Universität zu Köln 

Forschen im Verbund

Von Robert Hahn

Große Forschungsprojekte sind international und interdisziplinär

Interdisziplinär und im Verbund – heutzutage werden Forschungsprojekte über Fach- und Ländergrenzen hinweg geplant und durchgeführt. Beteiligt sind oft eine Reihe von wissenschaftlichen Institutionen. Vielfältige Möglichkeiten ergeben sich aus der Zusammenarbeit der Forscher. Kompetenzen werden zusammengeführt und ermöglichen die Weiterentwicklung von Theorien und Technologien.

Forschungsnetzwerke umspannen heute den gesamten Globus. Sie stützen sich  auf regionale Zentren der Wissenschaft, die über besondere Kompetenzen technologischer und theoretischer Art verfügen. Diese Schwergewichte der Forschung bringen finanzielle und personelle Ressourcen zusammen, die weltweit einzigartig sind. Die Universität zu Köln ist mit verschiedenen anderen wissenschaftlichen Institutionen im Rheinland Heimat solcher Zentren: Astrophysik, Biologie und Genetik, Geographie und Meteorologie, Geologie und Archäologie, um nur einige zu nennen. Wie kommt es zu solchen Zentren und wie werden sie zu internationalen Spielern?

Komplexe Fragestellungen

Die Fragestellungen der modernen Forschungsprojekte sprengen einerseits die engen Grenzen der klassischen Fächer. Andererseits sind es ganz praktische Erwägungen, die die Wissenschaftler zusammenführen. Für Professor Jürgen Stutzki vom I. Physikalischen Institut sind es einfach die Herausforderungen, denen sich die heutigen Forscher stellen. Der Astrophysiker ist Antragsteller und Sprecher des SFB 956 „Conditions and Impact of Star Formation - Astrophysics, Instrumentation and Laboratory Research“. Beteiligt am SFB sind das Max-Planck-Institut für Radioastronomie und das Argelander-Institut für Astronomie der Uni Bonn. Beim fliegenden Observatorium SOFIA, arbeitet Stutzkis Arbeitsgruppe auch mit Kollegen aus den Vereinigten Staaten zusammen. NASA und DLR tragen das Projekt. „Solche Forschungsprojekte kann man heute nur noch mit aufwendigen Technologien etablieren, die man nicht mehr mit kleinen Forschergruppen vor Ort machen kann“, weiß der Physiker. Kompetente internationale Partner sind gefordert, die auch selber personelle und finanzielle Ressourcen einbringen, um die neuen Forschungsfragen anzugehen. „Je weiter man forscht, desto größer werden die Fragen“, so Stutzki.

Zusammenarbeit mit bewährten Partnern

Für Stutzki ist die etablierte und intensive Kollaboration zwischen Köln und Bonn das Standbein für internationale Projekte. Mit dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie und dem Argelander-Institut für Astronomie pflegen die Kölner eine  jahrzehntelange Zusammenarbeit. Die Projekte Herschel und SOFIA wurden gemeinsam durchgeführt, der SFB 956 ist inzwischen schon der dritte gemeinsame. „Max-Planck-Institute haben normalerweise einen größeren Fundus an Engineering-Personal, das sich Universitäten nicht leisten können“, so der Kölner Physiker. Dafür bringen die Universitäten mit, was den Max-Planck-Instituten fehlt: die Innovationskraft junger Studenten. „Das gibt eine sehr gute Balance und dann kann man gemeinsam Sachen heben, die man alleine nicht heben könnte.“

Spitze in der Instrumentierung

In diese Teamarbeit bringen die Kölner unter anderem ihre Fähigkeiten in der Instrumentierung ein. Für den Satelliten Herschel und das Flugzeug-Observatorium SOFIA entwickelten sie wesentliche Teile der astronomischen Instrumentierung. Der Weg dahin begann schon in den achtziger Jahren. Inzwischen gehört man zu den weltweit respektierten Arbeitsgruppen in der Submillimeter-Technologie, freut sich Jürgen Stutzki: „Wenn man sich als lokales Zentrum, wie zum Beispiel im SFB hier etabliert, dann ist man im nächsten Schritt auch auf die internationalen Partner angewiesen.“ Dies gilt für SOFIA wie Herschel. „Bei Herschel arbeiten an jedem Instrument 16 Nationen und 25 Institute zusammen.“ Denn neben den technischen geht es den Wissenschaftlern auch um die finanziellen und personellen Ressourcen, die in den Verbund eingebracht werden.

