Und nun der Wetterbericht. Wolken und 600 Stundenkilometer schnelle Winde, —240°C und eventuell starke Vulkantätigkeit. Nicht gerade Badewetter auf dem Planeten Neptun in knapp 4,4 Milliarden Kilometer Entfernung. Die US-Raumsonde VOYAGER lieferte vor wenigen Wochen erstklassige Motive für das Fotoalbum der NASA.

Im Hi-Tech-Zeilalter erscheint uns die Präzisionsarbeit von VOYAGER fast schon alltäglich. Doch wer meint, an Bord der Sonde herrscht ein Prozessor mit 486er-Qualitäten, der irrt gewaltig. Ein Computer, der nicht einmal dem C64 das Wasser reichen kann, steuerte die bislang sieben Milliarden Kilometer lange Reise von VOYAGER. Das ist noch nicht alles: Die große Diaschau aus dem Weltall verdanken wir einem kleinen Sender an der Sonde, der in seiner Leistung allenfalls einer wackligen Kühlschrank-Glühbirne gleichkommt. Unvorstellbar, daß VOYAGER mit der Technik aus dem Jahre 1973 fliegt. Hätte das Bodenpersonal in Houston und Oberpfaffenhofen nicht öfter die Sonde mit frischer Software gefüttert — das Ding wäre in den Ringen des Saturn hängengeblieben.

In den USA laufen die ersten Versuche für einen Countdown per Maus-Klick. Mit einer Macintosh-Maus zündeten die Fachleute probehalber die Raketen der amerikanischen Firma »Amroc«. Fast so schön wie im Accolade-Spiel »Apollo 18«. Dabei bietet das Spielchen mehr moderne Technologie, als das, was bei der NASA die Startrampe verläßt. Die Computer in den Space-Shuttles ähneln solchen Geräten, die heute in Museums-Vitrinen belächelt werden. Von Chips scheinen die Konstrukteure keine große Meinung zu haben: Die 400 KByte Speicherkapazität an Bord der bisherigen Shuttles stammen von handgewebten Ringkorn-Speichern, die vor allem in den 50er und 60er Jahren in ihrer Blüte standen. Dabei testeten gerade NASA-Astronauten das Wachstum von künstlichen Kristallen für die Chips von morgen. Kristalle, die auf der Erde wegen zu hoher Schwerkraft keinen Millimeter zunehmen würden. Die Computer der Shuttles stecken in stoß- und hitzesicheren Kästen, die der Astronaut einfach in das entsprechende Fach hineinschiebt. Eine Tastatur gibt es nicht. »GPC« nennt die NASA diese Geräte — »General Purpose Computer«. Sie stammen aus dem Hause IBM, in deren Katalog sie unter dem Namen »AP-101« verzeichnet sind. Die Computer steuern zum Beispiel das Shuttle auf die Erdatmosphäre zu und regeln den Wiedereintritt. Techniker sehalten stets fünf GPCs parallel, damit beim Ausfall eines Systems keine Panik entsteht.

Im Jahre 1981 stand das erste Shuttle auf der Rampe. Sekunden vor der Zündung versagten plötzlich alle fünf Computer: Das parallele Netzwerk hatte seinen Geist aufgegeben. In einer anderen Mission erzitterte das Space-Shuttle auf einmal durch den Schub der Steuerraketen. Da waren es nur noch drei funktionstüchtige Computer. Commander John Young konnte zwar einen der beiden Sorgenmacher neustarten, doch das zweite Gerät gab keinen Piepser mehr von sich — ein Fall von »schrottreif«. Im vergangenen Jahr erlebten die NASA-Leute einmal das, was uns öfter auf die Nerven geht: Die Meldung »Not enough memory«. Ein traumhaft schöner Septembertag im sonnigen Florida. Die »Discovery« soll abheben. Die Haupt-Booster der Rakete stellen sich je nach Wetterlage in die entsprechende Stellung. Dafür gibt das EDV-Team vorher sämtliche Wettersituationen in den Computer ein, um die Ausrichtung der Antriebsraketen per Computer errechnen zu lassen. Leider herrschte an diesem Septembertag nahezu null Wind — und die kleinste programmierte Windstärke lag immer noch erheblich darüber. Der Speicher bot keinen Platz mehr für Windstille. Erst, als Petrus große Wolken schickte, konnte die Discovery starten. Fortan halten die NASA-Fachleute stets zwei verschiedene Sätze von Wetter-Parametern bereit.

