Politik, Militär, Industrie, Informatik. Beispiel Supercomputer

von Manfred Domke

Es handelt sich um Auszüge aus einem Vortrag, den der Autor auf der Jahrestagung des Forums Informatiker für Frieden und gesellschaftliche Verantwortung „Schöne neue Computerwelt“ in München am 1710.87 gehalten hat. Der Tagungsband erscheint in diesen Tagen im Verlag Für Ausbildung und Studium in der Elefanten Press, Berlin. Dort ist der Tenor der Ausführungen, der sich auf die Bundesrepublik bezieht, nachzulesen.

Jeder weiß, daß die Bedeutung einer Nachricht vom Kontext abhängt. Mit der Veränderung des Kontextes ändert sich auch die Bedeutung und Wirkung einer Nachricht: Beispiel: Mitterrands Ankündigung, die Neutronenbombe zu bauen, führt bei den Bürgern zu sehr unterschiedlichen Reaktionen. Auch die Bedeutung, die man Supercomputern beimißt, hängt vom Kontext ab: Ein Supercomputer kann als Produkt einer freien und unabhängigen Wissenschaft gesehen werden, das gebraucht oder mißbraucht werden kann. Denselben Supercomputer kann man jedoch auch als Werkzeug betrachten, das zum Zweck der Atombombenproduktion, der SDI-Schlachtenführung oder der Genmanipulation entwickelt wird. Der jüngste Wettlauf zwischen USA, Japan und Europa wird zur Zeit auf dem Gebiet der Materialforschung inszeniert.

Alex Müller und Georg Bednorz – inzwischen Nobelpreisträger – war in einem IBM-Labor in der Nähe von Zürich im April 1986 ein entscheidender Durchbruch auf dem Gebiet der Supraleitung gelungen. Bei verschiedenen Stoffen verschwindet der elektrische Widerstand und damit der Wärmeverlust unterhalb einer bestimmten Temperatur sprungartig. Um diese Temperatur zu erreichen, mußte bisher ein erheblicher Aufwand für die Kühlung betrieben werden. Ihr Bericht in der ‚Zeitschrift für Physik‘ vom September 1986 über keramische Materialien, die Supraleitung schon bei weit höheren Temperaturen zulassen, löste weltweite Aktivitäten in Politik, Industrie und Hochschulen aus. Im Januar 1987 wurden die Ergebnisse von Forschern in Japan, China, USA nachvollzogen und übertroffen. Jetzt geht es um die Möglichkeit einer wirtschaftlichen Nutzung. Gemäß BMFT

Journal (1987, S. 8) könnten vor allem folgende Bereiche profitieren:

• Energie (Generatoren, Transformatoren, Kabelnetze, Speicher),
• Transport und Verkehr (Magnetbahn, Antriebe, Energiespeicher),
• Informationsverarbeitung (Schnelle Schaltkreise),
• Forschung und Entwicklung (Beschleuniger, Speicherringe, Meßtechnik),
• Gesundheit (Kernspintomographie, Diagnostik),
• Weltraum
• Meeresforschung (Sensortechnik).

Kein Wärmeverlust bei Schaltkreisen ermöglicht größere Packungsdichte und damit schnellere Schaltkreise auch für Supercomputer. Künftig können JosephsonComputer vielleicht doch wirtschaftlich realisiert werden (Lamb, 1987). Das Bundesministerium für Forschung und Technologie (BMFT) hat Grundlagenforschung zur Supraleitung von 1976 bis 1984 im Durchschnitt mit einer Million DM gefördert, 1985 mit zwei Millionen DM, 1986 mit 4,5 Millionen DM und 1987 mit 6,5 Millionen DM. Weitere 40 Millionen DM sind von 1983 bis 1987 in anwendungsorientierte Projekte geflossen.

Bis hierher sehen die Arbeiten zur Supraleitung noch recht zivil und harmlos aus. Ende Juli 1987 wird das Thema Supraleiter zum Testfall der technologischen Zukunft der USA (Goodwin, September 1987). In Washington werden Europäer und Japaner auf Veranlassung des Wissenschaftsberaters Präsident Reagans William R. Graham Jr. am Besuch einer Konferenz über,Commercial Applications of Superconductivity' gehindert (vgl. Der SPIEGEL, Z9.1987). Im August 1987 verkündet Präsident Reagan eine Supraleiterlnitiative in Form eines 11-Punkte-Plans zur Sicherung des Wettbewerbsvorteils der US-lndustrie. Nachdem Reagan u.a. von Edward Teller(Lawrence Livermore Laboratorien) über die Bedeutung der Supraleitung aufgeklärt worden war, ließ er sich bei der Vorstellung des neuen Programms von Außenminister Shultz, Verteidigungsminister Weinberger, Energieminister Herrington, Wissenschaftsberater Graham und dem Direktor der National Science Foundation (NSF) Bloch begleiten. Das DoD wird in den nächsten drei Jahren $ 150 Millionen zur Erforschung militärischer Anwendungen von Supraleitern aufwenden. Das Department of Energy (DoE) wird Forschungszentren in Argonne, Lawrence Berkeley und in den Ames Labors einrichten. Los Alamos soll die Kooperation mit der Industrie klären. Neue Forschungsgruppen werden in der National Aeronautics and Space Administration (NASA) und im National Bureau of Standards (NBS) eingerichtet. Auch die Forschungsförderung der Universitäten durch DoD und NSF wird verstärkt. Wie bisher bleiben Supraleiter in den USA fest in den Händen von DoD, DoE, NSF und NBS. Diesen fünf Einrichtungen standen allerdings 1987 nur $33 Millionen für Forschungszwecke zur Verfügung. Wenn man bedenkt, daß DoD, DoE und NASA die,Mission Critical Agencies' sind, ist zu befürchten, daß die zivile Supraleiter-Forschung künftig in den Hintergrund treten wird. Supraleiter sind von der auf militärische Überlegenheit setzenden Politik und dem militäindustriellen Komplex okkupiert (Goodwin, September 1987).

Spätestens nach Ankündigung der US-Supraleiterlnitiative ist bekannt, daß in den USA besonders das DoD an Ergebnissen der Supraleiter-Forschung interessiert ist. Supraleitendes Material könnte z.B. die Jagd auf gegnerische U-Boote erleichtern oder elektronische Geräte härten und störsicher machen (Lamb, 1987). Die DoD-Behörde Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) will im Januar 1988 die ersten Forschungsaufträge vergeben, unklar ist allerdings noch die Finanzierung. Nach DARPA-Direktor Reynolds sollen in den nächsten drei Jahren 50 Millionen Dollar, die bereits anderweitig verplant sind, in Richtung Supraleiter-Forschung umgeschichtet werden. Ausreichen würde dies allerdings noch nicht. Um Supraleiter an die vorderste Front militärisch nützlicher Technologien zu bringen, müßten zwanzig und mehr Jahre lang pro Jahr mindestens 20 Millionen Dollar für Forschungszwecke zur Verfügung stehen, sagt Reynolds. Der DARPA-Direktor hofft auf eine Zusammenführung von Supraleiterforschung und SDI. Die Vorschläge für Anwendungen reichen von Dünnfilmen für Mikroelektronik und Infrarot-Detektoren bis zu großen Magneten für ausgeklügelte Waffensysteme (Military/ Aerospace Newsletter, 1987).

Wieder ist das DoD bereit, sehr viel Geld auszugeben' und wieder wird das DoD die Zielrichtung der Forschung und damit auch den Markt bestimmen. Auch wenn in der Bundesrepublik die Supraleiter-Forschung weiterhin vom BMFT bezahlt wird, so wird man sich bei der Setzung von Forschungsschwerpunkten und bei der Umsetzung in Anwendungen am US-Markt orientieren. Daher ist zu befürchten, daß künftig auch bei uns Forschungsergebnisse zuerst in militärische Anwendungen fließen werden.

Die Supercomputer – Forschung und Entwicklung

Die massivsten Forderungen nach immer leistungsfähigeren Supercomputern kommen aus der Atombombenproduktion, für die in den USA das DoE verantwortlich ist, aus der Raketen- und Flugzeugproduktion (NASA, DoD), wo es darum geht, die Grenzen der Aerodynamik auszureizen und aus den Anforderungen der Militärs für künftige taktische und strategische Schlachtenführungen (DoD), die sowohl superschnelle als auch superintelligente Rechner erforderlich machen.

NSF entschloß sich nur unter starkem politischen Druck der ,Mission Critical Agencies' DoD, DoE und NASA zu einer Supercomputer-Initiative, die zur Einrichtung von vier Supercomputer-Zentren als Basis einer nationalen Forschungs und Entwicklungsstruktur führte.

In den USA gibt es eine große Anzahl staatlich geförderter Supercomputer-Projekte. Eine Auswahl von 33 Projekten wird in Schneck et al. (1985) beschrieben. Es ist nicht überraschend, daß DoE, NASA, DoD-nahe Institutionen wie z.B. DARPA, National Security Agency oder Office of Naval Research und NSF als Förderer auftreten.

Das vom BMFT geförderte Supercomputer-Projekt SUPRENUM hat nur oberflächlich betrachtet einen rein zivilen Charakter. Unter Hinzunahme von Hintergrundinformation wird die politische und militärisch-industrielle Relevanz deutlich.

DoE und Supercomputer

Die US-Atombomben werden in den Laboratorien von Los Alamos und Lawrence Livermore erforscht, entwickelt und produziert. Im Auftrag des DoE werden diese Labors von der University of California Los Angeles (UCLA) verwaltet. Seit dem Manhattan-Projekt, das in den 40er Jahren zur Entwicklung der Atombombe führte, waren in Los Alamos immer die neuesten und schnellsten Computer verfügbar. Auf Supercomputern werden physikalische Phänomene modelliert, analysiert, und es wird mit Atombomben experimentiert. Die außergewöhnliche Abhängigkeit der Atombombenentwicklung von Computern hängt mit drei Faktoren zusammen:

• Nukleare Waffen müssen hohen Leistungs, Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards genügen.
• Atomwaffen sind komplexe Gebilde, deren extreme Einsatzbedingungen nur in Tests hergestellt werden können.
• Es ist nicht nur aus ökonomischen und politischen Gründen schwierig, adäquate Testdaten zu bekommen, sondern auch aus technischen, weil es Probleme mit den Meßinstrumenten gibt.

So wurde die Atombombenproduktion ein wichtiger Antrieb für die Entwicklung immer schnellerer Rechner (Dorr, 1978):

„Computers have played an essential role in the US weapons program from the earliest days of the Manhattan Project, which led to the development of the atomic bomb. Since that time, the weapons program has continued to be one of the most important driving forces for the development of ever more powerful large scale scientific computers.“

„Supercomputers have become the ,test sites' for nuclear weapons development.“

Zur Lösung der hydrodynamischen Probleme bei der Atomwaffenentwicklung, die sich durch dreidimensionale, zeitabhängige Gleichungen beschreiben lassen, werden Lösungsmethoden nach Lagrange, Euler, Monte Carlo oder auch Diffusionstechniken angewandt (Fernbach, 1984).

Nach GID-GMD Newsletter (1987) verfügt das DoE über 381 Informationssysteme, die einen geschätzten Gesamtwert von ca. einer Milliarde Dollar haben. Nach Plänen des DoE soll die Supercomputer-Kapazität jährlich mit einer Durchschnittsrate von 113 % wachsen:

„Allein im Zeitraum von 1988 bis 1992 ist die Installation weiterer 197 Systeme mit einem Gesamtwert von 966 Mio. Dollar vorgesehen. Das DoE benötigt dabei bis zum Jahr 1992 77 % seiner Computerkapazität aus dem Bereich Supercomputer. Dies rührt vor allem daher, daß das DoE in großem Umfang verantwortlich ist für das Design, die Entwicklung und die Produktion von Nuklearwaffen für den Verteidigungsbereich. (…) Das DoE beobachtet sorgfältig die weitere Entwicklung von wesentlich leistungsstärkeren Supercomputern, die für die Aufgaben der Behörden dringend benötigt werden.“

Aber das DoE beobachtet nicht nur die Supercomputer-Entwicklung, sondern beeinflußt sie auch durch Fördergelder (Schneck et al., 1985):

„Technology transfer from the academic and laboratory environments to industry will be accelerated through DoE-sponsored cooperative projects. (…) The supercomputer research subprogram supports mathematical and computer science research critical to the DoE's use of newly emerging multiprocessor supercomputer systems and to the longrange development of supercomputer systems.“

Die Supercomputer-Aktivitäten des DoE sind auf ein besseres Verständnis grundlegender Begriffe der Mathematik, Statistik und Computer Science im Zusammenhang mit der Modellierung wichtiger physikalischer Prozesse ausgerichtet und nicht auf Künstliche Intelligenz. Über die Deckung des Eigenbedarfs hinaus will das DoE auch einen substantiellen Beitrag zur Erhaltung der US-Führung auf dem Gebiet Supercomputer-Technologie leisten.

