Astrolab news
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ASTROLAB Thomas Reiter Erste Langzeitmission auf der ISS für Europa Der deutsche ESA-Astronaut Thomas Reiter ist der erste Europäer, der eine Langzeitmission auf der internationalen Raumstation (ISS) durchführt. Seine Mission, die mit einem Flug im Space Shuttle „Discovery“ beginnt, soll 6 Monate dauern. Sie setzt zahlreiche wichtige Meilensteine für Europa: für die europäischen Astronauten, die wissenschaftliche Forschung und die ISSKontrollzentren in Europa. Als Mitglied des europäischen Astronautenkorps der ESA im Europäischen Astronautenzentrum (EAC) in Köln hat Thomas Reiter sich als Vorbereitung für seine Mission einem umfassenden Trainingsprogramm in den ISS-Ausbildungszentren in Houston, Moskau und Köln unterzogen. Genau das gleiche Programm hat auch sein Ersatzmann, der französische ESAAstronaut Léopold Eyharts, absolviert, der damit nicht nur als Ersatzastronaut für diese Mission, sondern auch als Erstastronaut bei einer späteren ESA- Léopold Eyharts (Frankreich), der Reserveastronaut der ESA für Astrolab, beim Training. Mission zur ISS im Zusammenhang mit dem Columbus-Labor bestens gerüstet ist. 1998 hatte Eyharts als CNES-Astronaut an der Mission Pegasus zur Mir teilgenommen. Zwei Tage nach dem Start von Discovery wird Thomas Reiter die ISS erreichen und seine Rolle als zweiter Flugingenieur der Bordmannschaft „Expedition 13“ antreten. Die von der ESA als Astrolab bezeichnete Mission hat zum Ziel, das europäische Knowhow in bemannten Weltraummissionen für Europa zu erweitern. Als erstes europäisches Mitglied einer Expeditionsmannschaft wird Reiter zahlreiche wichtige Aufgaben auf der Station überwachen oder selbst durchführen, und dadurch wertvolle Erfahrung mit dem Betrieb der ISS und ihrer Untersysteme gewinnen, wie z.B. der Lageregelung der Station, dem Lebenserhaltungssystem, der Gesundheit und Sicherheit der Mannschaft und der Durchführung von Aussenbordarbeiten. Er wird der erste europäische Astronaut sein, der von der ISS aus einen Aussenbordeinsatz unternimmt. Die Astrolab-Mission umfasst ein ESAProgramm mit wissenschaftlichen Experimenten, die von Forschungsinstituten in ganz Europa erarbeitet wurden, in Disziplinen wie Biologie, Humanphysiologie und Physik. Des weiteren wird der deutsche ESAAstronaut eine Reihe von Technologiedemonstrationen sowie industrielle Experimente und Lehrprojekte für Schüler und Studenten durchführen. Dies sind wichtige Aspekte für die ESA im Vorfeld des Starts ihres ColumbusLabors. Nicht zuletzt werden damit auch die Bedingungen für den Ausbau der internationalen Zusammenarbeit und die Förderung der bemannten Raumfahrt in Europa geschaffen. Der Start der Discovery von Cape Canaveral (Florida) aus ist der zweite Einsatz für eine Raumfähre der NASA nach dem Columbia-Unglück. Die siebenköpfige Mannschaft wird Wartungsarbeiten an der ISS vornehmen und Nachschub und Fracht für weitere Ausbauarbeiten mitbringen. Die Discovery wird das Multi-Purpose Logistics Module (MPLM) Leonardo mitführen, mit fast zweieinhalb Tonnen Ausrüstung und Vorräten. Für Leonardo, das erste von drei in Italien gebauten MPLM, wird dies die vierte Reise zur ISS sein. Im All nicht mehr gebrauchte Ausrüstungsgegenstände und Verbrauchstoffe werden im Leonardo verstaut, das am zehnten Flugtag wieder von der ISS abgekoppelt und in der Ladebucht von Discovery befestigt wird, um zusammen den Rückflug zur Erde anzutreten. Mit Reiters Ankunft wird erstmals seit Mai 2003 wieder eine dreiköpfige Bordmannschaft auf der ISS im Einsatz sein. Mit einer Dreiermannschaft steht für wissenschaftliche Experimente wieder wesentlich mehr Zeit zur Verfügung. Während der ersten Monate des Aufenthaltes von Reiter auf der ISS werden der ISS-Kommandant Pavel Vinogradov von der russischen Raumfahrtorganisation Roscosmos und Flugingenieur Jeffrey Williams von der NASA seine Astronautenkollegen sein. Reiter wird mehrere von der ESA entwickelte Experimentanlagen in Betrieb nehmen, so etwa das LungenfunktionsPFS, die europäische system Pflanzenzuchtvorrichtung für Schwerelosigkeitsforschung EMCS sowie MELFI, die mit eine Gefriereinrichtung, Tieftemperaturen von – 80°C arbeitet. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse und wird Thomas Reiter Erfahrungen nutzbringend bei der Ausbildung anderer Astronauten einbringen können, und natürlich werden sie auch dem europäischen Columbus-Labor nach dessen Start im Jahre 2007 zugute kommen. Fortsetzung auf Seite 2 Die ISS nach dem Andocken von Discovery STS-121 Astrolab-Missionskontrollzentrum Das neue europäische Columbus-Kontrollzentrum wurde erstmals für eine ISS-Mission eingesetzt, als der italienische ESA-Astronaut Roberto Vittori im Jahr 2005 zur ISS flog. Für die Astrolab-Mission wird es das Astrolab-Missionskontrollzentrum beherbergen. Das Kontrollzentrum befindet sich im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen bei München und wird im Auftrag der ESA