Expedition 18

Die Mission der ISS-Expedition 18

Gregory Chamitoff (Flugingenieur) war als Mitglied der Expedition 17 bereits an Bord der

Internationalen Raumstation (ISS), als Kommandant Michael Fincke und Flugingenieur Juri Lontschakow (Flugingenieur) der Expedition 18 ihre Sojus-TMA 13 am 14. Oktober 2008 am Andockport des Sarja-Moduls ankoppelten. Mit ihrer Ankunft war die Mannschaft der 18. Langzeitbesatzung komplett. An Bord der neu angekommenen Sojus war auch ein Gast, der Sohn des US-Astronauten Owen Garriott (Skylab 3/1973, STS 9/1983), Richard Garriott. Als sogenannter Weltraumtourist verbrachte er 11 Tage auf der Internationalen Raumstation, führte verschiedene kommerzielle Experimente durch und verschaffte sich einen Eindruck über die Arbeit an Bord des Orbitallabors. Nach der zeremoniellen Kommandoübergabe und dem Abkoppeln der Sojus-TMA 12 am 24. Oktober 2008, mit Sergej Alexandrowitsch Wolkow (Kommandant Expedition 17), Oleg Dmitrijewitsch Kononjenko (Flugingenieur) sowie Richard Garriott an Bord, begann die neue Langzeitbesatzung offiziell ihren Dienst im Orbit.

In Vorbereitung auf den Jungfernflug des H-II-Transportfahrzeugs (HTV), ein von der japanischen Raumfahrtagentur JAXA entwickelter unbemannter Versorgungsfrachter, fuhr man die Ausrüstung für den Annäherungsbetrieb im Kibo-Modul hoch, um eine Reihe von Tests mit den Bodenleittechnikern in Tsukuba (Japan) durchzuführen. Während des Rendezvous mit der Internationalen Raumstation soll das HTV etwa 16 Meter von der Station entfernt vom Robotarm Canadarm2 gegriffen und am Knotenmodul Harmony angekoppelt werden. Der Start des japaischen Versorgungsfrachters und seine Ankunft an der Internationalen Raumstation war für die zweite Hälfte des Jahres 2009 vorgesehen.

Zu den ersten wartungstechnischen Arbeiten der Besatzung gehörte eine Staubgitterreinigung der Lüftungsventilatoren im russischen Segment, eine Durchsicht der Hygienesysteme und die monatlich nötige Wartung des Schwingungsdämpfungssystems am Trainingslaufband. Auch die ersten wissenschaftlichen Experimente wurden fortgeführt. So unter anderem ein Experiment, das untersucht, wie sich Schwerkraft auf das Wachsen von Pflanzen auswirkt (PLANTS-2), eine Studie über die Erlangung von Echtzeit-Gesundheitsdaten der Besatzungsmitglieder durch ein Aufzeichnen ihrer physiologischen Funktionen während des Schlafes (Sonocard) und eine Untersuchung von Stoffwechselveränderungen der Raumfahrer während ihrer Langzeitaufenthalte im All (Nutrition). Auch richtete die Besatzung bereits neue Experimente ein. Gestartet wurde ein Versuch, der die Pilotenfähigkeit, simuliert auf einem Mobilrechner unter Stoppuhrbedingungen testen soll (Pilot-M) und ein Experiment, das die dynamischen Atemfunktionen durch Messung von Volumen und Atemluftzusammensetzung sowie der Bewegung von Brustkorb und Bauch beim Atmen untersucht (Dychanije).

Die bevorstehende Ankunft der Raumfähre Endeavour stand bereits kurz nach Beginn der neuen ISS-Besatzung im Fokus der täglichen Aufgaben. Dazu gehörte das Zusammenpacken von Gegenständen und Gerätschaften, die mit der STS-126-Mission zur Erde gebracht werden sollten, ein Training im Umgang mit der fotografischen Ausrüstung, die zum Einsatz kommt, wenn die ankommende Raumfähre Endeavour das Rendezvous-Nickmanöver (RPM) absolviert. Die Aufnahmen dieser Hitzeschildinspektion werden anschließend für eine Analyse an das Johnson-Raumfahrtzentrum (JSC) zur Erde übertragen, um eine detaillierte Auswertung des Zustands vornehmen zu können. Weiterhin musste für die geladene Fracht der Endeavour Platz geschaffen werden, denn mit dem voll beladenen Mehrzwecklogistikmodul Leonardo (MPLM) wurden unter anderem neue Lebenserhaltungssysteme, Experimentaleinrichtungen und Mannschaftsquartiere erwartet, durch die eine Erhöhung der Anzahl der ständig auf der Internationalen Raumstation lebenden Personen von drei auf sechs möglich wurde.

