Von SOFIA-Flügen bis zur SETI-Forschung: Dana E. Backman — Sternenhimmel und südliche Nächte

„Die Astronomie hilft Menschen zu verstehen, wie wir wissen, was wir wissen – und warum Wissenschaft nach wie vor von Bedeutung ist.“

„Der Kohlenstoff, der Sauerstoff und der Stickstoff in uns entstanden im Inneren roter Riesensterne, lange bevor es die Erde überhaupt gab.“

Vom Flug an Bord des NASA-Observatoriums SOFIA 747 bis zur Entschlüsselung der Atmosphären von Exoplaneten: Der Astronom Dana E. Backman übersetzt komplexe kosmische Entdeckungen in fesselnde Geschichten für Schülerinnen und Schüler, Lehrkräfte und alle, die ihr Leben lang lernen. Außerdem bringt er Reisenden auf Swan Hellenic Kreuzfahrten jahrzehntelange Erfahrung in der Sternbeobachtung und im wissenschaftlichen Erzählen mit. Seine Laufbahn führte ihn zur NASA, an die Hochschulen und zum SETI Institute – doch seine Liebe zum Kosmos begann daheim unter dem Nachthimmel…

Hallo Dana! Was hat Ihre Liebe zur Astronomie entfacht?

Dana: Meine Leidenschaft begann früh. Mein Vater, ein autodidaktisch gebildeter Arbeiter, kannte die Sternbilder und brachte sie mir mit einem kleinen Planetariumsbausatz bei, den er mir zum Geburtstag geschenkt hatte. Etwa zur gleichen Zeit brachen die ersten Astronauten und Kosmonauten ins All auf, und diese Aufbruchstimmung weckte in mir den Wunsch, alles aufzusaugen, was ich über Weltraumforschung und Astronomie lernen konnte.

Welche Aufgaben umfasst Ihre Rolle im NASA-AAA-Programm?

Dana: Ich unterstütze Lehrkräfte von der Mittelstufe bis zum Community College mit Fortbildungen und fachlicher Vertiefung. Die Astronomie befasst sich zwar mit fernen Objekten, gehört aber zu den zugänglichsten Wissenschaften. Heute scheinen die Wissenschaft und sogar die Idee von Expertise selbst unter Beschuss zu stehen. Meine Erfahrung, sowohl im Klassenzimmer als auch außerhalb, zeigt, dass die Astronomie den Menschen hilft zu verstehen, wie Wissenschaft funktioniert.

Wie begann Ihr Weg zum SETI Institute?

Dana: Als Kind war ich vom Leben im Universum fasziniert. Während meines Studiums fand ich ein Exemplar von „Intelligent Life in the Universe“ von Josif Schklowski und Carl Sagan und las es immer wieder, bis ich es auswendig konnte! Jahrzehnte später wurde ich vom SETI-Institut eingestellt, um die Bildungs- und Öffentlichkeitsarbeit für die Mission des fliegenden Observatoriums SOFIA der NASA zu leiten (das Institut hatte einen Unterauftrag der NASA zur Verwaltung dieses Programms). Nach Jahrzehnten des Wunsches, mit dem SETI-Institut verbunden zu sein, bot sich die Gelegenheit plötzlich und unerwartet. Ich habe sogar eine unbefristete Professur aufgegeben, um diese Stelle anzutreten.

Warum ist Chile ein so gefragter Standort für die Astronomie?

Dana: Zunächst einmal sorgt das trockene Klima der Atacama-Wüste und der umliegenden Regionen für den dauerhaft klarsten Himmel der Welt. Zweitens liegen die Berge mit den chilenischen Observatorien in niedrigen Breitengraden, zwischen 24 und 31 Grad Süd; je näher ein Observatorium am Äquator liegt, desto größer ist der Anteil des gesamten Himmels, den es im Laufe eines Jahres einsehen kann. Drittens gibt es viele gute Observatoriumsstandorte nahe der Küste bei größeren Städten wie Antofagasta, was eine einfache logistische Unterstützung sowie Personal für Bau und Betrieb der Observatorien ermöglicht. Ich war schon siebenmal dort, und jedes Mal wird mein bereits bestehender Eindruck durch die Schönheit des südlichen Sternenhimmels bestärkt.

