SpaceX fliegt Horizons-Experimente zur ISS

Am 02. April 2018 ist um 22:30 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit (16:30 Uhr Ortszeit) eine Falcon-9-Trägerrakete mit einer US-amerikanischen Dragon-Kapsel an Bord vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida zur ISS gestartet. Dort andocken wird das Versorgungsraumschiff am 04. April.

Damit sind die ersten Experimente für die Horizons-Mission mit dem deutschen ESA-Astronauten Alexander Gerst auf dem Weg zur Internationalen Raumstation. Die Kapsel Dragon enthielt neben Versorgungsgütern wie Lebensmitteln und Kleidung für die Astronauten auch Nutzlasten für die Forschung. Darunter befanden sich auch die Experimente Myotones, MetabolicSpace, SPACETEX-2 und ASIM sowie die Zeitkapsel des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Gerst soll am 06. Juni 2018 mit einer Sojus-Rakete vom Startplatz Baikonur zur ISS starten und dort 187 Tage – bis zum 10. Dezember – leben und arbeiten. Auf seiner zweiten Langzeit-Mission wird er nicht nur zahlreiche Experimente durchführen, sondern ab August der erste deutsche Kommandant der Raumstation sein.

Myotones zu Muskel- und Knochenschwund im All

Myotones ist eines der medizinischen Experimente, an denen Alexander Gerst teilnehmen wird. Wissenschaftler der Berliner Charité und der Universität von Southampton wollen damit die biomechanischen Eigenschaften des ruhenden menschlichen Muskels untersuchen. Um den Muskel- und Knochenschwund im All zu verhindern, trainieren Astronauten mindestens eineinhalb Stunden täglich. Aber wie effektiv ist dieses Training, und wie werden dadurch die biomechanischen Eigenschaften der Muskulatur beeinflusst? Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, benutzen die Astronauten auf der Horizons-Mission mit MyotonPRO ein Gerät, das es in ähnlicher Form bereits auf der Erde gibt und das nun für den Flug ins Weltall optimiert wurde.

Bei der Untersuchung gibt das etwa Smartphone-große Gerät einen kurzen Druckimpuls auf den Körper ab und kann aus der Reaktion des Gewebes auf diesen Impuls Informationen über die Elastizität, Steifigkeit und Eigenspannung (Tonus) des ruhenden Muskels errechnen. Die Ergebnisse des Experiments werden nicht nur für die astronautische Raumfahrt genutzt, sondern sollen in Zukunft in die Rehabilitation nach Knochenbrüchen einfließen.

MetabolicSpace – Gesundheits-Check ohne Kabelsalat

Beim Experiment MetabolicSpace des Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Dresden handelt es sich um ein am Körper tragbares Analysesystem für Körper- und Stoffwechselfunktionen. Es soll die Überwachung und Auswertung des Astronautentrainings auf der ISS in Zukunft deutlich erleichtern und verbessern. Bisherige Mess-Systeme konnten nicht direkt am Körper getragen werden, Kabel und Schläuche behinderten die Astronauten beim Training und waren nur für kurze Zeit einsetzbar.

MetabolicSpace hingegen ist ein Gurt, der mit Messelektronik und Sensoren ausgestattet ist und der beim Training über der Kleidung getragen werden kann. Die Daten werden dann an einen Laptop gesendet und können dort ausgewertet werden. Die Sensoren ermitteln dabei neben den Atemgasen auch die Atmungsfrequenz, den Herzschlag und die Körpertemperatur. MetabolicSpace ist geeignet, um die Gesundheit und körperliche Fitness von Astronauten zu überwachen, könnte aber zukünftig auch im Bereich des Weltraumtourismus oder für die Diagnose von Patienten und Sportlern eingesetzt werden.

Funktionskleidung gegen Hitzestau: SPACETEX-2

Den Komfort von Astronauten während des Trainings verbessern will auch das Experiment SPACETEX-2. Diese speziell für die ISS entwickelte Funktionskleidung wurde von einem Forschungsverbund aus dem Hohenstein Institute, der Charité Berlin und dem DLR entwickelt. Wenn die Astronauten ihr Sportprogramm absolvieren, so ist der Wärmeaustausch an der Körperoberfläche durch die Schwerelosigkeit verändert. Es kommt sehr schnell zu einem Hitzestau, und die Körpertemperatur steigt auf eine Höhe von über 39 Grad Celsius.