vom DLR betrieben. Es wird während des ganzen Zeitraums von Thomas Reiters Mission für die Koordination sämtlicher europäischer Experimente und Anlagen an Bord der ISS verantwortlich zeichnen und auch die Tätigkeiten des ESA-Astronauten überwachen. Dem Kontrollzentrum obliegt außerdem die Koordination der verschiedenen Nutzerunterstützungs- und Betriebszentren (User Support and Operations Centres – USOC), die bei der Astrolab-Mission beteiligt sind. Diese an verschiedenen Standorten in Europa angesiedelten Zentren sind für bestimmte ESA-Experimente und Experimentanlagen auf der ISS zuständig. Relevante Daten werden an diese Zentren übermittelt, so dass die Wissenschaftler ihre eigenen Experimente mitverfolgen können. Die Zentren können auch Instruktionen und Anforderungen zur Neukonfiguration von Experimenten oder Geräten an die ISS senden. Das Astrolab Missionskontrollzentrum wird Änderungen in der Ablaufplanung während der Mission überwachen, Entscheidungen koordinieren und Prioritäten setzen, falls unerwartete Änderungen an dem geplanten Experimentprogramm notwendig werden sollten. Etwaige Probleme werden in enger Kooperation mit den Missionskontrollzentren in Houston und Moskau sowie dem Operations Support Center in Huntsville, Alabama, abgestimmt, welches die Verantwortung für die ISS-Nutzlastaktivitäten der NASA trägt. Fortsetzung auf Seite 2 Fakten zur Mission Name Astrolab-Mission Ort Internationale Raumstation Höhe 400 km über der Erde Neigung zum Äquator 51,6 Grad Dauer 6 Monate Start Juli 2006 mit Discovery STS-121 Startort Cape Canaveral, Florida, USA Landung Dezember 2006 mit Discovery STS-116 Landeort Cape Canaveral, Florida, USA Innenansicht des Columbus-Kontrollzentrums in Deutschland AstrolabMissionskontrollzentrum Fortsetzung von der Vorderseite Das Astrolab-Missionskontrollzentrum wird auch mit dem Europäischen Astronautenzentrum (EAC) in Köln in Kontakt stehen, das für die medizinische Betreuung und Überwachung sowie für das allgemeine Wohlergehen der ESAAstronauten im All verantwortlich ist. Aus Reiters 6 Monate dauernder Mission wird das Personal des ColumbusKontrollzentrums wertvolle Erfahrungen ziehen können, denn schließlich soll es die Gesamtverantwortung für die Kontrolle und Überwachung aller Systeme des europäischen Labors übernehmen, wenn dieses im Jahr 2007 in Betrieb geht. Die Mission-Controller im Zentrum werden den Orbitalbetrieb und die Nutzung der Laborsysteme von Columbus Erste Langzeitmission auf der ISS für Europa Fortsetzung von der Vorderseite Reiters 6-monatiger Aufenthalt an Bord der ISS beruht auf einer Vereinbarung zwischen der ESA und Roscosmos, unter Einschluss der NASA, wonach die ESA eine ursprünglich für einen russischen Kosmonauten vorgesehene Position mit einem Europäer besetzen konnte. Obwohl die wissenschaftlichen und technologischen Untersuchungen des ESAForschungsprogramms für die AstrolabMission alle ihre eigenen Zielsetzungen haben, so sind viele von ihnen auch als Vorläufer von Forschungsaufgaben gedacht, die später auf den ColumbusAnlagen durchgeführt werden sollen. Als zweiter Flugingenieur wird Reiter mit seinen Tätigkeiten wertvolle Einsichten und Erfahrungen sammeln, die er dann in die Schulung anderer europäischer und des ColumbusAstronauten betriebspersonals auf der Erde einfließen lassen kann. auch Aufgaben Reiter wird übernehmen, die im Zusammenhang mit der Ankunft und dem Entladen und Beladen von Sojus- und Progressraumfahrzeugen stehen – eine gute Vorbereitung für die Betriebsabläufe im Zusammenhang mit dem europäischen Automatischen Transfervehikel (ATV). Da das vollständige ColumbusBodensegment während der AstrolabMission in Betrieb sein wird, stellt die Mission einen wichtigen Schritt dar für die Schaffung einer europäischen Fähigkeit zur Missionsunterstützung von Columbus. Die Mission-Controller werden viel Erfahrung beim Betrieb des Netzwerks von Columbus-Bodenanlagen gewinnen, eine gute Vorbereitung für die Zukunft, wenn Europa sein eigenes Labor auf der ISS und europäische wird betreiben Astronauten regelmäßig Langzeiteinsätze auf der Station durchführen werden. Thomas Reiter, der bereits als ESAAstronaut an der 179-tägigen Mission Euromir 95 auf der russischen Raumstation Mir, der Vorgängerin der ISS, beteiligt war, soll im Dezember 2007 mit dem Shuttle-Flug STS-116 wieder zur Erde zurückkehren. aus zwei Kontrollräumen steuern, von denen der eine für Echtzeitoperationen und der andere als Reserve und für Trainingzwecke und Simulationen eingesetzt wird. Sie sind zuständig für die Überwachung der Energieversorgung, Luftfeuchtigkeit, Temperaturkontrolle, Heizung und Kühlung, Atemluft, Wasser und Gase für die Experimente, Kommunikation, Antennen sowie die Steuerung der Betriebsabläufe für Experimente und Wartung. In einer solchen schnelllebigen Umgebung, in der eine Vielzahl von Prioritäten zu bewältigen sind, muss das Columbus-Kontrollzentrum, wenn nötig, 24 Stunden am Tag und 7 Tage in der Woche