Neben der am 16. November 2008 erwarteten Raumfähre Endeavour, musste außerdem die Abreise des Transportfrachters Progress-M 65 am 14. November 2008 vorbereit werden. Pünktlich um 17:20 Uhr MEZ koppelte der Frachter vom Servicemodul Swesda ab und verglühte am 6. Dezember 2008 kontrolliert in der Erdatmosphäre. Einen Tag später, am 15. November 2008, startete das Space Shuttle Endeavour ebenso pünktlich um 1:55 Uhr MEZ vom Weltraumbahnhof der NASA, dem Kennedy Space Center (KSC) in Florida. Am 16. November 2010 um 23:01 Uhr MEZ koppelte die Raumfähre planmäßig mit ihrer siebenköpfigen Besatzung an der Station an. Nach einer erfolgreich durchgeführten Dichtigkeitsüberprüfung der Verbindung zwischen beiden Raumfahrzeugen, konnte die Stationsbesatzung knapp 2 Stunden später die STS-126-Besatzung Chris Ferguson, Eric Boe, Heidemarie Stefanishyn-Piper, Sandra Magnus, Donald Pettit, Steve Bowen und Shane Kimbrough an Bord der Internationalen Raumstation begrüßen. Noch direkt am Ankunftstag, dem STS-Missionsflugtag 3, wechselte die Physikerin und Ingenieurin Sandra Magnus mit dem Einbau ihres Sojus-Sitzes offiziell von einem Besatzungsmitglied von STS 126 zur ISS-Expedition 18 und Gregory Chamitoff nahm ihren Platz in der STS-Besatzung als Missionsspezialist ein. Er nahm nach 6 Monaten Arbeit im All langsam Abschied von seinem vorübergehenden Zuhause, seine Heimreise stand kurz bevor.

Der eng bemessene Zeitplan ließ beide Mannschaften unmittelbar an die Arbeit gehen. Um an die gelade Fracht des Mehrzweck-Logistikmoduls Leonardo (MPLM) zu gelangen, wurde dieser mit dem stationseigenen Roboterarm Canadarm2 (SSRMS) aus der Ladebucht der Endeavour gehoben und anschließend am Verbindungsmodul Harmony angekoppelt. Nachdem der Druck zwischen der Raumstation und dem Transportmodul ausgeglichen worden war, konnten die Luken zwischen ihnen geöffnet werden. Die etwa 6 Tonnen an mitgebrachtem Material beschäftigte die Besatzung anschließend mehrere Tage. Unter anderem beinhaltete die Fracht zwei Wasseraufbereitungsanlagen (WRS), eine neue Küche, eine neue Toilette (WHC), zwei Wohn- und Schlafquartiere (CQ), ein neues Trainingsgerät (ARED), weitere wissenschaftliche Einrichtungen, neue Experimente sowie Ergänzungen zu Experimenten, die sich bereits in Betrieb befanden oder auf ihren Einsatz warteten (SpaceDRUMS, SAMS-II, Ice Crystal, RadGene, ENose, SHERE, SPICE, CIR), Ersatzteile für das defekte Steuerbord-Drehgelenk SARJ (Sonnennachführungsmechanik der Solarpaneele) und Versorgungsgüter der verschiedensten Art.

Bestandteil der Mission STS 126 waren vier Außeneinsätze. Inhalt dieser Arbeiten außerhalb der Station waren unter anderem der Abbau eines zwischengelagerten Stickstofftanks zur Rückführung auf die Erde sowie Arbeiten am japanischen Weltraumlabor Kibo, welche die Ankunft des Transportfrachters HTV vorbereiteten. Ebenso vorbereitend wurden zur Ankunft und Installation des letzten von insgesamt vier Solargeneratoren benötigte Handkarren am Träger der Station neu positioniert. Die letztlich herausforderndste Aufgabe der Einsätze bestand in der Reparatur des Solar Alpha Rotary Joint, kurz SARJ. Hier wurde gründlich gereinigt, neu geschmiert und Drehlager ersetzt. Diese Aufgabe, die Bestandteil aller vier Außeneinsätze war, konnte erfolgreich beendet werden. Das Steuerbord-Drehgelenk konnte von der Bodenkontrolle in den sogenannten Auto-Track-Modus zurückversetzt werden, der dafür sorgte, dass der Solargenerator wieder seine automatische Sonnennachführung aufnahm und maximale Energie liefern konnte.