Die Computer an Bord der Shuttles tragen lange weiße Bärte. Das hat natürlich auch seinen Grund. In den 27 Flügen bislang absolvierten die Geräte weitgehend tapfer ihren Dienst. Die NASA sieht in den GPCs zuverlässige und robuste Bordmaschinen. Warum auswechseln? Auf 18 der 27 Missionen brachten die Astronauten auch eigene Laptops mit, deren Speicher die der Bordcomputer um das Doppelte übertraf. Ein neueres Modell mit einem 80386-Prozessor durchläuft derzeit noch die Eignungstests. Die tragbaren Maschinen versorgen die Crew vor allem mit Orientierungsdaten: Eine einfache Orbit-Kalkulations-Software, eine interne Uhr und die abgespeckte Version der Weltraum-Landkarte im Kontrollzentrum Houston helfen dem Shuttle-Team weiter.In diesen Tagen tut sich etwas bei der NASA. Und bei IBM: Die lieferten eine Test-Version des »Space Station Data Management Systems« (DMS) an die Weltraumbehörde. Die Hardware des DMS läuft unter anderem mit einem 80386er-Pro/essor, 4 MByte RAM, einer 314-MByte-Fcstplatte und einem Standard PS/2-Modell 80-111 mit speziellem Zugriff auf die Hard-Disk. Auch bei der Software knauserten die Wissensehafter nicht: IBM-PS/2, X-Windows, Lotus Version 2.1. und Professional Oracle Version 5.1B fliegen mit.

Die Programmier-Meister der NASA schwören indes auf Hausmannskost: Compiler »Ada«, dessen Entwicklung exklusiv der US-Army galt. Sein voller Name lautet »DDC-1 DACS-AIX/PS2* Ada-compiler System«. Will noch jemand die Befehls-Syntax hören? Mit Industriestandard und aktuellen Produkten hat die NASA einige Trümpfe in der Hand. »Die Entwicklung dauert nicht mehr so lange und die Missionen werden billiger«, erklärt Clint Hundley von IBM, zuständig für Space Stations Programs, »künftig-kosten auch Veränderungen im System weniger und sind leichter zu handhaben - das ist wichtig für eine Fähre, die 30 Jahre lang halten soll.«

Auf allen Flügen packten die Astronauten auch zwei Taschenrechner von Hewlett-Packard in den Reisebeutel. »HP41CV« heißt das Modell, das im Mitteldeck neben den Laptops liegt. Für den Einsatz im Weltraum haben die NASA-Techniker nur den Piepston etwas leiser gedreht. 125 Rechenfunktionen ergeben unter dem Schlußstrich noch mehr Unabhängigkeil vom großen Bordcomputer. Sechs kleine Programme stecken in dem Rechner, alle von der NASA programmiert. Ein Alarmgeber, der die Crew beispielsweise an Bordexperimente erinnert. Ein Annäherungsprogramm, das etwa den Kreisarm zur Bergung von Satelliten steuern könnte. Und vier Orientierungs-programme, die Sternenbilder aus neun verschiedenen Sichtfeldern neigen oder die Stellung zur Sonne berechnen. Die ganze Software steckt auf einer Kassette. Der HP41CV kostet im Laden 470 Mark, die Shuttle-Soft-ware gibt es nur über den berühmten Onkel, der bei der NASA arbeitet.