einsatzfähig sein. Europäische Experimente Der K Zentr expe Ausführlichere Informationen zu Institutionszugehörigkeiten, Kontaktadressen und Forschungstätigkeiten der an den europäischen Experimenten beteiligten Wissenschaftlern sind im Erasmus-Experimentarchiv der ESA unter www.spaceflight.esa.int/eea zu finden. Humanphysiologie A.H. Clarke (Deutschland), T. Haslwanter (Schweiz) IMMUNO Dieses Experiment soll die Änderungen in den Stress- und Immunreaktionen des Körpers während und nach eines Aufenthaltes auf der ISS bestimmen helfen. Es werden Speichel-, Blut- und Urinproben in speziellen Behältern gesammelt und später analysiert. Außerdem ist vom Astronauten ein Stress-TestFragebogen auszufüllen. Anhand der gesammelten Daten sollen pharmakologische Mittel zur Vorbeugung gegen unerwünschte Nebenwirkungen auf das Immunsystem bei Langzeitraumflügen entwickelt werden. CARD Die mit der Nahrung aufgenommene Salzmenge kann sich auf den Blutdruck und die Herzfrequenz auswirken. Durch Messen der verschiedenen Parameter unter schwerelosen Bedingungen lassen sich Einsichten in die Mechanismen gewinnen, die bei Erdbewohnern unter Schwerkraft kardiovaskuläre Probleme hervorrufen können. Für das Experiment werden die von der ESA entwickelte Geräte Lungenfunktionssystem PFS und Gefriersystem MELFI verwendet. P. Norsk, N. J. Christensen, M. Damgaard, A. Gabrielsen, M. Heer, M. Tangø, N. Gadsbøll (alle Dänemark) Der ESA-Astronaut Pedro Duque bei Durchführung des Cardiocog-Experiments auf der ISS im Jahr 2003. werden den Astronauten vor und direkt nach dem Flug Blutproben entnommen. C. Johannes und M. Horstmann (beide Deutschland) CARDIOCOG-2 CULT Eine laufende Studie zur Ermittlung der Wirkung der Schwerelosigkeit auf das menschliche Herz-/Kreislauf- und Atmungssystem sowie der kognitiven, physiologischen und Stress-Reaktionen eines Astronauten im Weltraum. Die Messungen erfolgen mittels der bereits auf der ISS vorhandenen europäischen Geräte zur Herzforschung. Eine Studie, die sich mit den kulturellen Aspekten und den Führungsstilen der ISSBesatzungsmitglieder befasst. Die aus Fragebogen gewonnenen Daten sollen als Unterstützung für künftige Interaktionen und für Kommunikationsabläufe herangezogen werden. G.M. Sandal (Norwegen), V. Guschin (Russland) A. Aubert, F. Beckers, H. Ector, S. Van Huffel, B. Verheyden (alle Belgien), P. Arbeille (France), A. Malliani, N. Montano (beide Italien), B. Morukow, R.M. Beavsky, I.I. Funtova, A.V. Paschenko (alle Russland) ETD – EYE TRACKING DEVICE Außerhalb der schützenden Erdatmosphäre sind die Astronauten im All erhöhten Strahlendosen ausgesetzt. Dies hat genetische Auswirkungen. Dieses Experiment soll die Chromosomenveränderungen und Empfindlichkeit gegenüber Strahlen in Lymphozyten (weiße Blutkörper) bei der ISSBesatzung untersuchen. Zu diesem Zweck Biologie Kopfbewegungen aufzuzeichnen. Das Wissen, wie unser Gleichgewichtssystem sich an die Schwerelosigkeit anpasst, dient dem Verständnis der Raumkrankheit und könnte des weiteren auch Einsichten in Störungen des Vestibularsystems wie z.B. die Menière-Krankheit, Drehschwindel und Übelkeit bringen. Experimente in Humanphysiologie sind in dreifacher Hinsicht interessant. Erstens tragen sie zu einem besseren Verständnis der Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf die körperliche und geistige Verfassung des Menschen bei, was von grundlegendem wissenschaftlichem Interesse ist. Zweitens sind sie wichtig, um die Astronauten gesund zu halten, nicht nur auf der ISS, sondern auch bei zukünftigen bemannten Erkundigungsflügen zu Mond oder Mars. Drittens schließlich finden die Resultate dieser Forschung auch ihren Weg in die klinische Praxis, insbesondere bei der Suche nach neuen Wegen für die Erkennung, Vermeidung oder Behandlung von altersbedingten oder behinderungsbedingten Krankheiten. CHROMOSOME-2 Thomas Reiter vor einem Modell des Columbus-Labors im Europäischen Astronautenzentrum EAC Dieses Bild zeigt die ISS, wie sie Thomas Reiter bei seiner Ankunft erleben wird. Aufnahme vom Space Shuttle „Discovery“ im Juli 2005 Der menschliche Gleichgewichtssinn und die Augen stehen in enger Beziehung. Da die Bewegung im schwerelosen Raum entlang dreier (nicht wie auf der Erde entlang zweier) Achsen erfolgt, kann man im All testen, ob die Orientierungsebene im Gehirn sich in Folge des Gleichgewichts des Körpers ändert. Zu diesem Zweck verwenden die Astronauten ein spezielles, von der ESA entwickeltes Headset, den so genannten EyeTracker, der mit Kameras und Sensoren ausgestattet ist, um Augenund A. Chouker (Dänemark), F. Christ, M. Thiel, I. Kaufmann (alle Deutschland), B. Morukow, I. Nitschiporuk (beide Russland) NOA 1 UND NAO 2 – STICKSTOFFMONOXIDANALYSATOR Da der Staub sich in der Schwerelosigkeit niemals am Boden absetzt, sondern in der Kabinenluft frei schwebt, besteht bei Astronauten ein erhöhtes Risiko einer Lungenentzündung. Sie werden ein in Europa entwickeltes Gerät, das von AsthmaPatienten auf der