Nach 13 Tagen der gemeinsamen Arbeit an Bord der Internationalen Raumstation koppelte das Space Shuttle Endeavour am 27. November 2009 von der Station ab und trat mit ihrer Besatzung die Heimreise an. Um 1:31 Uhr (MEZ) schlossen die Besatzungen die Luken zwischen den Raumfahrzeugen, um 15:47 Uhr (MEZ) stieß sich der Orbiter von der Station ab und 2 Tage später landete die Raumfähre sicher auf der Erde in Kalifornien.

Nachdem eine Abreise erfolgte, stand schon am 30. November 2009 eine Ankunft bevor. Der Transporter Progress-M 01M legte um 13:28 Uhr (MEZ) mit gut 2,4 Tonnen Fracht (Treibstoff, Sauerstoff, Wasser, Trockenfracht) am Kopplungsmodul Pirs an. Nach den gemeinsamen Tagen mit der Besatzung von STS 126, nahm der Expeditionsalltag seine üblichen Formen an. Es galt, sich den Experimenten zu widmen. Dazu gehörten unter anderem CCISS, eine Untersuchung der Auswirkung von Langzeitaufenthalten im Weltraum auf die Herzfunktion und der das Gehirn versorgenden Blutgefäße, die Arbeit an einem Testsystem, mit dem das Vorhandensein von Bakterien erforscht wird, LOCAD oder das Einrichten der Slow-Scan-TV- Ausrüstung, die nötig war, um das Experiment MAI-75 durchzuführen. Zusätzlich stand die wöchentlich durchgeführte gründliche Reinigung der Raumstation an, das heißt, Reste von Lebensmitteln wurden entsorgt, Staub gesaugt und oft genutzte Flächen wurden mit feuchten Tüchern gereinigt. Natürlich galt es nach wie vor, die Station so auszubauen, damit sie zukünftig einer 6-Mann-Besatzung das Leben an Bord ermöglicht. Das Material, welches mit der letzten Shuttle-Mission zur ISS geliefert wurde, wurden nun nach und nach installiert bzw. einsatzfähig gemacht (ARED, WHC, CIR, WRS mit der integrierten Urinwiederaufbereitungsanlage UPA).

Neben den routinemäßigen Wartungen, dem täglichen Trainingsprogramm, Reinigungen und Experimentpflege wie PLANTS-1 (Untersuchung des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzen in der Mikroschwerkraftumgebung des Weltalls), galt es, als nächstes die intensive Vorbereitung des bevorstehenden Außeneinsatzes in Angriff zu nehmen, der am 22. Dezember 2008 vorgesehen war. Es wurden die benötigten Werkzeuge zusammengesucht, die Raumanzüge einsatzfähig gemacht, die Telemetrie- und Kommunikationssysteme getestet und die Arbeitsabläufe mit den Außeneinsatzspezialisten auf der Erde besprochen. Der Einsatz außerhalb der Station begann am 23. Dezember 2008, mit dem Ausstieg von Michael Fincke und Juri Lontschakow aus dem russischen Andock- und Schleusenmodul Pirs um 1:15 Uhr (MEZ) und dauerte 5 Stunden 38 Minuten.

Während ihrer Arbeit wurde eine Messeinheit zur Messung elektromagnetischer Energie (Langmuir-Sonde) an Pirs installiert und das Langzeitexperiment Biorisk (Experiment setzte biologische Proben dem Weltall aus) das ebenfalls an Pirs installiert war, eingeholt. EXPOSE-R (Sammlung von neun Experimenten) setzte astrobiologische Proben, darunter Samen und Sporen, den harten Weltraumbedingungen aus und wurde zusammen mit dem Experiment IMPULSE (Messung von Störungen in der Ionosphäre um die ISS herum) an der Außenseite des Wohn- und Navigationsmoduls Swesda montiert. Nachdem beide Experimente miteinander verbunden waren, konnten von EXPOSE-R keinerlei Telemetriedaten empfangen werden. Man entschloss sich daraufhin, das Experiment wieder abzubauen und mit zurück in die Station zu nehmen, um es zum gegebenen Zeitpunkt zurück zur Erde zu bringen. Die zweite neu installierte Komponente IMPULSE hingegen funktionierte nach den ersten Funktionstest glücklicherweise einwandfrei.

