Astrolab news

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