Interstellares Generationen-Raumschiff – Science-Fiction oder realistische Zukunft?

Ein interdisziplinäres Team um Tharshan Maheswaran vom Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart hat beim internationalen Hyperion-Wettbewerb mit seinem Konzept für das Generationen-Raumschiff HELIOS ARK einen Platz unter den Top Ten der teilnehmenden Gruppen belegt.

Die von der Initiative for Interstellar Studies (i4is) organisierte Challenge startete am 1. November 2024 und endete mit der Bekanntgabe der Gewinner am 23. Juli 2025. Ziel war es, ein Raumschiff zu konzipieren, das eine mehrere hundert Jahre dauernde Reise zu einem möglicherweise bewohnbaren Exoplaneten, wie Proxima Centauri b, ermöglichen könnte.

Das Konzept HELIOS ARK sieht ein eigenständiges, generationenübergreifendes Raumschiff vor, das 800 bis 1.200 Menschen auf einer etwa 250 Jahre langen Reise beherbergen kann. Die modulare, naturinspirierte Bauweise ermöglicht eine flexible Erweiterung und Anpassung der Lebensräume während der Mission. Grundlage dafür sind zentrale Erkenntnisse aus dem International Planetary Sunshade System (IPSS). Auch das mehrschichtige Schutzsystem gegen Mikrometeoriten basiert auf Prinzipien der Sonnenschildarchitektur.

Weitere Besonderheiten:

• Lebensräume mit erdähnlicher Schwerkraft und Forschungsbereiche mit Teilschwerkraft
• Zentrale Sektionen unter Mikrogravitation für Fertigung, Lagerung und Antriebssysteme
• Einsatz von In-Space Manufacturing and Assembly (ISMA), um das Schiff während der Reise zu reparieren und zu erweitern – basierend sowohl auf Weltraumressourcen als auch auf recycelten Materialien
• Starker Fokus auf gekoppelte, geschlossene Lebenserhaltungssysteme mit vielfältigen biologischen Komponenten (Pflanzen, Mikroalgen, Fische, Insekten, in-vitro Fleisch) und nahezu vollständigem Recycling von Wasser, Sauerstoff und Biomasse
• Gesellschaftliches Modell, das auf Gleichwertigkeit, Mitbestimmung und vielfältigen Familienformen basiert – getragen von einer Kultur des lebenslangen Lernens und Mentoring, die Menschen jeden Alters stärkt und verbindet

Wie könnte das Leben an Bord aussehen?
Die fiktive Protagonistin Elaris Solara beginnt ihren Tag mit einem simulierten Sonnenaufgang und stimmt per Demokratie-App über eine neue Lebensmittelpolitik ab. Danach bringt sie ihren Sohn in die Kindertagesstätte und arbeitet im Forschungszentrum mit holografischen Simulationen zur Sauerstoffproduktion. Am Nachmittag nimmt sie an einer Gemeindefeier sowie einem Workshop zur Verfassungsgestaltung teil, bevor sie den Tag mit Sternbeobachtungen ausklingen lässt.

Das HELIOS ARK-Team bestand aus zehn Nachwuchsforschenden – Studierenden, Promovierenden und PostDocs – der Universität Stuttgart (Institut für Raumfahrtsysteme, das DDME Team vom Institut für Sozialwissenschaften), der TUM (Professur für Human Spaceflight Technology) und dem Architekturbüro Ad Astra. 

Die Erforschung von Konzepten für Generationen-Raumschiffe gilt für die Initiative i4is als möglicher nächster Evolutionsschritt der Menschheit auf ihrem Weg zur interstellaren Spezies. Der Wettbewerb Hyperion Design Challenge wurde vollständig online durchgeführt und bot internationalen Teams eine Plattform, visionäre, aber wissenschaftlich fundierte Konzepte zu entwickeln. Die gewonnenen Erkenntnisse lassen sich auch auf globale Herausforderungen übertragen: Effiziente Kreislaufsysteme, nachhaltige Produktion und teilhabende Gesellschaftsmodelle können unmittelbar als Inspiration für zukünftige Entwicklungen auf der Erde dienen.

Weitere Infos zu News (engl.):

• Poster zu HELIOS ARK
• HELIOS ARK-Broschüre
• Hyperion Challenge
• Initiative Interstellar Studies (i4is)
• The International Planetary Sunshade-Projekt (IPSS) / Arbeitsgruppe Missions- und Systemanalyse am IRS

 Luft- und Raumfahrtforschung an der Universität Stuttgart
Die Stuttgarter Luft- und Raumfahrt ist eine bundesweit einzigartige interdisziplinäre Ideenschmiede für Schlüsseltechnologien im All und auf der Erde. Forschende der Universität Stuttgart bündeln Expertisen auf den Gebieten der Klima- und Energieforschung, Kommunikationstechnologie, Antriebstechnik sowie des KI-basierten Fliegens. Ein zentraler Schwerpunkt ist die Erforschung nachhaltiger technologischer Lösungen, die die ökologischen Auswirkungen der Luft- und Raumfahrt minimieren sollen. Geforscht wird interdisziplinär und im engen Dialog mit regionalen und internationalen Partnern aus Wissenschaft und Industrie, etwa im Rahmen der Sonderforschungsbereiche ATLAS (SFB 1667) und SynTrac (SFB-TRR 364). Als Partner von THE Aerospace LÄND trägt die Universität Stuttgart zur Umsetzung der baden-württembergischen Landesstrategie bei, die Luft- und Raumfahrt bis 2050 nachhaltig, digital und kooperativ zu machen. Ihren Studierenden bietet die Universität eine fundierte ingenieurwissenschaftliche und anwendungsorientierte Ausbildung. In der Nachwuchsförderung kooperiert sie mit der „Zukunftsoffensive Luft- und Raumfahrt-Nachwuchs“, einer Initiative des Landes Baden-Württembergs, die sich für die Stärkung der Nachwuchsförderung in den MINT-Fächern engagiert.