Quelle: ESO / Release eso2603 , 25. Februar 2026

„Es ist ein Ort der Extreme, für unsere Augen unsichtbar, aber jetzt in außergewöhnlicher Detailgenauigkeit sichtbar gemacht“, sagt Ashley Barnes, Astronom bei der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Deutschland, der zu dem Team gehört, das die neuen Daten erhoben hat. Die Beobachtungen liefern einen einzigartigen Einblick in das kalte Gas – den Rohstoff, aus dem Sterne entstehen – innerhalb der sogenannten zentralen Molekülzone (engl. Central Molecular Zone, kurz CMZ) unserer Galaxie. Es ist das erste Mal, dass das kalte Gas in dieser gesamten Region so detailliert untersucht wurde.

Die Region, die auf dem neuen Bild zu sehen ist, erstreckt sich über mehr als 650 Lichtjahre. Sie beherbergt dichte Gas- und Staubwolken, die das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie umgeben. „Es ist der einzige galaktische Kern, der nah genug an der Erde liegt, dass wir ihn so detailliert untersuchen können“, sagt Barnes. Der Datensatz zeigt die CMZ wie nie zuvor, von Gasstrukturen mit einem Durchmesser von Dutzenden von Lichtjahren bis hin zu kleinen Gaswolken um einzelne Sterne.

Das Gas, das ACES – kurz für ALMA CMZ Exploration Survey – speziell untersucht, ist kaltes molekulares Gas. Die Durchmusterung entschlüsselt die komplexe Chemie der CMZ und hat Dutzende verschiedener Moleküle entdeckt, von einfachen wie Siliziummonoxid bis hin zu komplexeren organischen wie Methanol, Aceton oder Ethanol.

Kaltes molekulares Gas strömt entlang von Filamenten, die Materieklumpen speisen, aus denen Sterne entstehen können. In den Außenbereichen der Milchstraße wissen wir, wie dieser Prozess abläuft, aber im zentralen Bereich sind solche Ereignisse viel extremer. „Die CMZ beherbergt einige der massereichsten Sterne unserer Heimatgalaxie, von denen viele ein kurzes Leben haben und früh sterben, ihr Leben in gewaltigen Supernova-Explosionen oder sogar Hypernovae beenden“, erklärt ACES-Leiter Steve Longmore, Professor für Astrophysik an der Liverpool John Moores University in Großbritannien. Mit ACES hoffen Astronom*innen, besser zu verstehen, wie diese Phänomene die Entstehung von Sternen beeinflussen und ob unsere Theorien zur Sternentstehung auch in extremen Umgebungen gelten. „Indem wir untersuchen, wie Sterne in der CMZ entstehen, können wir auch ein klareres Bild davon gewinnen, wie Galaxien gewachsen sind und sich entwickelt haben“, fügt Longmore hinzu. „Wir glauben, dass diese Region viele Gemeinsamkeiten mit Galaxien im frühen Universum hat, wo Sterne in chaotischen, extremen Umgebungen entstanden sind.“ Um diesen neuen Datensatz zu sammeln, nutzten die Astronom*innen ALMA, das von der ESO und ihren Partnern in der chilenischen Atacama-Wüste betrieben wird. Tatsächlich ist dies das erste Mal, dass ein so großes Gebiet mit dieser Anlage gescannt wurde, was dieses Bild zum größten ALMA-Bild aller Zeiten macht. Am Himmel gesehen ist das Mosaik – das durch das Zusammenfügen vieler einzelner Beobachtungen wie Puzzleteile entstanden ist – so groß wie drei nebeneinander liegende Vollmonde.

„Wir hatten bei der Planung der Untersuchung ein hohes Maß an Detailgenauigkeit erwartet, waren aber dennoch überrascht von der Komplexität und Vielfalt, die sich im endgültigen Mosaik zeigten“, ergänzt Katharina Immer, ALMA-Astronomin bei der ESO, die ebenfalls an dem Projekt beteiligt ist. Die Daten von ACES werden in fünf Fachartikeln vorgestellt, die zur Veröffentlichung in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society angenommen wurden, ein sechster Artikel befindet sich in der letzten Überprüfungsphase.
„Das bevorstehende ALMA Wideband Sensitivity Upgrade wird uns zusammen mit dem Extremely Large Telescope der ESO bald ermöglichen, noch tiefer in diese Region vorzudringen – feinere Strukturen aufzulösen, komplexere chemische Vorgänge nachzuvollziehen und die Wechselwirkungen zwischen Sternen, Gas und Schwarzen Löchern mit beispielloser Klarheit zu erforschen“, schließt Barnes. „In vielerlei Hinsicht ist dies erst der Anfang.“

Weitere Informationen
Die hier vorgestellten Forschungsergebnisse sind als Serie von Fachartikeln erschienen, die die ACES-Daten beschreiben und in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht werden:

• Fachartikel I – ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) I: Overview paper (doi: xxx)
• Fachartikel II – ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) II: Continuum imaging (doi: xxx)
• Fachartikel III – ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) III: Molecular line data reduction and HNCO & HCO+ data (doi: xxx)
• Fachartikel IV – ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) IV: Data of the two intermediate-width spectral windows (doi: xxx)
• Fachartikel V – ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) V: CS(2-1), SO 2_3-1_2, CH3CHO 5_(1,4)-4_(1,3), HC3N(11-10) and H40A lines data (doi: xxx)
• Fachartikel VI – ALMA Central molecular zone Exploration Survey (ACES) VI: ALMA Large Program Reveals a Highly Filamentary Central Molecular Zone (wird noch geringfügig überarbeitet, [ArXiV URL])
  Die Daten selbst werden über das ALMA Science Portal unter https://almascience.org/alma-data/lp/aces verfügbar gemacht.

Das internationale ACES-Team besteht aus über 160 Wissenschaftler*innen (Masterstudierende bis Ruheständler*innen) an über 70 Forschungseinrichtungen in Europa, Nord- und Südamerika, Asien und Australien. Das Projekt wurde von Steven Longmore (Liverpool John Moores University, UK), zusammen mit Ashley Barnes (Europäische Südsternwarte, Deutschland), Cara Battersby (University of Connecticut, USA [Connecticut]), John Bally (University of Colorado Boulder, USA), Laura Colzi (Centro de Astrobiología, Madrid, Spanien [CdA]), Adam Ginsburg (University of Florida, USA [Florida]), Jonathan Henshaw (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Deutschland), Paul Ho (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, Taiwan), Izaskun Jiménez-Serra (CdA), J. M. Diederik Kruijssen (COOL Research DAO), Elisabeth Mills (University of Kansas, USA), Maya Petkova (Chalmers University of Technology, Schweden), Mattia Sormani (Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia (DiSAT), University of Insubria, Italy & Institut für Theoretische Astrophysik (ITA), Universität Heidelberg, Deutschland), Robin Tress (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland & ITA, Universität Heidelberg, Deutschland), Daniel Walker (UK ALMA Regional Centre Node, University of Manchester, UK) und Jennifer Wallace (Connecticut) initiiert und geleitet.

Innerhalb von ACES wurde die ALMA-Datenreduktion von Adam Ginsburg, Daniel Walker und Ashley Barnes koordiniert. Beteiligt waren Nazar Budaiev (Florida), Laura Colzi (CdA), Savannah Gramze (Florida), Pei-Ying Hsieh (National Astronomical Observatory of Japan, Mitaka, Tokyo, Japan), Desmond Jeff (Florida), Xing Lu (Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences, China), Jaime Pineda (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Deutschland), Marc Pound (University of Maryland, USA) und Álvaro Sánchez-Monge (Institut de Ciències de l’Espai, CSIC, Bellaterra, Spanien; Institut d’Estudis Espacials de Catalunya, Castelldefels, Spanien) sowie mehr als 30 weitere Teammitglieder.

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist eine internationale astronomische Einrichtung, die gemeinsam von der ESO, der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) der USA und den japanischen National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Republik Chile betrieben wird. Getragen wird ALMA von der ESO im Namen ihrer Mitgliedsländer, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem kanadischen National Research Council (NRC), dem National Science and Technology Council (NSTC) in Taiwan und NINS in Kooperation mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan sowie dem Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb ist die ESO federführend für den europäischen Beitrag, das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das seinerseits von Associated Universities, Inc. (AUI) betrieben wird, für den nordamerikanischen Beitrag und das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) für den ostasiatischen Beitrag. Dem Joint ALMA Observatory (JAO) obliegt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA.

