12.10.2010 / Autor: Günther Glatzel Raumfahrt > ISS

Expedition 20

Die Mission der 20. Stammbesatzung der Internationalen Raumstation

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Missionsdaten

Emblem

Missionsemblem
Beginn:29. Mai 2009
Ende:11. Oktober 2009
Dauer:135 Tage
EVA:1,5
Besatzungsmitglieder

Besatzungsmitglieder

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v.l.n.r. vorne: Frank De Winne, Gennady Padalka, Roman Romanenko hinten: Robert Thirsk, Michael Barratt, Nicole Stott, Tim Kopra, Koichi Wakata
Bilder: NASA
Als das Raumschiff Sojus-TMA 15 am 29. Mai am unteren Kopplungsstutzen des Moduls Sarja ankoppelte, waren Raumfahrer aller beteiligten Organisationen (CSA, ESA, JAXA, NASA und RSA) an Bord der Internationalen Raumstation. Mit dieser erstmals sechsköpfigen Besatzung begann außerdem die Hauptnutzungsphase der ISS, die bis 2020 ausgedehnt werden sollte.

Bis dahin war man in erster Linie mit dem Aufbau und der Wartung der Station beschäftigt. Mit der Aufstockung der Besatzung blieb viel mehr Zeit für deren eigentliche Aufgabe: sie wurde zum höchsten Experimentallabor der Welt.

Bereits für die Expedition 20 waren mehr als 150 Experimente auf vielfältigen Gebieten geplant. Dazu gehörten Lebenswissenschaften, Technologie, Materialwissenschaft, Biologie, Geophysik, Erdfernerkundung, Astronomie und Kosmologie, Bildung sowie kommerzielle Untersuchungen. Dazu verfügte die ISS über 3 Labormodule sowie weitere Experimentierplätze in anderen Modulen. Aufwändig waren auch die Einrichtungen zur Sicherung des Lebens und Komforts für die Menschen, die Steuerungsanlagen, die Energieversorgung und Datenübertragung. Viele Systeme sind redundant, da sie in mehreren Teilen der Station vorhanden sind. Manches wurde gemeinsam entwickelt, vieles soll gemeinsam genutzt werden.

So wurde das erste Modul der Station, Sarja, von Russland entwickelt und gebaut aber von den USA finanziert. Verbindungsknoten im US-basierten Teil wurden in Italien gefertigt, dafür erhält die ESA Nutzungsrechte in der ganzen Station. Die Russen transportieren auch Menschen und Material für die NASA, dafür beziehen sie Energie von den großen Solarzellenpaneelen an der Integrated Truss Structure. Der ESA-Manipulator ERA wird am russischen Mehrzweckmodul operieren, Kopplungsaggregate an den Space Shuttles und einige am US-Teil der Station stammen aus Russland, dafür verwendet man vom russischen Segment aus häufig Breitbandverbindungen für Video oder Internet über US-Satelliten. Die Liste ließe sich sehr lange fortsetzen.

NASA-TV

Sojus-TMA 15 im Anflug
NASA-TV

Erste Videokonferenz mit der internationalen Presse.
(beide Bilder: NASA-TV)
Das am 27. Mai 2009 gestartete Raumschiff Sojus-TMA 15 koppelte zwei Tage später gegen 12:36 Uhr UTC erfolgreich an der ISS an. Knapp 2 Stunden später wurden nach ausgiebigen Dichtheitstests die Luken zwischen beiden Raumfahrzeugen geöffnet und die Neuankömmlinge willkommen geheißen. Beim ersten Videotermin wurden Grüße und Glückwünsche rund um die Welt ausgetauscht, vor allem kamen Verwandte der Raumfahrer zu Wort. Anschließend absolvierten die Raumfahrer ihr Sicherheitsbriefing und begannen mit der Arbeit.

Auf der Erde hingegen wurden die neue Nutzungsphase von Offiziellen der Raumfahrtagenturen gewürdigt und Zukunftsperspektiven diskutiert. Dabei wurde u. a. auch einer Veröffentlichung widersprochen, Russland verfolge Pläne, das eigene Segment von der ISS abzukoppeln. Man wolle vielmehr die ISS in ihrer Gesamtheit so lange wie möglich effektiv nutzen.

Koichi Wakata, der bereits längere Zeit auf der ISS weilte, wurde nach zwei Wochen durch Timothy Kopra ersetzt, der später seinerseits von Nicole Stott abgelöst wurde. Alle anderen Mitglieder der ISS-Expedition 20 arbeiteten bis zur Ablösung von Padalka und Barratt Anfang Oktober gemeinsam.

Gennadi Padalka und Michael Barratt absolvierten am 5. Juni einen ersten Ausstieg zur Vorbereitung der automatischen Ankopplung eines neuen Ausstiegs- und Kopplungsmoduls an Swesda-Zenit. Dabei montierten sie zwei Antennen für das Rendezvous-System. Der Ausstieg dauerte von 7:52 Uhr bis 12:46 Uhr UTC, also knapp 5 Stunden. Er begann allerdings rund eine Stunde später als geplant, da die neuen Orlan-MK-Raumanzüge bereits vor dem Ausstieg erhöhte Werte für die Konzentration an Kohlenstoffdioxid (CO2) anzeigten. Die beiden Raumfahrer fühlten sich aber vollkommen normal, so dass man die Arbeiten schließlich wie geplant ausführte. Für Padalka war dies der siebente Außenbordeinsatz, Barratt stieg zum ersten Mal aus.