ganzen Welt benutzt wird, verwenden, um die Menge an Stickoxid in der Lunge festzustellen. Erhöhte Mengen an Stickoxid gelten als frühes und untrügliches Anzeichen einer Reizung bzw. Entzündung der Atemwege, besonders bei Asthma, aber auch bei berufsbedingtem Einatmen von Staub (NOA 1). Eine ganz ähnliche Technik wird eingesetzt, um die Menge an Stickoxid im Blut vor und nach einem Aussenbordeinsatz im Weltall zu messen (NOA 2). Eine präzise Bestimmung der inhalierten Mengen könnte zur Entwicklung besserer Dekompressionstechniken für Tiefseetaucher beitragen. D. Linnarsson, L. E. Gustafsson, C. G. Frostell , M. Carlson, J. Mann (alle Schweden) Die Weltraumbiologie untersucht die Auswirkungen der Umgebungsbedingungen im Weltraum auf Organismen und Zellen. Die meisten Experimente in dieser Kategorie sind von großer Bedeutung für zukünftige bemannte Planetenerkundigungsmissionen. Sie untersuchen das Verhalten von Bakterien und Hefepilzen, die in der abgeschlossenen Umgebung an Bord eines Raumschiffes ein Krankheitsrisiko darstellen. Es werden auch die Auswirkungen der Schwerkraft auf das Immunsystem untersucht. Die Resultate dieser Experimente sind darüber hinaus auch von Nutzen für industrielle Produktionsverfahren auf der Erde. YING Hier wird untersucht, wie sich Hefezellen im schwerelosen Raum entwickeln. Dies soll zu einem Verständnis des Einflusses der Schwerkraft auf die Bildung organisierter Zellstrukturen wie Hefeflocken, Biofilme und Fasern führen. Interessant sind diese Untersuchungen nicht nur für die Wissenschaft, sondern ebenso für Industrie und Medizin. F. Delvaux, R. Willaert, L. Wyns (alle Belgien) J. Nielsen (Dänemark), M. Reuss (Deutschland) BASE – BACTERIAL ADAPTION TO SPACE ENVIRONMENTS Eine Studie, die erforschen soll, wie Bakterien mit den Bedingungen im Weltraum (Schwerelosigkeit, kosmische Strahlung, Elektromagnetismus und Vibrationen) zurecht kommen und wie sie sich der veränderten Umgebung anpassen. Die Experimente sollen aufzeigen, welche potenziellen Wirkungen die bakteriellen Anpassungen auf das Habitat und damit auf die Gesundheit der Besatzung haben könnten, aber auch auf die Funktion der Bakterien beim Recycling von Abfällen oder der Nahrungsmittelherstellung. M. Mergeay, R. Wattiez, J. Mahillon, P. Cornelis, N. Leys (alle Belgien) LEUKIN Ziel dieses Experiments ist es, das Fehlen der Schwerkraft für ein besseres Verständnis der Funktionsweise der Lymphozyten, einer Untergruppe der weißen Blutkörper im menschlichen Immunsystem zu nutzen. P. Pippia (Italien), L. R. Bisset, A. Cogoli, O. Müller (alle Schweiz), M. Hughes-Fulford (USA) Europäische Elemente auf der Raumstation Die ESA hat Europas bestes Knowhow in Wissenschaft und Technik in den Bau von wichtigen Elementen der Raumstation einfließen lassen. Bei Fertigstellung der ISS, voraussichtlich 2010, werden auf beinahe der Hälfte der Montageeinsätze in Europa entwickelte und gebaute Anlagen und Apparate zur ISS gebracht und dort in den amerikanischen, japanischen und russischen Labors, und natürlich auch im ESA-eigenen Columbus-Labor, im Einsatz sein. Columbus: ein Labor, mit dem Europa ab 2007 an der vordersten Front in Wissenschaft und Technik forschen kann, eine geeignete Plattform für zahlreiche Experimente in Werkstoffwissenschaft, Medizin, Biologie und Technologie, von denen man sich Erkenntnisse und Resultate erhofft, die sich positiv auf unser Leben auf der Erde auswirken werden. ATV (Automatisches Das Transfervehikel) wird mit Hilfe einer europäischen Ariane-5-Trägerrakete gestartet und transportiert Treibstoff, Nahrungsmittel und anderen Nachschub auf die ISS. Der Start des ersten ATV ist für 2007 vorgesehen; danach wird eine Ariane 5-Rakete alle anderthalb Jahre ein ATV-Versorgungsraumschiff zur ISS befördern. Der ERA (Europäischer Roboterarm) wird für die Montage eingesetzt. Dieser 11,3 m lange Arm kann von inner- oder außerhalb der ISS gesteuert werden und ist in der Lage, Geräte mit einem Gewicht bis zu 8000 kg zu bewegen. Verbindungsknoten 2 und 3 sind zylindrische Module, die 2007 und 2010 gestartet werden sollen und von der Konstruktion und Größe her dem europäischen Columbus-Labor ähnlich sind. Sie werden wichtige On-OrbitRessourcen zum Anschließen und Bedienen anderer ISS-Elemente aber auch die bereitstellen, Wasseraufbereitung und die Erzeugung von Sauerstoff für das amerikanische Segment übernehmen sowie Lagerraum bieten. Das Datenmanagementsystem (DMS-R), das „Gehirn“ des russischen Moduls Swesda, das im Juli 2000 startete. Das DMS-R ist für die Steuerung der russischen Elemente zuständig sowie für die Lenkung und Navigation der ISS. Die Cupola, ein von der ESA gebauter Beobachtungs- und Kontrollturm. Er wird zweifellos eine einmalige Aussicht bieten. Die Astronauten haben von hier eine Rundumsicht, die es ihnen erlaubt, Außenbordarbeiten zu überschauen und die Erde zu beobachten. Außerdem sind in der Cupola Steuerund Kontrollbedienplätze und andere Anlagen untergebracht. Ihr