Wie ist es, die Astronomie an Bord eines Kreuzfahrtschiffs zu vermitteln?

Dana: Ich hatte nicht damit gerechnet, Vorträge zur Sternbeobachtung zu halten, aber ich war erfreut, es tun zu können (einer an Land, drei an Bord). Ich glaube, die Gäste, die die Tagesvorträge besucht hatten, kamen nachts heraus und brachten Freunde mit, und wir hatten alle eine großartige Zeit. Unter vielen anderen Sehenswürdigkeiten konnte ich den Mars, Jupiter und den Orionnebel zeigen. Erwähnenswert ist, dass für Passagiere aus Nordamerika oder Europa die Hälfte des südlichen Himmels Sternbilder und Sterne zeigte, die sie zuvor nie gesehen – oder auch nur davon gehört – hatten.

Wie passen Sie Ihre Vorträge an unterschiedliche Zuhörer an?

Dana: Im vergangenen Jahr habe ich mit Wissenschaftlern, Lehrkräften, Ruheständlern und Studierenden gesprochen. Ich glaube, dass ich mich ganz gut darauf verstehe, meinen Kommunikationsstil auf unterschiedliche Zielgruppen abzustimmen. Ich ermutige das Publikum immer, Fragen zu stellen – sie helfen mir, meinen Vortrag im Laufe der Zeit auf die Zuhörer abzustimmen. Und sobald die Leute merken, dass ich nicht beiße, kommen die Fragen meist in dichter Folge.

Sie sprechen in Ihren Vorträgen Themen wie Ozeanwelten und außerirdisches Wasser an. Welche aktuellen Entdeckungen begeistern Sie am meisten?

Dana: Das Licht extrasolarer Planeten, das das Weltraumteleskop Webb eingefangen hat, hat mehrere Planeten von der Größe Jupiters mit Wasserdampf in ihrer Atmosphäre enthüllt – es ist nur eine Frage der Zeit, bis ein erdgroßer Exoplanet mit Wasser gefunden wird. Außerdem hat der Rover Curiosity auf dem Mars Gesteinsproben analysiert und Tone entdeckt, die sich wahrscheinlich am Grund eines alten Marssees gebildet haben. Unterdessen haben Beobachtungen des Mondes durch das SOFIA-Observatorium gezeigt, dass erhebliche Mengen Wasser an Partikel des Mondbodens gebunden sind. Mit anderen Worten: Wasser taucht überall auf.

Was können uns Mars und Venus über das Schicksal der Erde verraten?

Dana: Die Venus zeigt eine Zukunft mit einem „außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt“ – das letztendliche Schicksal der Erde aufgrund der Entwicklung der Sonne, unabhängig davon, was die Menschheit tut oder nicht tut. Der Mars zeigt die Folgen eines „außer Kontrolle geratenen Kühlschrankeffekts“, einen Prozess, der die Erde in Zukunft kaum betreffen dürfte. Allerdings hat die Erde in der Vergangenheit Phasen erlebt, die Geowissenschaftler als „Schneeball-Erde“-Ereignisse bezeichnen und die mit Aspekten der Geschichte des Mars verglichen werden können. Ein wichtiger Punkt ist, dass es Belege dafür gibt, dass sowohl der Mars als auch die Venus ursprünglich Ozeane besaßen, sie aber schließlich verloren. Nur die Erde hat ihre Ozeane bewahrt.

Welche Geschichten kommen bei den Gästen am besten an?

Dana: Ich leide an der „Professorenkrankheit“ – für all meine Geschichten ist nie genug Zeit! Wie in meinen Büchern versuche ich zu betonen, wie wir wissen, was wir wissen, und wie die Elemente des Lebens auf der Erde im gesamten Universum zu finden sind. Zum Glück gibt es an Bord immer Zeit für weitere Geschichten beim Abendessen und bei einem Drink!