Über Computer in Ufos weiß die Menschheit gar nichts. Immerhin: Bei der Gesellschaft zur Erforschung des Ufo-Phänomens steht ein Amiga zu Diensten. »Die Venus wird oft als Ufo fehlinterpretiert« erklärt Vereinschef Hans-Werner Peiniger, »am Computer können wir den Fall durch die Darstellung der astronomischen Situation meist klären.« Etwa einmal im Monat klingelt bei den Lüdenscheider Ufo-Forschern das Telefon: Wieder ein neues Ufo. Der Amiga wird's schon richten.

Zurück ins Space-Shuttle. Ernst Messerschmid und Reinhard Furrer starteten im Oktober 1985 zur Spacelab-Mission »D1l«. Neben Ulf Merbold gehören sie zur kleinen Riege der bundesdeutschen Astronauten. »An Bord steht eine vergleichsweise antiquierte Technik zur Verfügung«, sagt Furrer in einem Interview mit PC Magazin Plus, »man legt nicht soviel Wert auf sehr schnelle Prozessoren, sondern auf Fehlerfreiheit.« Jedes System, so Furrer, brauche bis zu fünf Jahre Vorlaufzeit, bis die Techniker es in ein Shuttle bauen. Dabei arbeiten die Systeme gar nicht anders als auf jedem Schreibtisch. »Die Bordcomputer stürzen genauso ab und die Software muß neu gestartet werden«, erklärt der Astronaut, »aber die Geräte sind ja fünffach vorhanden.« In der Software hat die Crew nur wenige Chancen, großartige Veränderungen vorzunehmen. Zum Beispiel bei den sogenannten »Limits«: Sie beschränken einen Bereich, in dem alle Systeme normale Reaktionen zeigen. Melden die Sensoren ein überschrittenes Limit, wie etwa zu hohe Temperaturen, dann gibt es eine Alarmmeldung.

Per Software-Patch (to patch: flicken, reparieren) oder Parameteränderung kann der Astronaut die programmierten Limits ändern, »aber nicht daran herumschnipseln«, wie Furrer betont, »der Zugriff ist verschlüsselt«. Den Schlüssel zum Zugriff liefert das Bodenpersonal, ohne deren Genehmigung der Astronaut die Finger von der Software lassen muß. Vor dem Flug setzt sich die Crew mit den Software-Entwicklern zusammen und sprechen die Bedienungsoberfläche durch. Dann gehen die Programmierer ans Werk. In Simulatoren testen Ingenieure die Reaktionsfähigkeit der Astronauten bei kritischen Situationen. Das garantiert aber noch lange nicht einen problemlosen Flug. »Der Mensch kann gar nicht so blöd denken, wie die Natur ist«, sagt Furrer. So zum Beispiel beim Speicher des Computers: »Höhenergieteilchen aus dem All fliegen durch das Computer-Memory«, so Furrer, »das war's dann wohl.« Auch auf dem Heimweg zum Planeten Erde spielt der Computer eine große Rolle. »Als Mensch hat man kaum Möglichkeiten, den Wiedereintritt in die Atmosphäre zu steuern«, berichtet Furrer, »denn das Shuttle steht hochachsig, mit dem Bauch zur Atmosphäre, ein ballistischer Flug.«

Selbst der tollkühnste Pilot beherrscht solche komplizierten Achsen-Lagen nicht. Anders bei der Landung auf dem Erdboden: »Ab 40 Kilometer Höhe ist der Flug aerodynamisch, da steuern wir manuell.« Das Shuttle setzt wie ein Jumbo-Jet auf, den Furrer ebenfalls fliegen könnte. Autopilot-Systeme steuern zwar auch die Landung der Riesenflieger, doch der »worst case« stellt die große unbekannte Variable dar und verbietet eine Computer-Landung. Vor allem Versicherungen scheuen den »schlechtesten Fall«: Erst 500 Shuttle-Landungen erlauben statistisch eine Prognose, nach der der Autopilot programmiert werden kann. Und trotzdem: »Die 100prozentige Sicherheit gibt es nicht«, erklärt der Astronaut. Den berühmten Computer »Hai« aus Kubricks Kultfilm »200l« kennt Furrer auf Anhieb. Der Wissenschaftler lacht kurz auf, ein solcher Computer stellt Zukunftsmusik dar:
» Der Computer kann nie so assoziieren wie der Mensch.«