NASA und Supercomputer

Bei einer Politik, die dem Weltraum als Medium für militärische Missionen die gleiche Bedeutung einräumt wie den Medien Land, Wasser und Luft, können NASA-Projekte im Grunde keine zivilen Projekte sein.

„Space is rapidly being recognized as a medium of equal importance with land, sea, and air, from which military missions can be satisfied by both manned and unmanned systems.“ (Weinberger,1987, p.288)

„The medium of space provides an unlimited potential and opportunity for military operations on which the Air Force must capitalize.“ (Gabriel,1982)

„As a step toward its policy, the Air Force recently won presidential approval for a United Space Command.“ (Hiatt, 1985)

Wenn es um die Finanzierung der bemannten Weltraumstation geht, versichern bundesdeutsche Politiker, daß es sich dabei um ein ziviles NASA-Projekt handelt. Auch wenn unsere Geldströme über die zivile Europäische Weltraumbehörde ESA in das US-Projekt fließen sollen, wird es wegen einer Präsidentendirektive und auf Grund einer Vereinbarung zwischen NASA und DoD nicht möglich sein, eine DoD-Beteiligung an der bemannten Raumstation auszuschliessen{en. Die geheime NSDD (National Security Decision Directive) 254, die Reagan im Dezember 1986 unterzeichnet hat, fordert das DoD zur Beteiligung an dem Projekt Raumstation auf. Die Vereinbarung zwischen NASA und DoD vom Frühjahr 1987 besagt nur, daß Massenvernichtungswaffen auf der geplanten Station weder getestet noch stationiert werden dürfen. Laser-Tests oder Tests anderer SDI-Komponenten sind dagegen nicht ausgeschlossen (Goodwin, May 1987).

Das Projekt NASP (National Aerospace Plane) ist ebenfalls eine gemeinsame NASA/DoD-lnitiative (Weinberger, 1987, p. 288). Das angestrebte Weltraumflugzeug soll militärischen und zivilen Zwecken dienen. Von besonderer Bedeutung ist es als Spionageflugzeug und als Waffenplattform für die Air Defense Initiative.

„Our research into advanced air defense technologies seeks revolutionary gains in capability rather than marginal ungrades.“ (Weinberger, 1987, p.214)

Mit 25-facher Schallgeschwindigkeit soll es in zwei Stunden Passagiere von Los Angeles noch Tokyo bringen. Eine kuriose Schräglage der Flügel unterbindet im Überschallflug den Schallknall. Die Entwicklungskosten werden zu 80 % vom Pentagon und zu 20 % von der NASA übernommen. Bis 1994 sind für NASP vier Milliarden Dollar eingeplant.

„The National Aerospace Plane Office, which includes members from the Air Force, the Navy, the SDI Office, DARPA and NASA, is at Wright-Patterson Air Force Base in Ohio. The Air Force is managing the programme.“ (Baker, 1987, p.45)

Die Projektentscheidungen werden im DoD getroffen.

Auch hinter den NASA-Arbeiten zur Land-, Ozean-, Luft- und Weltraumbeobachtung stehen zuerst militärische Interessen. Diese Beobachtungsinstrumente erzeugen eine ungeheure Datenflut.

Die in Schneck et al. (1985) beschriebenen Supercomputer-Projekte der NASA sind auf Bildverarbeitungsaufgaben, Simulationen von Luft- und Flüssigkeitsströmungen, auf die Entwicklung von Raum- und Schwenkflügel-Testflugzeugen und auf die Lösung von Aufgaben aus der Materialforschung, Gentechnologie, Chemie und Wettervorhersage ausgerichtet.

Numerische Simulationsanlage

Die leistungsfähigsten Supercomputer stehen nicht nur in Los Alamos, sondern auch im Ames Research Center der NASA:

„NASA's Ames Research Center has begun construction on the Numerical Aerodynamic Simulation (NAS) Facility building to house the world's most powerful supercomputer system.

The NAS system will reach continuous, high speeds of one billion computations per second in 1988. At any given time, it will empioy the two fastest supercomputers in existence. Goal für the system in the 1990s is an enormous ten billion calculations per second.“ (NASA, 1985)

Die Simulationsanlage wird zu Lösung von Aufgaben aus der Strömungsmechanik verwendet. Flugzeug-, Raketen- und sonstige Flugkörper-Konfigurationen werden auf dieser Anlage getestet, die auch dem DoD und Wissenschaftlern anderer Einrichtungen zur Verfügung steht.

Momentan werden etwa 40 % der Anlagenzeit für die Entwicklung des neuen Überschallflugzeugs NASP verwendet. Mit Hilfe von NAS bleiben die USA an der vordersten Forschungs- und Entwicklungsfront militärischer und damit auch ziviler Flugzeuge (Anderson,1., 1987):

„NASA's new supercomputer system keeps the USA at the forefront of plane design.“

DoD/DARPA und Supercomputer

DoD und DARPA fördern die Entwicklung neuer Computergenerationen auf der Basis künstlicher Intelligenz, um den unsicheren und unvorhersehbaren Gefechtsfeldsituationen des nächsten Jahrhunderts gewachsen zu sein. Das DARPA Program Strategic Computing (SCI) setzt auf intelligente parallele Architekturen. Im DoD-Programm Strategic Defense Initiative (SDI) werden numerische und symbolische Supercomputer, d.h. superschnelle und superintelligente Rechner gefordert. Darüber hinaus fördert DARPA Projekte, die sich mit den Stichworten Multiprozessor-Systeme, Massiv Parallele Computer und Neuronale Netzwerke beschreiben lassen.

DARPA's Supercomputerlnitiative

Der strategische Plan für die Entwicklung einer Technologie für eine neue Rechnergeneration sieht vor, daß aufeinander abgestimmte Mikroelektronik, Hardware und Software auf kritische Militäranwendungen zugeschnitten werden. Im SCI-Programm stellt man sich folgender Herausforderung: „Computers are increasingly employed in defense, and are relied on to help us hold the field against larger forces. But current computers, having inflexible program logic, are limited in their ability to adapt to unanticipated enemy behavior in the field. We are now challenged to produce adaptive, intelligent systems having capabilities far greater than current computers, for use in diverse applications including autonomous systems, personalized associates, and battle management systems. The new requirements severely challenge the technology and the technical community.“ (DARPA, 1983)

„ln any case, Cooper said, DARPA's ,strategic computing' program, aimed at developing several classes of superfast machines using artificial intelligence to control advanced weapons systems in the 1990s, guarantees the U.S. will be able to supply future supercomputer needs.“ (Kircher, 1984)

SCI wurde in der Fachöffentlichkeit bereits ausgiebig diskutiert, so daß hier auf Einzelheiten verzichtet werden kann.

1986 ist Mathematik (nonlinear dynamic systems, turbulent flow in fluid dynamics, harmonic analysis, data and image compression, and computation algorithms) als neuer SCI-Schwerpunkt hinzugekommen. Etwa ein Drittel der SCI-Fördersumme (in 1987 etwa 104 Mio. Dollar) fließt in mathematisch orientierte Projekte (Corcoran, 1987).

Im Januar 1983 setzt ein verstärktes Nachdenken über militärische Anwendungen von Supercomputern ein. Vom DoD wird eine ,Defense Science Board Task Force on Military Supercomputer Applications' ins Leben gerufen. Die Ergebnisse dieser Studiengruppe werden in dem im Dezember 1984 vorgelegten Bericht (Defense Science Board Task Force, 1984) wie folgt zusammengefaßt:

„TheTask Force found that the following military applications of advanced computer and machine intelligence technologies offer the highest military payoff: Warfare Simulation, Battle Assessment / Battle Management, New Generation Computers and Electronic Warfare, Autonomous Vehicies, Ballistic Missile Defense, Pilot's Associate, and Logistics Management.“ Im Anhang N des oben zitierten Berichts werden Arbeiten der Army, Air Force und Navy zum Thema neuartige Computer-Technologien beschrieben. Eine Ubersicht über 96 Projekte zu ,MilitaryAI Science' und 53 Projekte zu ,Military Al Technology' ist ebenfalls enthalten.

Supercomputer in SDI

Bereits Ende der 50er Jahre begann man darüber nachzudenken, wie ballistische Raketen abgewehrt werden könnten. Dies war der Anfang des Ballistic Missile Defense) Programms. In den 60er Jahren wurde das erste BMD-System Safeguard entwickelt und installiert. In den 70erJahren wurde dann auf der Basis eines CDC-Rechners die 2. BMD-Generation geschaffen. In Davis and Couch (1980) werden die unglaublich komplexen Probleme der Abwehr ballistischer Raketen als einzigartige Herausforderung für die Entwicklung von Supercomputern beschrieben:

„Ballistic Missile Defense: A Supercomputer Challenge.“

„lncredible complex ballistic missile defense computational problems have been a rich source of technological advance. The BMD challenge will stimulate supercomputer development through the 1980's.“

„The demands for a computing system that will deliver a throughput of hundreds of millions of instructions per second at some undetermined point in its life cycie, with a high confidence that correct execution will occur, challenge even the most advanced technologists.“

SDI zielt also bereits auf die 3. Generation von BMD-Systemen.

Im Auftrag der Strategic Defense Initiative Organization (SDIO) hat die Eastport Study Group (1985) einen Bericht ,SDI Battle Management Computing Problem' erstellt. Darin werden vier Arten von SDI-Supercomputern unterschieden:

Supercomputer für die Gefechtsführung sind die Systeme, die im Weltraum und auf der Erde die Aufgaben der Gefechtsführung, Signalverarbeitung und Kommunikation übernehmen.

Supercomputer für die Simulation gehören zur SDI lnfrastruktur. Mit ihrer Hilfe soll die Gefechtsführung auf verschiedenen Abstraktionsebenen simuliert und getestet werden. Dabei ist auch an online Tests gedacht, wobei die Simulatoren in den Labors mit bereits stationierten System Komponenten gekoppelt werden.

„Early conceptlevel simulation of the battle management system may run on a single computer, but all other levels will require massive amounts of computation that might be available only from highly concurrent multiprocessor systems and supercomputers.“

Die Simulatoren müssen schneller sein als die simulierten BMD -Rechner. Die Simulationen erfordern eine Kombination numerischer und symbolischer Verarbeitung.

Martin Marietta und Rockwell bauen zur Zeit in Colorado Springs den Kern eines Nationalen SDI-Testbetts auf, auf dem der Wirkungsgrad des geplanten Abwehrsystems unter Kriegsbedingungen durch Simulation festgestellt werden soll. Diese Tests sollen die Entscheidungsgrundlage für die Weiterführung der SDI-Arbeiten und gegebenenfalls für die Stationierung entwickelter Teilsysteme bilden. Das größte Problem besteht darin, daß die Ergebnisse von den Annahmen und Vorausberechnungen der Wissenschaftler und Ingenieure abhängen, die die Simulatoren bauen. Leider können diese Annahmen falsch sein (FR, 1Z8.1987).

Auszüge aus einem Bericht an den Kongreß über das Nationale Testbett sind in McLeod (1986) abgedruckt. Darin heißt es:

„The National Test Bed (NTB) projekt will define, develop, build and integrate a number of geographically distributed facilities for development, experiment, simulation and support that are interrable. Collectively these resources will provide the capability to demonstrate key defensive technologies and subsystems necessary to support an SDI fullscale engineering development decision in the early 1990s. The NTB will consist of a dedicated central National Test Facility (NTF) and other geographically distributed test and demonstration capabilities such as service development and evaluation facilities, DoE National Laboratories and missile ranges. As an integrated set of resources the NTB will be a single national resource dedicated to the SDI and will provide the focus for the many SDI simulations, demonstrations and experimental activities.“

Supercomputer für die Softwareproduktion

Massive Rechnerkapazität ist für den Aufbau einer Software-Produktionsumgebung auf der Basis von Expertensystemen erforderlich, mit deren Hilfe Software für die Gefechtsführung erstellt werden soll, die im Weltraum 10 Jahre lang wartungsfrei arbeiten kann.