Was erhoffen Sie sich, dass die Gäste von Swan Hellenic aus Ihren Vorträgen mitnehmen?

Dana: Die Gäste von Swan Hellenic sind bereits neugierig auf das Universum. Ich hoffe, dass sie mehr mitnehmen als nur interessante Fakten – im Idealfall ein Gespür für die Verbundenheit von Mensch, Erde und Kosmos.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Willy Alfaro, Biologe und Umweltberater.

Sie haben an Lehrbüchern für Hochschulen mitgewirkt. Wie gelingt es Ihnen, komplexe Ideen für Einsteiger verständlich zu machen?

Dana: Meine Lehrbücher richten sich an Studienanfänger, die kein naturwissenschaftliches Hauptfach anstreben – sozusagen an Menschen, die Angst vor Naturwissenschaften und Mathematik haben. Mein Ansatz war, die Bücher mathematisch sehr schlank zu halten, aber eine anspruchsvolle Sprache zu verwenden – also nicht „verflacht“, sondern auf Studierende der Geisteswissenschaften zugeschnitten. Die beiden Themen, die sich durch die Bücher ziehen, sind: (1) Wie wissen wir, was wir wissen? und (2) Wie ist die Geschichte der Atome in unserem Körper? Ich halte diese Themen für alle Studierenden für fesselnd, ob naturwissenschaftlich orientiert oder nicht.

Welchen Rat würden Sie weltraumbegeisterten Studierenden und Lehrenden geben, die davon träumen, an einem Ort wie dem SETI Institute zu arbeiten?

Dana: Solche Fragen bekomme ich auch, wenn ich vor Schulklassen spreche. Die Schülerinnen und Schüler erwarten, dass ich das Naheliegende sage – sich auf Mathematik- und Naturwissenschaftskurse zu konzentrieren. Was ich stattdessen sage, überrascht sie: dass ich an einem gewöhnlichen Arbeitstag in der Forschung 70 % meiner Zeit mit Schreiben verbringe, 25 % mit Sprechen und höchstens 5 % mit Mathematik. Wer in der Wissenschaft gut sein will, sollte also Sprache und Literatur studieren! (Wie die Figur, die Jodie Foster im Film Contact spielt, sagte: „Man hätte einen Dichter schicken sollen!“)

Erzählen Sie uns von Ihrer Arbeit bei der SOFIA-Mission – einem fliegenden Observatorium an Bord einer Boeing 747…

Dana: Ich kam 2003 zur SOFIA-Mission und übernahm die Leitung der Programme für Bildung und Öffentlichkeitsarbeit. Zu meinen Aufgaben gehörte es, Pressemitteilungen über die Entdeckungen von SOFIA für die Öffentlichkeit zu verfassen. So habe ich meine Praxis aus meiner Zeit an der Hochschule und als Lehrbuchautor fortgeführt, die Spitzenforschung der Astronomie in allgemein verständliche Sprache zu übersetzen. Meine Hauptaufgabe war es, Lehrkräfte auf SOFIA-Flüge mitzunehmen, damit sie Forschende bei der Arbeit erleben, nachvollziehen können, wie Forschungsprojekte konzipiert und durchgeführt werden, und dieses Wissen und diese Erfahrungen zurück in ihre Klassenzimmer tragen. Meine 52 Flüge mit Lehrkräften an Bord von SOFIA waren ein unvergessliches Erlebnis.

Welches astronomische Konzept verblüfft Sie nach Jahrzehnten in Forschung und Lehre noch immer?

Dana: Die Vorstellung, dass die Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffatome in uns und anderen Lebewesen im Inneren roter Riesensterne entstanden, lange bevor Sonne und Erde sich bildeten – und dass die Atome von Edelmetallen wie Gold, Silber und Platin in unserem Schmuck in wenigen Sekunden bei Supernova-Explosionen entstanden sind.

