04.09.2011 / Autor: Ralf Möllenbeck & Sascha Haupt Raumfahrt > ISS

Expedition 30

Mission der ISS-Expedition 30

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Missionsdaten

Emblem

Missionsemblem
Beginn: 22. November 2011
Ende:30. April 2012 (geplant)
Dauer:ca. 5,5 Monate (geplant)
Besatzungsmitglieder

Besatzungsmitglieder

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v.l.: Anton Schkaplerow, Kommandant Daniel Burbank, Anatoli Iwanischin, André Kuipers, Oleg Kononjenko und Donald Pettit
Bilder: NASA
Die dreiköpfige Besatzung der ISS startete ihre erste vollständige Woche mit verschiedensten Tätigkeiten. Ihre ersten Tage im All nach der Abreise von Sojus-TMA 02M am 22. November 2011 verliefen weitestgehend ruhig. Lediglich eine drohende, dann aber abgesagte Notevakuierung der Station sorgte für Aufregung. Grund dafür war ein Trümmerteil des chinesischen Wettersatelliten Fengyun 1C, welcher 2007 zerstört wurde. Es drohte in den 850 Meter-Schutzbereich der ISS zu gelangen. Weitere Bahnverfolgungsdaten des Weltraumschrotts ergaben allerdings eine Entwarnung, so dass die Besatzung auf das Besteigen ihres Sojus-Raumschiffes verzichten konnte. Sie genoss einen freien Tag, um sich von den anstrengenden Übergabeaktivitäten der letzten Tage zu erholen, beging den US-Feiertag Thanksgiving mit einem traditionellen Truthahn-Gericht und nur leichten Arbeitsaktivitäten. ISS-Kommandant Dan Burbank nutzte diesen Tag, um zu den Feierlichkeiten mit dem Sender CBS News zu sprechen. Zwei Wochen lang haben die drei Besatzungsmitglieder pro Tag eine Stunde persönliche Zeit, um sich an die Station und die Bedingungen im All zu gewöhnen.

Im Columbus-Modul bereitete Dan Burbank die Ultraschall-Hardware für sein erstes Integrated-Cardiovascular-Experiment vor. Bei ICV werden Veränderungen am Herzmuskel untersucht, eine Schrumpfung des Muskels tritt häufig bei Langzeitmissionen auf. Anatoli Iwanischin arbeitete währenddessen im Rasswjet-Modul. Dort tauschte er eine elektrische Pumpe des Thermalregelsystems. Anton Schkaplerow bereitete die BTKh-43-KONSTANTA-Nutzlast vor und führte hier eine erste Sitzung durch. Dort untersucht man mit dem Recomb-K Hybrid-Bioreaktor potenzielle Effekte der Raumumgebung auf Enzyme hinsichtlich eines spezifischen Substrats. Vorbereitend auf den Demonstrationsflug des neuen US-Versorgers, der Dragon-Kapsel von SpaceX, sammelte Dan Burbank Hardware der CUCU (COTS UHF Communications Unit) im Harmony-Modul. Für die Zusammenlegung der beiden Demo-Flüge 2+3 ist die Software des CUCU aktualisiert worden. Die anschließenden Prüfungen der Updates sollen sicherstellen, dass eine Kontrolle der Dragon-Kapsel mit dem Kontrollpaneel CCP (Crew Command Panel) von der ISS funktioniert, wenn das Raumschiff 2,5 Kilometer unterhalb der Raumstation fliegt. Die neue Software, Version R.2, wurde von einer DVD in die CUCU geladen, welche bereits mit STS 135 zur ISS kam. Ein Firmware-Update der zwei CCP's wurde aus Zeitgründen verschoben.

Am 1. Dezember 2011 erfolgte eine weitere Bahnanhebung mit den Antriebssystemen des Swesda-Moduls. Um 00:11 Uhr MEZ feuerten zwei KD-Triebwerke des ODU-Systems (Integrated Propulsion System) für 1 Minute und 3 Sekunden. Die dabei erreichte Änderung der Geschwindigkeit von plus einem Meter pro Sekunde steigerte die Höhe der mittleren ISS-Umlaufbahn um rund 1,75 Kilometer auf insgesamt 392,1 Kilometer. Vor der Triebwerkszündung wurden alle Schutzabdeckungen an den Fenstern des US-Segments geschlossen, um Verunreinigungen an diesen zu vermeiden. Auch der Experimentalschrank für Verbrennungsexperimente (CIR = Combustion Integrated Rack) im Destiny-Modul musste präpariert werden. Hier wurden drei Schutzmechanismen installiert, die das ARIS (Active Rack Isolation System) vor dynamischen Störungen bei der Triebwerkszündung schützen sollen.

NASA

Dan Burbank arbeitet am PACE-Experiment
NASA

Anton Schkaplerow arbeitet im Poisk-Modul an Coulomb-Kristall
(Bilder: NASA)
Am gleichen Tag arbeitete Dan Burbank an der Technologiedemonstration PACE (Preliminary Advanced Colloids Experiment). Mit PACE werden Flüssigkeitsteilchen in der Schwerelosigkeit untersucht. Ebenso bereitete er einen neuen Aufbau in einem Handschuhkasten (Glovebox) vor. Im russischen Stationsteil war Anatoli Iwanischin mit dem Ausladen der 147 Frachstücke aus Sojus-TMA 22 beschäftigt. Dann arbeitete er mit dem Strahlenforschungsexperiment Matrjoschka-R. Hier sind in einem vielschichtigen Torso mehrere Lagen verschiedener Detektoren für Teilchen- und elektromagnetische Strahlung eingearbeitet. Anton Schkaplerow betreute das Experiment TEKh-22 “Identifikazija” (Identifikation) im Rasswjet-Modul. Dabei werden strukturelle Daten der Station durch einen Mikrobeschleunigungssensor bei Kopplungs- und Bahnmanövern erfasst und ausgewertet. Im Anschluss führte er Wartungsarbeiten am Ventilationssystem des Swesda-Moduls durch und entlud weitere Fracht aus dem gekoppelten Progress-Transporter.