Supercomputer für die Entwicklung von Mikroelektronik und Hardware

Entwurf, Test, Fertigung und Wartung Integrierter Schaltkreise sollen integriert werden.

DARPA's Supercomputer-Projekte

Seit 1983 fordert DARPA, daß jede neue Supercomputer-Generation 1000fach schneller sein soll als die gerade verfügbare Generation. Gefördert werden Ansätze, die aus DARPA-Sicht erfolgversprechend sind. In Schneck et al. (1985) werden folgende Projekte vorgestellt:

• Butterfly multiprocessor; Bolt, Beranek and Newman Anwendungen: Autonomous Land Vehicle, Airland Battle Management, Packet Speech.
• Connection machine; Thinking Machines Inc. (Daniel Hillis) Der Supercomputer besteht aus 65.536 Prozessoren und ist leistungsmäßig mit der Cray X-MP vergleichbar, kostet aber nur ein Viertel. Damit hat der Rechner, der auf Anwendungen der Künstlichen Intelligenz zugeschnitten ist, die Erwartungen DARPA's weit übertroffen. Die DARPA-Fördersumme betrug 4,7 Mio. Dollar (Elmer/DeWitt, 1986).
• Warp processor (systolic arrays); Carnegie-Mellon University Anwendungen: Signal- und Bildverarbeitung, Fourier Transformation, Matrix Arithmetik.
• Tree machines; Columbia University Multiprocessor emulation facility; MIT

Das DoD ist natürlich auch an der Erforschung und Entwicklung Neuronaler Netzwerke (NN) den Supercomputern der Zukunft interessiert (Hecht, 1987):

„The US DoD wants to develop optical neural networks, which wouid work more like the human brain than a digital computer, and might help to control weapons systems.“

„The most successful optical processorshave had sensitive applications that kept them under security wraps. Military and security wraps. Military and security agencies continue to develop better optical circuits but they are prepared to talk only about basic research and general ideas. One of their alms is to meet the formidable requirements of star wars.“

Vom 21.24.6.1987 fand in San Diego die 1. Internationale Konferenz über Neuronale Netzwerke statt. Im Bericht von Kemke (1987) über die Konferenz wird bereits angekündigt, daß der massive DoD-Einstieg in die NN-Forschung kurz bevorsteht. Zur Parallel-Veranstaltung ,Zukunft der NNforschung' wird berichtet:

„Die Zukunft der NN-Forschung in den USA ist offensichtlich fast ausschließlich von der Unterstützung durch militärische Einrichtungen abhängig. In diesem Panel stellten Sprecher verschiedener Airforce-Abteilungen und der Navy, DoD-, DARPA- und SDI-Vertreter sowie Mitglieder der US-Army neben zwei Sprechern der NSF die Investitionsvorhaben der jeweiligen Institutionen vor. Insgesamt kann man für sämtliche militärischen Einrichtungen feststellen, daß momentan nur Kleinstprojekte finanziert werden (circa 10 Personenjahre), im Laufe der nächsten Jahre aber größere Investitionen getätigt werden. Die NSF hatte dem nichts an konkreten Plänen gegenüberzustellen. Das inhaltliche Interesse soll sich in den zukünftigen Projekten zum einen auf die typisch militärischen Fragestellungen richten, wie adaptive control, Vision, perception, Sensor monitoring usw., zum Teil mit konkreten Zielvorstellungen wie das klassische „autonomous land Vehicle'. Zum andern wird massiv auf Grundlagenforschung gesetzt. Es sollen auch Beziehungen zu biologischen Vorgängen und zur Cognitive Science berücksichtigt werden.“

Schlußfolgerungen

Die Informatik, die Industrie und das Militär befinden sich in voneinander abhängigen Wettbewerbsprozessen, die einzeln und in ihrer Kombination auf militärische Sicherheit zielen. Der Wettbewerb der Informatik auf dem Wissenschaftsmarkt ist Voraussetzung dafür, daß die Industrie auf dem Produktmarkt wettbewerbsfähig sein kann. Der Wettbewerb der Industrie auf dem westlichen informationstechnischen Produktmarkt ist Voraussetzung dafür, daß die NATO auf dem ‚Ost/West-Markt‘ wettbewerbsfähig bleibt bzw. den Mitkonkurrenten sogar ausbootet. Wettbewerbsfähigkeit im Ost/West-Konflikt bedeutet schließlich nationale Sicherheit.

Der Druck aus Politik, militärischem Bereich und Industrie auf die Informatik durch die Vergabe von FuE-Geldern nach den Kriterien ,internationale Wettbewerbsfähigkeit' und ,nationale Sicherheit' und durch die Formulierung von Anforderungen an die Informationstechnik ist so stark, daß man von einer Vorgabe nicht nur der FuE-Richtung, sondern sogar von FuE-Zielen sprechen kann.

Wenn Informatikerinnen und Informatiker genau das erforschen und entwickeln, was der militärisch-industrielle Komplex vorgibt, dann kann vom Mißbrauch der Informationstechnik durch das Militär nicht gesprochen werden.

Informatikerinnen und Informatiker sind aufgerufen, mehr über die Funktion der

• Zielrollenbestimmung für die Produkte
• Informatik in der Gesellschaft nachzudenken.

Eine nichtmilitärische Zielrichtung für die Erforschung und Entwicklung von Informationstechnik sollte formuliert werden. Supercomputer sollten in Richtung Demokratie und Verständigung und nicht in Richtung Stärkung militärischer Kampfkraft entwickelt werden.

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Manfred Domke, Dipl. Math., wissenschaftlicher Angestellter in der Großforschung, Arbeitsschwerpunkt: Spezifikation und Konstruktion von Informationssystemen unter Einbeziehung pragmatischer Zusammenhänge

Neue Technik – Rüstung – Destruktivkraftentwicklung

Anmerkungen zum Verhältnis von ziviler Modernisierungspolitik und Rüstung in der Bundesrepublik

von Ulrich Dolata

Im Zuge der Auseinandersetzungen um das amerikanische SDI-Projekt hat eine im Grunde alte Kontroverse erneute Aktualität erlangt: die Debatte um die Wirkung von militärischer Forschung und Rüstungsproduktion auf den technologischen Innovationsprozeß und den ökonomischen Strukturwandel. Die Wiederaufnahme dieser Diskussion bekommt vor dem Hintergrund der schnellen Fortschritte in der Computer bzw. Informationstechnik und der beginnenden Modernisierung und Restrukturierung der industriellen Produktion zusätzliche, über das Thema Weltraumbewaffnung hinausreichende Bedeutung: Ist die heutige Rüstungsforschung ein Motor des technischen Fortschritts oder behindert sie den ökonomischen Modernisierungsprozeß Welchen Einfluß und welche Auswirkungen haben militärische Anforderungen auf die langfristige Ausrichtung von Forschungsprioritäten und technologischen Entwicklungsprofilen?

1. Neue Technik, deformierte Produktivkraftentwicklung und Rüstung

Vorweg ein wichtiger Hinweis, der oft übersehen wird: Entscheidende Deformationen in der Entwicklung der gesellschaftlichen Produktivkräfte – des menschlichen Arbeitsvermögens, der materiell-technischen Produktionsmittel, der Arbeitsgegenstände und des Wissenschaftsapparates – setzen bereits unterhalb des Einflusses von Rüstung und Krieg an und entspringen den Eigentümlichkeiten der kapitalistischen Produktion und Ressourcenlenkung selbst. Die Einführung und Verbreitung der neuen Technologien vollzieht sich trotz zahlreicher steuernder Eingriffe des Staates ja nicht auf der Grundlage einer gesellschaftlichen Bedarfsplanung und einer entsprechenden Verteilung wissenschaftlicher, materiell-technischer, humaner und finanzieller Ressourcen, sondern immer noch in erster Linie unter dem Druck einer scharfen, oftmals ruinösen und konzentrationsfördernden Konkurrenz. Die international agierenden Konzerne sind heute der zentrale Maßstab des wissenschaftlich-technischen Fortschritts in diesem Teil der Welt, ihr Verwertungsbedürfnis seine entscheidende Triebkraft. Sie sind zugleich Ausgangspunkt der beachtlichen Dynamik, die den wissenschaftlich-technischen Umbruch kennzeichnet, und Ursache gravierender Verzerrungen und Blockierungen im Prozeß seiner Durchsetzung:

– Dieser Prozeß schließt erstens die Vernichtung von Kapital und Produktivkräften zwangsläufig ein. Modernisierungspolitik ist unter diesen Bedingungen Kampf um die Monopolisierung entscheidender Forschungspotentiale ebenso wie Konkurrenz um überdurchschnittlich gute Produktionsbedingungen und Rationalisierungsvorsprünge. Sie beschleunigt die Oberproduktion, stimuliert den Konzentrationsprozeß und treibt die Zahl der Firmenpleiten zusätzlich in die Höhe. Zum Teil hochmoderne Produktionsanlagen werden stillgelegt oder nicht ausgelastet, zum Teil hochqualifizierte Arbeitskräfte müssen kurzarbeiten oder werden arbeitslos. Es ist dies direkte Vergeudung sachlicher Produktionsmittel und menschlichen Arbeitsvermögens.

– Er führt zweitens auch zu Deformationen in der regionalen und sektoralen Struktur der Produktivkräfte. Getragen von der Investitions- und Ansiedlungspolitik der Großunternehmen verstärken sich ohnehin vorhandene Disparitäten zwischen Hightech-Landschaften mit dichten Netzwerken von Forschungseinrichtungen, Hochschulen und Industrie und ausgesprochen strukturschwachen Krisenregionen. Gleichzeitig führt diese profitorientierte Ressourcenlenkung immer wieder auch zu schnellen, überdimensionierten Kapitalwanderungen in gewinnträchtige Zukunftsindustrien (die ihrerseits oft schon nach verhältnismäßig kurzer Zeit vor Überproduktions- und Anpassungsproblemen stehen) und blockiert den notwendigen Strukturwandel in krisengeschüttelten Bereichen. Nordrhein-Westfalen und die Stahlindustrie sind die aktuellen Beispiele hierfür.

– Er geht drittens einher mit z.T neuartigen, einschneidenden und demokratischer Kontrolle weitgehend entzogenen Eingriffen in komplexe Naturprozesse, die heute globale Bedeutung erlangen können. Wie in den fünfziger Jahren die Kerntechnologie, so steht heute die Gentechnik an der Schwelle der industriellen Nutzung und profitablen Verwertung. Ähnlich wie bei der Kerntechnik erhöht sich auch in diesem Fall das aus der Technologie selbst erwachsende Gefahrenpotential mit der privatwirtschaftlichen Verfaßtheit ihres Durchsetzungsmechanismus: die Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet werden vor allem in den Labors der international operierenden Pharma und Chemiekonzerne, die zugleich die Hauptprofiteure gentechnologischer Fortschritte sein werden, durchgeführt – und zwar weitgehend unbeschadet von wirksamer Kontrolle.

Hohe volkswirtschaftliche Verluste und gravierende ökologische Gefährdungen begleiten den Innovations- und Modernisierungsprozeß also schon während der normalen Geschäftsabwicklung. Die Rüstung vertieft diesen Trend und verleiht ihm z.T. neue Züge.