Stärkung der regionalen Position

Die gilt es zu koordinieren, weiß auch Professor Susanne Crewell: „Gerade so ein interdisziplinäres Projekt erfordert eine lange Vorbereitungsphase.“ Die Meteorologin ist die Kölner Sprecherin des Transregio/SFB 32 „Pattern in Soil-Vegetation-Atmosphere Systems: Monitoring, Modelling, and Data Assimilation“. Das regionale Forschungsprojekt wird von den Universitäten Bonn, Aachen und Köln sowie vom Forschungszentrum Jülich getragen. Dort hat der rheinische Geo-Verbund sein Sekretariat. „Das große Endprodukt des TR wird sein, dass wir ein gekoppeltes Modell der verschiedenen Teilgebiete des Geosystems erstellen werden, mit dem wir die Wirkung der Austauschprozesse an der Landoberfläche besser beschreiben können“, erklärt die Wissenschaftlerin. „Dies ist fundamental für Wettervorhersage und Klimaforschung.“

Kompetenz in Messtechnik

In Meteorologie und Geophysik gibt es wie in der Astronomie besonders enge Beziehung zwischen den Wissenschaftlern in Köln und Bonn. Durch jedes neue Projekt wird die Zusammenarbeit enger und neue Projekte werden angestoßen. „Wir verfügen hier über ein großes Potential von Geo-Wissenschaftlern verschiedener Disziplinen, die bei der Erforschung des komplexen Geo-Systems alle ihren Beitrag leisten“, so die Forscherin.  Denn der TR erforscht die unterschiedlichen Kompartimente der Umwelt: Boden, Pflanzen, Atmosphäre und Biosphäre. „Solche Kapazitäten hat man halt nicht alleine an einem Standort“, weiß Crewell. .Die Prozesse in den Kompartimenten wirken zusammen mit komplexen Rückkopplungen auf das Klima. Um die großen Zusammenhänge zu verstehen ergibt sich die Interdisziplinarität von selber . Was macht Köln attraktiv für seine Partner? „Köln bringt vielfältige Kompetenzen ein. Sehr stark sind wir im Bereich des Beobachtung. Wir führen Langfristmessungen am Boden und vom Satelliten durch und sind koordinierend bei großen Messkampagnen zur Untersuchung der Austauschprozesse tätig.“

Doktoranden werden internationaler

Einen weiteren erwünschten Effekt der Kollaborationen können sowohl Crewell als auch Stutzki bestätigen: Die zeitgemäße und intensive Ausbildung junger Wissenschaftler. So hat der TR 32 inzwischen eine Graduiertenschule eingerichtet. Ein Gebot der Stunde, so Crewell. „Es wird für uns immer schwieriger, gute Doktoranden zu gewinnen und sie auf die vielfältigen Anforderungen vorzubereiten.“ Graduiertenschulen seien da der sinnvollste Weg, um eine neue Generation von Wissenschaftlern in Köln heranzubilden. Über zwanzig Doktoranden besuchen sie inzwischen. „Wir werden immer internationaler, da sich in Deutschland nicht genügend Nachwuchs für die Forschung findet.“ Auch Professor Jürgen Stutzki sieht das ähnlich: „Ich bin der festen Überzeugung, dass man die beste Nachwuchsförderung betreiben kann, wenn die Ausbildung eng in die wissenschaftliche Forschung eingebunden ist. Das ist das reale Leben.“ Deswegen beschlossen die beiden Departments in Köln und Bonn im Jahr 2006 in dem zunehmend sehr wettbewerbsorientierten Feld auch international gute Studenten einzuwerben. Die Bonn-Cologne Graduate School (BCGS) war die Folge. In Verbindung mit den großen Forschungsprojekten eine ideale Ausbildung in Theorie und Praxis. „Wichtig ist, dass sie in aktueller State of the Art-Forschung tätig sind. Das ist das Beste was man den Studenten mitgeben kann“, ist sich der Forscher sicher.

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