03.05.2022 | Personen | Umwelt & Materie

Der Mann mit den Instrumenten im All

Nicolas Thomas will den Mars, Kometen und die Eismonde des Jupiters verstehen. Dazu baut er Instrumente, die an Bord von Raumsonden durchs Weltall fliegen.

Von Brigit Bucher

Auf die Frage, wie er auf die Idee kam, Astrophysiker zu werden, kommt die Antwort blitzschnell: «Ganz klar: Wegen der ersten Mondlandung. Als Armstrong auf dem Mond spazierte, war ich acht Jahre alt und ein absoluter Technikfreak. Ich wusste einfach alles über das US-Raumfahrtprogramm.» Umso grösser die Enttäuschung, dass seine Mutter ihn ins Bett schickte und Nicolas Thomas die erste Mondlandung nicht live im TV mitverfolgen durfte.

Aufgewachsen ist Nicolas Thomas in Shrewsbury; er kehrt regelmässig nach England zurück und besucht seine beiden über 80-jährigen Tanten. 1986 promovierte er an der University of York und arbeitete anschliessend am Max-Planck-Institut mit Aufenthalten am European Space Research and Technology Centre der ESA in Noordwijk und der Universität Arizona in den USA. 2003 kam er an die Universität Bern, seit 2015 ist er Direktor des Physikalischen Instituts.

Das magische Dreieck von Bern

«Da war dieser Kollege, der mich 2003 unbedingt nach Frankreich holen wollte. Er sagte: Warum willst du in ein Dorf wie Bern gehen? Und ich entgegnete: Die Universität Bern ist weltweit einer der besten Orte, um Weltraumforschung zu betreiben.» Nicht nur was den Bau von Weltrauminstrumenten für grosse Weltraumorganisationen wie die ESA, NASA oder JAXA betrifft, sei die Berner Weltraumforschung an der Weltspitze mit dabei, sondern auch bei Experimenten im Labor sowie bei der Erstellung von Modellen und Simulationen zur Entstehung und Entwicklung von Himmelskörpern. «Das ist wie ein magisches Dreieck, das es so in der Weltraumforschung nur an wenigen Orten auf der Welt gibt», sagt Nicolas Thomas. Hinzu kommen die über 50-jährige Tradition und die Netzwerke, die seit der Beteiligung der Universität Bern an der ersten Mondlandung mit dem Sonnenwindsegel-Experiment kontinuierlich ausgebaut werden konnten.

Wir sprechen über Wissenschaft heute. «Viele Menschen erwarten sofortige Antworten von der Wissenschaft und verstehen nicht, dass Erkenntnis manchmal richtig viel Zeit braucht.» So sei auch die Planetenforschung eher ein Marathon als ein Sprint. Es ist eher selten, dass es von einem Tag auf den anderen einen Durchbruch gibt, und diese sind meist mit Weltraummissionen verbunden. Gefragt nach seinen persönlichen grossen Erfolgen in seiner Karriere sagt Nicolas Thomas denn auch: «Die Erfolge, auf die ich wahrscheinlich am meisten stolz bin, sind die, bei denen wir einen langen Weg zur Lösung eines bestimmten Problems zurückgelegt haben.» Ein solches Projekt stand im Zusammenhang mit Daten, die von der Raumsonde Rosetta vom Kometen Chury zurückkamen. «Es ging um die Frage, warum es so viel Staub über der Nachtseite des Kometenkerns gibt. Unsere Ergebnisse sind jetzt nicht so, als dass der Bundespräsident vorbeikommen würde, um uns zu gratulieren. Aber ich bin sehr zufrieden, dass wir diese Frage, die seit 35 Jahren im Raum steht, aufgrund unserer Datenanalyse und Modellierungsarbeiten beantworten konnten.» (Spoiler-Alarm: Die Nachtseite ist aktiv.)