Rüstungsproduktion und Militärausgaben sind zunächst nichts anderes als zusätzliche Vernichtung von Produktivkräften und gesellschaftlichen Reichtümern. Sie absorbieren in großem Umfang modernste Produktionsmittel, qualifizierte Arbeitskräfte und Rohstoffe, binden und beeinflussen einen beträchtlichen Teil der Forschungs- und Wissenschaftsressourcen und belasten die staatlichen Finanzhaushalte – all dies ohne daß sie zur Reproduktion der materiellen Produktionsbasis oder zur Erhöhung des Lebensstandards einen positiven Beitrag leisten würden. Ein Großteil der für Rüstungszwecke bereitgestellten Mittel wird dem zivilen Bereich entzogen, das stoffliche Resultat (z.B. in Gestalt neuer Waffensysteme) tritt in der Regel jedoch nicht wieder in den volkswirtschaftlichen Kreislauf ein.¹

Der Rüstungssektor entzieht dem zivilen Bereich jedoch nicht einfach nur Mittel und Ressourcen, sondern wirkt damit und darüber hinaus auch qualitativ auf den Innovationsprozeß und die Durchsetzungsformen des wissenschaftlich-technischen Umbruchs ein: Militärische Anforderungen beeinflussen Struktur und Ausrichtung auch des zivilen Forschungssektors und präformieren technologische Entwicklungsrichtungen. Hierzu einige auf die Bundesrepublik bezogene Hinweise.

2. Forschungspolitik im Spannungsfeld von Modernisierung und Remilitarisierung

Die konzeptionelle Ausrichtung und finanzielle Ausstattung von Forschungspolitik und Wissenschaftsapparat der Bundesrepublik orientiert sich heute an zwei entscheidenden Vorgaben:

Zum einen ist die zielgerichtete, effektive und profitable Erforschung und Entwicklung technologischer Spitzenprodukte zu einer zentralen Voraussetzung der internationalen Konkurrenzfähigkeit der großen Konzerne geworden. Sie schlägt sich nicht nur in schnellem Wachstum und hoher Konzentration privatwirtschaftlicher Forschungstätigkeit nieder, sondern auch in wachsenden Anforderungen an die staatliche Forschungspolitik, insbesondere die Grundlagenforschung.²

Vor dem Hintergrund der Rüstungsdynamik des vergangenen Jahrzehnts und der Rüstungsprojekte der kommenden Jahre erfährt zum anderen die Instrumentalisierung von Forschung und Wissenschaft für militärische Zwecke eine erneute und deutliche Aufwertung. Seit dem Beginn der achtziger Jahre hat es überproportionale Steigerungsraten der Bundesausgaben in diesem Bereich und damit eine signifikante Akzentverschiebung in Richtung Rüstungsforschung gegeben. Heute geht ungefähr ein Fünftel der offiziell ausgewiesenen Forschungsausgaben des Bundes in die Rüstungsforschung.³ Parallel hierzu hat sich der Zugriff des Militärapparates auf die zivilen Forschungsplanungen und -ergebnisse verstärkt. Eine ressortübergreifende Abstimmung der Forschungsplanung zwischen den an einzelnen Programmen beteiligten Ministerien und dem BMVg erfolgt mittlerweile in all jenen wissenschaftlich-technischen Bereichen, die angesichts dualer Nutzungsmöglichkeiten der dort erzielten Forschungsergebnisse offenkundig auch militärisch relevant sind: in erster Linie die Informationstechnik, die Materialforschung sowie die Luft- und Weltraumtechnik.⁴

Zusätzliche Impulse für die zivile Innovationsdynamik und Modernisierungspolitik sind von dieser stärkeren Gewichtung der militärischen Forschung und engeren Verknüpfung ziviler und militärischer Forschungsinteressen nicht zu erwarten:

– Erstens sind bislang alle grundlegenden Erfindungen oder Vorarbeiten zu bedeutenden Neuerungen in zivilen Laboratorien entstanden. Die Richtung des Innovationsflusses weist eindeutig vom zivilen in den militärischen Bereich. Rüstungsforschung ist also zunächst einmal parasitär, d. h. auf einen grundlegenden „spin-in“ aus den zivilen Forschungsbereichen angewiesen.⁵

– Zweitens haben eine Reihe von Untersuchungen gezeigt, daß die nachweisbare Zeit der zivil genutzten „Abfallprodukte“, die auf militärisch motivierte F&E zurückgehen, bemerkenswert gering ist: Der vielbeschworene spin-off liegt bei maximal 5 bis 10 Prozent, d.h. höchstens ein Zehntel aller militärischen Forschungsarbeit wird für zivile Anwendungen überhaupt relevant.⁶

– Drittens schließlich ist die moderne Waffenentwicklung und -produktion wesentlich forschungs- und kostenintensiver als zivile Produktion – eine Tatsache, die in erster Linie den extremen Gebrauchswertanforderungen und Qualifikationsansprüchen heutiger Rüstungsgüter entspringt.⁷

Breitstreuende technologische Impulse aus der Rüstungsforschung wird es für den zivilen Bereich wohl auch in Zukunft nicht geben. Das bedeutet allerdings keineswegs – wie es in manchen Kritiken anklingt -, daß die Ausweitung militärischer F&E zwangsläufig auch in Konflikt gerät zu der Maxime, die internationale Konkurrenzfähigkeit bundesdeutscher Unternehmen zu steigern:

• Erstens sind die wachsenden militärischen Forschungsausgaben ein gutes Stück weit auch Wettbewerbsförderung, nämlich für jene Bundeswehrlieferanten die es zunehmend auf die internationalen Rüstungsmärkte drängt.
• Zweitens dürfen die Forschungsmittel und -kapazitäten, über die die international operierenden Unternehmen selbst verfügen, nicht unterschätzt werden. Gut zwei Drittel aller F&E-Ausgaben der Bundesrepublik werden heute bereits vom privaten Unternehmenssektor aufgebracht. Siemens beispielsweise brachte im Geschäftsjahr 1986/87 rund 6 Mrd. DM für die Forschung auf und blieb damit nicht weit hinter dem Etat des Forschungsministers zurück.⁸ Grundsatzentscheidungen über die Ausrichtung der betrieblichen Forschungsschwerpunkte werden im Regelfall im Konzern selbst getroffen oder können größten teils auch über die eigenen Forschungsabteilungen (oder in Kooperation mit anderen Unternehmen) realisiert werden.
• Drittens ist zumindest bislang nicht erkennbar, daß die Ausweitung der Rüstungsforschung tatsächlich zu Lasten derjenigen zivilen F&E-Vorhaben geht, die für die exportorientierten Konzerne und Industrien von Bedeutung sind. Es hat im Gegenteil den Anschein, als sei die militärische F&E ein Vehikel, um zusätzliche Mittel in forschungspolitisch ohnehin privilegierte High-tech-Sektoren fließen zu lassen.

Das Problem der Verdrängung und Vernachlässigung ziviler Forschungsaufgaben ist daher bislang weniger im Bereich der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit zu verorten als auf den ökologischen und sozialen Problemfeldern. Dort zeigen sich die eigentlich brisanten Forschungsdefizite und wird eine Fehlallokation von Ressourcen offenkundig, die nicht allein der (wachsenden) Rüstungsforschung geschuldet ist, durch diese aber zusätzlich gefördert wird.

3. Rüstung und das Problem einer militärisch präformierten Technologieentwicklung

Bislang ist entwickelt worden, daß Militär und Rüstung die Produktivkraftentwicklung tendenziell hemmen und systembedingte Deformationen zusätzlich verstärken. Darber hinaus stellt sich die Frage, ob Rüstung und militärische Interessen eigenständige Deformationen in der Produktivkraftentwicklung hervorrufen, indem sie relevante technologische Entwicklungslinien präformieren. Im Kern geht es dabei um die Frage, ob die Verwirklichung und konkrete Ausprägung bestimmter Technologien selbst maßgeblich der Rüstung geschuldet sind. In der Bundesrepublik richtet sich der Verdacht einer derartigen Präformierung zumindestens auf zwei Richtungen moderner Produktivkraftentwicklung: auf die Kerntechnik und auf die Weltraumtechnik.

Für die Entwicklung der Kerntechnologie lassen sich zur Erhärtung dieses Verdachts die folgenden Argumente ins Feld führen: Zum einen besteht mittlerweile kaum noch ein Zweifel daran, daß für den bundesdeutschen Einstieg in die Kernenergie neben und zusammen mit finanzkapitalistischen Verwertungsinteressen militärische bzw. machtpolitische Motive den Ausschlag gegeben haben. Die energiepolitischen Begründungen waren demgegenüber zumindest anfänglich eindeutig vorgeschoben. Zweitens ist festzuhalten, daß die in der Bundesrepublik gebauten, (mit-)entwickelten oder geplanten Atomanlagen in technischer Hinsicht entweder eine militärisch vorstrukturierte Entwicklungsgeschichte aufweisen oder so ausgewählt worden sind, daß sie auf dem Weg zur Atombombenherstellung lagen und nahe an dieses Ziel heranführten. Bezeichnend für viele Projekte in diesem Bereich ist drittens, daß hier keineswegs die zivil wirtschaftlichste Technologie ungewollt die am ehesten militärisch mißbrauchbare ist. Vielmehr ist die zivile Unwirtschaftlichkeit, wie insbesondere der Schnelle Brüter, absehbar auch die Wiederaufbereitungsanlage in Wackersdorf zeigen, ein hervorstechendes Merkmal dieser Vorhaben.⁹

Nun wäre es sicherlich falsch, der Geschichte der Atomtechnik und -wirtschaft in der Bundesrepublik ausschließlich oder hauptsächlich militärische Motive und Ziele zu unterstellen.Tatsache ist gleichwohl, daß der Drang zur Bombe eine mitentscheidende Triebkraft des forcierten Ausbaus dieser Energieform gewesen ist und nachdrücklich zu den energiepolitischen Fehlentwicklungen der vergangenen Jahrzehnte bis hin zum Hanauer Nuklearskandal unserer Tage beigetragen hat.

Eine strukturell ähnliche Entwicklung ist für die Zukunft im Bereich der Weltraumtechnik zu befürchten: Vor allem die im Herbst 1987 beschlossenen Vorhaben der bemannten Raumfahrt bedeuten eine langfristig ausgerichtete forschungs- und technologiepolitische Grundsatzentscheidung für ein internationales Großprojekt, dessen Nutzen für die zivile Wissenschaft und den technologischen Innovationsprozeß auf der Erde ausgesprochen fragwürdig ist. Wirklich schlüssige Argumente für die Notwendigkeit extrem kostenintensiver bemannter Systeme im All konnten von ihren Befürwortern bislang nicht beigebracht werden. Stattdessen finden sich zahlreiche Hinweise für die Vermutung, daß die meisten der der bemannten Raumfahrt zugeschriebenen Forschungsaufgaben zu weitaus geringeren Kosten unbemannt erledigt bzw. auf der Erde abgewickelt werden könnten. In der Mikroelektronik und Chip-Produktion, im Pharmabereich und in der Gentechnik haben die Fortschritte der irdischen Technik dazu geführt, daß eine entsprechende Forschung und Produktion im All heute kaum noch notwendig ist und überdies um ein Vielfaches teurer wäre.¹⁰ Zivile Forschungsinteressen können das Bonner Weltraumengagement kaum erklären.

Nicht zu unterschätzen sind dagegen die außen- und europapolitischen Motive der bundesdeutschen Raumfahrtpläne. Die (bemannte) Raumfahrt galt schon immer als besonders prestigeträchtiges Feld vor allem in der politischen Systemauseinandersetzung zwischen der Sowjetunion und den USA. Von dieser „Bedeutung des Weltraums als Element des politischen Selbstvertrauens“ sollen in Zukunft auch Westeuropa und die Bundesrepublik profitieren. Die Obergänge zu sicherheits- und militärpolitischen Überlegungen sind vor hier aus fließend. Sie kreisen um drei Kerngedanken: zum einen um den Aufbau eines autonomen westeuropäischen Aufklärungs- und Nachrichtensatellitensystems für Verteidigungszwecke; zweitens um die Installation eines Raketenabwehrsystems im Weltraum – die europäische SDI-Variante, kompatibel mit der amerikanischen Weltraumbewaffnung; drittens schließlich um die Festigung und den Ausbau der militärischen Achse Bonn-Paris, die schon heute die entscheidende Kraft der westeuropäischen Weltraumpolitik ist.¹¹

Zweifellos ist der militärische Sinn einer bemannten Raumstation ebenso umstritten wie ihr ziviler Nutzen. Das ändert jedoch nichts daran, daß es militärische Optionen und auch Zugriffsmöglichkeiten auf die Entwicklung der westeuropäischen Raumfahrt gibt: An der Planung und Ausarbeitung der Weltraumpolitik ist das Verteidigungsministerium direkt beteiligt; ihre produktionstechnische Umsetzung liegt in den Händen der führenden westdeutschen Luftfahrt- und Rüstungskonzerne, die ebenfalls eng mit der Bonner Hardthöhe zusammenarbeiten.

