bassler aus Princeton, die darüber berichtete, wie es „tumbe“ Bakterien schaffen, sich untereinander abzustimmen. Bakterien können nämlich über Signalmoleküle – also gewissermaßen mit chemischen Wörtern – miteinander kommunizieren. Dann heißt es gemeinsam „Attacke“ auf ein Opfer, oder der Bakterienklumpen wandelt sich in einen für andere undurchdringlichen Schleim, einem sogenannten Biofilm. Manchmal produzieren Bakterienkolonien auch Gemeinschaftsgüter, etwa bestimmte Stoffe, um Nahrungsquellen gemeinsam zu verwerten. Im Verbund sind sie stärker. Die Arbeitsgruppe von Bassler an der Eliteuni Princeton versucht diese chemischen Kommunikationsnetzwerke zu entschlüsseln.
Das Spannende an der Mikrobiologie ist, dass es immer wieder neue Entdeckungen gibt, sagt Thorsten Mascher. Einen lustigen Aha-Effekt steuerte Kai Thormann aus Gießen bei. Normalerweise propellern sich Bakterien mit Geißelchen durch ihre Umgebung. Bleiben sie indes stecken, so können sie einen ganz speziellen Rückwärtsgang einlegen: Sie schlingen die Geißeln fest um sich, so dass der Bakterienkörper wie eine Schraube ausschaut. Dann drehen sie sich selbst heraus. Dieses Schraubenprinzip könnte dazu dienen, sich in Sicherheit zu bringen oder Feinde zu attackieren – je nachdem, wie das Bakterium seine Umwelt wahrnimmt.
**Industriekultur: Auf den Spuren von Emil von Behring**
**Marburg.** Mittelhessen hat ein ganze Reihe an sogenannten Hidden Champions, Unternehmen, die regional oder international eine große Rolle spielen. Teils abseits gelegen, kennen viele Menschen diese Unternehmen nur vom Hörensagen oder auch nur vom Vorbeifahren. Eine Veranstaltungsreihe zur „Industriekultur Mittelhessen“ will die Menschen genau dorthin führen: Wanderungen und Werksführungen geben Einblick in das aktuelle Wirken und die historische Entwicklung von Unternehmen und Wirtschaftszweigen. „Viele historische Wurzeln sieht man nicht mehr“, erläutert der Geschichtswissenschaftler Professor Otto Volk, der die Veranstaltungsreihe des Vereins Mittelhessen mitverantwortet. Dabei gebe es viele Kontinuitäten, von damals bis heute.
Im Blick von 17 interessierten Teilnehmern lag vergangenes Wochenende das Wirken von Emil von Behring (1854 bis 1917) in Marburg. Der Mediziner und erste Nobelpreisträger für Medizin (1901) steht sinnbildlich für starke Forschungsleistung und Innovationskraft um die Jahrhundertwende, ein Pionier bei der Bekämpfung von Infektionskrankheiten durch Impfungen sowie bei der Hygiene. Der Forscher Behring verschloss sich auch nicht der unternehmerischen Verwertung seiner Kenntnisse. Er war kommunalpolitisch in Marburg aktiv, und er gründete 1904 die Behringwerke in der Lahnstadt, berichtet die Historikerin Julia Langenberg beim Stadtrundgang in Marburg.
Entlang einer „Behring-Route“ präsentiert die Stadt Marburg die verschiedenen Stationen Behrings mit Info-Tafeln. Ausgehend vom Hauptbahnhof, wo Behring 1895 von Berlin kommend, die Lahnstadt erreichte, über Institute und Stadtvilla, den heutigen Pharmastandort „Behringwerke“ bis zum Schlossberg-Laboratorium können sich wissenschaftlich interessierte Wanderer an zwölf Stationen über damals und heute informieren.