Um Gesundheitsschäden vorzubeugen ist es daher wichtig, den Wärmeaustausch durch Kleidung aus neuen Hightech-Stoffen zu optimieren. Das Vorgängermodell des Experiments, SPACETEX, war bereits erfolgreich bei der Blue-Dot-Mission im Jahr 2014 eingesetzt worden. Die Textilien von SPACETEX-2 konnten aufgrund der damaligen Ergebnisse verbessert werden und müssen nun einem neuen Test unter Weltraumbedingungen standhalten.

Gewitterstürme in der oberen Erdatmosphäre

Seit vielen Jahren beobachten Wissenschaftler ein besonderes Phänomen: Gewitterstürme, die sich in den hohen Bereichen der Erdatmosphäre abspielen. Besonders in den darüber liegenden Schichten werden dabei elektrische Entladungen frei, die von der Erde aus schwer zu erforschen sind. Hierbei soll das ESA-Experiment ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor) helfen, das auf die untere Außenplattform des Columbus-Labors montiert wird. Von dort aus soll ASIM mindestens zwei Jahre lang die Wechselwirkung zwischen Gammastrahlung, Blitzen und Entladungen in der Hochatmosphäre beobachten. Das langfristige Ziel ist es, neue Erkenntnisse zum Einfluss dieser Größen auf die Erdatmosphäre und das Klima zu gewinnen.

Aus der Gegenwart in die Zukunft: die Zeitkapsel

Neben den Experimenten befindet sich auch das ESA-DLR PR-Paket an Bord der Dragon-Kapsel. Dieses beinhaltet unter anderem die Zeitkapsel: Diese Aluminiumkugel, die von Auszubildenden des DLR gefertigt wurde, enthält die Wünsche und Zukunftsvorstellungen von Schülerinnen und Schülern aus ganz Deutschland. Diese konnten ihre Vorschläge im Rahmen der Aktion „Projekt_4D“ des Jugendportals DLR_next und der Stiftung Lesen beim DLR einreichen. Auf dem Speicherdatenträger im Inneren der Kapsel befinden sich außerdem Slices of Life – Fotos, die von den Social Media Nutzern des DLR zugesendet wurden und vom Alltag der Menschen heute erzählen. Alexander Gerst wird die Zeitkapsel auf der ISS versiegeln und nach seiner Rückkehr der Stiftung Haus der Geschichte in Bonn übergeben, wo sie 50 Jahre lang verwahrt wird, bevor sie im Jahr 2068 wieder geöffnet wird.

Mit dem Falcon-9-Start aus dem Hause SpaceX des des Tech-Gründers Elon Musk hat die Transportserie mit Experimenten und Materialien für die Horizons-Mission begonnen. Am 20. Mai 2018 soll ein Cygnus-Raumtransporter von Wallops Island zur ISS starten. Mit an Bord werden etwa die Experimente Cold Atoms Lab (CAL), MARCONISSTA und MFX-2, sowie eine EML High-Speed-Kamera sein. Für den 28. Juni ist der Start einer weiteren Falcon-9-Rakete mit neuen Versorgungsgütern und Experimenten von Cape Canaveral geplant.

Bilder zur Mission

Start Falcon-9-Trägerrakete mit Dragon-Kapsel von Cape Canaveral: 02. April 2018 ist um 22:30 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit (16:30 Uhr Ortszeit) eine Falcon-9-Trägerrakete mit einer US-amerikanischen Dragon-Kapsel an Bord vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida zur ISS gestartet. Die Kapsel enthielt neben Versorgungsgütern für die Astronauten auch Nutzlasten für die Forschung wie die Experimente Myotones, MetabolicSpace, SPACETEX-2 und ASIM sowie die Zeitkapsel des DLR für die Horizons-Mission.

Alexander Gerst beim Training mit MetabolicSpace und SPACETEX-2: Bei Voruntersuchungen zur Horizons-Mission testet der deutsche ESA-Astronaut Alexander Gerst die Experimente MetabolicSpace und SPACETEX-2. MetabolicSpace ist ein am Körper tragbares Analysesystem für Körper- und Stoffwechselfunktionen, das die Überwachung und Auswertung des Astronautentrainings auf der ISS in Zukunft deutlich erleichtern soll. Die speziell für die ISS entwickelte Funktionskleidung SPACETEX-2 soll den Wärmeaustausch an der Körperoberfläche optimieren.

Künstlerische Darstellung von ASIM auf dem Columbus-Modul der ISS: Das Experiment ASIM soll mindestens zwei Jahre lang die Wechselwirkung zwischen Gammastrahlung, Blitzen und Entladungen in der Hochatmosphäre der Erde beobachten. Die Darstellung zeigt das auf dem Columbus-Modul der ISS installierte Gerät (untere Apparatur).