ISS-Mission Horizons

Was macht Alexander Gerst im All?

Das Weltraum-Selfie von Alexander Gerst entstand auf seiner letzten Mission Blue-Dot in 2014. Bei der Mission Horizons wird der Astronaut sowohl als Kommandant als auch bei einer Reihe von Experimenten im Mittelpunkt auf der ISS stehen. Bild: Alexander Gerst/ESA

Beeinflusst der Klimawandel die Zugvögel? Wie verhält sich der Organismus in der Schwerelosigkeit? Bei seinem zweiten Flug zur Internationalen Raumstation ISS wird Alexander Gerst eine Reihe von Experimenten durchführen. Die Ergebnisse sollen uns auch hier auf der Erde weiterbringen.

Was haben Zugvögel, ein Hightech-Schmelzofen und ein "fliegendes Gehirn" gemeinsam? Sie sind Teil eines umfangreichen Experimentierprogramms, das auf Alexander Gerst in der Internationalen Raumstation ISS wartet. Der 42-jährige Geophysiker startete am 6. Juni zusammen mit zwei weiteren Astronauten in einer Sojus-Rakete vom Startplatz Baikonur zur ISS. Bis zum 10. Dezember wird Gerst an Bord bleiben – 187 Tage, in denen er circa 65 europäische Experimente durchführen soll, davon rund 50 mit deutscher Beteiligung. Im August übernimmt er zudem das Kommando auf der ISS.   

In der Sojus-Kapsel ist es sehr eng, für Fracht bleibt darin kein Platz. Deswegen wurden einige Experimente bereits im April und Mai mit zwei Versorgungsflügen zur ISS geschafft. Die Geräte sind auf der ISS in zehn Labormodulen, die Einbauschränken ähneln, untergebracht. Viele laufen automatisch ab oder werden von der Erde aus gesteuert. Dennoch gibt es für die Astronauten mit der Betreuung der Versuche noch genug zu tun. Es sind hauptsächlich staatliche Forschungseinrichtungen wie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR sowie Universitäten und Max-Planck-Institute mit Experimenten auf der ISS vertreten. Die Industrie ist nach wie vor zurückhaltend.

Tierwanderungen beobachten

Spektakuläre neue Erkenntnisse über das Zugverhalten von Vögeln erhoffen sich Wissenschaftler von dem Experiment ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space). Weltweit pendeln jedes Jahr etwa 50 Milliarden Vögel zwischen ihren Brutplätzen und den Winterquartieren hin und her. Welche Routen nehmen sie und warum? Es gibt mittlerweile Anzeichen dafür, dass der Klimawandel das Zugverhalten beeinflusst.

Dieses faszinierende Naturphänomen wollen Forscher studieren, indem sie an insgesamt 15 Millionen Vögeln miniaturisierte Sender anbringen. Diese funken GPS-Standortdaten an einen Empfänger zur ISS, dort werden sie empfangen, in einem Computer verarbeitet und die Daten zur Erde geschickt. Die Sender wiegen weniger als fünf Gramm und können sogar von kleinen Singvögeln getragen werden, ohne Einfluss auf deren Verhalten zu nehmen. Der Computer ist bereits an Bord der ISS, die Empfangsantenne muss noch außen am russischen Servicemodul Swesda angebracht werden. ICARUS entstand unter der wissenschaftlichen Leitung des Max-Planck-Instituts für Ornithologie (MPIO) in Radolfzell. Mitverantwortlich sind das DLR Raumfahrtmanagement und die russische Raumfahrtagentur Roskosmos.

Metalle schmelzen

Während bei ICARUS die ISS als Relaisstation dient, nutzen die meisten anderen Experimente die Schwerelosigkeit aus, die auf der Erde stört. Als Klassiker gilt hier der Elektromagnetische Levitator. Es basiert auf der seit den frühen 1980er-Jahren in Deutschland entwickelten TEMPUS-Anlage. Darin werden metallische Legierungen geschmolzen und mit elektromagnetischen Feldern in der Schwebe gehalten. Damit verhindert man den Kontakt der Schmelze mit Materialen der Behälterwand. Das ermöglicht es, das Erstarren von Metallen ohne den Einfluss der Schwerkraft zu studieren. Neu an Bord ist eine Hochgeschwindigkeitskamera, die mit bis zu 50000 Bildern pro Sekunde die frühen Phasen des Erstarrens filmt. Diese Erkenntnisse dienen dazu, Gießprozesse auf der Erde zu optimieren. EML ist ein Gemeinschaftsprojekt des DLR Raumfahrtmanagements, der Europäischen Weltraumorganisation ESA und Airbus Defense & Space als industrieller Hauptauftragnehmer. 