Vorbereitend auf den Zusammenbau und die Aufstellung des Amin-Swingbed-Systems im Destiny-Laboratorium konfigurierte am 8. Dezember 2011 Dan Burbank Verbindungen des VES/VRS (Vacuum Exhaust System / Vacuum Resource System). Das Amine-Swingbed-System ist ein Prototyp der Kohlendioxid- und Feuchtigkeitskontrolltechnologie, die im Orion MPCV (Multi Purpose Crew Vehicle) zur Anwendung kommen soll. Orion ist das nächste bemannte US-Raumfahrzeug, dass Raumfahrer über die niedrige Erdumlaufbahn hinaus transportieren soll. Beim Aufbau der Komponenten wurden jedoch einige Probleme mit den Anschlüssen festgestellt, so dass die Geräte wieder verstaut wurden, bis die Techniker am Boden eine Lösung der Probleme erarbeitet haben. Eine Vorstufe des Systems kam bereits bei verlängerten Space-Shuttle-Missionen in Form des RCRS (Regenerative Carbon Dioxide Removal System) zum Einsatz. Am Tag darauf um 20:50 Uhr erfolgte die nächste planmäßige Bahnanhebung des Orbitalkomplexes. Die zwei KD-Triebwerke des ODU-Systems (Integriertes Antriebssystem) des Swesda-Moduls arbeiteten 82 Sekunden und erhöhten mit einem Δv = 1,33 m/s die mittlere Umlaufbahn um 2,36 Kilometer auf insgesamt 393,2 Kilometer.

Am 13. Dezember 2011 arbeitete Anton Schkaplerow am KPT-10-Experiment “Kulonovskiy Kristall” (Coulomb-Kristall) im Miniforschungsmodul Poisk, welches Wissenschaftlern helfen soll, neue Materialien und Elektronikgeräte zu entwickeln. Dabei geht es um die Erforschung der Dynamik und der strukturellen Eigenschaften eines Coulomb-Systems, dass mit aufgeladenen Makropartikeln in einem Magnetfeld entsteht. Im Sarja-Modul absolvierte Anatoli Iwanischin wichtige Reinigungsaufgaben. Er säuberte die Räume hinter den Panelen 204, 205 und 303, um mögliche Schimmelpilzbildungen zu vermeiden. Eine Fotodokumentation dieser Bereiche erfolgte im Anschluss.

Am 15. Dezember 2011 verbrachte Dan Burbank einen Teil seiner Zeit mit dem Trainer ROBoT (Robotics Onboard Trainer). Mit ROBoT werden Trainingseinheiten zur Steuerung des Stationsarms Canadarm2, hier in Vorbereitung auf die Kopplung der Dragon-Kapsel im nächsten Jahr, durchgeführt. Am gleichen Tag erfolgte eine mehrstündige Softwareaktualisierung der russischen Stationscomputer auf die Version 8.05. Dies erforderte die teilweise Abschaltung von Gerätschaften im russischen Segment. So waren das Steuerungssystem MCS (Motion Control System), der Sauerstoffgenerator Elektron und das Wosduch-Kohlendioxyd-Eliminierungssystem außer Funktion. Nach erfolgter Prüfung der Installation wurden alle Systeme in die Ausgangskonfiguration zurückversetzt. Am Tag darauf führte Dan Burbank im US-Teil der Station einige Tests an R2 (Robonaut 2) durch. R2 wurde dafür kurzzeitig aktiviert und nachfolgend wieder im Destiny-Modul verstaut. Weitere größere Aktivitäten mit dem menschenähnlichen Roboter sind nicht vor Januar 2012 geplant.

NASA

Sojus-TMA 03M nähert sich dem Rasswjet Modul
NASA-TV

Langzeitbesatzung 30 spricht mit der Bodenstation und Angehörigen
(Bilder: NASA)
Sojus-TMA 03M startete am 21. Dezember 2011 um 14:16 Uhr MEZ von Baikonur planmäßig zur ISS. An Bord ist die Verstärkung der derzeitigen Stammbesatzung 30, der ESA-Astronaut André Kuipers, der Russe Oleg Kononjenko und der Amerikaner Donald Pettit. Mit mehreren Bahnkorrekturmanövern näherte sich das Raumfahrzeug zwei Tage später der ISS, umkreiste sie kurz und setzte zum Endanflug mit nachfolgender Kopplung an. Diese erfolgte um 16:19 Uhr MEZ über dem südlichen Russland im automatischen Modus. Die feste Verbindung mit dem Orbitalkomplex konnte um 16:31 Uhr MEZ mit dem Schließen der Andockklammern zwischen den Raumfahrzeugen vollzogen werden. Die Dichtigkeitsprüfung an dem Kopplungsstutzen verlief erfolgreich und nach dem Öffnen der Luken schwebten die drei Neuankömmlinge in ihr neues Zuhause und wurden dort von der Stammbesatzung herzlich begrüßt. Sie werden von nun an die Langzeitbesatzung 30 komplettieren und rund drei Monate gemeinsam arbeiten und forschen.