Zum Ende des Jahres 2008 und Beginn des neuen Jahres 2009 lag der Fokus der Arbeiten auf der Internationalen Raumstation auf Problembehandlungen. Der Aufbau des verbesserten Widerstandsgeräts für Fitnessübungen wurde durch eine festsitzende Startsicherung verhindert und die Arbeit an diesem Gerät auf bestimmte Zeit gestoppt. Als ARED später neu aufgebaut und getestet wurde, stellte sich heraus, dass alles wie vorgesehen funktioniert. Nach wie vor kämpfte die Besatzung mit der neuen Wasserrückgewinnungsanlage (WRS, UPA), die einen hohen elektrischen Strom zog und Probleme mit der Destillationszentrifuge aufwies. Hierzu arbeiteten Gruppen am Johnson Raumfahrtzentrum (JSC) an einem Problembehandlungsplan. Auch stand eine Analyse des Experiments EXPOSE-R auf dem Plan. Erster Ansatz war hier, aufgrund der nicht empfangenen Telemetriedaten, die Überprüfung der Kabel und Verbinder in Angriff zu nehmen. Bei dieser stieß man auf einen losen Kabelverbinder. Nachdem man auf diesen zu behebenden Defekt stieß, wurde die erneute Montage von EXPOSE-R auf den Arbeitsplan des nächsten Außeneinsatzes gesetzt, der für den 10. März 2009 vorgesehen war.

Im Experiment zur Simulation von geophysikalischen Strömungen in der Mikroschwerkraft GeoFlow entdeckte man ein internes Leck, das allerdings sicher eingeschlossen war und zu keinerlei Gefährdung für die Besatzung werden konnte. Das Experiment der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus sollte aufgrund dessen mit der nächsten Möglichkeit zur Erde gebracht werden, um es einer Reparatur unterziehen zu können.

Langsam starteten die Vorbereitungen zur Ankunft der nächsten Space-Shuttle-Mission STS 119. Diese Mission lieferte das letzte Tragwerksegment mit den dazugehörigen Solarzellenflächen. Während der üblichen notwendigen vorbereitenden Maßnahmen, wie das Proben der Fotografiertechniken oder Wiederaufladung der Metalloxid (METOX)-Behälter der für die Außeneinsätze benötigten Raumanzüge, bereitete man das Verlassen des angedockten Transporters Progress-M 01M vor. Letztes Material wurde entladen und nicht mehr benötigtes beladen. Neben wichtigen Notfallübungen und den regelmäßig notwendigen Wartungen wurde der Experimentalschrank SAIBO, der sich im japanischen Labormodul Kibo befindet in Betrieb genommen. SAIBO bietet einfache Standardschnittstellen zur Handhabung modularer Nutzlasten. Zusätzlich stand eine Überprüfung des robotischen Manipulators für Spezialzwecke DEXTRE auf dem Arbeitsplan. Eine Woche lang wurde DEXTRE einer Reihe von Überprüfungen unterzogen.

Da das Versorgungsraumfahrzeug Progress-M 66 zum Start am 10. Februar 2009 vom Kosmodrom in Baikonur bereitstand und die Ankunft am 13. Februar 2009 vorgesehen war, wurde es Zeit für den Transporter Progress-M 01M, von der Station abzulegen. Am 6. Februar 2009 verließ Progress die Station und legte vom Andockmodul Pirs ab. Nachdem der Transporter noch einige technische Tests durchführte, verglühte er kontrolliert am 8. Februar 2009 in der Erdatmosphäre.