Mithilfe intelligenter Maschinen arbeiten

Für gute Stimmung an Bord dürfte CIMON sorgen. Der kugelrunde Crew Interactive Mobile Companion von der Größe eines Fußballs ist vollgestopft mit Sensoren und Elektronik. Sein "Gesicht" ist ein Display, seine "Augen" zwei Kameras, sein "Gehirn" künstliche Intelligenz. Er verfügt über weitere Sensoren, mit denen er seine Umwelt wahrnimmt. CIMON lernt, mit den Astronauten zu kommunizieren. Vierzehn interne Ventilatoren ermöglichen es ihm, sich frei zu bewegen: Er kann sich Astronauten zuwenden, Kopfnicken, Kopfschütteln und auf Kommando folgen. Ziel ist es herauszufinden, in wieweit eine intelligente Maschine in der Lage ist, Astronauten bei ihrer Arbeit zu unterstützen. CIMON ist ein Experiment des DLR Raumfahrtmanagements, Airbus Defence and Space, IBM und der Ludwig-Maximilians-Universität München. 

Den eigenen Körper beobachten

Langzeitbesatzungen auf der ISS nehmen aber vor allem auch medizinische Untersuchungen an sich selbst vor. Daraus abgeleitete Therapien dienen zum einen der Frage, wie Astronauten ausgedehnte Raumflüge, zum Beispiel zum Mars, unbeschadet überstehen können. Gleichzeitig erhoffen sich Mediziner durch die Experimente in der Schwerelosigkeit auch Fortschritte in der Behandlung von Krankheiten auf der Erde.

Ein Beispiel ist das unter der Leitung der LMU München laufende Experiment Immuno-2. Die Astronauten sind auf der ISS einer Reihe von Stressfaktoren wie Isolation, Arbeitsbelastung und Störungen des Schlafrhythmus ausgesetzt. Das kann zum Beispiel Allergien und Autoimmunkrankheiten zur Folge haben. Mit biochemischen Analysen und psychologischen Tests untersuchen Mediziner Veränderungen des Immunsystems und des Hormonspiegels der Astronauten. Durch Vergleiche mit Studien auf der Erde wollen sie die gewonnenen Erkenntnisse auch in Therapien für den irdischen Alltag umsetzen.

Mit dem Experiment Myotones studieren Wissenschaftler der Berliner Charité und der Universität von Southampton die biomechanischen Eigenschaften des ruhenden menschlichen Muskels. Ein Gerät prüft, wie sich die Muskulatur durch die fehlende Schwerkraft verändert, ähnlich wie ein Arzt durch Abtasten muskuläre Verspannungen und Verhärtungen untersucht. Auf der ISS soll aus den gewonnenen Erkenntnissen das Sportprogramm gegen Muskelschwund optimiert werden. Auf der Erde sollen sie Patienten zugutekommen, die nach langer Krankheit oder Verletzung in der Rehabilitation ihre Muskeln wieder aufbauen müssen.

Als Kommandant Entscheidungen fällen

Wenn Alexander Gerst im August das Kommando auf der ISS übernimmt, hat er die Verantwortung für die gesamte Crew. "Ich sehe mich als Kommandant eher in der Aufgabe, in einer freundschaftlichen Art und Weise zu helfen, um dann einzuschreiten, wenn es einen Notfall gibt oder Kommunikationsprobleme", so Gerst. In einem Notfall müssen sich alle an die Hierarchie halten. Sollte es zu einem schweren Unfall kommen, entscheidet Gerst, was zu tun ist. Im Extremfall besteigen die Astronauten die beiden Rettungsschiffe und kehren zur Erde zurück.

Für die bemannte Raumfahrt begeistern

Bei seiner ersten Mission Blue Dot im Jahr 2014 hat Alexander Gerst bewiesen, dass er Kinder und Jugendliche für die Raumfahrt begeistern kann. Das will er bei dieser Mission wiederholen, auch wenn er als Kommandant vielleicht nicht ganz so viel Zeit dafür aufwenden kann. Zusammen mit Redakteuren der "Sendung mit der Maus" hat er Kinder dazu aufgerufen, Experimente für die ISS einzureichen. Die Resonanz war enorm. Aus der Fülle von Vorschlägen haben die Redakteure einen ausgewählt, den Gerst auf der ISS ausführen wird: Eine mit Brausetabletten und Wasser angetriebene Minirakete soll er an Bord fliegen lassen. Auch von Schülern und Studenten nimmt Gerst Aufgaben mit zur ISS. Und ob er anlässlich der Fußball-WM wie schon vor vier Jahren eine Kickereinlage geben wird? Gerst tritt gern als Botschafter der bemannten Raumfahrt auf. Bei einem Interview erinnerte er sich, in seiner Kindheit habe er sich für Astronauten begeistert, sie aber nie als unerreichbare Supermänner empfunden. Stattdessen dachte er: "Warum kannst Du das nicht auch?" So will er seine eigene Rolle heute verstanden wissen: Nicht als Supermann will er auftreten, sondern als anregendes Vorbild, dem vielleicht der ein oder andere folgen wird.

DLR-Trailer zur Mission Horizons

Quelle: DLR

06.06.2018 , Text: Thomas Bührke
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