ISS-Kommandant Dan Burbank führte zuerst die vorgeschriebene Sicherheitsunterweisung mit den drei neu Angereisten durch, bevor alle sechs Raumfahrer gemeinsam mit der Bodenstation sprachen. Nach der Ankunft von Sojus-TMA 03M waren dafür einigen Arbeiten der Nachbereitung nötig. So hat die Besatzung die neu angekommene Sojus in die Systeme der Station eingebunden, es wurden Temperatursensoren eingebaut, Heiz- und Lüftungsschläuche verlegt. Das Ventil zum Druckausgleich zwischen Rasswjet und Sojus wurde in den elektronischen Kontrollmodus zurückgesetzt. Die drei Neuankömmlinge haben in den nächsten zwei Wochen pro Tag jeweils eine Stunde frei, um sich an die Station und die Bedingungen im All zu gewöhnen.

An den Weihnachtstagen hat Andrè Kuipers die Proben von ROALD-2 in ihren Experimentcontainern (ECs) aus dem Inkubator KUBIK-3 in Columbus entfernt und in der Gefriereinheit MELFI-1 in Destiny eingefroren. Ziel des ESA-Experiment ROALD-2 ist es, die Funktion der Endocannabinoide in der Schwerelosigkeit zu untersuchen. Endocanabiniode sind körpereigene Stoffe, die das Immunsystem und den Zellzyklus regulieren, ihr Hauptrepräsentant ist die ungesättigte Fettsäure Anandamid. ROALD-2 soll helfen, die Rolle dieses Botenstoffes im Immunsystem und im Zellzyklus unter Einfluss der Schwerelosigkeit näher zu bestimmen. Dazu werden menschliche Lymphozyten zunächst bei Körpertemperatur, also 37°C gehalten. Anschließend werden die Proben bei -80°C tiefgefroren. Am 28.12.2011 tauschte Andrè Kuipers das ESEM-1 (Exchangeable Standard Electronic Module 1) an der Microgravity Science Glovebox (MSG) aus. Das ESEM-1 ist Teil der Einheit, die die elektrische Energie innerhalb der MSG verteilt. Anschließend aktivierte Kuipers das Gerät. Die MSG ist ein Handschuhkasten, in dem verschiedene Experimente mit Flüssigkeiten oder anderen Stoffen, die nicht in die Stationsatmosphäre gelangen sollen, durchgeführt werden können.

Am 29.12.2011 nahm Andrè Kuipers an drei medizinischen Experimenten teil. Im Rahmen des russischen Experiments MO-10 nahmen er und Oleg Kononjenko sich gegenseitig etwas Blut ab. Anschließend untersuchten sie es, um den Anteil der roten Blutkörperchen zu bestimmen. Es ist bekannt, dass diese in der Schwerelosigkeit abnimmt und dieser Effekt soll genauer untersucht werden. Auch begann Kuipers seine erste, fünftägige Messperiode für das Experiment Pro K, dass den Einfluss der Ernährung auf Knochenabbau in der Schwerelosigkeit untersucht. Dazu wird er protokollieren, welche Nahrungsmittel er zu sich nimmt und Urin- und Blutproben nehmen, die in den MELFI Gefrierschrank aufbewahrt werden. Später führte der Niederländer, unterstützt von Donald Pettit, noch seine erste Sitzung des ICV (Integrated Cardiovascular Experiment) durch. Dazu wurde seine Herztätigkeit von der Ultraschallanlage der HRF (Human Research Facility) der NASA im Columbus Modul und gleichzeitig per EKG aufgezeichnet.

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Kommandant Dan Burbank bei EPIC Arbeiten
(Bild: NASA)
NASA-TV

André Kuipers wird von Donald Pettit bei NeuroSpat
(Bild: NASA-TV)
Am Neujahreswochenende konnte die Besatzung etwas Freizeit genießen. Sie nahm sich daher Zeit, um Grüße zum Neuen Jahr zur Erde zu senden. An Bord der Station überquerten die sechs Raumfahrer gleich 16 mal die Datumsgrenze, offiziell wurde der erste Tag im Jahr 2012 aber nur dreimal begrüßt. Der Jahreswechsel ist nach den Ortszeiten von Moskau, Houston und der mittleren Greenwich-Zeit (GMT) vollzogen worden, so die Festlegung der Verantwortlichen am Boden. Am 3. Januar 2012 beschäftigte sich Dan Burbank erneut mit den bereits eine Woche andauernden EPIC-Arbeiten zur Aufwertung der Stationsrechner (EPIC=Enhanced Processor and Integrated Communications). Dabei sollen schnellere Prozessoren, mehr Speicherkapazität und ein Ethernet-Anschluss zur verbesserten Datenausgabe zum Einsatz kommen. Hier wurde diesmal eine neue EPIC-Platine im Leit- und Steuerungssystem 2 Multiplexer/De-Multiplexer installiert. Drei Tage später konnte Dan Burbank den ersten Teil der EPIC-Aufrüstung abschließen. Die damit erreichte Verbesserung der Computerperformance ermöglicht eine optimalere Nutzung der Forschungseinrichtungen der ISS. Die Flugleitung gratulierte der Mannschaft zu den erfolgreichen Arbeiten der ersten Stufe, welche die Bordrechner auf das gleiche Niveau wie am Boden heben.

Im europäischen Columbus-Labormodul führte André Kuipers am 4. Januar 2012 seine erste Sitzung des ESA-Experiments NeuroSpat mit der Unterstützung von Donald Pettit als medizinischem Offizier durch. Bei dieser ungarisch-belgischen Studie wird die dreidimensionale Wahrnehmung von Besatzungsmitgliedern während ihrer Langzeitmissionen in der Schwerelosigkeit untersucht. Die Testperson trägt dabei eine EEG-Kappe zur Messung der Gehirnströme und führt mehrere Aufgaben zur räumlichen Orientierung an einem Bildschirm aus.