Glauben Sie angesichts Ihrer Rolle beim SETI Institute, dass wir kurz davor stehen, außerirdisches Leben zu entdecken?

Dana: Nun, ich betreibe keine Forschung mehr, und mein Fachgebiet war die Entstehung von Sternen und Planeten, daher bin ich kein Experte für die aktuellen Grenzen der Astrobiologie. Meine nur bedingt fundierte Einschätzung ist jedoch, dass wir irgendwann Anzeichen mikrobiellen Lebens anderswo im Sonnensystem finden werden – allerdings wird es erkennbar mit dem Leben auf der Erde verwandt sein (also einen gemeinsamen Ursprung haben), statt unabhängig entstandenes Leben zu sein. Ich halte es für durchaus möglich, dass wir noch zu unseren Lebzeiten Hinweise darauf finden, dass Webb oder ein noch leistungsfähigeres künftiges Weltraumteleskop bei einem Exoplaneten eine Atmosphäre im Ungleichgewicht wie die der Erde entdeckt – was auf eine Biosphäre hindeuten würde –, aber ich werde nicht den Atem anhalten!

Wie werden Citizen Scientists und Hobbyastronomen Ihrer Meinung nach künftig zur Astronomie beitragen?

Dana: Die Astronomie nimmt unter den Wissenschaften eine besondere Stellung ein, denn Citizen Scientists und Hobbyastronomen können auch heute noch bedeutende Beiträge leisten. Ich glaube, dass die enormen Mengen öffentlich zugänglicher Daten, die von Einrichtungen wie dem Rubin-Teleskop und seinem Legacy Survey of Space and Time stammen werden, dies auch künftig ermöglichen.

Gibt es besondere und unerwartete Fragen aus dem Publikum, die Ihnen im Gedächtnis geblieben sind?

Dana: Eines Abends baten mich die Expeditionsleiter, einen örtlichen Astronomen zu vertreten, der den Landausflug zum Sonnenuntergang und zur Sternbeobachtung an Land nicht begleiten konnte. In dieser Nacht fuhren wir zu einem extrem dunklen Ort, und während im Hintergrund ein Ensemble andiner Musik spielte, zeigte ich Sternbilder und Sterne. Zwei Fragen sind mir besonders in Erinnerung geblieben: 1) Was ist das am weitesten entfernte Objekt, das wir heute Nacht sehen können? Ich zeigte auf die Große Magellansche Wolke, 150.000 Lichtjahre entfernt (die übrigens nur von der Südhalbkugel aus zu sehen ist). Und 2) Wie würden unsere Sonne und das Sonnensystem aus der Ferne aussehen? Ich zeigte auf Alpha Centauri und sagte, dieser Stern, 4 Lichtjahre entfernt, sei nahezu ein Zwilling unserer Sonne. Stünden wir auf einem Planeten, der diesen Stern umkreist, hätte unsere Sonne dieselbe Helligkeit und Farbe.

Wenn Sie Gäste auf eine Kreuzfahrt zu einem beliebigen Ziel im Weltraum mitnehmen könnten, wohin würde sie führen?

Dana: Saturns Mond Hyperion. Seine Umlaufbahn ist gegenüber der Ebene der Saturnringe geneigt, sodass die Ringe von unserem Standpunkt aus geneigt zu sehen wären und am Himmel 13-mal so breit erschienen wie der Erdmond von der Erde aus!

Hätten Sie je gedacht, dass Sie so eng mit der NASA und dem SETI Institute zusammenarbeiten und auf Polarexpeditionskreuzfahrten unter den Sternen unterrichten würden?

Dana: Ich habe in verschiedenen Funktionen über 36 Jahre mit der NASA zusammengearbeitet. Seit meiner Sonnenfinsternis-Kreuzfahrt nach Baja California im Jahr 1991 – an der mehrere ältere Kollegen als Gastredner teilnahmen – wollte ich einmal als Vortragender auf einem Kreuzfahrtschiff tätig sein. Ich freue mich riesig, dass es endlich so weit ist!