NASA-TV

Das Ausstiegsmodul Pirs mit den beiden Teleskopkranarmen
(Bild: NASA-TV)
Zunächst montierten die beiden Raumfahrer eine Antenne zur Messung der Lage des anfliegenden Kopplungspartners am oberen Teil von Swesda und verlegten ein Kabel zu Stromversorgung und Datenübertragung. Danach folgte die Installation einer zweiten Antenne direkt auf dem Kopplungsstutzen. Aus den Signalen dieser Antenne lassen sich Angaben über Entfernung, Relativgeschwindigkeit und Rollbewegungen des anfliegenden Raumfahrzeugs ermitteln. Damit werden dann notwendige Korrekturmanöver errechnet. Die Ankunft des MIM 2 (für Kleines Forschungsmodul 2) genannten neuen Moduls, war für November geplant.

Mit MIM 2 stand dann eine vierte Andockstelle für Raumschiffe mit den entsprechenden Kopplungsaggregaten zur Verfügung. Außerdem sollte das Modul später als Luftschleuse bei Außenbordarbeiten fungieren. Bisher ist Pirs dafür zuständig. Das Modul wurde bereits 2001 an der ISS angekoppelt und hat seine vorgesehene Funktionsdauer überschritten. Es bleibt aber wahrscheinlich bis kurz vor der Ankunft des deutlich größeren Mehrzweckmoduls MLM 2011 oder 2012 in Betrieb.

Nach der Montage und dem Anschluss beider Antennen schwenkte Gennadi Padalka einen der Strela-Teleskopmasten am Modul Pirs nach oben. Michael Barratt klinkte sich an dessen Ende ein und wurde anschließend etwa 10 Meter über die Station gehoben. Hier fertigte er einige Fotos an, vor allem von den gerade neu installierten Antennen. Anschließend wurde der Teleskoparm wieder eingefahren und gesichert und die beiden Raumfahrer begaben sich zurück zur Schleuse.

Für die Neuankömmlinge Roman Romanenko, Robert Thirsk und Frank de Winne startet der halbjährige Aufenthalt auf der Station mit ausgiebigen medizinischen Tests. Zu Beginn der Anpassung an die Schwerelosigkeit vollziehen sich einige Veränderungen ziemlich schnell, man muss also deren Ausgangsniveau rechtzeitig erfassen. Dazu gehören Muskelvolumen, Knochen- und Körpermasse, verschiedene Parameter des Herz-Kreislauf-Systems, die Zahl der roten Blutkörperchen aber auch psychologische Gegebenheiten wie Schlaf-Wach-Rhythmus oder Stressbelastbarkeit und Stimmung. Zu deren Untersuchung dienten u. a. die Experimente SLEEP, 3D Space, Sonokard, BISE, Pilot-M oder Nutrition. In der Anfangsphase wurden außerdem beinahe täglich persönliche medizinische Konferenzen abgehalten, bei denen jeder Raumfahrer einzeln und vertraulich mit Ärzten reden konnte.

Den Neuankömmlingen wurden während der ersten Tage etwa 7 Stunden Zeit gegeben, sich mit den Gegebenheiten der Station vertraut zu machen. Die übrige Zeit war bereits mit Stationsroutine, Sport und experimenteller Arbeit gefüllt. Wartungsaufgaben an Bord der Station betrafen in erster Linie Systeme zur Lebenserhaltung wie Sauerstoffgenerator, Kohlenstoffdioxidabsorber, Ventilatoren, Wasserkreisläufe und Toilette aber auch die Sportgeräte, bei denen recht oft kleinere und größere Fehler behoben werden mussten. Betreute Experimente waren u. a. Rastenija 2 im Lada-Gewächshaus (Pflanzenwachstum), BCAT-4 (Verteilungsmuster von Partikeln in zähen Flüssigkeiten) in einer Kristallisationsapparatur und biologische Untersuchungen in der Cell Biology Experiment Facility (Zellbiologie).

Die Raumfahrer selbst führten verschiedene biomedizinische Experimente aus. Bei 3D Space ging es um Untersuchungen zur These, dass veränderte visuelle Wahrnehmung auch die Motorik beeinflusst. Das Experiment NeuroSpat beschäftigte sich ebenfalls mit Veränderungen der visuellen und räumlichen Wahrnehmung im Verlaufe längerer Raumflüge. Dazu wurden während verschiedener Tests die Hirnströme gemessen. Reaktionen auf Stress bzw. die schnelle und zuverlässige Einschätzung des psychischen Befindens eines Raumfahrers wurden mittels Pilot-M bzw. Tipologija untersucht. Bei Pilot-M wurde eine Flugsimulation mit Zeitvorgaben durchgeführt. Dabei wurde ein EEG aufgezeichnet. Tipologija hingegen beinhaltete Farbtests und Computerspiele (Minesweeper und Tetris). Auch hier wurde über Hirnströme das Stresslevel des Probanden eingeschätzt.