Start ist für 2010 geplant. Physik Während die Vorgängeranlage PKE noch ein deutsch-russisches Gemeinschaftsprojekt war, das seit 2001 sehr erfolgreich auf der ISS betrieben worden ist, kann die wissenschaftliche Gemeinschaft nun die Instrumente der Nachfolganlage PK-3 Plus benutzen und die Anlage steht nun auch anderen Wissenschaftlern aus den Mitgliedsländern der ESA zur Verfügung. Sie dient Untersuchungen komplexer Plasmen. Dies sind ungeordnete Zustände von Materie, die Mikropartikel enthält. Diese Experimente werden nicht nur einen wesentlichen Beitrag zur physikalischen Grundlagenforschung leisten, sondern auch praktische Anwendung in vielen wissenschaftlichen Disziplinen finden, etwa in der Plasmaverarbeitung und in der Strömungsdynamik. B. Annaratone, W. Bunk, D. D. Goldbeck, A. Ivlev, F. Jenko, S. A. Khrapak, U. Konopka, A. Melzer, G.E. Morfill, U. Motschmann, A. Piel, R. A. Quinn, L. Ratke, H. Rothermel, D. Samsonov, P. Schukla, C. Räth, H. U. Thomas, R. Treumann, M. Zuzic (alle Deutschland), A. Bouchoule, L. Boufendi (beide Frankreich), V. Steinberg (Irland), U. de Angelis (Italien), S. Hamaguchi, Y. Hayashi, K. Nishihara, V. Zhakhovskii, (alle Japan), G. G. Kroesen (Niederlande), O. Havnes, F. Melandsø (beide Norwegen), D. Resendes (Polen), V. Fortov, A. G. Khrapak, V. Molotkow, I. Schweigert, V. Schweigert, D. I. Zhukhovitskii, S. Zhdanov (alle Russland), Ganguli J. Goree, J.E. Hammerberg, G. Joyce, M. Lampe, G. Lapenta, M. S. Murillo (alle USA) ALTCRISS „Alteino Long Term monitoring of Cosmic Rays inside the ISS“ ist ein ESA-Experiment zur Untersuchung der Wirksamkeit von Schutzschilden und zur Entwicklung von Werkstoffen zur Verhinderung von Schäden durch kosmische Strahlen im Innern der Raumstation. Es handelt sich um ein laufendes in Experiment, dessen Detektoren regelmäßigen Zeitabständen zum Zweck von Das Cupola-Modul, Beobachtungsturm der ISS mit Panoramablick. Unterricht und Bildung Laboranalysen auf die Erde zurückgeschickt werden. C. Fuglesang (ESA), M. Casolino, M. Durante, C. Lobascio, L. Narici, P. Picozza, R. Scrimaglio und P. Spillantini (alle Italien), L. Sihver (Schweden), F. Cucinotta (USA) MATROSCHKA 2 Die Experimentanlage Matroschka der ESA dient zur Erforschung der Strahlungsrisiken, denen die Astronauten ausgesetzt sind. Es ist eine der menschlichen Form nachgebildete Spezialpuppe mit Kopf und Oberkörper, bestückt mit mehreren aktiven und passiven Strahlungsdosimetern. Matroschka wurde bereits für Messungen außerhalb der ISS eingesetzt und nimmt jetzt Messungen im Innern vor. Im Herbst 2006 wird die Anlage wieder an der Außenwand montiert. R. Beaujean, T. Berger, M. Luszik-Bhadra, G Reitz (alle Deutschland), D. O'Sullivan (Irland), I. Apathy, S. Deme, M. Casolino, M. Durante, C. Lobascio (alle Italien), K. Fujitaka, A. Nagamatsu, Y. Uchihori (alle Japan), N. Vana (Östereich), P. Olko, P. Bilski (beide Polen), V. Petrov (Russland), L. Sihver (Schweden), J. Palvalvi (Ungarn), E. Benton, M. Golighy, S. McKeever, J. Miller, E. Yukihara (alle USA), D. Bartlett (Vereinigtes Königreich) bedingungen. Die Kamera soll systematische Innenaufnahmen der ISS erstellen. Zu diesem Zweck werden die Bilder von insgesamt drei Kameras (der ERB 3D-Videokamera, einer 2D-Videokamera und einer 3DStandbildkamera) verwendet. M. Sabbatini (ESA) FESTTAGSESSEN Dies ist Teil eines Vorhabens zur Entwicklung einer europäischen Kompetenz zur Herstellung, Analyse und Zertifizierung der Nahrung für Astronauten, ein Bereich, der momentan allein den USA und Russland vorbehalten ist. Als erster Schritt wird dieses Projekt des CNES (Centre National d'Etudes Spatiales) den Astronauten für besondere Anlässe Gerichte nach europäischem Geschmack bieten. A. Maillet (Frankreich) Industrie SKINCARE Ein Experiment zur Bestimmung der verschiedenen Parameter der menschlichen Haut unter Schwerelosigkeit an Bord der ISS und Vergleich der Ergebnisse mit den bereits bekannten Auswirkungen auf die Haut bei Langzeitaufenthalten im Weltraum. Es werden nicht-invasive medizinische Geräte verwendet. Strahlungsdosimetrie Neben der veränderten Schwerkraft ist die Weltraumstrahlung ein wesentlicher Aspekt der Umweltbedingungen im Weltraum. Die Untersuchungen auf diesem Gebiet sind von besonderer Bedeutung zur genauen Bestimmung des Strahlenumfeldes innerhalb und außerhalb der ISS, aber auch um die möglichen Auswirkungen auf den menschlichen Körper bei Langzeitmissionen zu Mond oder Mars abschätzen zu können. Das Automatische Transfervehikel der ESA Astronaut mit dem ESA Eye-Tracker Kubik-Inkubator mit rifuge, beladen mit erimentellen Behältern. PK-3 PLUS Das an der ISS angebrachte ColumbusLabor M. Massow (Deutschland) GTS-2 – GLOBAL TRANSMISSION SERVICES 2 Die Experimentanlage Matroschka an der Außenwand des ISS-Moduls Swesda Technologie Experimente haben keine Mehrere wissenschaftliche Zielsetzung, sondern sie dienen dem Test von neuen Technologien oder Verfahren unter den besonderen Bedingungen des