**Damals und heute**
Marburg ist global wichtiger Pharmastandort geblieben. 80 Prozent aller Impfstoffe nehmen ihren Ausgang von Marburg, berichtet Langenberg. Die früheren Behringwerke haben die Zeitläufte überdauert und sind nach Aufspaltungen und Übernahmen in drei Firmen noch präsent: die britisch geführte GSK (Impfstoffe), die australisch geführte CSL (Blutpräparate) und die deutsche Siemens Healthcare (Diagnostik). Über 5000 Arbeitsplätze bieten diese Firmen – und trotzdem sie im täglichen Leben durch ihre Lage in einem tief eingeschnittenen Seitental und in einem entlegenen Industriegebiet kaum sichtbar sind, bieten sie den Marburgerinnen und Marburgern Gesundheit (durch die Produkte) und Wohlstand (durch die Steuerabgaben).
Eine Begleitbroschüre zur „Behring-Route“ gibt es in der Touri-Info in der Stadthalle. Dort können auch Führungen gebucht werden. Weitere Veranstaltungen zur Industriekultur Mittelhessen verzeichnet die Webseite http://www.industriekultur-mittelhessen.eu. Die nächste Tour führt ins Felsenmeer bei Homberg/Ohm und in den Basaltsteinbruch bei Nieder-Ofleiden.
**New York.** Atemberaubender geht nimmer. Vom 63. Stock des One World Trade Center hat man freie Umsicht auf New York City. Bis auf wenige Beton gespritze Stahlstreben hindert nichts am Blick durch die weiten Fensterfronten. Im 63. Stock hat der Immobilienentwickler Durst seinen Sitz und Showroom. Dort empfängt er Gäste und Interessenten. Hochpotente Unternehmen können den Stock auch für eigene Events mieten. Im Showroom präsentiert Durst indes, was Leben und Arbeiten in Manhattan und insbesondere im One World Trade Center bzw. in seinem Schatten bedeutet.
Der Showroom steht überwiegend geräumig leer. An den Wänden Transparente und Plakate, die das sozio-ökonomische Umfeld illustrieren. Einige Sitzgruppen und Büromeublement stehen exemplarisch für die Inneneinrichtung der Räume. Besonders prominent steht eine Sofa-Sitzgruppe vor der breiten Glasfront: Die gibt den Blick direkt frei auf die Freiheitsstatue, Liberty Island und daneben Ellis Island. Wer hier oben steht, als Besucher, Besitzer, Mieter, der hat es geschafft und kann verweilen.
**Mit Hochgeschwindigkeit nach oben**
Im Backoffice versehen einige Mitarbeiter des Showrooms einen stillen und ruhigen Dienst. Kein Vergleich mit dem Touri-Rummel am Fuße des Turms. Dort bilden sich lange Schlangen um im Hochgeschwindigkeitsaufzug direkt auf die obersten Stockwerke zu gelangen. Die einfache Fahrt kostet 34 Dollar. Will man die Schlange abkürzen, dann kostet der Fast Track schon 56 Dollar. Die Amerikaner sind eben geschäftstüchtig.
Seitlich neben dem 1WTC erinnert ein Museum an die vormaligen Türme, die am 11. September 2001 durch einen Terroranschlag zum Einstürzen gebracht wurden. Im Ort der Zwillingstürme sind tief ins Fundament Wasser umspülte Mulden gelassen. Die Armbrüstung ist mit den Namen der 2983 Toten versehen. Viele der Passanten stecken zum Gedenken Blumen in einen gefrästen Namenszug.
**Boomtown Lower Manhattan**
Auch das ist New York: Geschäft, Erinnerungskultur, Amüsement – alles gleich beieinander. Die südlichste Spitze der Insel Manhattan, wahlweise als Lower Manhattan oder Downtown Manhattan bezeichnet, beherbergt verblüffend wenige Bewohner. Die Einwohnerzahl liegt bei 57.000 bis 60.000, während ganz Manhattan, also bis weit oberhalb des Central Parks auf etwas unter zwei Millionen kommt. Downtown steht für Business, Geschäfte, Kultur und Administation, also Stadtverwaltung und andere Behörden und Organisationen. Rund 310.000 Berufstätige strömen alltäglich an die Arbeitsstätte, in 8.428 Unternehmen – wie Durst für das Umfeld des 1WTC akribisch auflistet. Hinzu kommen für Lower Manhattan noch Kreuzungspunkt von elf U-Bahnlinien und weiteren wichtigen Strecken.