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Arbeit mit BISE (Bild: NASA-TV)
Bodies in the Space Environment (BISE) untersuchte mittels PC und einer „Brille“, mit der alles außer dem Bildschirm ausgeblendet wird, wie Raumfahrer in der Schwerelosigkeit oben und unten empfinden. Dazu sahen die Probanden die Buchstaben p und d, die ja praktisch um 180° gedreht einander entsprechen und mussten kurzfristig entscheiden. Präfrontale Hirnfunktionen und räumliche Wahrnehmung waren genauso Forschungsgegenstand wie der Einfluss der Gravitation auf Hirnaktivitäten.

Am 29. Mai fiel für etwas mehr als 4 Stunden die direkte Kommunikation zwischen den Kontrollzentren in Houston und Moskau aus. Dies lag an einem defekten Glasfaserkabel in Finnland, wie später festgestellt werden konnte. Während der Ausfallzeit half das deutsche Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen aus.

Im Laufe mehrerer Tage wurde, überwacht von der Erde, die Aufladung der Station durch Reibung vor allem der großen Solarzellenflächen mit der Restatmosphäre ermittelt. Dazu wurden die Solarzellenflächen senkrecht gestellt, so dass sie für die Reibung die größte Fläche boten. Spezielle Einrichtungen sorgen dann normalerweise dafür, dass ein Teil dieser Ladung wieder an das umgebende, dünne Plasma abgegeben wird. Zur Messung waren die Langmuir-Sonden auf Swesda und Columbus aktiviert. Interessant war die Aufladung vor allem im Zusammenhang mit der Ankunft des ersten japanischen Transportraumschiffes HTV, die für September geplant war.

Roman Romanjenko trug zeitweise Oberschenkelmanschetten, um einen größeren Teil des Blutes in den unteren Extremitäten zu halten. Da der Kreislauf auf der Erde gegen die Schwerkraft verstärkt Blut nach oben pumpt und dies vom Körper auch im Weltall ohne Schwerkraft fortgeführt wird, ergeben sich verschiedene unangenehme Folgen. Dazu gehören Schwindel, Nasenverstopfung, ein aufgedunsenes Gesicht (Puffy Face), Schmerzen bei Augenbewegungen, Übelkeit und Erbrechen. Das Tragen der Manschetten könnte möglicherweise die Anpassung an die Schwerelosigkeit erleichtern. Im Rahmen von Integrated Cardiovascular wurden auch Ultraschallbilder vom arbeitenden Herzen gemacht. Über Urin-, Speichel- und Blutproben (Experiment Nutrition) lassen sich Erkenntnisse über Veränderungen der Knochenmasse und der Wirksamkeit dagegen eingenommener Medikamente ableiten. Eine "anstrengende" Untersuchung musste Roman Romanjenko erstmals über sich ergehen lassen. Während einer anderthalbstündigen Phase (Experiment Pnevmokard), die er ohne Bewegungen oder Unterhaltung in völliger Ruhe zubringen musste, wurden EKG, Puls, Blutdruck, Durchblutung, elektrischer Widerstand oder Atemfrequenz gemessen.

Am 1. Juni führte die Besatzung ein zweistündiges Notfalltraining aus. Dazu gehörte, dass man Luken so schnell wie möglich schließen kann und weiß, wo sich Feuerlöscher oder Atemmasken befinden. Außerdem wurde Sauerstoff zur Auffrischung der Atmosphäre aus einem speziellen Tank an Bord von Progress-M 02M in die Station gepumpt. Am Freitag wurden turnusmäßig Feuermelder und -löscher kontrolliert.

Am 8. und 9. Juni wurde Dextre, der Special Purpose Dexterous Manipulator (SPDM), von der Erde aus gesteuert mittels Space Station Remote Manipulator System (SSRMS) vom Mobile Service System PDGF 2 an die Außenseite des US-Labors Destiny verlegt. Der Stationsmanipulator selbst wurde an der Power & Data Grapple Fixture (PDGF) am Modul Harmony stationiert. Von hier aus wird der Canadarm 2 während der Mission STS 127 operieren.

Am 10. Juni absolvierten Gennadi Padalka und Michael Barratt ihren zweiten Ausstieg, der eigentlich keiner war. Sie wechselten im Kopfteil des Swesda-Moduls einen Lukendeckel gegen einen Kopplungskonus. Dadurch wurde das Andocken eines speziellen Progress-Frachters möglich, der im November ein neues Modul zur Internationalen Raumstation bringen sollte.