Diese Konzerne sind es auch, die als Herstellerfirmen direkte ökonomische Interessen am Weltraumgeschäft haben. Infrage kommen dafür nur eine Handvoll Unternehmen, die allerdings im ökonomischen und politischen Machtgefüge der Republik eine gewichtige Rolle spielen: MBB/Erno und Dornier, mit deutlichem Abstand zudem der MAN-Konzern, AEG und ANT. Damit ist mit MBB und (über Dornier und die AEG) Daimler-Benz die Creme der bundesdeutschen Rüstungsindustrie nahezu konkurrenzlos im Raumfahrtgeschäft tätig.¹²

Das Interessenkartell der bundesdeutschen Weltraumpläne gewinnt damit deutliche Konturen – ein exklusiver Kreis aus Politik, Wirtschaft und Militär, aus dem die Interessen der zivilen Forschungs- und Modernisierungspolitik weitgehend herausfallen. In Anbetracht der zu erwartenden Kosteneskalation – schon die Vorbereitungskosten für Ariane 5, Hermes und Columbus sind von 1986 auf 1987 um 40 bis 50 Prozent gestiegen ¹³ – wächst mittlerweile auch in Industriekreisen die Befürchtung, daß der Aufstieg ins All mit tiefgreifenden Einschnitten im Forschungshaushalt verbunden sein wird. In der Tat ist die Annahme keineswegs abwegig, daß die Raumfahrtprojekte in einigen Jahren ein Viertel der Mittel des BMFT absorbieren könnten. Dies aber würde mit Sicherheit nicht nur eine weitere Beschneidung bzw. Verdrängung sozialer und ökologischer Forschungsprogramme mit sich bringen, sondern überdies auch wichtige Projekte im Bereich der Grundlagenforschung gefährden und der Forschungspolitik über lange Zeit die notwendige Flexibilität nehmen.

Der großangelegte, maßgeblich militär- bzw. machtpolitisch motivierte Einstieg in die Raumfahrttechnologie ruft damit ebenfalls eigenständige Deformationen in der Produktivkraftentwicklung hervor. Er ist ähnlich wie seinerzeit die Entscheidung für die Kerntechnik mit einer langfristigen Orientierung auf eine technologische Entwicklungslinie verbunden, deren ziviler Nutzen absehbar gering bleiben wird, deren Kosten und Gefahren aber kaum zu unterschätzen sind.

Anmerkungen

1 vgl. J. Huffschmid (Hg.): Rüstungs- oder Sozialstaat?, Köln 1981, S. 163 ff.; ders.: Kapitalismus und Rüstung – die ökonomischen Aspekte bei Marx und die heutigen Probleme, in: Marxistische Studien. Jahrbuch des IMSF, Sonderband 1/1982, Frankfurt/M., S. 131 ff. Zurück

2 vgl. BMFT (Hg.): Bundesbericht Forschung, Bonn 1984, S. 11 ff. Zurück

3 vgl. R. Rilling: Militärische Forschung: Die Remilitarisierung der Wissenschaft, in: BdWi (Hg.): Forschungs- und Technologiepolitik. Kritik und Alternativen, Marburg 1986, S. 23. Diese Entwicklung wird sich 1988 nicht fortsetzen. In Anbetracht der überproportionalen Steigerungsraten für militärische Forschung in den vergangenen Jahren und der geplanten Modernisierungswelle der neunziger Jahre ist der für 1988 anvisierte geringfügige Rückgang der entsprechenden Ausgaben wohl als vorübergehende Stagnation auf hohem Niveau zu werten. Vgl. H.-Chr. Hartig: Preissteigerung und Kostenaufwuchs – Risiken für die Bundeswehrplanung, in: Wehrtechnik 8/1987, S. 16 f. Zurück

4 vgl. D. Forndran: Das Forschungs- und Technologiekonzept, in: Wehrtechnik 7/1986, S. 82 ff., C. Melis/K. Puls: Grundsätze und Ergebnisse der Forschungs- und Technologiepolitik der BRD nach dem Bundesbericht Forschung 1984, Berlin 1986 S. 25 ff.; 45 f. Zurück

5 vgl. L. Wingerdt: Rüstungsforschung und kapitalistischer Reproduktionsprozeß, in: IPW Berichte 11/1986, S. 27 Zurück

6 vgl. die vom Bundesforschungsminister in Auftrag gegebene Studie der Industrieanlagen-Beratungsgesellschaft: Ziviler Nutzen militärisch motivierter Forschung und Entwicklung, Bonn 1985 Zurück

7 vgl. SIPRI Yearbook 1981. World Armaments and Disarmaments, London 1981 S. 7, R. Rilling: Welchen zivilen Nutzen hat SDI?, in: Blätter für deutsche und internationale Politik, 5/1985, S. 570 Zurück

8 vgl. W. Adamczak: Perspektiven der Forschung. Der graue Plan der DFG, in: Forum Wissenschaft 4/1987, S.33 (Tab.2); Die Zeit 4/1988 v. 22.1.1988, S. 25 Zurück

9 vgl. J. Radkau: Aufstieg und Krise der deutschen Atomwirtschaft 1945-1975, Reinbek 1983, S. 120 ff.,185 ff.; U. Schelb (Hg.): Reaktoren und Raketen, Köln 1987 Zurück

10  vgl. E. Keppler: Raumfahrttechnik 1986 – Entwicklungsstand und Perspektiven, in: Gewerkschaftliche Monatshefte 9/1986, S. 537 ff.; H. Krupp: Die bemannte Raumfahrt ist unsinnig, in: Industriemagazin 10/1986, S. 19 f. Zurück

11 vgl. Forschungsinstitut der Deutschen Gesellschaft für Auswärtige Politik (DGAP) (Hg.): Deutsche Weltraumpolitik an der Jahrhundertschwelle, Bonn 1986; Memorandum. Kritik der Bonner Weltraumpolitik, Bonn 1987; D. Engels/J. Scheffran: Westeuropa – die drifte Großmacht im All?, in: D. Engels/J. Scheffran/E. Sieker (Hg.): SDI – Falle für Westeuropa, Köln 1987, S. 214 ff. Zurück

12 vgl. A. Gottschalk: Cui bono? oder: Der ökonomische Sinn bemannter Raumfahrt, in: Forum Wissenschaft 3/1987, S. 21 f. Zurück

13 vgl. Frankfurter Allgemeine Zeitung v. 20.6.1987, S. 6 Zurück

Ulrich Dolata Ökonom, Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Bremen

F&T-Konzept. Neue Waffengeneration in Vorbereitung

von Karlheinz Hug

Nach dem Haushaltsentwurf 1988 sollen die Ausgaben für militärische Forschung und Entwicklung (Epl.14, Kap.1420) zwar etwas zurückgehen, die Mittel für das Forschungs- und Technologie-Konzept aber weiter erhöht werden. Nach wie vor orientiert die Bundesregierung darauf, durch militärische Hochtechnologie eine neue Waffengeneration für die 90er Jahre vorzubereiten. Aufgrund der Anforderungen an geplante Systeme zur Führung, Aufklärung und elektronischen Kampfführung und „intelligente“ Waffen bilden die Gebiete Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik einen Schwerpunkt. Eine Abschätzung ergibt, daß das BMVg 1988 für F&E und Erprobung (Kap.1420) in diesen Gebieten 847 Mio. DM vorsieht. Ein Vergleich mit den entsprechenden Ausgaben des BMFT (Kap.3004) zeigt, daß fast jede zweite DM der Bundesausgaben für Informationstechnik-F8E 1988 für unmittelbar militärische Zwecke verwendet wird.

Die Ausgaben des Bundesministeriums der Verteidigung

Der „Einzelplan 14“ (Epl.14) des Bundesministeriums der Verteidigung (BMVg) wächst 1988 mit 1,5 % unterproportional, die verteidigungsintensiven Ausgaben nehmen dabei um 1,9 % ab, und die Ausgaben des Kapitels Wehrforschung, wehrtechnische und sonstige militärische Entwicklung und Erprobung (1420), die jahrelang durch überproportionale Steigerungsraten gekennzeichnet waren, werden erstmals um 1,3 % gesenkt. Diese Abschwächung des Trends der letzten Jahre ist auf die finanzpolitischen Probleme des Bundesfinanzministeriums zurückzuführen, nicht etwa auf geänderte Planziele des BMVg. Die,Bundesregierung hält auch mit dem Haushaltsentwurf 1988 an ihrem Aufrüstungskurs fest.

Im Kapitel 1420 sind die Ausgaben für das Forschungs- und Technologie-Konzept enthalten; ihr Anteil steigt auch 1988 an, obwohl die von Kap. 1420 gesenkt werden. Dies zeigt, daß die Bundesregierung vor allem dem F&T-Konzept und damit der Entwicklung von Technologien für die dritte Waffengeneration der Bundeswehr nach wie vor eine hohe Priorität zuordnet.

In der F&T-Leitlinie 1987, die dem Planungsvorschlag für den Anteil Forschung und Technologie des Bundeswehrplans 1988 zugrunde liegt, werden die Mittel des F&T-Konzepts wie folgt auf Bereiche verteilt.

Im Bereich Waffeneinsatz und Waffenwirkung liegen Akzente bei der „intelligenten“ Zielannäherung und der Endphasenlenkung, im Bereich Aufklärung und Führung werden Schwerpunkte bei der Signalverarbeitung, der Mustererkennung und der Informationsübertragung gesetzt, und in den Bereich Schutz fallen Arbeiten an Warnsensoren. Es ist erkennbar, daß die auf Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik beruhenden Bereiche des F&T-Konzepts – etwa zwei Drittel der Mittel und überdurchschnittliche Steigerungsraten erhalten.

Zu den Ausgaben für den eindeutigen technologischen Schwerpunkt Informationstechnik liefert ein Bericht in „Wehrtechnik“ folgende Angaben (Hec 78, 59). 1987 werden „etwa 270 Mio. DM im weitesten Sinne für die Informationstechnik ausgegeben“. Die F&T-Leitlinie 1987 weist der Informationstechnik für intensiveren Einsatz von „Intelligenz“ bei Aufklärung, Führung, Zielsuche und für indirekten Schutz 37 % der F&T-Mittel zu. Eine entsprechende Rechnung mit dem Ansatz des Haushaltsentwurfs 1988 ergibt einen Betrag von 313 Millionen DM.

Im Rahmen des F&T-Konzepts werden 1988 weit über 300 Mio. DM für Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik ausgegeben; das ist mehr als das 100fache des Betrags, den das Bundesministerium für Forschung und Technologie zur Förderung der Friedens- und Konfliktforschung bereitstellt.

Die folgende Tabelle zeigt eine Schätzung des Anteils der Militärausgaben für Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik am Kapitel 1420 insgesamt.

Für Forschung, Entwicklung und Erprobung in den Gebieten Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik will das BMVg 1988 unter Kapitel 1420 also schätzungsweise 847 Millionen DM ausgeben. Die Abnahmerate gegenüber 1987 liegt mit ca. 1,7 % in der Größenordnung der Abnahmerate von Kap. 1420. Innerhalb der letzten vier Jahre ergibt sich immer noch eine Zuwachsrate von ca. 37 % (bezogen auf den Schätzwert für 1984 von 620 Mio. DM).

Berücksichtigt man bei der Schätzung anteilmäßig die weiteren Aufwendungen für Forschung, Entwicklung und Erprobung, die in anderen Kapiteln des Epl. 14 veranschlagt sind, nämlich die Ausgaben für Betrieb, Erhaltung und Ausstattung der Universitäten der Bundeswehr (Kap. 1495, Titelgruppen 03, 04, 06) mit 40 Mio. DM und die Ausgaben für Infrastrukturmaßnahmen wie den Bau von Schulen, Universitäten und Akademien sowie wehrtechnischen Dienststellen (Kap. 1412, Titel 55611 bis 55616) mit 29 Mio. DM, dann ergeben sich im Bereich des BMVg geschätzte Mindestausgaben für militärische Forschung, Entwicklung und Erprobung in den Gebieten Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik in Höhe von 916 Millionen DM. Bezogen auf die entsprechende Schätzung für 1987 von 939 Mio. DM entspricht dies einer Abnahmerate von ca. 2,4 %.