André Kuipers unternahm am 6. Januar 2012 Operationen zum NanoRacks-Smartphone-Module-17-Experiment. Er bereitete Equipment vor, um an zwei Smartphones Bild- und Lebenszyklustests unter der Strahlenbelastung im All durchzuführen. Diese handelsüblichen Telefone enthalten eine spezielle Applikation und wurden auch für den Raumflug zertifiziert. Die Ergebnisse könnten Wissenschaftstätigkeiten verbessern und die Mannschaftsproduktivität erhöhen. NanoRacks ist eine 2009 gegründete kommerzielle Firma, welche Forschungskapazitäten in Form von zwei Experimental-Plattformen im US-Labor Destiny zur Verfügung stellt und vermarktet. Am 7. Januar begingen die russischen Besatzungsmitglieder ihr traditionelles Weihnachtsfest und konnten endlich ihre Geschenke bestaunen. Um diese Feierlichkeit gemeinsam verleben zu können, hatte die Besatzung der ISS etwas mehr Freizeit zur Verfügung.

Am 13. Januar 2012 informierte die Missionskontrolle alle sechs Raumfahrer an Bord der ISS über ein zehn Zentimeter großes Trümmerstück, welches die Bodenkontrolle zwingt, dass für den 18. Januar 2012 geplante Bahnanhebungsmanöver vorzuziehen. Seit einigen Tagen beobachteten die Bodenstationen das Trümmerstück, welches aus der Kollision des russischen Satelliten Kosmos 2.251 mit dem Iridium-33-Satelliten im Februar 2009 hervorgegangen ist und die Station in einer Entfernung von 1 bis 24 Kilometern passieren könnte. Man entschloss sich daher, ein DAM (Debris Avoidance Maneuver) genanntes Manöver durchzuführen. Während der Arbeitsperiode der sechs Crew-Mitglieder wurden die zwei KD-Triebwerke des ODU-Systems (Integriertes Antriebssystem) des Swesda-Moduls um 17:10 Uhr MEZ für 54 Sekunden gezündet. Das Delta-v betrug dabei 0,85 Meter pro Sekunde, wobei sich die mittlere Umlaufbahn des Orbitalkomplexes um 1,5 Kilometer auf 391,4 Kilometer erhöhte.

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André Kuipers in Cupola bei der Erdbeobachtung
Zu Beginn der Woche 9 für die Langzeitbesatzung 30 bereiteten Dan Burbank und Donald Pettit eine weitere Versuchsreihe mit SPHERES im Kibo-Labormodul vor. Dabei geht es um eine Studie mit drei kopfgroßen Experimental-Satelliten, um Techniken zu studieren, die zur Verbesserung bei automatischen Anlegemanövern, Satellitenreparaturen, dem Zusammenbau von Raumfahrzeugen und Notfallreparaturen geeignet sind. Diesmal wurden die Satelliten jedoch so konfiguriert, dass sie von Studenten des Massachusetts Institute of Technology im Rahmen eines Wettbewerbes am nächsten Montag ferngesteuert werden können. In Vorbereitung auf die kommenden An- und Abflüge russischer Frachtraumschiffe, testeten Anton Schkaplerow und Oleg Kononenko das TORU-Kontrollsystem, welches eine manuelle Steuerung im Notfall ermöglicht. Etwas später machten sie sich mit den Tätigkeiten vertraut, welche nötig werden, um den Mikrosatellit Tschibis-M durch Progress-M 13M nach der Abkopplung auszusetzen. Dies bedingt ein Ablegen mit geöffneter Luke, welche befestigt werden muss. Zusätzlich muss eine Steckerverbindung zum Auslösen der Ausstoßvorrichtung in einer Flughöhe von rund 500 Kilometern hergestellt werden.

In diesen Tagen hatte die ISS-Besatzung erneut die Gelegenheit zur Erdbeobachtung. So wurden zum Beispiel Fotos und Filme von Vientiane der Hauptstadt von Laos, dem Lake Eyre in Südaustralien und Panama City aufgenommen. Zur Mitte der Woche wurde die turnusmäßige Feuerlöschübung in Zusammenarbeit mit allen Bodenstationen durchgeführt. Diese Übung muss jede Besatzung immer wieder trainieren, um im Falle eines Brandes oder einer Rauchentwicklung schnell reagieren zu können. Ein Feuer, entstehender Rauch oder das Freiwerden von schädlichen Gasen gehört in der Raumstation mit zu den gefährlichsten Szenarien, die im schlimmsten Fall eine Evakuierung der Station erfordern würde. Am 19.01.2012 fanden einige vom Boden gesteuerte Robotic-Aktivitäten an der Außenseite der ISS statt. Vorbereitend auf die geplanten Arbeiten mit dem Stationsarms Canadarm2, gemeinsam mit der kanadischen „Roboterhand“ Dextre, wurde der Mobile Transporter auf der Gitterstruktur zur Backbord-Arbeitsseite gefahren. Anschließend wurden einige Experimente mit der Bezeichnung STP-H3 (Space Test Program-Houston 3) am P3-Gitterelement, welche während der Space-Shuttle Mission STS-134 installiert wurden, mit Dextre überprüft. Nach erfolgreichem Abschluss der Arbeiten ist Dextre an dem Mobilen Befestigungssystem MBS befestigt worden, der Stationsarm befindet sich wieder an der Halterung des Harmony-Knotens.