Frank de Winne und Robert Thirsk hingegen beschäftigten sich im Rahmen eines monatlichen Gesundheitschecks (PFE) u. a. mit mit einem Belastungs-EKG, Koichi Wakata trug am 11. und 12. Juni Sensoren und Aufzeichnungsgerät für ein 24-Stunden-Langzeit-EKG (Experiment BIORHYTHM). Ebenfalls Bestandteil des medizinischen Programms waren Hörtests, das Ausfüllen von Fragebögen zur Ernährung (FFQ), zur Interaktion in der Station und mit Bodenstellen (Wsaimodeistwije) sowie zur Erfassung von Veränderungen kognitiver Leistungen bei Langzeitaufenthalten im Weltraum (WinSCAT, BISE) und zu Auswirkungen wechselnder Lichtbedingungen auf den Tag-Nacht-Rhythmus (SLEEP).

NASA

Der Ätna aus dem All (Bild: NASA)
Gegenstand von Erdbeobachtungen (Crew Earth Observation, Uragan, Ekon und Seiner) waren u. a. Aral- und Issyk-kul-See (Usbekistan bzw. Kirgisistan), der Ätna (Italien), das Terski-Hochland zwischen Schwarzem und Kaspischem Meer (Russland), die Städte Sewastopol (Ukraine), Madrid, Istanbul, die Inseln Madeira, Galapagos und Darwin, Fischfanggebiete an der Nordwestküste von Afrika sowie die Raumfahrtstartplätze Baikonur und Cape Canaveral. Amateurfunkkontakt bestand zu Bildungseinrichtungen in Japan, China und Belgien. Padalka und Romanjenko wurden außerdem vom chinesischen Fernsehen CCTV interviewt. Dabei ging es um die Vorbereitung einer Fernsehsendung anlässlich des 60. Jahrestages der Unterzeichnung eines Freundschaftsabkommens zwischen China und der damaligen Sowjetunion am 14. Februar 1950.

Koichi Wakata absolvierte den dritten Teil der Experimentierreihe "Try Zero G". Hierfür waren von interessierten Japanern verschiedene Experimente vorgeschlagen worden, darunter auch das Fliegen auf einem Teppich in der Schwerelosigkeit. Diesmal ging es aber um Gemeinsamkeinkeiten und Unterschiede bei verschiedenen Situationen mit und ohne Ventilatoren.

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Wartungsarbeiten am Laufband
(Bild: NASA-TV)
Reparatur- und Wartungsarbeiten wurden vor allem an Sportgeräten, am amerikanischen Sauerstoffgenerator und an allen Lebenserhaltungssystemen der Station vorgenommen. Weitere Arbeiten beschäftigten sich mit der Nachbereitung des "internen Ausstiegs" vom 10. Juni sowie der Vorbereitung der Ausstiege der Endeavour-Crew, vor allem dem Aufladen von Batterien, dem Bereitlegen von Werkzeugen und der Überprüfung der Funktionsfähigkeit. Die Luke zum an Pirs angekoppelten Progress-Frachter wurde wieder geöffnet, das Raumschiff weitgehend deaktiviert und an die Steuerung, Stromversorgung und Wärmeregulierung der Station angeschlossen. Zuvor war das Frachtschiff aktiviert worden, um im Falle einer dauerhaften Dekomprimierung von Pirs abflugbereit zu sein.

Zu den weiteren medizinischen Vorhaben gehörten die Untersuchung der Wirksamkeit einer neuen Medikamententherapie gegen den bisher unaufhaltsamen Knochenabbau in der Schwerelosigkeit (Experiment Bisphosphonates), die Anpassung des Biorhythmus' an die veränderten Gegebenheiten in der Station (Biorhythm), Anpassungen im Stoffwechsel und in der Arbeit des Herz-Kreislauf-Systems (Sonokard, CARD, Integrated Cardiovascular, Nutrition) sowie Hörtests. Im Rahmen einiger Untersuchungen wurden 24 Stunden lang Urinproben genommen sowie EKG-Aufzeichnungen angefertigt. Außerdem wurden Blutproben entnommen und eingefroren.

Aufgrund eines stark erhöhten Laufgeräusches eines Ventilators im GLACIER-Kühlapparat wurde dieser zunächst abgeschaltet und darin enthaltene Proben in ein anderes Kühlsystem (MELFI) verlegt. Endlich gelang dagegen die vollständige Wiederherstellung des Systems von Navigations- und Steuerungscomputern im Service-Modul Swesda. Die Computer stammten aus Deutschland und waren in dreifacher Ausführung vorhanden. Eines der drei Systeme war in den letzten Monaten ausgefallen, mehrere Reparaturversuche brachten keine Verbesserung. Am 17. Juni wurde nun die Kette 1 ausgetauscht. Nach einer ausgiebigen Überprüfung von der Erde aus, konnte einen Tag später vermeldet werden, dass das System nun wieder komplett einsatzbereit ist.