„626 Places to shop, 447 restaurants, waterfront parks, 18 hotels“ umgeben das 1WTC. Von außen sieht das Gebäude aus wie ein angeschliffener Diamant, wenn es nicht 1776 Fuß hoch bzw. 541 Meter hoch wäre. Diese Zahl 1776 steht natürlich symbolisch für das Jahr der Unabhängigkeit der USA von der britischen Krone. Damit ist das 1WTC das höchste Gebäude beider Amerikas. Die „Schliff“ des Diamanten verläuft so, dass sich die Fassadenbreite vom Boden nach oben hin verjüngt und in eine Kante ausläuft. Die Gebäudeecken hingegen weiten sich nach oben bis sie die ganze Breite des Hochhauses einnehmen. Insgesamt besteht das Gebäude aus 104 Stockwerken sowie fünf Ebenen unterhalb des Erdgeschosses. Dort steigen beispielsweise die Touris in die Shuttle-Aufzüge zur Aussichtsebene. Die Gesamt-Geschossfläche liegt bei 325.300 Quadratmetern. Ebene 20 bietet beispielsweise 4.459 Quadratmeter Bürofläche, bei Ebene 90 sind es nurmehr 2.926 Quadratmeter. Das Zentrum der Geschosse ist – wie bei Hochhausbauten üblich – dominiert von den Aufzugsanlagen. Insgesamt gibt es im 1WTC 73 Aufzüge, alle konzipiert und gebaut vom deutschen Unternehmen Thyssen-Krupp.
**Security wie auf dem Flughafen**
Neben dem Touri-Eingang von der Westseite gibt es noch zwei weitere Zutritte von Norden und Süden, die allerdings zunächst vor Security-Personal und Zugangskontrollen wie auf einem Flughafen stoppen. Jeder Rucksack und jede Tasche wird gescannt. Erst danach können die Aufzüge betreten werden. Die Aufzüge, insbesondere die Expressaufzüge für Besucher und Touris vom Basement auf die Aussichtsplattform auf Stock 100 bis 102, sind rund 10 Meter pro Sekunde schnell, also rund 36 Stundenkilometer. Das ist ähnlich schnell wie Usain Bolt auf 100 Metern. Aufzüge können auch schneller. Aber nicht im 1WTC. Trotzdem sind diese 60 Sekunden vom Boden auf Stock 102 die schnellsten in der Westlichen Hemisphere.
Gebaut wurde das 1WTC mit einer Public-Private-Partnership von der Hafenbehörde von New York und New Jersey mit dem Immobilienentwickler Durst. Als Hauptmieter führt Durst derzeit das Verlagshaus „Condé Nast Publications“. Allerdings sind nicht alle Stockwerke vermietet. Die exklusive Lage hat ihren Preis, nicht jeder kann und will zahlen und einsteigen. Einem Maklerprospekt zufolge liegt zwischen Stock 45 und 84 auf mindestens neuen Stockwerken noch sehr viel Fläche brach. Die Räumlichkeiten können sofort bezogen werden, nach Auswahl etwa des Büroequipments im Showroom. Durst wirbt außerdem mit Geschossflächen ohne Säulen und Stützen in den Räumen. Die Statik wird allein durch den Kern und die Fassade getragen. Die Kosten pro Quadratfuß Fläche liegen bei 69 bis 80 Dollar.
**8 Jahre Bauzeit bei Kosten von 3,8 Milliarden Dollar**
Das 1WTC hat 3,8 Milliarden Dollar gekosten. Eröffnung war Ende 2014. Irgendwie müssen die Kosten nun wieder rein kommen. Zwei Möglichkeiten gibt es: 1. Unternehmen und Büros, 2. Touristen.
Das mit den Touris scheint noch nicht so ganz aufzugehen. Die Eigner rechneten damit, dass im Jahr rund 3,3 Millionen Menschen das Observatory in der top 3 Stockwerken besuchen. Das hatte zumindest der Betreiber des Observatorys, eine Firma namens Legends, prognostiziert. Bei einem Eintritt von 34$ käme da schon etwas zusammen. Im ersten Jahr kamen aber 1 Million Menschen weniger als geplant. Und es schaut so aus, als ob das auch so bleibt, meldete die New York Times vor kurzem. Man hatte da wohl auf den innerstädtischen Konkurrenten geschielt, das Empire State Building, das jährlich von rund 4 Millionen Besuchern erklommen wird.