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Progress-M 13M dem Mikrosatelliten Tschibis-M im Luk
(Bild: NASA)
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Progress am Kopplungs- und Schleusenmodul Pirs
(Bild: NASA)
Nach 82 Tagen ging die Zeit des russischen Progress-M 13M Versorgers an der ISS zu Ende. Am 23. Januar 2012 um 23:07 Uhr MEZ erfolgte 390 Kilometer über der russisch-chinesischen Grenze das Kommando zum Ablegen und drei Minuten später löste sich der Transporter vom Kopplungs- und Schleusenmodul Pirs. Mit geöffneter Luke entfernte sich das Raumschiff langsam von der Station. In dem offenen Durchstieg befindet sich die von der ISS-Besatzung eingebaute Ausstoßvorrichtung mit dem Mikrosatelliten Tschibis-M. Etwas später vergrößerten zwei Zündungen der Frachtertriebwerke die mittlere Umlaufbahn um 100 Kilometer Höhe. In dieser Flughöhe, rund 500 Kilometer über der Erde und 11.500 Kilometer hinter der ISS, wurde Tschibis-M ausgestoßen werden und hat sich selbsttätig entfaltet. Der nun beginnende eigenständige Flug wird rund vier Jahre dauern und hat zum Ziel, Plasmawellen in der Ionosphäre und die physischen Prozesse bei Gewitterentladungen in den verschiedensten Wellenbereichen zu erforschen. Rund drei Stunden später, am 25. Januar 2012 um 03:25 Uhr MEZ, war die Aufgabe von Progress-M 13M endgültig erfüllt. Seine Triebwerke haben mit einer 3 Minuten und 56 Sekunden dauernden Zündung die Geschwindigkeit um 450 Kilometer pro Stunde absenkt und so den kontrollierten Wiedereintritt in die Erdatmosphäre eingeleitet.

Der nächste russische Versorger startete am 26. Januar 2012 um 00:06 Uhr MEZ zur Internationalen Raumstation. Progress-M 14M, in der ISS-Versorgung auch 46P genannt, brachte 1.409 Kilogramm Trockenfracht (Ersatzteile, Lebensmittel, Ausrüstungsteile), 790 Kilogramm Treibstoff, 420 Kilogramm Wasser und 50 Kilogramm Sauerstoff zur Station, insgesamt 2.669 Kilogramm. Der Gesamtanteil der US-Fracht betrug 199 Kilogramm. Vorbereitend auf die Ankunft des Versorgers begann die Besatzung der ISS einige Tage zuvor ihren Schlafrhythmus zu verschieben, um den Anflug mit wachem Blick auf das manuelle russische Kontrollsystem TORU verfolgen zu können. Anton Schkaplerow und Oleg Kononenko hatten hierfür in dieser Woche eine Extratrainingseinheit absolviert. Der zweitägige Anflug von Progress-M 14M verlief jedoch problemlos und so konnte die Besatzung das Raumschiff bereits um Mitternacht auch optisch verfolgen. Nach einigen Bahnmanövern koppelte das Versorgungsraumschiff pünktlich am 28. Januar 2012 um 01:09 Uhr MEZ über der Ostküste vom Brasilien im automatischen Modus am Kopplungs- und Schleusenmodul Pirs an. Neben 250 Kilogramm Treibstoff für die ISS und etlichen festen und flüssigen Versorgungsgütern, sind auch mehrere Elemente für die wissenschaftliche Forschung mit an Bord. Zu nennen sind hier z.B. Tipologija, Biodegradazija, Matrjoschka-R und zwei Sets Kristallisierungsausrüstung mit japanischen und russischen Bioobjekten für das Experiment Kristallisator.

Am 29. Januar 2012 musste die ISS erneut eine ungeplante Bahnanhebung ausführen. Grund war wieder ein Trümmerteil des chinesischen Wettersatelliten Fengyun 1C, welcher 2007 zerstört wurde. Das DAM (Debris Avoidance Maneuver) wurde um 00:50 Uhr unserer Zeit, 55 Minuten vor der ersten von sieben möglichen Annäherungen des Schrottteils, durchgeführt. Die zwei KD-Triebwerke des ODU-Systems (Integriertes Antriebssystem) des Swesda-Moduls wurden für 64 Sekunden gezündet, bei einem Δv = 1,0 m/s. Die mittlere Umlaufbahn erhöhte sich um 1,7 km auf 391,6 km. Das für den 1. Februar 2012 angesetzte Bahnkorrekturmanöver konnte somit entfallen.

Am 28. Januar 2012 starteten im Rahmen der europäischen Mission PromISSe der ESA-Astronaut André Kuipers und sein Kollege US-Astronaut Dan Burbank mit der Experimentstudie SOdium LOad in microgravity (SOLO). Raumfahrer leiden bei ihren Langzeitaufenthalten in der Schwerelosigkeit unter einer Verringerung der Knochendichte. Glücklicherweise ist bei ihnen dieser Vorgang umkehrbar, sobald sie wieder zur Erde zurückkehren. Hier setzt nun die vom DLR-Institut für die Raumfahrtmedizin in Köln seit 2008 geführte Studie zur Erforschung des Knochenschwundes in der Schwerelosigkeit SOLO an. In einer Reihe von Studien auf der Erde, und seit einigen Jahren auch auf der ISS, kamen die Wissenschaftler weiter zu dem Schluss, dass Salzspeicherungen in der Haut und Änderungen im Säure-Basen-Haushalt des Körpers zu Verschlechterungen der Zusammensetzung von Knochen führt, da vermehrt Kalzium über den Urin ausgeschieden wird.