Nach den Außenbordeinsätzen Anfang Juni wurde im Ausstiegsmodul Pirs nun wieder das Experiment Matrjoschka-R in Betrieb genommen. Dazu wurde es mit neuen Blasendetektoren ausgestattet und die Elektronikbox Lulin 5 aktiviert. Blasenkammern können nicht nur die Anzahl und Energie der eintreffenden Partikel anzeigen sondern auch deren Flugrichtung. Matrjoschka-R ist eine mehrschichtige Puppe, in die in mehreren Lagen verschiedene Detektoren für Teilchen- und elektromagnetische Strahlung eingearbeitet sind. Damit kann man feststellen, welche Strahlungsdosen auch im Inneren des simulierten menschlichen Körpers wirken. Außerdem gab es über die gesamte Station verteilt eine Vielzahl weiterer Dosimeter. Bei Außenbordarbeiten tragen die Raumfahrer zusätzliche Messgeräte, deren Dosis vor und nach dem Event abgelesen werden. Aus Deutschland stammte die ERNObox, in der verschiedene Strahlungsmessgeräte eingebaut waren. Die Box, in der ein neuentwickelter SPARC-Prozessor (LEON 2), programmierbare Hilfsprozessoren (FPGA) und neuartige mikromechanische Systeme ihre Arbeit verrichteten, funktionierte allerdings nach einem Software-Update nicht mehr korrekt.

Im Rahmen verschiedener Erdbeobachtungsexperimente (Crew Earth Observation, Uragan, Seiner) wurden u. a. die Städte Baikonur (Kasachstan), Sofia (Bulgarien), Jakarta (Indonesien), Kairo (Ägypten), München, Rom und Lahorc (Pakistan) sowie der Vesuv (Italien), die Coast Mountains (Kanada), Einschlagskrater in Libyen und die Nazca-Linien fotografiert. Außerdem wurden Aufnahmen von Fischereizonen nordwestlich von Afrika gemacht.

Das Sauerstoffzuführungssystem Elektron im russischen Modul Swesda wurde nach Arbeiten am fehlerhaft arbeitenden Telemetriesystem BITS2 mehrmals über Nacht deaktiviert und am Morgen wieder eingeschaltet. Auch sonst wurde der Luftqualität große Beachtung geschenkt. Es existierten mehrere Messeinrichtungen, welche die Belastung mit potentiell schädlichen Substanzen untersuchten. Beispielsweise wurde damit nach Spuren von Vinylchloriden, Ethanol und Ethylenoxid gefahndet.

Zur Messung der Lärmbelastung wurden sogenannte akkustische Dosimeter verwendet. Diese messen und summieren die Geräuschpegel, denen die Raumfahrer im Verlaufe von 24 Stunden ausgesetzt sind. Dazu dienten ein Mikrofon am Kragen und Elektronik am Handgelenk, ähnlich einer Armbanduhr. Zusätzlich verwendete man stationäre Lärmpegelmesser. Derartige Messkampagnen werden zweimal pro Expedition durchgeführt.

Ein anderes umfassendes Experiment, Braslet-M, befasste sich mit der Messung des Blutvolumens und Veränderungen in Herzfunktion und Blutbewegung. Dazu wurde ein Ultraschallgerät u. a. zur Erfassung von Echokardiogrammen verwendet. Gemessen und aufgezeichnet wurden die Aktivität des Herzens, der Blutdurchfluss im Herzen und in den unteren Extremitäten. Das Experiment bestand aus verschiedenen Untersuchungen, die in internationaler Kooperation entwickelt wurden.

Weitere Experimente Ende Juni waren Bisphosphonates, Pnevmokard, BISE, Integrated Cardiovascular, Rastenija 2, Matrjoschka, CGBA, eNose, SPICE, Pilot-M/Neuro, Wsaimodeistwije, Tipologija und Expert. Außerdem liefen an der Außenseite der Station mehrere Experimente automatisch ab. Hin und wieder mussten hier Daten gesichert und zur Erde übertragen werden.

Am 22. Juni wurden am Batteriekomplex 2 im Modul Sarja Lade-/Entladeeinheit und Steuerungselektronik gewechselt. Letztere überwacht insgesamt 49 Parameter, um die Batterien optimal und möglichst lange nutzen zu können. Sarja verfügt über 6 derartige Batterieeinheiten. Am 23. Juni wurde damit begonnen, das Nachfüllen von Kühlmitteln in den Modulen Destiny, Columbus und Kibo nachzuholen. Außerdem wurde der Kopplungsmechanismus zwischen Pirs und dem angedockten Transportraumschiff Progress-M 02M demontiert. Der 33. Progress-Frachter der ISS koppelte am 30. Juni ab und wurde zuvor mit Abfällen und nicht mehr benötigten Geräten beladen. Progress-M 02M wurde am 8. Mai gestartet und hatte nach gründlicher Überprüfung der Systeme erst am 13. Mai an der Station angedockt. Der Frachter verfügt über eine digitale Steuerung und testete Mitte Juli die neu installierten Rendezvoussysteme an Swesda-Zenit. Erst danach wurde er in den dichten Schichten der Erdatmosphäre zum Verglühen gebracht.