Die groben Schätzungen zeigen, daß das BMVg angesichts der reduzierten Mittel, die ihm für Forschung, Entwicklung und Erprobung zur Verfügung stehen, vor allem durch Sparmaßnahmen bei Ausgaben für Betrieb und Infrastruktur der eigenen F&E-Einrichtungen versucht, die Ausgaben für den unmittelbar mit militärischer Forschung und Technologie befaßten Bereich in den Rüstungsunternehmen auf dem in den letzten Jahren erreichten hohen Stand zu halten. Auf diese Weise wird der Trend, Rüstungsforschung immer mehr als Rüstungsindustrieforschung zu betreiben, fortgesetzt.

Forschungs- und Technologie-Konzept (Anteil von Kap.1420)
Haushaltsjahr	Ansatz (Mio. DM)	Steigerung z. Vorjahr	Anteil am Epl. 14	Anteil am Kap. 1420
1985 Soll	698,9	+11,4 %	1,4 %	28,0 %
1986 Soll	756,0	+8,2 %	1,5 %	29,3 %
1987 Soll	835,4	+10,5 %	1,6 %	30,0 %
1988 Entwurf	846,8	+1,4 %	1,6 %	30,8 %
Quellen: (SRh85,48), (wt8/86), (Flu87), eigene Berechnungen

Bereiche des Forschungs- und Technologie – Konzepts
	Anteil am F&T – Konzept (Preisbasis 1986)	Steigerung zum Vorjahr	realer Aufwuchs 1984-1988
Waffeneinsatz und -wirkung	31 %	+ 37 %
Aufklärung und Führung	26 %	+ 15 %	+ 33 %
Beweglichkeit und Transport	25 %	+ 19 %
Schutz	11 %	+ 24 %	+ 46 %
Planungs-,Entscheidungs-, Bewertungshilfen, Sonstiges	7 %	+ 26 %
(Anmerkung: Die Schätzung beruht auf folgenden Annahmen. Beim Titel 55101 wurden für die Gebiete Elektronik, Kybernetik und Informatik (von 8 Gebieten) 25 % veranschlagt. Bei den Titeln 55111,55116 und 55118 wurden 30 % veranschlagt, da der Anteil der Elektronik an den Gesamtkosten von Waffenausrüstung allgemein zwischen 35 und 60 %, bei Militärflugzeugen um 35 bis 40 % liegt. Unter den zu 100 % veranschlagten Titel 55117 fallt „die technische Vorbereitung der Modernisierung der Bundeswehr-Führungssysteme. Unter Ausnutzung der Möglichkeiten der elektronischen Datenverarbeitung werden neue Führungsmittel und -verfahren entwickelt und erprobt“ (EBH 88, Epl. 14 210). Bei den Titeln 68531 und 89331 wurden die Anteile für 3 der 6 FGAN-Forschungsinstitute (Funk und Mathematik, Informationsverarbeitung und Mustererkennung, Fernmeldetechnik und Elektronik) berechnet.) Quellen: (Hec87,59), (wt5/87)

Die Ausgaben des Bundesministeriums für Forschung und Technologie

Das F&T-Konzept des BMVg hat auch die Funktion, Voraussetzungen für die Abstimmung von Forschungs

und Technologieaktivitäten mit dem Bundesministerium für Forschung und Technologie (BMFT) und anderen Ressorts zu schaffen. Auf der anderen Seite ist in der „Konzeption zur Förderung der Entwicklung der Mikroelektronik, der Informations- und Kommunikationstechniken“ der Bundesregierung vom März 1984 festgelegt, daß das BMVg sich schon bei der Formulierung von Fachprogrammen und sich daraus ergebenden Einzelaufgaben des BMFT und des Bundesministeriums für das Post- Fernmeldewesen beteiligt, um seine Erfordernisse in die Planung einzubringen. Nach der zwischen BMVg und BMFT vereinbarten Arbeitsteilung fällt die Forderung der gesamten Grundlagenforschung im Bereich Mikroelektronik, Informations- und Kommunikationstechnik in das Ressort des BMFT. Der Etat des BMFT, der „Einzelplan 30“, soll 1988 um 1,3 % auf 7,63 Mrd. DM wachsen (1987: 7,54 Mrd. DM). Der Entwurf des Epl. 30 für 1988 ist durch die neue Schwerpunktsetzung des BMFT bei der Weltraumforschung gekennzeichnet. Die Ausgaben für Weltraum- und Luftfahrtforschung sollen um 8,7 % ansteigen, dies entspricht einem absoluten Zuwachs um 118,1 Mio. DM, einem Betrag, der über dem absoluten Zuwachs des Epl. 30 von 96,3 Mio. DM liegt. Somit ist klar, daß diese Mittel nur durch Umschichtung innerhalb des Epl. 30 aufgebracht werden können. Die folgende Tabelle zeigt, daß auch das Kapitel Informationstechnologien (3004) nach jahrelangen überdurchschnittlichen Steigerungsraten 1988 von Kürzungen zugunsten der Weltraumforschung betroffen ist.

Die Ausgaben umfassen Fördermaßnahmen für elektronische Bauelemente und Anwendung der Mikroelektronik und Peripherik, Kommunikationstechniken, Informationsverarbeitung, Fertigungstechnik und Fachinformation. Dies beinhaltet also sowohl Grundlagen- als auch bestimmte anwendungsorientierte F&E.

Es liegt nahe, diese BMFT-Ausgaben mit den geschätzten Ausgaben des BMVg (ohne Infrastrukturmaßnahmen) zu vergleichen, auch wenn dies auf Grund der Erfassungsproblematik mit Ungenauigkeiten behaftet ist.

Informationstechnologien (Kap. 3004)
Haushaltsjahr	Ansatz (Mio. DM)	Steigerung zum Vorjahr	Anteil am Epl. 30
1986 Ist	881,1	+ 18,5 %	12 %
1987 Soll	932,1	+ 5,8 %	12,4 %
1988 Entwurf	880,9	– 5,4 %	11,5 %
Quellen: (EBH87), (EBH88, EP.30)

Ausgaben des Bundes für F&E in Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik
	1987 Soll	1988 Entwurf	Steigerung zum Vorjahr
	Anteil (Mio. DM)	Anteil (Mio. DM)
Ausgaben des BMVg	40 % (861)	49 % (847)	– 1,6 %
Ausgaben des BMFT	52 % (923)	51 % (881)	– 5,4 %
Gesamtausg. d. Bundes	100 % (1793)	100 % (1728)	– 3,7 %

Militärische F&E in Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik
Zweckbestimmung (Titel)	Betrag (Mio. DM)
	1986 Ist	1987 Soll	1988 Entwurf
Wehrtechnische Forschung (55101)	15,5	16	16,5
Wehrtechnische Entwicklung und Erprobung (55111)	493,5	552	525
Entwicklung des Kampfflugzeuges MRCA (55116)	58,5	54	53,4
Wehrtechnische Entwicklung und Erprobung von Führungssystemen (55117)	129	130	130
Entwicklung des Jagdflugzeugs 90 (55118)	62	93	105
Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften e.V. (FGAN) Bonn (Tgr. 03, 68531, 89331)	16	16	16,7
Summe (Mio. DM)	774,5	861	846,6
Steigerung zum Vorjahr (%)	– 2	+ 11,2	– 1,7

Grundlagenforschung in Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik (Anteil von Kap.3004)
Zweckbestimmung (Titel bzw. Titelgruppe)	Betrag (Mio. DM)
	1986	1987	1988
	Ist	Soll	Entw.
Förderung der F&E auf dem Gebiet dertechnischen Kommunikation (68341)	94,9	111,9	110,0
Förderung von F&E auf dem Gebiet der Informationsverarbeitung (68342)	111,6	125,6	121,0
Förderung von F&E auf dem Gebiet der Elektronik (Tgr.01)	279,6	272,3	250,6
Heinrich-Hertz-Inst. (HHI)	11,4	14,5	13,0
Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung mbH Bonn (GMD) (Tgr.02)	72,9	72,7	96,3
Summe (Mio. DM)	570,4	597,0	590,9
Steigerung zum Vorjahr (%)	+26,3	+4,7	-1,0
Anteil am Kap.3304 (%)	64,7	64,1	67,0
Quellen: (EBH87, Epl.30), (EBH88, Epl.30)

Als Ergebnisse des Vergleichs stellen wir fest:

• Die Ausgaben des BMVg für F&E im Gebiet Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik liegen in derselben Größenordnung wie die des BMFT. Fast jede zweite DM der 1,7 Mrd. DM, die die Bundesregierung 1988 für Informationstechnik-F&E ausgibt, wird für unmittelbar militärische Zwecke verwendet.
• Nach jahrelangem überproportionalem Anwachsen sinken 1988 die Bundesausgaben für F&E im Gebiet Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik im Vergleich zu den Ausgaben des BMVg und denen des BMFT, liegen aber noch über dem Stand von 1986. Da der BMFT-Anteil stärker als der BMVg-Anteil abnimmt, wird auch 1988 der Trend zur Verstärkung des Anteils der für unmittelbar militärische Zwecke eingesetzten Mittel fortgesetzt.

Mit dem F&T-Konzept setzt das BMVg Forschungsschwerpunkte für einen Zeitraum von mindestens 15 Jahren insbesondere im Bereich der Informationstechnologien. Das BMFT setzt neue Prioritäten mit der Verstärkung der Weltraumforschung, die durchweg militärisch relevant und deren ziviler Nutzen zumindest ungeklärt ist. (Die Koordinierung der zivilen und militärischen Luft- und Raumfahrtforschung liegt beim BMFT.) Diese beiden Faktoren führen dazu, daß die staatlichen F&E-Mittel für Informationstechnik zunehmend im militärischen Bereich ausgegeben werden.

Ein weiterer Aspekt ist, daß – wie im Vorjahr – die Förderung der Hochschulen reduziert wird und Forschungspotentiale aus diesem Bereich ausgelagert werden. Für die F&E von Informatik und Datenverarbeitung außerhalb der Hochschulen (ohne Kap.1420) will die Bundesregierung 1988 265 Mio. DM (1986: 208 Mio. DM, 1987: 247 Mio. DM) ausgeben, was einer Zuwachsrate von 7,3 % entspricht (Funktionenübersicht in [EBH88, 39]).

Wir fassen nun die auf Grundlagenforschung bezogenen Ausgaben des Kapitels 3004 zusammen und lassen die auf zivile Anwendungen orientierten Ausgaben aus.

Die Kürzungsrate gegenüber 1987 von 1 % liegt unter der des Kapitels 3004 insgesamt. Dadurch wird der Trend zu einem größeren Anteil der Grundlagenforschung, der 1986 gesetzt und 1987 leicht umgekehrt wurde, wieder verstärkt. Das bedeutet, daß vor allem bei der auf zivile Anwendungen orientierten F&E gekürzt wird. Innerhalb der letzten vier Jahre ergibt sich ein Anstieg von ca. 22 % (bezogen auf die Ausgaben von 1984 von 485 Mio. DM).

Die Aufschlüsselung dieser Beträge in solche mit militärischer und ziviler Zweckbestimmung ist außerordentlich schwierig. Sie umfassen Gebiete von hoher militärischer Relevanz wie die Technologie hochintegrierter mikroelektronischer Bauelemente und „intelligenter“ Sensoren und Aktoren, neue Rechnerstrukturen, Muster- und Spracherkennung, Bildverarbeitung, Wissensverarbeitung, optische Nachrichtentechnik, Integrierte Optoelektronik, Übertragungs- und Vermittlungstechnik, die aber auch zivile Anwendungsmöglichkeiten bieten.