Weltraums. Solche Experimente können für die ESA selbst, aber auch für industrielle Sponsoren durchgeführt werden. ERB – 3D-VIDEOKAMERA Dieses Experiment dient dem Test einer neuen 3D-Videokamera (Erasmus Recording Binocular) unter schwerelosen Arbeits- Ein technisches Experiment, bei dem die ISS als Plattform dient zum Testen von Signalübertragungstechniken aus dem All direkt zu Empfangsgeräten auf der Erde. Im ersten Schritt geht es dabei um die Synchronisation terrestrischer Uhren von der ISS aus. Dies könnte dann später zur Entwicklung kleiner Satellitensysteme in niedrigen Umlaufbahnen um die Erde führen, die einen Dienst zum Auffinden und Blockieren gestohlener Autos und Bankkarten anbieten könnten. Es geht hier darum, die Machbarkeit eines solchen Konzepts zu beweisen, ohne dass dafür zunächst ein komplettes System im Weltraum gebaut werden muss. F. Huber (Deutschland) Die ESA legt pädagogischen Initiativen, die die Anwesenheit von europäischen Astronauten auf der ISS für ihren Einsatz als Botschafter für Wissenschaft und Technik ausnutzen, große Bedeutung bei. In dieser Kategorie gibt es einige Aktivitäten, die speziell für Lehrer und Schüler ausgelegt worden sind. Darüber hinaus sind Experimente über einen Wettbewerb unter Europäischen Studenten ausgewählt worden, die so ihre Ideen unter echten Umgebungsbedingungen im Weltraum testen können. DVD-4 – LESSON FROM SPACE (LEKTION AUS DEM ALL) Fortführung einer pädagogischen Reihe von Lektionen, die auf früheren ESA-Missionen begonnen wurden. Bei dieser Mission konzentriert sich Reiter auf praktische Demonstrationen der Robotertechnik. Daraus soll unter Verwendung von Filmmaterial, das auf der ISS gedreht wird, eine DVD zum Einsatz im Unterricht für 1218-jährige Schüler in den ESA-Ländern entstehen. E. Grifoni (ESA) CASPER TELELERNEN Der „Cardiac Adapted Sleep Parameter Electrocardiogram Recorder“ wird eine Methode zur Beobachtung von Schlafstörungen und Schlafstabilität in schwereloser Umgebung testen und auswerten. Damit sollen die Gründe und die Muster von Schlafunterbrechungen bei Astronauten erforscht werden, um die Entwicklung neuer Überwachungsmethoden zu ermöglichen und den Schlaf bei Astronauten auf Langzeitmissionen zu stabilisieren. Thomas Reiter wird von der ISS aus ein Video-Gespräch für Studenten an fünf Universitäten halten. Er wird auf die Bedeutung der Forschung im Weltraum eingehen und ein wichtiges Experiment, das während der Mission durchgeführt wird, vorstellen. M. O’Griofa (Irland) UTBI – UNDER THE BACKGROUND INFLUENCE Das Experiment UTBI (Under The Background Influence) misst die Hintergrundstrahlung im Innern der ISS-Module anhand eines neuen Strahlungsdetektors. Die Strahlungsmodelle, die solche Strahlendosen vorhersagen, sollen überprüft und gegebenenfalls mit Hilfe der experimentellen Daten berichtigt werden. E. Grifoni (ESA) ÖL-EMULSION Ein von Thomas Reiter zusammen mit 11- bis durchgeführtes 14-jährigen Schülern Experiment wird deutlich machen, dass ein Öl-Wasser-Gemisch sich im schwerelosen Raum anders verhält als auf der Erde. Reiters ISS-Experiment wird für eine Sendung im deutschen Fernsehen gefilmt. H. Ripken (Deutschland) E. Grifoni (ESA), N. Escobar, R. Gisbert, F. Monrabal, M. Moreno, A. Russu und J. Sanchís (alle Spanien) ARISS Mit der Unterstützung der International Association of National Amateur Radio aus Societies werden Grundschüler deutschsprachigen Ländern die Gelegenheit haben, Fragen an Thomas Reiter zu stellen. Dabei nutzt der ESA-Astronaut die an Bord befindlichen Radioamateur-Geräte. G. Bertels (Belgien) und E. Grifoni (ESA) Behälter für das Öl-Emulsions-Experiment Der lange Weg vor der Langzeitmission Schon in jungen Jahren, seit dem Tag der ersten Mondlandung, träumte Thomas Reiter davon Astronaut zu werden. „Ich verfolgte die Geschehnisse in der Raumfahrt mit großem Interesse, und als Neil Armstrong seine ersten Schritte auf dem Mond tat, stand für mich fest, dass ich Astronaut werden wollte.“ 1958 in Frankfurt geboren, steht Reiter jetzt kurz vor seiner zweiten Langzeitmission um die Erde. Seine erste war als Bordingenieur für die Euromir 95 Mission zur Raumstation Mir. Während seiner 179 Tage im All unternahm er zwei Aussenbordeinsätze im Weltraum. Danach unterzog sich der ehemalige Pilot der deutschen Luftwaffe einer Zusatzausbildung auf dem russischen Raumfahrzeug Sojus und erlangte die Qualifikation als Kommandant für die Sojus beim Rückkehrflug zur Erde. Im Hinblick auf seine ISS-Mission meinte er: „Wir wollen Erfahrungen beim Betrieb eines Systems wie der ISS gewinnen. Das mag einfach klingen, aber ein dermaßen komplexes System, das von so vielen Herstellern an verschiedenen Orten gebaut Der Name der Mission ist eine Hommage an den deutschen Kartographen, Kosmographen, Astronomen und Entdecker Martin Behaim (1459-1507) aus Nürnberg, der vor allem als der Erfinder des Astrolabiums bekannt ist, eines Navigationsinstruments, das zur Zeit der Entdeckungsfahrten