NASA

Die Raumfahrer essen gerne salzreich
NASA

Anton Schkaplerow bereitet Teile für seinen Ausstieg vor
(Bilder: NASA)
Bei SOLO kommt das Cardiolab als Teil des European Physiology Modules (EPM) im Columbus-Labor und SLAMMD (Space Linear Acceleration Mass Measurement Device), ein Gerät zur Massenermittlung von Menschen im All zu Einsatz. Weiter werden regelmäßig Blut und Urinproben genommen, auf bestimmte Körperstoffwechselprodukte getestet und Teile davon im MELFI-Gefrierschrank für die Untersuchung auf der Erde aufbewahrt. André Kuipers und Dan Burbank absolvierten nun die erste von zwei sechstägigen SOLO-Diäten. Sie mussten von Tag 1 bis 5 die speziell angefertigten Mahlzeiten zu sich nehmen, der sechste Tag ist Diät-frei. Bei der ersten Diätreihe enthalten die Mahlzeiten einen normalen Salzgehalt (11,5 g Salz pro Tag), die zweite Reihe hingegen beinhaltet geringe Salzmengen (2.9 g Salz pro Tag).

Die Raumfahrer führen dabei täglich Speiselisten, die Körpermasse wird an den Tagen 4 und 6 mit SLAMMD ermittelt, Blutproben werden am Tag 5 genommen, zentrifugiert, per PCBA (Portable Clinical Blood Analyzer) analysiert und eingefroren. Urinproben werden während des gesamten 5. Tages gesammelt und eingelagert. Diese eingefrorenen Körperflüssigkeiten kehren später mit einem Sojus-Raumschiff zur Erde zurück. Bei der Auswertung der Messergebnisse und Proben untersuchen die Mediziner am Boden das Zusammenspiel von Knochen- und Muskelstoffwechsel mit den Faktoren Ernährung, Salz- und Flüssigkeitshaushalt von Raumfahrern. Ebenso findet bei dieser Studie eine genaue Bewertung des Trainingsprogrammes der Personen in Bezug auf den zu erwartenden Knochenabbau statt. Die gewonnen Erkenntnisse zielen auf zwei Nutzungsgebiete ab. Zum einen sollen sie helfen, den Menschen im All vor Schäden bei zukünftigen Langzeitmissionen zum Mond oder auch zum Mars zu schützen. Zum anderen erhofft sich das internationale Forscherteam einen signifikanten Nutzen auf der Erde bei der Behandlung von Herz-Kreislaufproblemen, Osteoporose und Muskelschwund.

In Vorbereitung auf ihren Außenbordeinsatz am 16. Februar 2012 führten Anton Schkaplerow und Oleg Kononenko einen Aktivierungstest der Druckausgleichsventile im Kopplungs- und Schleusenmodul Pirs durch. Die erste Ansteuerung der Ventile fand von einem Bedienpult im Transfertunnel des Swesda-Moduls statt, später gefolgt von einem zweiten Aktivierungstest in der Luftschleuse selbst. Unterstützt von den Spezialisten am Boden gingen beide Raumfahrer die Außenbereiche und Wege durch, die sie während der Außenarbeiten nutzen werden. Auch ein direkter Blick auf den Arbeitsplatz kann hier hilfreich sein, und so nutzten sie ausgiebig die Fenster der ISS zur Besichtigung der Außenseite der russischen Module. Um am Einsatztag das Kopplungsmodul Pirs als Ausstiegsschleuse nutzen zu können, wurden die Luken zwischen Progress-M 14M und der Station geschlossen und auf Dichtigkeit geprüft. Weiterhin wurden die Orlan-MK-Raumanzüge auf die Anprobe (Dry-Run) am 14. Februar 2012 vorbereitet, wobei das Hauptaugenmerk auf den erneuerbaren Elementen der Raumanzüge, wie LP-9 LiOH-Kanister, Haupt- und Reserve-BK-3M-Sauerstofftanks, Feuchtigkeitssammler, Trinkwasserfilter, ein Filter der Entgasungspumpe und die 825M3-Batterien der Funkanlage lag.

Dan Burbank sammelte US-Ausrüstung für den russischen Außeneinsatz zusammen. Erneut werden wieder die Kameras der Amerikaner an den Helmen der Orlan-MK Raumanzüge zur Anwendung kommen. Im Anschluss daran nutzte er gemeinsam mit Anton Schkaplerow und Oleg Kononenko das virtuelle 3D-Trainingstool zur Planung von Robotikaktivitäten und Außeneinsätzen mit dem Namen DOUG (Dynamic Onboard Ubiquitous Graphics). Dies läuft auf den US-Stationslaptops der RWS (Robotics Workstation) und simuliert die Außenarbeiten gesehen aus der Vogelperspektive. Zur gleichen Zeit arbeitete Donald Pettit an dem Versuchsaufbau zum Experiment SPICE (Smoke Point In Coflow Experiment). Hier waren Probleme an einer Videoanzeige aufgetreten, was ein Zurücksetzen dieser erforderte. SPICE, welches sich in der Handschuhbox MSG (Microgravity Science Glovebox) befindet, dient der Bestimmung des Zeitpunktes, ab dem eine Gasflamme in der Schwerelosigkeit Ruß produziert. Die Diagnostik rußender Flammen ist sehr wichtig, um die Ausbreitung von Feuern besser verstehen zu können.