Am 24. Juni wurde im Raumschiff Sojus-TMA 14, mit dem Gennadi Padalka, Michael Barratt und der nächste Weltraumtourist, der Kanadier Laliberté, zur Erde zurückkehrten, eine Kühl- und Luftentfeuchtungseinheit ausgetauscht. Hier hatte bereits während des Fluges zur Station ein Ventilator seinen Dienst versagt, so dass auf eine Backupeinheit umgeschaltet werden musste. Die angedockten Sojus-Raumschiffe sind 6 Monate lang ständig in Betrieb, da sie in Notfällen für eine sofortige Rückkehr zur Erde benutzt werden. Zuvor hatte man von der Erde aus einen Reboost-Test mit den Triebwerken des angekoppelten Frachters durchgeführt.

NASA

Die "Innenraumsatelliten" SPHERES
(Bild: NASA)
Im Verlaufe des Tages wurden die drei SPHERES-Innenraumsatelliten (Synchronized Position Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellites) getestet und für einen weiteren Testlauf vorbereitet. Koichi Wakata drehte einen Film, in dem er Unterschiede zwischen den Begriffen Masse und Gewicht erklärte und verdeutlichte. Am 25. Juni wurde Treibstoff aus dem Progress-Raumschiff in die Hochdrucktanks des FGB-Moduls Sarja umgepumpt. Über die ganze Woche verteilt wurden bereits Sauerstoff und Stickstoff aus speziellen Gastanks des Frachters in die Station abgelassen um deren Atmosphäre aufzufrischen. Padalka und Roman Romanenko führten am darauffolgenden Tag einen Test der TORU-Systeme durch. Mittels TORU kann ein an- oder abfliegendes Progress-Raumschiff von Hand aus der Station heraus gesteuert werden. Am Tag zuvor hatte man bereits mittels Computertest die Reaktionen der Akteure in Stresssituationen getestet (Pilot-M/Neuro).

Der Annäherungstest des Raumschiffs Progress-M 02M am 12. Juli verlief erfolgreich. Damit konnte nachgewiesen werden, dass die Radarsysteme, die am 1. Juni von Gennadi Padalka und Michael Barratt während eines Ausstieges installiert und angeschlossen wurden, korrekt funktionierten. Auch der Frachter konnte beweisen, dass seine digitale Steuerung den Anforderungen gerecht wird. Eine Kopplung an diesem Port war nicht vorgesehen und wäre auch nicht möglich gewesen, da sich die Kopplungsaggregate vor allem in ihrer Größe unterscheiden. Swesda-Zenit verfügt über einen größeren Andockring, der für Stationsmodule ausgelegt ist. Im November legte hier das russische Mini-Forschungsmodul MIM 2, das weitgehend mit dem Ausstiegs- und Kopplungsmodul Pirs identisch war, an. Die Annäherung von Progress-M 02M erfolgte von der Erde, also von unten aus. Da die Kopplungsstelle aber an der Oberseite der Station liegt, musste diese zuvor auf den Rücken gedreht werden. Während der Annäherung wurden Videobilder und Daten zur Erde übertragen. Der Anflug wurde außerdem von Bord der Internationalen Raumstation aus überwacht. Diese verfügt dazu über das Fernsteuerungssystem TORU.

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Sojus-TMA 14 wird umgekoppelt.
(Bild: NASA-TV)
Bereits am 2. Juli hatten drei Besatzungsmitglieder der ISS ihr Raumschiff Sojus-TMA 14 bestiegen, vom Heck abgekoppelt und nach wenigen Minuten am zuvor frei gewordenen Port des Moduls Pirs wieder angedockt. Dadurch wurde der Heckstutzen für das nächste Progress-Raumschiff frei. Am Heck angekoppelte Frachter können Bahnanhebungen oder Ausweichmanöver besser durchführen als an einer anderen Andockposition. Sie verfügen dazu, im Gegensatz zu den bemannten Sojus-Raumschiffen, über einen speziellen Treibstoffvorrat.

Die Endeavour brachte während der Mission STS 127 am 18. Juli eine japanische Außenplattform, mehrere Experimente, größere, außen montierbare Ersatzteile, sechs neue Batterien, mit Tim Kopra ein neues Mitglied der ISS-Expedition 20 sowie Versorgungsgüter, Ersatzteile und Experimentiermaterialien zur Internationalen Raumstation. Auf dem Rückweg wurden der Raumfahrer Koichi Wakata, verschiedene Ergebnisse von Experimenten sowie Abfälle mitgenommen. Während der auf 16 Tage angesetzten Mission wurden fünf Außenbordeinsätze durchgeführt.

Tägliche Missionsberichte von STS 127 Endeavour

NASA-Richtlinien sehen aus Sicherheitsgründen vor, dass während der Zeit, in der ein Shuttle an der ISS festgemacht hat, keine anderen Docking-Operationen durchgeführt werden dürfen. Am 29. Juli verließ die Endeavour die Station. Erst dann war der Weg für den bereits am 24. Juli gestarteten Frachter frei. Progress-M 67, ein Frachter "alter" Bauart, koppelte gegen 11:13 Uhr UTC ferngesteuert durch Gennadi Padalka am Heck der Internationalen Raumstation an. Offenbar gab es in der Endphase der Annäherung Probleme mit dem Telemetriesystem. Die Bodenkontrolle empfahl daraufhin die manuelle Steuerung, mit der dem ISS-Kommandanten ein perfektes Ankoppeln gelang. Der 35. russische Frachter brachte insgesamt 2.344 kg Versorgungsgüter, Treibstoffe, Ausrüstungen und Experimentiermaterial zur Station. Ein Teil davon war regulärer Treibstoffs, der für Bahnanhebungen und eventuelle Ausweichmanöver verwendet wurde. Für die Experimente SK IK SVS, Rusalka, Sonocard, Dichanije, Pneumocard, Tipologija, Pilot, Matrjoschka-R, Jinseng 2, Biodegradation, Crystallizer (JAXA), Expert und Pflanzenzucht im Lada-Gewächshaus waren insgesamt 35 kg Fracht dabei.