**Erst Zittern, dann Sausen – mit dem Elektroauto durch Stadt und Landkreis**
**Marburg. **Die letzten Autotests zeigten, Elektroautos gelten als ausgereift. Zumindest für Klein- und Mittelklassewagen. Ich spreche hier nicht von diesem Tesla-Straßenflitzer für über 100.000 Euro das Stück. Sondern von Fahrzeugen, sagen wir mal der Golf-Klasse. Davon wollte ich mich jetzt überzeugen und bin Elektroauto gefahren.
Wie komme ich da also ran, als Privatnutzer, der eben nicht die 20.000 bis 30.000 Euro für ein Neufahrzeug hat. Da ich kein Auto besitze, und in den letzten Jahren immer Carsharing gefahren bin, habe ich mich beim hiesigen Carsharing-Provider mit dem sonderbaren Namen Scouter bedient. Der hat genau ein Elektroauto, einen Renault Zoe, der ist Bau-ähnlich zum bekannten Verbrenner Renault Clio.
Eine Zahl dominierte die Testfahrten, die ich und mein Freund Kai Baumann unternahmen, nämlich die doch recht bescheidene Reichweite dieses Fahrzeugs von nur 130 Kilometern. Klar, das ist eine Frage der Batteriekapazität. Derzeit liegen typische Reichweiten bei 300 bis 400 Kilometern. Doch komme ich mit dem ausgewählten Fahrzeug von Marburg auf die Sackpfeife und wieder zurück?
**Ich nehme hier mal vorweg: Unser Fazit sieht erfreulich aus.**
Also wir starten im Lahntal und fahren über Marbach und Caldern zur B62 Richtung Biedenkopf. Lahntal betone ich deswegen, weil eine Reichweite mit 130 km natürlich ohne Bergfahrten angegeben wird. Und von der Lahnebene auf 180 Meter über dem Meeresspiegel auf die Sackpfeife bei rund 670 Metern über dem Meeresspiegel müssen wir noch einen halben Kilometer in die Vertikale. Das kostet Kraft und Strom und Reichweite. Aber gar nicht soviel, wie sich später zeigte.
Zunächst: Elektroautofahren geht nur mit Automatikgetriebe, es gibt die Schaltungs-Einstellungen P, R, N, D – für P wie Parken, R wie Rückwärts, N wie Leerlauf und D wie Drive oder Drauflosfahren. Wie stets betont, Elektroautos haben ein hohes Drehmoment, sind also extrem zugfreudig. Beim Zoe gibt’s daher eine Eco-Taste, die etwas Drehmoment wegnimmt, das man ja nicht unbedingt braucht, aber eben Energie verbraucht. Und darum dreht sich beim Elektroautofahren alles.
Bis auf die Sackpfeife hoch sind das für uns 38 Kilometer, hin und zurück also mindestens 76 Kilometer. Klappt das mit der Reichweite von 130 Kilometern? Das fragen wir uns ständig, da wir nicht wissen, wie viel Reichweite das Erklimmen der Sackpfeife kostet.
Das kann ich jetzt genau beantworten. Von der Abfahrt von der B62 knapp hinter Biedenkopf bis hinauf zur Sackpfeife sind es 7 Kilometer. Die realen 7 Kilometer kosten uns aber 22 Kilometer an Reichweite. Doch darauf kommt es gar nicht an, wie wir dann lernen. Beim Runterfahren arbeitet der Elektromotor nämlich als Generator. Er lädt beim Runterrollen die Batterie wieder auf. Das ist natürlich nicht ganz so effizient. Doch ist schon erstaunlich. Fährt man nämlich einen Berg hinauf und wieder hinunter, so ist der Gesamtverlust an Reichweite gar nicht so groß.
Die Bilanz oben auf der Sackpfeife: 38 Kilometer gefahren, 56 Kilometer an Reichweite eingebüßt.