Im experimentellen Bereich arbeitete man mit dem InSpace-2 Experiment, das Fluide untersucht, die ihre Eigenschaft unter dem Einfluss eines äußeren Magnetfeldes ändern. Für eine vorgesehene Versuchsreihe wurde ein Handschuhkasten in Betrieb genommen. Ebenfalls eine neue Versuchreihe startete mit dem Wachtums- und Entwicklungsexperiments von pflanzlichem Leben im Weltraum PLANTS-1. Für das SPICE-Experiment, das den Punkt bestimmen soll, an dem sich in Gasstrahlflammen in der Mikroschwerkraft Ruß bildet, wurde ein sogenannter Rauchentwicklungspunkt eingerichtet. Am 14. Februar 2009 wurde Besatzungsmitglied Sandy Magnus schließlich zum ersten Menschen, der auf der Internationalen Raumstation Flammen entzündete. Ein weiteres Experiment, an dem gearbeitet wurde, war das Komponentenreparaturexperiment CRE-1, dass eine Weiterführung eines früheren Experiments zum Löten in der Mikroschwerkraft SoRGE darstellt. CRE-1 stellt Schritt Nr. 2 dar, eine Komponentenreparatur im Orbit durchführen zu können.

Genau 10 Tage, nachdem ein Stück Weltraummüll knapp an der Station vorbeiflog, näherte sich ein weiteres Trümmerstück (Bruchstück einer chin. Trägerstufe). Mithilfe des Space Shuttles Discovery drehte die Internationale Raumstation so, dass die Raumfähre sich in Flugrichtung befand und auf diese Weise durch den erhöhten Luftwiderstand den Orbitalkomplex über etwa 3 Stunden hinweg langsam abbremste und auf eine etwas niedrigere Umlaufbahn brachte. Nach diesem Vorgang wurde der Komplex in die Ausgangslage zurückgedreht.

Nach 3 Außeneinsätzen, die der Montage des letzten Tragwerksegments und der Inbetriebnahme der Solarzellenpaneele dienten, stand am 25. März 2009 die Heimreise der Besatzung der Mission STS 119 bevor. Um 20:53 Uhr (MEZ) stieß sich die Raumfähre Discovery von der Internationalen Raumstation ab und begann somit die Heimreise. Noch während die Discovery auf dem Weg zurück zur Erde war, startete am 26. März 2009 die Ablösung der Expedition 18. Die Nachfolgecrew bestand aus Kommandant Gennadi Padalka und Flugingenieur Michael Barratt, die mit Sojus-TMA 14 vom Kosmodrom in Baikonur abhoben. Mit an Bord der Sojus befand sich der Raumflugteilnehmer Charles Simonyi, der mit Michael Fincke und Juri Lontschakow am 7. April 2009 zur Erde zurückkehrte. Pünktlich am 28. März 2009 traf die neue Besatzung auf der Raumstation ein und koppelte ihr Raumfahrzeug am hinteren Andockport des Servicemoduls Swesda an. Nach einer herzlichen Begrüßung begann die verbleibende Woche an gemeinsamer Arbeit an Bord der Raumstation. Es fand eine Einweisung für die neu angekommene Besatzung in den Betrieb des Orbitallabors statt, zusammen erfüllten sie die Wartungsaufgaben und beide Besatzungen arbeiteten gemeinsam an laufenden wissenschaftlichen Studien (Izgib, BISE).

Am 2. April 2009 zelebrierte man schließlich die Kommandoübergabe. Michael Fincke übergab die Leitung der Raumstation an Gennadi Padalka. Aufgrund von äußerst schlechten Wetterbedingungen im geplanten Landegebiet in Kasachstan verzögerte sich die Abreise von Michael Fincke, Juri Lontschakow und Charles Simonyi um einen Tag. Kurz nach einer Verabschiedungszeremonie bestiegen die 3 Heimkehrer am frühen Mittwochmorgen, dem 8. April 2009, ihr Raumfahrzeug. Um 2:46 Uhr (MESZ) wurden die Luken zwischen den Raumfahrzeugen geschlossen und um 5:55 Uhr (MESZ) legte die Sojus-TMA 13 vom Andockport ab. Mit dem Zünden der Triebwerke wurde das Raumfahrzeug aus der Umgebung der Internationalen Raumstation gebracht und leitete so die Heimkehr der Besatzung ein.

Um 9:16 Uhr (MESZ) landete die Rückkehrkapsel in der Steppe Kasachstans, nahe der Stadt Dscheskasgan. Die 18. Langzeitbesatzung und Raumfahrtteilnehmer Charles Simonyi landeten sicher und gesund auf der Erde und reisten, nach einer kleinen Willkommensfeier in Karaganda, zurück zum Sternenstädtchen (bei Moskau), um dort, die nach einem Langzeitaufenthalt in der Schwerelosigkeit nötige und obligatorische mehrwöchige Rehabilitation zu absolvieren.