Mission des Frachters Progress-M 67

Bis Ende August standen wieder wissenschaftliche Forschungen auf verschiedenen Gebieten sowie Wartungsarbeiten im Mittelpunkt der Aktivitäten der Stationsbesatzung. Am 29. August startete die US-Raumfähre Discovery. Hauptnutzlast war das Multi Purpose Logistics Modul (MPLM), mit dessen Hilfe mehr als 7 Tonnen Fracht zur ISS gebracht wurden. Zu den wichtigsten Gegenständen, die an Bord der Raumstation erwartet wurden, gehörte eine zusätzliche Schlafkabine, ein Experimentenschrank, mit dem das Verhalten von Flüssigkeiten im All studiert werden kann, ein weiteres Experiment zur Materialforschung, ein zusätzlicher Gefrierschrank, ein weiterer Luftreiniger sowie ein zweites Laufband. Zusätzlich absolvierte die Besatzung der Discovery drei Außenbordeinsätze, bei denen u.a. ein Ammoniaktank ersetzt und die äußere Verkabelung für das Tranquility-Modul vorbereitet wurden. Neben diesen Aktivitäten nahm Nicole Scott ihren Platz als Besatzungsmitglied an Bord der Internationalen Raumstation ein und löste damit Tim Kopra ab.

Zusammenfassende Meldungen zu Mission STS 128 Discovery

Bildquelle

HTV in Stationsnähe ...
NASA-TV

... und schließlich am "Haken".
(Beide Bilder: NASA-TV)
Das erste japanische Frachtraumschiff H-II Transfer Vehicle zur Versorgung der Internationalen Raumstation startete am 10. September, gegen 17:02 Uhr UTC vom Raumhafen in Tanegashima. Das HTV 1 wurde an der Spitze einer ebenfalls neuen japanischen Trägerrakete, der H II-B, ins All gebracht. Diese Rakete hat gegenüber der H II-A eine deutlich vergrößerte Erststufe sowie 4 seitlich angebrachte Booster zur Unterstützung in der Startphase. Die insgesamt 6 Triebwerke bringen beim Start einen Schub von 8.372 kN, welche die 551 t schwere Rakete beschleunigen. Die H II-B ist in der Lage, 16,5 t Nutzlast in eine erdnahe Bahn oder etwa 8 t in einen Geostationären Transferorbit zu bringen. Das HTV hatte einen niedrigen Erdorbit als Ziel, nämlich den der Internationale Raumstation.

An den darauffolgenden Tagen standen verschiedene Manöver zur Annäherung an die Raumstation und zu Testzwecken an. Die ersten Bahnkorrekturen wurden nach siebeneinhalb bzw. neundreiviertel Stunden Flugzeit durchgeführt. Am 12. September wurde in großem Abstand zur ISS ein Abbruchmanöver simuliert. Nach einer gründlichen Auswertung dieses Manövers wurde das HTV 1 am 16. September in etwa auf die Bahnhöhe der Raumstation angehoben. Am 17. September wurden zwei weitere Manöver ausgeführt, welche den Frachter direkt unterhalb der ISS positionieren. Von hier aus erreichte das Raumfahrzeug durch mehrere weitere Bahnanhebungen und nach Etablierung der direkten Datenkommunikation zwischen HTV und ISS den sogenannten Rendezvous Insertion Point, 500 Meter unter der Station.

Zwei Zwischenstopps in 300 bzw. 30 Metern Entfernung wurden vorgenommen, bevor das HTV 1 gegen 19:30 Uhr UTC den Erfassungspunkt erreichte. Hier verharrte es mittels seiner 32 Düsen relativ zur ISS in einer Ruheposition und wurde mittels Stationsmanipulator wenige Minuten darauf erfasst. Für dieses erstmalige Manöver hatten Nicole Stott und ihre Kollegen an Bord der Internationalen Raumstation in den zurückliegenden Wochen trainiert. Das Manöver gelang problemlos im ersten Versuch. Das Andocken an einem Common Berthing Mechanism an Harmony-Nadir nahm der Kanadier Robert Thirsk vor.