Literatur

(EBH87) Gesetzentwurf der Bundesregierung über die Feststellung des Bundeshaushaltsplans für das Haushaltsjahr 1987. Deutscher Bundestag, Drucksache 10/5900 und Anlagen dazu, Bonn (15. August 1986)
(EBH88) Gesetzentwurf der Bundesregierung über die Feststellung des Bundeshaushaltsplans für das Haushaltsjahr 1988. Deutscher Bundestag, Drucksache 11/700 und Anlagen dazu Bonn (14. August 1987)
(Flu87) Flume, W.: Verteidigungshaushalt 1988: Über die Runden retten. Wehrtechnik, Nr. 8 (1987) 16-17
(Hec87) Heckmann, Erhard: Deutsch-amerikanische Rüstungszusammenarbeit. Wehrtechnik, Nr. 2 (1987) 56-63
(SRh85) Stellungnahme zum Rüstungshaushalt 1986. Schriftenreihe Wissenschaft und Frieden, Nr. 6, Marburg (November 1985) 73 S.
(wt8/86) Verteidigungshaushalt 1987. Wehrtechnik, Nr.8 (1986) 16-17 F&T-Konzept – eine erst Bilanz. Wehrtechnik, Nr.5 (1987) 20

Karlheinz Hug, Informatiker an der TH Darmstadt.

Elektromagnetische Beschleunigung von Projektilen

von Wolfgang Demtröder

I. Einleitung

Wenn man einen Körper von der Erdoberfläche in den Weltraum bringen will, so muß dieser zur Überwindung der Erdanziehung eine Mindestgeschwindigkeit, die sogenannte Fluchtgeschwindigkeit v=11,3 km/s haben. Verwendet man konventionelle Geschosse, die durch Explosion bestimmter Chemikalien (z.B. Schwarzpulver) angetrieben werden, so wird die Endgeschwindigkeit des Geschosses durch die maximale Geschwindigkeit der bei der Explosion entstehenden Treibgase auf maximal 2 km/s begrenzt. Sie erreicht daher nicht die Fluchtgeschwindigkeit, obwohl die beim Abschuß auftretenden Beschleunigungen bis zu 1,5 Millionen m/s² betragen und damit dem 150.000fachen der Erdbeschleunigung entsprechen können.

Einen Ausweg brachte das Raketenprinzip, bei dem die Geschwindigkeit und die Beschleunigung der Rakete beim Start relativ klein sind, aber über längere Zeit hinweg dauernd vergrößert werden durch den Rückstoß eines Treibgases, das mehrere Minuten lang durch Verbrennen von Treibstoff nach hinten ausgestoßen wird, bis die Rakete die erforderliche Geschwindigkeit erreicht hat. Der große Nachteil aller bisher verwendeten mehrstufigen Raketen ist das kleine Verhältnis von Nutzlast zu Treibstoffgewicht. So beträgt z.B. bei der europäischen Rakete Ariane die Nutzlast m weniger als 1 % der Startmasse m0. Will man also größere Massen z.B. in eine Umlaufbahn um die Erde bringen (wie dies bei der Realisierung der SDI-Pläne notwendig wäre), so muß man dafür so große Anfangsmassen starten, daß dieser Plan aus Kostengründen utopisch wird.

Die Frage ist nun, ob man nicht durch andere als chemische Antriebe doch erreichen kann, daß die gesamte Anfangsmasse m0 auf die Fluchtgeschwindigkeit beschleunigt wird. Dieses Ziel, das bereits von Jules Vernes in einem seiner Zukunftsromane als „Schuß zum Mond“ aufgegriffen wurde, läßt sich in der Tat realisieren, wenn man elektromagnetische Kräfte zur Beschleunigung heranzieht. Allerdings liegen die bisher verwendeten „Geschoß-Massen“ nur im Bereich weniger Gramm und die Schußfolgefrequenzen sind so niedrig, daß der Traum der Militärs von „elektromagnetischen Geschützen“ als neuen Wunderwaffen bisher jedenfalls nicht realistisch erscheint, zumal auch die Zielgenauigkeit nicht den Anforderungen entspricht.

In diesem Artikel sollen das Prinzip der elektromagnetischen Beschleunigung, einige technische Realisierungsmöglichkeiten und zwei interessante nichtmilitärische Anwendungsbeispiele „elektromagnetischer Geschütze“ kurz diskutiert werden.

II. Prinzip der elektromagnetischen Beschleunigung

Der elektromagnetische Antrieb kann zwei verschiedene physikalische Prinzipien benutzen:

1. Die Lorentzkraft

F=q(v x B),

welche auf eine Ladung q wirkt, die sich mit der Geschwindigkeit v in einem zeitlich konstanten Magnetfeld B bewegt. Auf diesem Prinzip beruht die „Schienen-Kanone“ (Railgun).

2. Die elektromagnetische Induktion, die aufgrund zeitlich schnell veränderlicher Magnetfelder zu großen Abstoßungskräften zwischen kurzzeitig von Spitzenströmen durchflossenen Leitern führt. Darauf basiert die Induktionsschleuder.

Wir wollen beide Varianten kurz erläutern:

In Abb. 1 sind zwei elektrisch leitende parallele Schienen gezeigt, die links an einen Stromgenerator angeschlossen sind, der die Spannung U erzeugt, und die durch einen auf den Schienen gleitenden Kontakt kurzgeschlossen werden. Dieser Gleitkontakt enthält das „Projektil“, das beschleunigt wird. Senkrecht zur Zeichenebene sei ein konstantes Magnetfeld B erzeugt. Fließt ein Strom I wie gezeichnet durch das System, so wirkt auf das Projektil die Lorentzkraft nach rechts. Wir wollen uns an einem Zahlenbeispiel die Größenverhältnisse klarmachen:

Um ein Geschoß auf eine Geschwindigkeit von 10 km/s zu beschleunigen, steht bei einer Schienenlänge L = 10 m nur eine Zeit von etwa 2 Minisekunden zur Verfügung. Bei einer Geschoßmasse von 100 g ist dafür eine Kraft

F = 0,1 kg x 1000 m/s / 0,002 s

notwendig. Bei einem mit Supraleitern erreichbaren Magnetfeld von 10 Tesla (105 Gauß!) und einer Dicke des Gleitbügels von d=5 cm muß dann ein Strom von 1 Million Ampere (!) fließen. Die vom Geschoß aufgenommene Energie ist

E_kin = 1/2 m v2 = 5

Bei einem Wirkungsgrad von 30 %, mit dem die elektrische Energie des Generators in Geschoßenergie umgewandelt wird, müßte der Generator für 2 Minisekunden eine elektrische Leistung von 8 Gigawatt (!) aufbringen. (Das ist viermal soviel wie die elektrische Leistung von Biblis.) Man sieht, daß selbst bei kleinen Massen ein sehr großer technischer Aufwand betrieben werden muß. Der Vorteil gegenüber der Beschleunigung durch chemische Treibstoffe ist jedoch, daß man diese Beschleunigung über die ganze Schienenstrecke wirken lassen kann, während bei der Explosion der beschleunigende Druck des Treibgases mit zunehmender Expansion der Treibgase abnimmt. (Abb. 2).

Als Generator, der kurzfristig die erforderliche hohe elektrische Leistung erbringen kann, wurde z.B. ein homopolarer Generator verwendet, der aus einer großen, elektrisch leitenden Schwungscheibe besteht, die sich in einem starken Magnetfeld parallel zur Drehachse mit einer Frequenz von etwa 100 Hz um diese Achse dreht. Die Elektronen in der Schwungscheibe werden aufgrund der Lorentzkraft getrennt, und es entsteht eine Spannung zwischen Achse und Rand der Scheibe. Die in der Scheibe gespeicherte mechanische Rotationsenergie kann viele Mega-Joule betragen und der mit Gleitkontakten vom Homopolargenerator annehmbare Strom kann mehr als 1 Mega-Ampere erreichen. In Canberra, Australien wurde z.B. ein solcher Generator gebaut, der zwei Stockwerke hoch ist und bei einer Rotationsenergie von 500 MJ einen Strom von 1,6 MA liefern kann.

III. Realisierung einer »Railgun«

Die Anordnung einer „Railgun“ mit Homopolargenerator, die in Canberra gebaut wurde, ist in Abb. 3 gezeigt, wo der vom Generator erzeugte Strom zuerst durch eine große Spule fließt, die als magnetischer Energiespeicher dient. Wird der Kurzschlußgleitschalter S, plötzlich nach links geschoben, so fließt der gesamte Strom durch die Schienen der Railgun bis zum Projektil, das im Gleitbügel steckt. Die elektrische Energie, die kurzfristig zur Verfügung stehen muß, wird vom Homopolargenerator und zusätzlich von dem Magnetfeld der stromdurchflossenen Spule geliefert. Das in Abb. 1 gezeichnete Magnetfeld zwischen den Schienen der Railgun wird hier von dem durch die Schienen fließenden Strom automatisch mit erzeugt.

Bei einer solchen „Railgun“ treten folgende technische Probleme auf:

1. Die magnetischen Kräfte zwischen den beiden Schienen sind sehr groß und müssen daher mechanisch aufgefangen werden. Eine Lösung zeigt Abb. 4, wo beide Schienen in ein isolierendes Material eingebettet sind und durch ein äußeres zylindrisches Rohr die mechanische Stabilität verbessert wird.
2. Bei Stromstärken von 1 Million Ampere verschmoren alle Gleitkontakte, insbesondere die des Kurzschlußbügels, der das Projektil trägt und der deshalb leichtgängig sein soll, um Reibungsverluste gering zu halten. Man kann als Abhilfe durch Entladungsspitzen an der Rückseite des Bügels, die durch Verbrennen des dünnen Drahtes S. 2 gebildet werden, erreichen, daß der Kurzschlußstrom als Plasmastrom hinter dem Bügel zündet (Abb. 3). Dies vermeidet ein Festfressen des Gleitkontaktes, verhindert aber nicht eine zunehmende Korrosion der Schienen, die nach wenigen Schüssen (oft nach jedem Schuß) nachpoliert werden müssen.
3. Je länger die Schienen sind, umso größer werden ihr elektrischer Widerstand und ihre Induktivität. Dies begrenzt bei vorgegebener Generatorspannung U die maximal mögliche Stromstärke und damit die beschleunigende Kraft. Als Lösungsmöglichkeit wurde vorgeschlagen, die Schienen in elektrisch voneinander isolierte Teilstrecken aufzuteilen, an die dann über Kondensatorentiadungen zum richtigen Zeitpunkt (wenn das Projektil den Beginn einer Teilstrecke erreicht hat) Spannungen angelegt werden (Abb. 5a). Auch hier hat man jedoch das Problem von Lichtbögen zwischen den Teilstrecken. Deshalb ist der Vorschlag einer Wanderwellenbeschleunigung sehr vielversprechend, wo an eine lange Schienenstrecke in definierten Abständen und synchron mit dem Vorbeiflug des Projektils elektrische Energie aus Kondensatoren eingespeist wird, so daß sich eine elektrische Wanderwelle entlang der Schiene ausbreitet, die immer am jeweiligen Ort des Projektils ein Maximum des Stromes und damit der beschleunigenden Kraft hat (Abb. 5b).
4. Um eine Masse in 1 ms auf 10 km/s zu beschleunigen, muß die mittlere Beschleunigung 107 m/s², also etwa 1 Million mal so groß wie die Erdbeschleunigung sein. Dies stellt hohe Anforderungen an die Festigkeit des zu beschleunigenden Materials, damit es während der Beschleunigung nicht zerreißt. Man hat bisher, soweit das aus der zugänglichen Literatur ersichtlich ist, mit Projektilen von wenigen Gramm (» 109) Endgeschwindigkeiten von 11 km/s erreicht. Als zerreißfestes Material wurde eine Tantal-Plastik-Kombination verwendet. Massen von 0,5 kg wurden bis auf 4 km/s beschleunigt.

Bei der Verwendung solcher „Railguns“ als Geschütze stellt die Zielgenauigkeit ein großes, bisher noch nicht völlig gelöstes Problem dar. Anders als bei Raketen lassen sich Richtung und Flugbahn des Geschosses nach dem Abschuß nicht mehr korrigieren. Beide werden aber nach dem Abschuß von der Erde aus massiv beeinflußt durch Luftreibung. Ein Geschoß mit einer Geschwindigkeit von 10 km/s, die groß gegen die thermischen Geschwindigkeiten der Luftmoleküle ist, erzeugt eine Stoßwelle, die zur Aufheizung und Plasmabildung im durchlaufenden „Luftschlauch“ führt. Die Aufheizung der Geschoßoberfläche führt zu teilweiser Verdampfung des Geschoßmaterials, wodurch sich die Reibungskräfte ändern. Nach den bisherigen Ergebnissen ist es sehr zweifelhaft, ob man mit solchen „Geschützen“ einen Satelliten oder eine Interkontinentalrakete mit genügender Sicherheit treffen kann. Auch der Vorschlag, solche Geschütze außerhalb der Erdatmosphäre in einer Umlaufbahn um die Erde zu stationieren, scheitert wohl am Gewicht von Railgun und Generator.