Auch auf die Kamera CaSSIS, die unter seiner Leitung gebaut wurde und die an Bord der Raumsonde ExoMars Trace Gas Orbiter seit 2016 hochaufgelöste, farbige Bilder der Marsoberfläche liefert, ist er stolz. «Diesen Frühling erscheint ein grosser Bildband mit den 200 schönsten CaSSIS-Aufnahmen. Das sind wirklich fantastische Bilder», sagt er, «aber wirkliche Top-Level-Wissenschaft findet mit anderen Instrumenten statt.» So zum Beispiel mit dem Laser-Altimeter BELA an Bord der Raumsonde BepiColombo, das auf dem Weg zum Merkur ist und dort ab 2026 Messungen der Oberfläche des heisstesten Planeten unseres Sonnensystems vornehmen wird: «Der Bau von BELA war zweifelsohne die grösste Herausforderung in meiner Karriere. Vor uns hat noch nie jemand ein solches Instrument gebaut. Und es musste so konzipiert sein, dass es auch bei den höllischen Temperaturen beim Merkur funktioniert.»

Faszination Raketenstart

Ich frage ihn, wie er sich denn jeweils fühle, wenn seine Instrumente an Bord einer Rakete ins All geschossen werden. Er lacht: «Ich war schon oft an Raketenstarts, sie sind ein Riesenspass! Wenn so eine Rakete startet, ist das schon sehr beeindruckend. Nervös werde ich aber jeweils erst etwa 30 Tage nach dem Start, wenn das Instrument zum ersten Mal eingeschaltet wird. Ich denke dann jeweils: Was sage ich dem Team, den Leuten, die das Instrument finanziert haben, der Presse, wenn das Ding nicht funktioniert? Das jagt mir jeweils schon etwas Angst ein.» Seine grösste Enttäuschung sei denn auch gewesen, als Beagle 2, der Lander an Bord des Raumschiffs Mars Express mit einem Mikroskop, das Nicolas Thomas gebaut hatte, nicht funktionierte: «Am 25. Dezember 2003 fuhren mein Student und ich über Weihnachten nach Milton Keynes, um mit der Analyse der Daten zu beginnen. Und es stellte sich heraus, dass der Lander versagt hatte, weil er sich wohl nicht richtig ausgeklappt hatte.» Was er ebenfalls frustrierend findet, ist, dass es oft keinen klar definierten Finanzierungsplan gebe für die wissenschaftliche Auswertung der Daten eines Weltrauminstruments: «Man gewinnt einen Wettbewerb zum Bau eines Instruments für eine Weltraummission. Und dann gibt es keinen klar definierten Finanzierungsapparat für die Nutzung der Daten. Dafür müsste eine Lösung gefunden werden.»

Thomas hat sich in seiner Forschung auf drei Themenfelder spezialisiert: die Eismonde des Jupiters, auf Kometen und den Mars. Er präzisiert: «Alles, was ich mache, hat mit Eis zu tun. Ich interessiere mich für das Eis unter der Marsoberfläche, für Kometen, die zu grossen Teilen aus Wassereis bestehen, und auch bei den Jupitermonden geht es um das Wassereis auf dem Mond Europa und das Schwefeldioxideis auf dem Mond Io.» Und so wurde Thomas kürzlich ausgewählt, in einem Team für die NASA und die kanadische Raumfahrtbehörde für eine Mission namens «Mars Ice Mapper» mitzuarbeiten, bei der es um die Kartierung von Eis auf dem Mars geht. Die Frage nach Leben auf dem Mars beschäftigt Nicolas Thomas nicht sehr, vielmehr ist er an der Entwicklung des roten Planeten interessiert und an den Prozessen, die einen Einfluss darauf hatten. Mars ist im Moment besonders angesagt. Thomas erklärt: «Diverse Raumfahrtorganisationen bereiten sich auf ein bemanntes Marsprogramm vor. Sie gehen zuerst zum Mond und dann zum Mars.» Was glaubt er, wann wird der erste Mensch den Mars betreten? «Bislang hiess es immer in 30 Jahren. Wenn diese Zahl kleiner wird als 30, erst dann fange ich an, daran zu glauben.»