Das sind natürlich nur Anfangsunsicherheiten. Später ging das alles viel lockerer. Im Grunde ist Elektroautofahren vom Umgewöhnen her so schwierig, wie wenn man von einem Opel Corsa mit Schaltgetriebe auf die Mercedes A-Klasse mit Automatik umsteigt: Vieles ist gleich oder ähnlich, an manches muss man sich beim Fahren erst umgewöhnen.
**Abrollen und Seglen**
Das Surren des Elektromotors hörte man gegenüber den Abrollgeräuschen und Fahrtwindgeräuschen so gut wie nicht. Das haben wir insbesondere in tempoberuhigten Zonen, etwa in Caldern gemerkt. Wir mussten schon vorsichtig, vorausschauend fahren, um Passanten und etwa Radfahrer nicht zu überraschen und zu irritieren.
Ja, man fährt anders. Beim Bremsen wird kinetische Energie in Wärme umgewandelt. Die Energie ist weg. Lässt man den Wagen hingegen auf die Ampel zurollen, oder in der Kreisverkehr eintrudeln, dann lädt der Motor-Generator die Batterie wieder auf. Die Fachleute nennen das Rekuperation. Man versucht, unnötiges Bremsen zu vermeiden, also nochmal mehr vorausschauend zu fahren. Das klingt gut.
Mit der Zeit werden wir mutig. Wir sind vom Parkplatz der Sackpfeife nicht nur zum Aussichtsturm gewandert, wir machen auch noch einen Abstecher zum Rimberg, um auch den dortigen Turm zu erklimmern.
**Positive Gesamtbilanz**
Und dann zurück nach Marburg. Die Gesamtbilanz: Wir sind 87 Kilometer gefahren. Nämlich auf die Sackpfeife, zum Rimberg, und dann noch – fast im Übermut – bei Kai in einem Ortsteil von Marburg zuhause vorbei. Abgegeben haben wir das Auto bei einem Ladezustand von 45 Prozent – Ladezeit 2 Stunden 10 Minuten laut Display. An Reichweite haben wir da nur 73 Kilometer eingebüßt. Also doch ein Perpetuum mobile. Ich meine, eher eine ungenaue Angabe. Kai meint, wir seien eben supersparsam gefahren.
Unser beider Bilanz: Das Elektroautofahren ist ausgereift. Mit einem E-Fahrzeug in Marburg kommt man locker überallhin im Landkreis und wieder zurück. Auch Marburg – Gießen oder Wetzlar über die ausgebauten Bundesstraßen sind drin. Für Marburg-Frankfurt bräuchte man da allerdings ein Auto mit höherer Ladekapazität. Die neuesten Fahrzeugmodelle haben Reichweiten von 200 bis 400 Kilometern.
**Elektrofahrzeuge in Stadt und Landkreis**
Elektroautos in Diensten der Stadt: Die Fahrzeugflotte der Universitätsstadt Marburg besteht – ohne Feuerwehr – aus 38 Autos und Kleinbussen, wovon 18 reine Elektrofahrzeuge und zwei Hybride sind. Die 18 Elektrofahrzeuge sind: elf Renault Kangoo, vier Citroen Zero, ein Renault Zoe, ein Renault Fluence und ein VW Golf.
Erfahrungswerte: Die eingesetzten Elektro- und Hybridfahrzeuge haben sich in der Universitätsstadt Marburg in ihrem jeweiligen Einsatzort bewährt, teilt die Stadt mit. Sie werden ganzjährig genutzt, ermöglichen den Transport von Werkzeugen oder Botendienste. Sie werden eingesetzt in den Bereichen Hochbau, Stadtgrün, Ordnung, Straßenverkehrsbehörde, Botenmeisterei, Jugendhilfe, Grünflächen, Vermessung und Asylbetreuung.