Zurück in die Zukunft. Wir schreiben das Jahr 1994. Irgendwo in der Welt hebt eine Rakete ab und bringt eine neue Sonde ins All. Das Ziel heißt: Mars. Eben kommt Dr. Gerhard Neukum vom Luft-und Raumfahrtzentrum in Oberpfäffen-hofen aus einer der Vorbesprechungen zu »Mars 94«. Der Principal Investigator (Projektleiter) für die deutsch-russische Mission schätzt das Datum der unbemannten Operation auf 1996. »20 bis 30 Prozent der Marsoberfläche soll fotografiert werden«, verrät Neukum, »mit einer Stereo-Kamera in High Resolution.« Das heißt: Pro Pixel 10 Meter Marsoberfläche. »Die Anforderungen an den Computer sind gewaltig«, so der Forscher, »mit 15 MBit/s tasten neun Zeilensensoren den Boden ab.« Vergleichsweise kommen da rund 600 beschriebene DIN-A4-Seiten je Sekunde zusammen. Doch der Sender kann nur eine Seite in einer Sekunde senden. »Eine ganze Menge Holz«, die der Computer Zwischenspeichern muß. Der Orbit des Planeten erlaubt nur zwei Minuten Fototermin pro zwölfstündigem Tag. Danach haben die Wissenschaftler 11 Stunden und 58 Minuten Zeit, um die riesige Datenmenge abzusaugen, bis die gewünschte Stelle auf dem Mars wieder zur Kameralinse steht. »Wir brauchen 1l GBit Speicher«, erklärt Neukum, »aber nicht mit den weltraumerprobten Tape Recordern der NASA.« Das Mars-94-Team hat andere Pläne: »Wir setzen wahrscheinlich 500 der neuen 4-MBit-Chips ein, wenn 250 davon vor sich hin sterben, bleibt immer noch der nötige Speicher übrig.« Wenn ein »beladener« Chip 60 Minuten nach der Aufnahme abstirbt, müssen die Forscher mit lückenhaften Fotos rechnen. »Damit müssen wir leben.« Das gesamte Material vom Mars soll um den Faktor 10 komprimiert werden. »Dies geht nicht ganz verlustfrei«, so Neukum, »dadurch bekommen wir unter 100 Bildpunkten immer einen falschen Grauwert.« Alle 256 Graustufen liefern zusammen eine einprozentige Ungenauigkeit. »Viel besser als die Fernsehnorm«, wie der Wissenschaftler sagt. Bei 256 Graustufen kann der PC-Freund wieder mitreden:
Soviel bringen VGA-Karten auf den Monitor. Und tatsächlich steckt in der Marssonde 1994 ein waschechter 8086er-Pro-zessor, der die Kamera steuert. »Die Kamera wird unser wichtigstes Experiment«, meint Neukum, »für die Datenkomprimierung designen wir vielleicht einen extra Kompressor-Chip oder greifen auf den HDTV-Chip zurück.« Ganz so XT-getreu steht der 8086er allerdings nicht da: Zum Mars fliegt eine weltraumerprobte Version des Intel-Chips, der Typ 8086-C. Er sorgt für unverwischte und scharfe Bilder. Auch das berühmte Mars-Gesicht kommt ins Fotoalbum. »Unsinn, das Mars-Gesicht ist ganz natürlich zu erklären«, meint der Forscher lachend, »da wurde ein kleiner Buckel auf einer Hochebene so von der Sonne beschienen, daß er wie ein Gesicht aussah.« Eigentlich schade. Als ob einer die Papp-Mache-Reste von Nessie entdeckt.