Engagiert und umtriebig

2026 wird Nicolas Thomas pensioniert. Bis dann hat er noch vieles vor. Ab Sommer 2022 übernimmt er von Willy Benz die Leitung des Nationalen Forschungsschwerpunkts NCCR PlanetS, den die Universität Bern gemeinsam mit der Universität Genf leitet. Zudem baut man in Bern unter seiner Leitung das Kamerasystem «CoCa» für die «Comet Interceptor Mission». Das Ziel ist, eine Raumsonde im Weltall zu «parkieren», die dann auf Abruf einen Kometen oder ein interstellares Objekt ansteuern und erforschen soll. Auch tüftelt er an einem komplett neuartigen Instrument. «Die Idee dazu entstand in einer Diskussion mit dem Laserphysiker Thomas Feurer am Ende eines langen Tages», erzählt er lachend, «als wir die Idee auch am Tag danach noch gut fanden, haben wir uns an die Arbeit gemacht.» Wichtig ist ihm nach wie vor die Nachwuchsförderung. «Mir ist wichtig, den jungen Leuten das Selbstvertrauen zu vermitteln, das es braucht, um sich eine eigene Forschungsrichtung und eigene Fragestellungen zu suchen.» Und er wolle sie befähigen, ihre Vorgehensweise und Annahmen, die sie getroffen haben, immer wieder kritisch zu hinterfragen.

Und was meint seine Familie zur Arbeit des umtriebigen Astrophysikers? Nicolas Thomas denkt eine Weile nach und sagt dann: «Ich vermute, sie haben sich irgendwie daran gewöhnt. Wir reden selten über meine Arbeit, alle paar Monate zeige ich ihnen ein Bild von CaSSIS, und natürlich wollen sie immer alles wissen, wenn ich an einen Raketenstart gehe.» Werden seine Kinder auch den Weg in die Wissenschaft einschlagen? Seine 14-jährige Tochter interessiere sich momentan sehr für Veterinärmedizin. Der 16-jährige Sohn sei sehr begabt in Sachen Video und habe eine Art Hawk-Eye-Software für Cricket programmiert. «Wenn ich an einem Weltrauminstrument baue, kann es in der Endphase schon vorkommen, dass ich über längere Zeit zwölf oder mehr Stunden am Tag arbeite, dafür haben sie aber Verständnis.»

Eine Sache, die seine Tochter verärgert habe, sei, dass er während drei Jahren an einem Buch über den aktuellen Stand der Kometenforschung geschrieben habe und zeitweise sehr absorbiert gewesen sei. «Das hat sie dann aber doch nicht davon abgehalten, die Zeichnung fürs Cover zu machen», sagt er und hält lächelnd das Buch in die Kamera.

KONTAKT

Prof. Dr. Nicolas Thomas

Physikalisches Institut, Weltraumforschung und Planetologie

nicolas.thomas@unibe.ch

BERNER WELTRAUMFORSCHUNG: SEIT DER ERSTEN MONDLANDUNG AN DER WELTSPITZE

Als am 21. Juli 1969 Buzz Aldrin als zweiter Mann aus der Mondlandefähre stieg, entrollte er als erstes das Berner Sonnenwindsegel und steckte es noch vor der amerikanischen Flagge in den Boden des Mondes. Dieses Solarwind Composition Experiment (SWC), welches von Prof. Dr. Johannes Geiss und seinem Team am Physikalischen Institut der Universität Bern geplant und ausgewertet wurde, war ein erster grosser Höhepunkt in der Geschichte der Berner Weltraumforschung.

Die Berner Weltraumforschung ist seit damals an der Weltspitze mit dabei: Die Universität Bern nimmt regelmässig an Weltraummissionen der grossen Weltraumorganisationen wie ESA, NASA oder JAXA teil. Mit CHEOPS teilt sich die Universität Bern die Verantwortung mit der ESA für eine ganze Mission. Zudem sind die Berner Forschenden führend, wenn es etwa um Modelle und Simulationen zur Entstehung und Entwicklung von Planeten geht.

Die erfolgreiche Arbeit der Abteilung Weltraumforschung und Planetologie (WP) des Physikalischen Instituts der Universität Bern wurde durch die Gründung eines universitären Kompetenzzentrums, dem Center for Space and Habitability (CSH), gestärkt. Der Schweizerische Nationalfonds sprach der Universität Bern zudem den Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) PlanetS zu, den sie gemeinsam mit der Universität Genf leitet.

Neue UniPress-Ausgabe: «Gespaltene Gesellschaft?»

Dieser Artikel ist soeben in der neuen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins UniPress der Universität Bern erschienen.

ZUR AUTORIN

Brigit Bucher arbeitet als Leiterin Media Relations in der Abteilung Kommunikation & Marketing an der Universität Bern und ist Themenverantwortliche «Space».