Aufladen meist kostenlos: Die öffentlichen Elektrotankstellen in Marburg werden vorwiegend von den Stadtwerken Marburg betrieben und der Ladestrom derzeit kostenlos abgeben. Voraussetzung für den Zugang ist die Stadtwerke-Kundenkarte. Diese ist im Kundenzentrum der Stadtwerke erhältlich. Aktuell existieren folgende Tankstellen: Autohaus Wahl (Renault), Neue Kasseler Straße 66, Oberhessische Presse, Frauenbergstraße 20 und Stadtwerke Marburg, Am Krekel 55. Von den Stadtwerken werden zwei weitere Ladesäulen mit Park & Charge Konzept (Zugang mit spezieller Karte, mit Abrechnung) betrieben: Aquamar, Sommerbadstraße 41, und Parkhaus Pilgrimstein 17. Seitens der Stadt Marburg steht in der Barfüßerstraße 50 hinter dem Stadtverordneten-Sitzungssaal eine Elektrotankstelle mit kostenlosem Parken für die Zeit des Ladevorgangs zur Verfügung.
Zahlenwerk: Nach Mitteilung der Zulassungsstelle des Landkreises sind in Marburg-Biedenkopf zum Januar 2017 gemeldet: 527 Elektrofahrzeuge (inklusive Hybridfahrzeuge mit Benzin/Dieselaggregat); in der Stadt Marburg 272. Zum Vergleich: Die Anzahl der insgesamt im Landkreis zugelassenen Fahrzeuge (PKW, LKW, Motorräder) beträgt derzeit 187.000 Stück.
Tobias Erb erhält Forschungspreis für Kohlendioxid-Fixierung
Marburg. Bakterien und Pflanzen bauen ihre Biomasse überwiegend aus dem Kohlendioxid der Umgebungsluft auf. Im Laufe der Evolution haben die Organismen den Prozess dieser sogenannten Kohlenstoff-Fixierung gleich mehrfach erfunden. Tobias Erb vom Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie auf den Lahnbergen hat dem nun einen weiteren, künstlichen Reaktionsweg hinzu gefügt. Das macht deswegen Sinn, als die Prozesse der Natur bei weitem nicht optimal sind.
Um ein Kohlendioxid-Molekül aus der Luft zu fixieren und für die weitere zelluläre Aufbauarbeit verfügbar zu machen, braucht der Stoffkreislauf von Erb rund 17 Schritte. 17 verschiedene Enzyme sind daran beteiligt. Sie entstammen aus unterschiedlichen Organismen. Drei sind gar komplett am Reißbrett entworfen, also rein künstlich. Das entscheidende Molekül, das sich das CO2 gewissermaßen schnappt und in den Kreislauf einfügt, stammt aus einem bestimmten Bakterium. Es prozessiert das CO2 rund 20 Mal schneller als das entsprechende Enzym in Pflanzen.
Für seine Forschungsarbeit erhielt der Mikrobiologe Erb auf der Jahrestagung der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie in Würzburg den Forschungspreis in Höhe von 10.000 Euro. Der 37-jährige leitet seit dem Jahr 2014 die Forschergruppe „Biochemie und Synthetische Biologie des mikrobiellen Stoffwechsels“ am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg.
Am Ende des Zyklus steht derzeit noch die Substanz Glyoxyl-Säure, doch mit Modifikationen ließen sich auch Biodiesel oder andere organische Stoffe bilden. Grundlagenforscher Erb geht es zunächst auch nur um die prinzipielle Funktionsfähigkeit des Zyklus. Und das war schon schwer genug.
Nächste Schritte
Technisch anwenden ließe sich dieser Syntheseturbo einerseits durch Andocken an ein Solarmodul, das die Energie bereit stellt. Andererseits könnte Erb seinen Kreislauf auch in einen Einzeller einbauen. Doch es ist vollkommen offen, wie die ein bis zwei Dutzend Reaktionen der CO2-Fixierung dann mit den anderen 3000 Reaktionen harmonieren, die zeitgleich in einer Zelle ablaufen.
Für die Landwirtschaft könnten diese Ergebnisse interessant sein, da mit effizienteren Pflanzen auch die Produktivität wächst. Das gilt insbesondere mit Blick auf die wachsende Weltbevölkerung. Für Tobias Erb wäre der Aspekt des Klimaschutzes ein toller Zusatzeffekt: „Wenn wir nämlich das Treibhausgas Kohlendioxid ausder Atmosphäre entfernen und als Kohlenstoffquelle erschließen könnten.“
Last update 02.01.2024