Das HTV 1 brachte insgesamt etwa 2,7 Tonnen Fracht zur Station. Ein Teil davon waren Außenlasten, die in einer speziellen Sektion des Raumfahrzeugs lagerten. Diese wurde am 24. September entladen. Dabei handelte es sich um das japanische Atmosphären-Experiment SMILES (Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder) sowie den zweiteiligen NASA-HREP-Messkomplex HICO & RAIDS. HICO (Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean) diente der Erprobung von Hyperspektralabbildung am Beispiel von Küstenregionen, RAIDS (Remote Atmospheric and Ionospheric Detection System) der Erforschung von Erdatmosphäre und Ionosphäre. Hinzu kam eine ebenfalls außenbords zu benutzender Roboterarmerweiterung für filigrane Tätigkeiten (Small Fine Arm).

Für die Innenfracht (2,04 t) standen etwa 70 Arbeitsstunden zur Verfügung. HTV 1 wurde mit Abfall beladen am 30. Oktober abgekoppelt und verglühte am nächsten Tag nach einem Bremsmanöver wie vorgesehen in den dichten Schichten der Erdatmosphäre. In den kommenden Jahren soll jährlich ein HTV starten und die Station mit Nachschub versorgen.

Zusammenfassende Meldungen zur Mission des HTV 1

Während man im US-basierten Teil der Raumstation mit dem HTV beschäftigt war, beluden die russischen Kollegen den offenbar letzten Progress-Frachter mit analoger Steuerung mit Abfällen. Die Abkopplung erfolgte bereits am 21. September. Progress-M 67 führte noch mehrere Tage lang ein Plasmaexperiment durch, bei dem die Auswirkungen von Triebwerkszündungen auf die umgebende dünne Hochatmosphäre vom Boden aus untersucht wurden.

Jeffrey Williams und Maxim Surajew lösten Gennadi Padalka und Michael Barratt am 3. Oktober als Mitglieder der Stammbesatzung der Internationalen Raumstation ab. Sie koppelten am 2. Oktober mit ihrem Raumschiff Sojus-TMA 16, gegen 8:35 Uhr UTC am Heck der Station an. Mit an Bord war der kanadische Weltraumtourist Guy Laliberté.

NASA-TV

Neun Raumfahrer der ISS-Expeditionen 19/20/21 (Bild: NASA-TV)
Nach Kopplung und Willkommenszeremonie nahmen alle neun an Bord befindlichen Raumfahrer an einer Live-Übertragung teil, bei denen Fragen verschiedener Personen auf der Erde beantwortet wurden. Anschließend ging man wieder an die Arbeit. Während sich Williams und Surajew mit den Gegebenheiten an Bord der ISS vertraut machten, bereiteten sich Padalka und Barratt auf ihre Rückkehr zur Erde vor.

Weitere Aufgaben der gesamten Besatzung waren das Entladen des HTV, die Vorbereitung einiger neuer Experimente, die Installation weiterer Hardware, die mit Shuttle oder HTV eingetroffen waren, die Betreuung laufender Experimente sowie die vielen Routinearbeiten, die für den Betrieb der Station erforderlich sind. In den letzten Tagen wurde beispielsweise das zweite Laufband (COLBERT) zusammengebaut und auf seinen turnusmäßigen Einsatz vorbereitet sowie neue Hardware in der Microgravity Science Glovebox im ESA-Labor Columbus installiert und getestet.

Die letzte Woche war für die Langzeitflieger Gennadi Padalka und Michael Barratt mit Vorbereitungen auf die Rückkehr zur Erde angefüllt. Dazu gehörten verstärktes sportliches Training sowie das Verstauen von Datenträgern und Experimentproben, die mit auf die Erde genommen werden. Außerdem wurden die Systeme des Sojus-Raumschiffes wiederholt getestet und alle Manöver, die bei der Rückkehr notwendig sind, an Computern simuliert. Dabei stellte sich heraus, dass ein Triebwerkssensor und ein CO2-Sensor offenbar nicht korrekt funktionierten. Deshalb wurde sicherheitshalber ein zusätzlicher Absorber in das Raumschiff mitgenommen.

Am 10. Oktober übergab Gennadi Padalka offiziell das Kommando über die Internationale Raumstation an Frank de Winne. Dies behielt er als erster ESA-Raumfahrer bis zu seiner Rückkehr im November. Anschließend begaben sich Padalka, Barratt und Laliberté in ihr Raumschiff und verschlossen die Luken. Nach der Überprüfung der Dichtheit legte Sojus-TMA 14 gegen 01:07 Uhr UTC von der Station ab und leitete kurz nach halb Vier das Bremsmanöver ein. Danach wurden Orbitaleinheit und Techniksektion abgetrennt - beide verglühten in den dichten Schichten der Erdatmosphäre - und die Kommandokapsel durch den Luftwiderstand gebremst. Ein ablativer Hitzeschild schützte die Raumfahrer im Inneren der Kapsel vor der dabei enstehenden großen Hitze. In der Endphase des Fluges wurde ein Landefallschirm entfaltet, der dann nicht mehr benötigte Hitzeschutz abgeworfen und unmittelbar vor dem Bodenkontakt mehrere Bremsraketen gezündet. Die Landung erfolgte 04:32 Uhr UTC. Wenige Minuten danach trafen die Bergungsmannschaften am Landeort ein und halfen den Raumfahrern aus der Kapsel.

 
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