Indes fliegt VOYAGER immer weiter. Und mit ihm die Computertechnik aus dem Jahre 1973. Auf Umwegen über das Bordsystem programmierten die Experten die Kamera immer wieder für neue Aufgaben. Die Wahrscheinlichkeit, daß VOYAGER die Reise zum Saturn überlebt, lag bei 97 Prozent. Hinter dem umringten Planeten sank die Überlebensquote der Sonde rapide ab. Der Trip zum Neptun stand gar nicht auf dem Programm. »Vielleicht haben das einige Leute damals im Stillen erahnt«, meint Neukum, »und die Möglichkeit zur Umprogrammierung geschaffen.«

Die VOYAGER soll noch ein Jahr weiterfliegen: »Unser Sonnensystem von hinten fotografieren, der Neptun aus einem anderen Blickwinkel«, definiert der Forscher das Ziel. Dann schaltet das VOYAGER-Team die Kamera ab und nimmt nur noch Messungen auf. Irgendwo im Weltraum. Und irgendwann in diesen Jahren geistert vielleicht der erste Weltraum-Tourist durch die Medien. Ein 59jähriger Dichter aus dem Ruhrgebiet hat bereits für 1992 gebucht, wenn die erste Fuhre starten soll. Die »Space Travel Company« aus den USA verlangt für das Ticket 120000 Mark. Dafür gibt es zwölf Stunden All-Walk. Für 120000 Mark bekommt man aber auch einen ziemlich vernünftigen Computer für zu Hause. Oder wahlweise drei echte Astronauten-Laptops für 40 000 Mark. Eine schwere Entscheidung.

Schauen Sie heute abend in den Himmel. Vielleicht wandert dort ein helles Pünktchen langsam am Großen Bären vorbei. Dann haben Sie einen Satelliten in 600 bis 800 km Höhe entdeckt. Viele dieser Flugkörper beobachten und fotografieren unseren Planeten. Und auf dem Planeten wiederum gibt es Leute, die Satellitenbilder verkaufen. In München sitzt die Gesellschaft für Angewandte Fernerkundung — auch kurz »GAF« genannt.
In einem abgedunkelten Raum der GAF summt ein Compaq Deskpro 386 zusammen mit einem Tandon AT. Im Compaq steckt eine Truevista-Grafik-karte, deren Farbpalette jeden VGA-Freund zum Weinen bringt: 4096 Farben auf einen Streich. Bei ihren Aufträgen greifen die Münchner auf zwei Satelliten-Typen zurück: das US-Modell »Landsat« und das französische Gegenstück »Spot«. Während der amerikanische Satellit sieben Spektralkanäle besitzt und daher farbige Aufnahmen liefert, arbeitet das französische Gerät mit schwarzweißen Bildern, dafür in höherer Auflösung. Bei Landsat stellt ein Pixel 30 m Boden dar, bei Spot sogar 10 m. » Die Entwicklung geht in Richtung PC«, begründet GAF-Chef Rupert Haydn die System-Entscheidung, »unsere Geräte bieten eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit und viel Speicherplatz.« Auf den Festplatten der GAF-Computer liegen meist kommerzielle Programme startklar. »Erdas« hilft bei der grafischen Aufbereitung, ein geographisches Informationssystem liefert die nötigen Hintergrunddaten. Nicht immer läuft der Fototermin aus dem All problemlos. »Das Wetter ist ein großes Handicap«, meint der Chef. Der beste Satellit nützt nichts, wenn Wolken aufziehen. Ein nahezu wolkenfreies Bild von ganz Europa übertrifft sogar die Seltenheit einer Sonnenfinsternis: Nur alle zehn Jahre legt der Kontinent seine Schokoladenseite frei.

STEFAN SCHEIDER (11. Oktober 1989)