IV. Induktionsschleuder

Jede stromdurchflossene Spule erzeugt ein magnetisches Feld B. Werden zwei parallele benachbarte Spulen Sp1 und Sp2 gegensinnig von Strömen I1 und I2 durchflossen, so stoßen sich beide Spulen ab mit einer Kraft, die vom Produkt I1I2 und von der magnetischen Kopplung L12 zwischen beiden Spulen abhängt. Auf diesem Prinzip beruht die in Abb. 6 gezeigte Induktionsschleuder. Die Spule Sp1 wird über einen Schalter mit einem Energiespeicher (z.B. Kondensatorbank oder Homopolargenerator) verbunden. Beim Schließen des Schalters S1 steigt der Strom I₁ an, das sich ändernde Magnetfeld B(t) erzeugt in der 2. Spule eine Induktionsspannung U, die zu einem Strom I₂ durch die Spule 2 fuhrt, der entgegengerichtet ist zum Strom I₁ und daher eine abstoßende Kraft zwischen den beiden Spulen erzeugt. Ist Spule 1 fest auf einem Eisenschaft montiert, Spule 2 aber beweglich, so wird Spule 2 fortgeschleudert.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sie technisch einfach zu realisieren ist und keine Gleitkontakte hat. Das Verschmorungsproblem tritt daher nicht auf. Der Nachteil ist, daß die abstoßende Kraft mit wachsender Entfernung zwischen den Spulen abnimmt und daher die Beschleunigung nur über eine kurze Strecke wirksam ist. Die erreichte Endgeschwindigkeit ist deshalb viel kleiner als bei der „Railgun“. Man, kann jedoch beide Methoden kombinieren und die Induktionsschleuder als Vorbeschleuniger für die Railgun verwenden. Dann tritt das Projektil bereits mit großer Geschwindigkeit in die Railgun ein und das Kontaktverschmoren wird dadurch stark reduziert.

Es gibt inzwischen eine große Zahl verschiedener Varianten dieser beiden Grundprinzipien der elektromagnetischen Beschleunigung, die auf technisch unterschiedlichen Realisierungen von Railgun, Induktionsschleuder oder deren Kombination beruhen. In den USA wird wohl das Prinzip der Railgun bei den Entwicklungsarbeiten bevorzugt.

V. Anwendungen

Obwohl zukünftige militärische Anwendungen sicher ein wichtiges Ziel der Entwicklung elektromagnetischer Geschütze gewesen sind, muß man bei realistischer Einschätzung des bisher Erreichten doch sagen, daß der militärische Nutzen wohl sehr gering sein wird. Es gibt jedoch eine Reihe nichtmilitärischer Anwendungen, die z.B. für wissenschaftliche Grundlagenforschung von großem Interesse sind.

Schießt man ein Projektil mit der sehr großen Geschwindigkeit von 10 km/s auf feste Materie, entstehen beim Aufprall extrem hohe Drucke und Temperaturen, wie man sie mit anderen Methoden im Labor kaum erzeugen kann. Untersuchungen der Materie unter solchen extremen Bedingungen, wie sie in der Natur nur im Inneren von Sternen vorkommen, könnten unser Verständnis von „entarteter“ Materie sehr verbessern. Beim Aufprall entstehen Stoßwellen. Auch hier sind eine Reihe interessanter Probleme der Stoßwellenphysik experimentell lösbar, die für Festkörperphysiker, Plasmaphysiker, Geologen und Astrophysiker von Bedeutung sind.

Es gibt auch ernsthafte Vorschläge, die beim Aufprall erreichbaren hohen Dichten und Temperaturen zur Zündung kontrollierter Fusionsreaktionen in zukünftigen Wasserstoff-Fusions-Reaktoren einzusetzen. Man denkt an Beschleunigungsstrecken bis zu 1 km Länge, auf der Teilchen von unter 1 g auf Geschwindigkeiten von bis zu 200 km/s beschleunigt werden sollen. Ob sich dies jedoch realisieren läßt, ist noch ungewiß.

Man muß aber bedenken, daß die wesentlichen Probleme, welche das Erreichen sehr großer Geschwindigkeiten für große Massen bisher verhindert, mehr technischer oder finanzieller Natur sind, aber nicht durch prinzipielle physikalische Grenzen bedingt sind. Für friedliche Anwendungen im wissenschaftlichen Grundlagenbereich fallen auch Nachteile, wie langsame Schußfrequenz oder Zielgenauigkeit nicht ins Gewicht. Ob die elektromagnetische Beschleunigung für die Raumfahrt von technischer Bedeutung wird, ist noch völlig ungewiß. Es bleibt zu hoffen, daß die sicher kostspielige Weiterentwicklung eines an sich interessanten physikalischen Prinzips nur auf die friedliche Nutzung und nicht auf so abenteuerliche Pläne wie SDI hin ausgerichtet wird.

Literatur

(1) K. von Laar, H. U. Finzel: Elektromagnetische Beschleunigung von Projektilen (Wehrtechnik 3, 78 (1983))
(2) W. F. Weldon: Pulsed power packs a punch (IEEE Spectrum, März 1985)
(3) J. V. Parker: Electromagnetic Projectile Acceleration (J. Appl. Phys. 53, 6711 (1982))
(4) H. Kolm P. Mongeau: An alternative launching medium (IEEE Spectrum, April 1982, S. 30-36)

Wolfgang Demtröder ist Professor am Fachbereich Physik der Universität Kaiserslautern

Neue Studie: USA: Pentagon invades Academia

Die Remilitarisierung der Forschung und Entwicklung

von Redaktion

Seit Beginn der 80er Jahre hat sich der Einfluß der Militärs auf Forschung und Entwicklung in den USA beträchtlich erhöht. Dramatisch beschleunigt wird dieser Prozeß durch SDI. Die Folgen: Wichtige Forschungsrichtungen, die der gesellschaftlichen Wohlfahrt dienen, werden sträflich vernachlässigt; die Geheimhaltung im Wissenschaftsbetrieb schreitet voran und eine Moral der Käuflichkeit der Wissenschaftler droht. Zu diesen Ergebnissen kommt eine Studie der Federation of American Scientists.

Die wichtigsten Daten der Analyse: Die staatlichen Ausgaben für militärische Forschung und Entwicklung (milFE) stiegen von 20,3 Mrd. im Finanzjahr 1981 auf 30,4 Mrd. $ im Finanzjahr 1985. Gleichzeitig fielen die nicht-militärischen Aufwendungen von 20,6 Mrd. auf 16,9 Mrd. $.

Das Wachstum der milFE wird begleitet von einer starken Zunahme der Forschungsfinanzierung an den Universitäten durch das Pentagon. Im Jahre 1975 war das Department of Defense mit 8,4 % an der Forschungsförderung der Colleges und Universitäten beteiligt. 1986 hatte sich dieser Anteil bereits auf 16,7 % verdoppelt.

In den 50er und 60er Jahren kam der Großteil der Mittel für FE aus dem Staatshaushalt; den Löwenanteil hiervon wiederum bestritt das Pentagon. Diese aus der Kriegs- und Nachkriegsperiode herrührende Struktur veränderte sich seit der zweiten Hälfte der 60er wesentlich. Die nichtstaatlichen (non-Federal) Mittel stiegen anteilsmäßig stetig und überflügelten 1980 erstmals die staatlichen Aufwendungen. Dabei handelt es sich v.a. um die Ausgaben der großen Firmen, aber auch um kommunale und universitäre Förderungsleistungen. Angenommen, daß die Beträge aus nichtstaatlichen Quellen nicht für militärische Zwecke verwendet würden, ergäbe sich für den Anteil der mil. FE in den USA folgende Konklusion (in %):

1960	54 %
1970	40 %
1980	27 %
1985	30 %

Es muß jedoch davon ausgegangen werden, daß Teile der Industrie-FE auf militärische Projekte ausgerichtet sind. Experten gehen von einer Quote zwischen 15 und 25 % aus. Dann müßte mit einem geschätzten Anteil von 34 bzw. 43 % militärisch orientierter Forschung an den gesamten FE-Aufwendungen in den Jahren 1980 und 1985 gerechnet werden.

Die Autoren der Studie kritisierten besonders die mit SDI eingeleitete Entwicklung. Den Finanzplan 1987-1991 zugrunde gelegt, würden am Beginn des nächsten Jahrzehnts 16 % der Pentagonmittel für Forschung, Entwicklung und Tests in das SDI-Projekt fließen. Noch signifikanter: der kumulierte Zuwachs im vorgesehenen SDIO-Budget mache etwa 45 % des gesamten kumulierten Zuwachses aus!

Verzerrung von Forschungsprioritäten

Die amerikanischen Wissenschaftler weisen auf die kanalisierende Wirkung (channeling effect) der Remilitarisierung hin; die Umverteilung der Mittel erfolge zu Lasten nützlicher Forschung. Während zwischen 1980 und 1986 der Anteil der Pentagonförderung für die Universitäten um 58 % gestiegen sei (in konstanten Preisen), konnte die National Science Foundation ihren Beitrag nur um 14 % steigern, derjenige des Department of Energy sei um 12 % gefallen. Die Gesundheitsforschung müsse mit sehr bescheidenen Zuwachsraten rechnen, vorgesehene Programme – z.B. zur AIDS-Bekämpfung – seien gekürzt worden. Ein anderes Beispiel für die fehlgeleiteten Forschungsressourcen stelle die Energieforschung dar. In der Periode 1979-1981 flossen 75 % der Ausgaben des Department of Energy in zivile Forschung; 25 % wurde für „atomic energy defense“ aufgebracht. 1987 würde der Anteil der milFE am DoE-Etat erstmals den der zivilen FE übersteigen!

Langfristig angelegte Projekte der Kernfusionsforschung seien auf Eis gelegt worden (z.B. im Lawrence Livermore Lab) zugunsten der Arbeit an schnell gepulsten Fusionsreaktoren, die den SDI-Satellitenkampfstationen als Energiequelle dienen sollen.

Die Studie prophezeit, daß sich die Nation in den 90er Jahren – wenn die Ölquellen langsam versiegen – wundern wird, was aus der Erforschung alternativer Energiequellen geworden ist…

Gegenüber dem Einwand, der militärische Anteil der Forschungsförderung habe in den 50er und 60er Jahren noch wesentlich höher gelegen, machen die Wissenschaftler auf die gesteigerte Anwendungsorientierung der Pentagon-Forschung aufmerksam. Die damalige Unterstützung habe sich stärker auf breite Förderung der Grundlagenforschung bezogen – z.B. im Bereich der Laser und Computertechnologien. Sie sei erfolgt in der unspezifischen Erwartung der Militärs auf militärische Nutzanwendung. Die Ergebnisse der Forschung seien in den 70ern zunehmend zivil-industriell umgesetzt worden: das Pentagon zog sich als Hauptförderer zurück. Nunmehr versuchten die militärischen Interessenten, aufbauend auf den Fortschritten der zivil ausgerichteten Forschung, nach speziellen militärischen Anwendungen nachzufragen. Natürlich liege der Anteil der „Entwicklung“ gegenüber der „Grundlagenforschung“ beim DoD traditionell hoch, aber 1985 einiges mehr als noch 1965 (s. Tab.).

Character of Federal R&D supported by the DoD & other Agencies
	Proportion of all conduct of R&D in
	Basic Research		Applied Research		Development
	FY65	FY85	FY65	FY85	FY65	FY85
Departement of Defense	3,9 %	2,7 %	21,9 %	7,2 %	74,2 %	90,1 %
All other Agencies	15 %	37,6 %	16,8 %	31,8 %	68 %	30,6 %

Die zivil nutzbringende Anwendung der milFE werde allein schon durch den immer breiter werdenden Sektor der Geheimhaltung blockiert. Die Forschungspolitik der Reagan-Administration sei – so das Resümee der Federation of American Scientists – nicht geeignet, die Zukunftsprobleme der amerikanischen Gesellschaft zu lösen; sie stelle einen Mißbrauch der wissenschaftlichen, technologischen und ökonomischen Ressourcen dar.