gegenüber dem primitiven Quadranten als zur Messung der Gerät einen großen Sonnenhöhe Fortschritt darstellte. Das Europäische Astronautenzentum (EAC) Medizinische Beobachtungskonsolen im EAC. Das Europäische Astronautenzentrum EAC der ESA in Köln wurde 1990 im Rahmen des europäischen Engagements für die bemannte Raumfahrt eingerichtet. Es ist Teil der Direktion für bemannten Raumflug, Schwerelosigkeitsforschung und Planetenerkundung der ESA und Heimatbasis der 12 europäischen Astronauten, die Mitglieder des europäischen Astronautenkorps sind. Das EAC ist das Hauptausbildungszentrum der ESA für europäische Astronauten und solche aus den internationalen ISS-Partneragenturen. Das ärztliche Team im EAC ist zuständig für alles, was mit dem körperlichen und geistigen der europäischen Wohlbefinden Astronauten zu tun hat. Die ständige medizinische Überwachung durch das Team von Experten umfasst sämtliche Aspekte, angefangen von der allgemeinen Gesundheit und Fitness bis hin zur Unterstützung der nächsten Familienangehörigen. Dies heißt, dass es an allen medizinischen Entscheidungen beteiligt ist, schon bevor ein Astronaut überhaupt ausgewählt wird, und ihn durch seine ganze Karriere hindurch bis zu seiner Pensionierung begleitet. Bei allen Missionen an denen ESAAstronauten teilnehmen, ist ein medizinisches Leitungsteam am EAC, das aus Ärzten und biomedizinischen Ingenieuren besteht, verantwortlich für medizinische Unterstützung und die Überwachung der Crewsicherheit. Ein spezieller ESA-Astronautenarzt, der seinen Dienst vom EAC aus verrichtet, sorgt sich um Gesundheit und Wohlbefinden der ESA-Astronauten, einschließlich der Fitnessund Rehabilitierungsprogramme vor und nach dem Flug. Er koordiniert alle medizinischen Fragen mit dem für die ISS zuständigen Mannschaftsarzt in den Juni 2006 USA und mit der Medizinischen Gruppe in Moskau. Für die Astrolab-Mission wird das Medizinische Betriebsunterstützungszentrum (Medical Operations Support Centre) im EAC in Köln die ärztliche Betreuung für Thomas Reiter und seine Familie leisten. Es wird ein kompletter Satz russischer biomedizinischer Telemetriedaten an die medizinischen Konsolen im EAC übermittelt. Damit kann das Zentrum erstmals seine Rolle zur Unterstützung einer Mission übernehmen. Grundsätzlich besteht die Rolle des Astronautenarztes darin, dafür zu sorgen, dass die Astronauten gesund und fit genug bleiben, um ihre Aufgaben und Experimente auszuführen. Dazu gehören auch die Einhaltung von Ruhezeiten, Fitness-Training und regelmäßige Nahrungsaufnahme. Die EAC-Ärzte schützen ihre vor unzumutbaren Astronauten betriebstechnischen Anforderungen und vertreten ihre Interessen innerhalb der verschiedenen entscheidungsfindenden Prozesse, die zu einer Weltraummission gehören. Das bedeutet: Überwachen der Arbeits-, Schlaf- und Fitnesszeitpläne sowie der geplanten Programme, welche die schädlichen Wirkungen der Schwerelosigkeit auf die Körper der Astronauten möglichst gering halten sollen. Kritisch in diesem Zusammenhang Muskelstärke, sind Herzfunktion, Zustand der Knochen, Reaktionszeiten des Astronauten, aber auch die Zusammensetzung der Kabinenluft. Die letzte Entscheidungsgewalt liegt beim Gesamt-ISS-Arzt, der im Fall der Astrolab-Mission in Houston sitzt. wurde, ist eine große Herausforderung.“ Ein wichtiger Teil von Reiters ESAMission besteht darin, sich mit den organisatorischen und technischen Abläufen auf der ISS vertraut zu machen, damit das europäische Columbus-Labor nach seinem Start so schnell wie möglich seinen Betrieb aufnehmen kann. „Ich bin sicher, dass die Vorteile, die wir aus der Raumfahrt ziehen, eindeutig die Risiken überwiegen. Dabei meine ich nicht nur die wissenschaftlichen Erkenntnisse, die wir daraus gewinnen können, sondern auch die kulturellen Aspekte. Menschen sind neugierig und wollen Neues erkunden.“ Natürlich soll die Mission möglichst viele wissenschaftliche Daten liefern, was beim Einsatz einer Dreiermannschaft besser zu erreichen ist. Nach Thomas Reiter gibt es drei Schlüsselbereiche, auf die die Forschung auf der ISS einen nachhaltigen Einfluss haben wird. „Zum ersten müssen wir uns auf Langzeit-Missionen vorbereiten. Wenn wir zum Mond fliegen, werden wir dort vermutlich eine Zeitlang bleiben. Bei langen Flügen zum Mars müssen wir körperlich auf die Schwerelosigkeit und die dortige Umgebung vorbereitet sein.“ Er betont, dass die Forschung in den Lebenswissenschaften dazu beiträgt, diese Ziele zu erreichen, aber auch für die Menschen auf der Erde von Nutzen ist, weil sie uns hilft, bestimmte Krankheiten besser zu verstehen und neue Therapien zu entwickeln. „Zweitens meine ich, dass die ISS als ein technologisches Testbett für Systeme dienen kann, die noch verbesserungsbedürftig sind. Etwa im Bereich der Lebenserhaltungssysteme. Die ISS ist eine hervorragende Plattform in der Erdumlaufbahn, um diese Technologien weiter zu entwickeln. Drittens geht es um die betriebstechnischen Aspekte. Vermutlich wird das erste bemannte Raumschiff, das zum Mars fliegen soll, im Erd-Orbit zusammengebaut, weshalb die Erfahrungen mit der ISS uns auch hier unschätzbare Dienste leisten werden.