NASA-TV

Oleg Kononenko und Anton Schkaplerow arbeiten mit STRELA-2
(Bild: NASA-TV)
NASA-TV

Oleg Kononenko und Anton Schkaplerowim Schleusenmodul Pirs
(Bild: NASA)
Am 16. Februar 2012 fand der erste Weltraumausstieg in diesem Jahr statt. Der russische Außeneinsatz Nummer 30 war nur zum Teil erfolgreich, er diente der weiteren Aus- und Umrüstung des russischen Stationsteils. Etwas später als geplant, um 15:31 Uhr unserer Zeit, öffnete sich die Ausstiegsluke von Pirs und die beiden Kosmonauten schwebten aus der Station. Kleinere Probleme bei der Arretierung eines Schutzringes sorgten für einen verzögerten Start. Oleg Kononenko (EV1) und Anton Schkaplerow (EV2) begaben sich sogleich zu ihrer ersten Aufgabe, den ersten der beiden STRELA-Teleskoparme von Pirs nach Poisk zu versetzen. Dazu wurde der handbetriebene STRELA-2 ausgefahren und mit der Spitze an STRELA-1 befestigt. Auch hier kam es bei der Handhabung des STRELA-2 Arms zu Verzögerungen, da seine Ausrichtung den beiden Außenarbeitern Probleme bereitete. STRELA-2 transportierte Anton Schkaplerow, gemeinsam mit dem STRELA-1, zu dessen neuen Einsatzort an der Oberseite der ISS am Poisk-Modul. Dort angekommen entfernte Anton Schkaplerow eine Schutzabdeckung von dem bisher ungenutzten Haltepunkt des Arms. Die Installation von STRELA-1 an seiner neuen Position führten beide Raumfahrer gemeinsam durch, da das Handling mit nur einer Person sich als zu schwierig erwies. Zu diesem Zeitpunkt befand man sich bereits 1,5 Stunden hinter dem dem normalen Zeitplan und verschob daher die geplante Installation von fünf Meteoritenschutzschilden am Sevicemodul Swesda auf einen späteren Einsatz.

Anschließend erfolgte die Montage des Materialproben-Experiments Vinoslivost an der Außenseite von Poisk. Es war die erste von drei geplanten Zusatzaufgaben. Nach Abschluss dieser Aufgabe begaben sich beide erneut zum STRELA-2 Arm und bewegten ihn in seine Stauposition zurück. Die zweite Zusatzaufgabe an diesem Abend war die Bergung eines weiteren Materialexperiments. Dieses TEST genannte Experiment hatte seinen Platz an der Außenseite des Swesda-Moduls. Es diente der Erforschung von verschiedenen technischen und biologischen Proben unter Weltraumbedingungen und besteht aus zwei Probenbehältern. Aus Zeitgründen konnte jedoch nur ein Behälter mit Proben von der Außenhaut der ISS befüllt werden. Die dritte Zusatzaufgabe, die Befestigung von Haltern an der Ausstiegsleiter wurde ebenfalls gestrichen. Nach dem Abschuss der Arbeiten machten sich die beiden Kosmonauten auf den Rückweg zum Schleusenmodul Pirs und beendeten den Weltraumausstieg nach 6 Stunden und 15 Minuten um 21:46 Uhr MEZ.

Nach dem anstrengenden Außeneinsatz hatten Anton Schkaplerow und Oleg Kononjenko eine verlängerte Nachtruhe erhalten, um sich von den Arbeiten erholen zu können. Den restlichen Tag verbrachten sie hauptsächlich mit der Nachbereitung ihrer Exkursion. So wurden die Orlan-MK-Raumanzüge getrocknet, Batterien geladen, die US-Kameras von den Helmen demontiert und eine Bewertung der Arbeiten mit der Bodenmannschaft vorgenommen.

Am gleichen Tag arbeitete André Kuipers mit der zeitweiligen Unterstützung von Dan Burbank am Trainingsgerät MARES (Muscle Atrophy Resistive Exercise System). MARES befindet sich im Columbus-Labormodul und dient der Erforschung des menschlichen Bewegungsapparates, seiner biomechanischen Abläufe und der neuromuskulären Koordination. Hintergrund ist hier ein besseres Verständnis von Effekten der Mikrogravitation auf das Muskelsystem des Menschen. In einer zweiten Sitzung an dem Gerät wurden Funktionstests durchgeführt, die Demontage geprobt und Ergebnisdateien heruntergeladen. Das europäische Trainingssystems zur Eindämmung und Erforschung von Muskelschwund MARES bietet ebenso die Möglichkeit, Gegenmaßnahmen zu den negativen Effekten von Langzeitmissionen, besonders der Muskelatrophie, zu bewerten. So kann der NASA Grundlagenwissen für ihre geplanten Flüge in den tiefen Raum zur Verfügung gestellt werden.

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André Kuipers arbeitet am CFA in Columbus
(Bild: NASA)
Am 22. Februar 2012 bereitete André Kuipers die größere Inspektion der Luftumwälzungsanlage im Columbus-Labormodul vor. Hier lud er Batterien des endoskopischen Werkzeugs und räumte den Raum am Ende von Columbus von dort gestauten Taschen CTBs (Cargo Transfer Bags). Damit schaffte er Platz für die Lüftungskanalreinigung und die Säuberung der Auslassgitter. In der zweiten Wochenhälfte fuhr André Kuipers damit fort, in Columbus die Lüftungsventilatoren CFA (Cabin Fan Assembly) und Lüftungskanäle zu inspizieren und zu säubern. Unterstützt wurde er dabei von ISS-Kommandant Dan Burbank. Ein funktionierender Luftaustausch in den Modulen ist zwingend notwendig, da sich sonst an bestimmten Stellen Bereiche mit verbrauchter Luft bilden könnten. Diese wiederum ist gefährlich für die Atmung der Raumfahrer und würde zu Alarmen in der Station führen.