“ Er geht davon aus, dass das Leben und Arbeiten auf der ISS nicht sehr verschieden von dem sein wird, was er von der russischen Raumstation Mir her in Erinnerung hat. „Die Unterschiede von einer Raumstation zur anderen sind gering. Aus technischer Sicht hat das Innere des russischen Segments der ISS große Ähnlichkeit mit dem der Mir“, sagt er. Der Hauptunterschied ist der, dass an Bord der ISS alles sehr viel moderner ist; außerdem gibt es eine ganze Menge mehr an Geräten. Ferner gibt es zwei Missionskontrollzentren, mit denen die ISS praktisch rund um die Uhr in Kontakt ist; auf der Mir konnten die Kosmonauten nur mit dem russischen Kontrollzentrum und nur auf bestimmten Abschnitten der Umlaufbahn kommunizieren. Ein weiteres Plus ist für Reiter das Essen: Kulinarisch ist alles etwas abwechslungsreicher geworden. Die Speisekarte ist internationaler geworden. Dies, so meint er, sei für Astronauten wichtig, die wie er, viele Monate auf der ISS verbringen. Während des Aufstiegfluges in der USRaumfähre ist Reiter ein „einfacher“ Passagier; seine eigentliche Arbeit beginnt mit dem Erreichen der Umlaufbahn. Dort wird er der Mannschaft bei der Neukonfiguration des Shuttles helfen. Sobald die Discovery an der ISS angedockt hat, was für den dritten Flugtag geplant ist, wird eine seiner ersten Aufgaben darin bestehen, seinen Sitzbezug aus dem Shuttle zu holen und in der Sojus-Rückkehrkapsel zu installieren. Erst wenn dies geschehen ist, wird er zu einem offiziellen Mitglied der ISS- Thomas Reiter Mannschaft. Reiters Hauptaufgabe ist dann das Ausladen des Multi-Purpose Logistics Module (MPLM), eines großen Druckzylinders italienischer Herkunft, der Vorräte enthält. Als Flugingenieur ist Reiter mit den meisten der ISS-Bordsysteme vertraut, kann also seinen russischen und amerikanischen Kollegen bei der Wartung und wenn nötig bei Reparaturen helfen. Eines der Highlights seiner sechsmonatigen Mission ist der zusammen Williams geplante mit Jeffrey Aussenbordeneinsatz. „Wir werden sechs Stunden draußen verbringen und zwei Plattformen mit Materialien montieren, die dann dem Weltraum ausgesetzt sind. Zu einem späteren Zeitpunkt werden diese Plattformen wieder eingeholt, um die Auswirkungen der rauhen Umgebung auf die Werkstoffe zu untersuchen.“ Daneben werden die beiden „Space Walker“ Wartungsaufgaben und ein technologisches Experiment mit einer Infrarot-Kamera durchführen, die auf künftigen Shuttle-Flügen eingesetzt werden kann, um Schäden an den Außenwänden Reiter unternahm 1995 von der Mir Raumstation aus einen Aussenbordeinsatz. zu beobachten. Gefragt nach dem Gefühl der Schwerelosigkeit, beschreibt Reiter dieses als „sehr, sehr angenehm“. „Es ist ein unvergleichliches Gefühl, das Gewicht des eigenen Körpers nicht zu spüren und frei im gesamten Innenraum in allen Richtungen umherzuschweben“, fügt er hinzu. „Der Nachteil ist nur, dass man dabei seine Muskeln nicht braucht, weshalb diese sich zurückbilden und schwächer werden. Auch die Knochen leiden unter der Schwerelosigkeit: Mit dem Eintritt in den Weltraum beginnen sie Kalzium zu verlieren; dadurch werden sie spröde. Außerdem werden das zentrale Nerven- und das Immunsystem in Mitleidenschaft gezogen – eine Folge der kosmischen Strahlung. All diese Effekte müssen wir besser verstehen lernen. Naturwissenschaftler, die sich mit der Bekämpfung bestimmter Krankheiten beschäftigen, können die speziellen Bedingungen, die auf der Erdumlaufbahn herrschen, als eine Art Testumgebung nutzen. Dies könnte Schlüsse auf die innern Abläufe bei diesen Krankheiten zulassen und beim Entwickeln von geeigneten Therapien helfen.“ Reiter gab seiner Hoffnung Ausdruck, seine Erfahrungen auf der ISS mit möglichst vielen Menschen zu teilen. „Der Blick auf die Erde von da oben ist etwas Unvergessliches. Ich hoffe, dass es viel mehr Menschen in Zukunft geben wird, die das erleben können. Die ISS hat eine wichtige Rolle zu spielen, nicht nur wegen der wissenschaftlichen Ergebnisse der Experimente, sondern auch, weil sie eine Kooperation zwischen verschiedenen Nationen ermöglicht, wie es sie bisher auf diesem Niveau nicht gegeben hat.” Die sieben Astronauten der Space Shuttle-Mission STS-121 (von links): Stephanie Wilson, Michael Fossum, Steven Lindsey, Piers Sellers, Mark Kelly, Thomas Reiter und Lisa Nowak. Veröffentlicht durch: Erasmus-Zentrum, Direktion für bemannten Raumflug, Schwerelosigkeitsforschung und Planetenerkundung, ESA/ESTEC, Keplerlaan 1, NL-2201 AZ Noordwijk. Fotos: ESA, Ducros, NASA Text & Design: simcomm-europe.com Deutsche Übersetzung: alphacrc.com, D. Isakeit (ESA) Weiterführende Informationen: Tel: +31 (71) 565 6616. Fax: +31 (71) 565 8008. Besuchen Sie die ESA-Astrolab-Webseiten – www.esa.int/astrolab und www.spaceflight.esa.int/astrolab www.esa.int/spaceflight www.spaceflight.esa.int