Dan Burbank verbrachte 2,5 Stunden seiner Zeit mit der Reinigung von Bakterienfiltern in den drei Knoten-Modulen, in Destiny und der Luftschleuse Quest. Die ISS-Besatzung hat in der letzten Zeit eine vermehrte Staubbildung zur Bodenstation gemeldet, so dass nun, vier Wochen lang jeden Donnerstag, diese Filterreinigung angeordnet wurde. Ebenfalls 2,5 Stunden brauchte Oleg Kononjenko um acht Lampen und die dazugehörigen Sicherungen im Sevice-Modul gegen entsprechende Ersatzelemente auszutauschen. Im Anschluss daran verstaute er die nicht mehr benötigten Lampen als Abfall in Progress-M 14M. Ebenso wurden an diesem Tag unbrauchbare Flüssigkeiten in die Rodnik-Tanks des Transporters umgepumpt. Progress-M 14M soll am 19. April die ISS verlassen.

Die Mission an Bord der Internationalen Raumstation verlief weiterhin normal. Es wurde eine Vielzahl wissenschaftlicher Untersuchungen zu genau 200 Experimenten auf den Gebieten Medizin, Biologie, Astronomie, Geophysik, Atmosphärenphysik, Erderkundung, Physik, Materialwissenschaft, Bildung und Technik ausgeführt. Zu den interessantesten Forschungsaufgaben gehörte u.a. das Experiment Aurora-Max der kanadischen Weltraumagentur CSA, bei dem Polarlichter während besonders aktiver Perioden zeitgleich von der Station aus und auf der Erde aufgezeichnet wurden. Daraus resultieren auch die in den letzten Tagen veröffentlichten Videos (Walking on Air).

Die ESA untersuchte im Rahmen von ALTEA-SHIELD die bei geschlossenen Augen von Raumfahrern wahrgenommenen Lichtblitze, die durch die Wechselwirkung kosmischer Strahlung mit Sinneszellen im Auge zustande kommen sowie weitere Wechselwirkungen mit dem menschlichen Gehirn. Dabei wurde auch ein Material getestet, das diese Strahlung teilweise abschirmen soll.

Die japanische Raumfahrtagentur erfasste mit MAXI mehr als 1.000 Röntgenquellen über einen längeren Zeitraum gleichzeitig. Die zugehörige hochempfindliche Spaltkamera ist auf einer Experimentierplattform außenbords angebracht. Erfasst werden können Röntgenstrahlen im Energiebereich von 0,5 bis 30 keV (Kilo-Elektronenvolt).

Gegenstand des NASA-Technologieexperiments Amine Swingbed ist die Erprobung eines Amine-Systems zur Ausfilterung von Kohlenstoffdioxid aus der Stationsluft. CO2 entsteht bei der Atmung und führt in überhöhter Konzentration zu Sinnestäuschungen beim Menschen. Auf der Erde wird das Kohlendioxid von Pflanzen aufgenommen, der Kohlenstoff für das Wachstum verwendet und der Sauerstoff an die Umgebung abgegeben. Amine sind organische Abkömmlinge des Ammoniak.

Das russische Biotechnologieexperiment Membran beschäftigte sich mit der Untersuchung der Verwendbarkeit neuartiger poröser Materialien mit regelmäßiger Molekülstruktur als Membranen und Filter. Diese könnten ökonomisch profitabel zur Stofftrennung sowohl in Flüssigkeiten als auch in Gasen verwendet werden.

Die ursprünglich für März vorgesehene Rückkehr der Besatzung von Sojus-TMA 22 wurde um gut einen Monat verschoben, da auf der Erde das Rückkehrmodul des geplanten Nachfolgeraumschiffs bei einem Test beschädigt worden war. Stattdessen wurde nun das nächste Raumschiff für eine Mission vorbereitet, wodurch mehrwöchige Verzögerungen entstanden. So kam aber die Besatzung von Sojus-TMA 22 nun doch noch zu einem fast halbjährigen Raumflug.

An den letzten Tagen waren die drei Raumfahrer bereits mit Arbeiten für ihre Rückkehr beschäftigt. Dazu gehörte das Vorbereiten und Verladen von Rückkehrfracht, ein verändertes und intensiviertes körperliches Training sowie das Durchgehen bestimmter Prozeduren und Tests am Raumschiff. Gegen 7 Uhr (MESZ) am Landetag fand eine Verabschiedungszeremonie an Bord der Station statt. Danach begaben sich die Raumfahrer in ihr Raumschiff an der Oberseite des Moduls Poisk, legten ihre Innenbord-Raumanzüge an und schlossen die Luken. Gegen 10.18 Uhr MESZ koppelte des Raumschiff von der ISS ab und entfernte sich langsam. Die abschließende Bremszündung der Triebwerke begann gegen 12.49 Uhr. Die drei Raumfahrer Daniel Burbank, Anatoli Iwanischin und Anton Schkaplerow landeten am 27. April 2012, gegen 13.45 Uhr MESZ, mit der Rückkehrkapsel ihres Raumschiffes Sojus-TMA 22 in der kasachischen Steppe.

Wenige Minuten nach der Landung öffneten Bodenmannschaften die Kapsel und hoben die Raumfahrer heraus. Damit fand die 165-tägige Mission ihr erfolgreiches Ende. Die Raumfahrer werden sich auch in den kommenden Wochen verschiedenen Untersuchungen unterziehen. Außerdem erfolgt eine aktive Wiederanpassung an die Schwerkraft. Dabei werden Muskeln gestärkt und Knochen aufgebaut.

Der nächste Start eines Sojus-Raumschiffes zur Internationalen Raumstation mit Joseph Acaba, Gennadi Padalka und Sergej Rewin ist für den 15. Mai geplant. Mit der Rückkehr des Raumschiffes Sojus-TMA 22 endete die ISS-Expedition 30.

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