Die Europäische Südsternwarte (ESO) befähigt Wissenschaftler*innen weltweit, die Geheimnisse des Universums zum Nutzen aller zu entdecken. Wir entwerfen, bauen und betreiben Observatorien von Weltrang. Astronom*innen nutzen sie, um spannende Fragen zu beantworten und die Faszination der Astronomie zu wecken. Außerdem fördern wir die internationale Zusammenarbeit in der Astronomie. Die ESO wurde 1962 als zwischenstaatliche Organisation gegründet. Heute wird sie von 16 Mitgliedsländern (Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Irland, Italien, Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, und Tschechien) sowie dem Gastland Chile und Australien als strategischem Partner unterstützt. Der Hauptsitz der ESO sowie das Besucherzentrum und Planetarium, die ESO Supernova, befinden sich in der Nähe von München in Deutschland. Die Teleskope der ESO stehen in der chilenischen Atacama-Wüste, einem wunderbaren Ort mit einzigartigen Bedingungen für die Himmelsbeobachtung. Die ESO betreibt drei Beobachtungsstandorte: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal stehen das Very Large Telescope (VLT) mit dem zugehörigen Very Large Telescope Interferometer (VLTI) sowie Durchmusterungsteleskope wie VISTA. Ebenfalls am Paranal wird die ESO das südliche Feld des Cherenkov Telescope Array (CTAO) betreiben, das größte und empfindlichste Gammastrahlen-Observatorium der Welt. Zusammen mit internationalen Partnern betreibt die ESO auf dem Hochplateau von Chajnantor das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zur Beobachtung des Himmels im Millimeter- und Submillimeterbereich. Auf dem Cerro Armazones, nahe dem Paranal, errichten wir derzeit das Extremely Large Telescope (ELT). Es wird das größte optische Teleskop der Welt sein und wird oft als „das weltweit größte Auge am Himmel“ bezeichnet. Von unseren Büros in Santiago de Chile aus unterstützen wir unsere Aktivitäten im Land. Außerdem arbeiten wir mit chilenischen Partnern und der Gesellschaft zusammen.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Links

• ACES-Übersichtsartikel
• Fotos von ALMA
• ALMA Wideband Sensitivity Upgrade
• Erfahren Sie mehr über das Extremely Large Telescope der ESO auf unserer eigens eingerichteten Internetseite und in unserer Pressemappe
• Für die Medien: Abonnieren Sie unsere Pressemitteilungen unter Sperrfrist in Ihrer Sprache
• Für Wissenschaftler*innen: Erzählen Sie uns Ihre Geschichte zu Ihren Forschungsergebnissen!

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• ESO-Projekt *ALMA*

Der Beitrag Verborgene chemische Vorgänge im Zentrum der Milchstraße werden vom größten jemals aufgenommenes Bild seiner Art enthüllt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: GFZ 20. Dezember 2022.

20. Dezember 2022 – Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Forschungsgruppe „Uhrenmetrologie: Die ZEIT als neue Variable in der Geodäsie“ (Sprecher: Prof. Ulrich Schreiber, TU München) mit insgesamt zehn Projekten, davon vier mit Beteiligung von GFZ-Department 1 „Geodäsie“, Sektionen 1.1., 1.2. und 1.3. Die Laufzeit beträgt vier Jahre mit der Option auf eine Verlängerung um weitere vier Jahre.

Das übergeordnete Ziel dieser Forschungsgruppe ist die Bestimmung hochgenauer und langzeitstabiler geodätischer Referenzrahmen. Globale Referenzrahmen sind die messtechnische Grundlage für die Überwachung des Erdsystems und andere Anwendungen, z. B. die Quantifizierung von Veränderungsprozessen im Erdsystem sowie die Positionierung und Navigation auf der Erde und im Weltraum. Das Thema ist von hoher gesellschaftlicher Relevanz, weshalb am 26. Februar 2015 auch die Vereinten Nationen die UN-Resolution „Global Geodetic Reference Frame for Sustainable Development“ (GGRF, www.unggrf.org) verabschiedet haben. Die Resolution machte nochmals deutlich, wie wichtig genaue und langzeitstabile geodätische Bezugsrahmen sind.

Globale geodätische Bezugsrahmen werden durch eine Kombination von Messungen der vier wichtigsten geodätischen Weltraumverfahren bestimmt, die alle auf Zeitmessungen basieren. Die Kombination erfolgt in der Regel durch lokale Vermessungen, so genannte Local Ties, an weltweit verteilten Stationen, die verschiedene Techniken beobachten. Systematische Fehler begrenzen jedoch die Genauigkeit der kombinierten Lösung, des geodätischen Bezugsrahmens. Im Rahmen der Forschungsgruppe wird die „zeitliche Kohärenz“ zwischen den raumgeodätischen Techniken als neuartige Verbindung, die so genannte Uhrenverbindung, eingeführt.

Schleifenschlussmessungen („closure measurements“) − unter Verwendung einer gemeinsamen Uhr und eines gemeinsamen Bezugspunkts für die geodätischen Weltraumverfahren − werden zunächst am Geodätischen Observatorium Wettzell, Deutschland, durchgeführt. Es ist geplant, dass Wettzell mittels eines Satellitenlinks (ACES-Mission / ACES: Atomic Clock Ensemble in Space) über Zeittransfer mit der Satellite-Laser-Ranging-Station in Potsdam verbunden wird. Die Satellite-Laser-Ranging-Station am Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam soll wiederum über Glaserfaser mit dem hochpräzisen und stabilen Zeitsystem der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt verbunden werden. Damit wird eine quasi-fehlerfreie Kombination der geodätischen Weltraumverfahren und ein deutlich verbesserter geodätischer Referenzrahmen möglich, der die Grundlage für die genaue Beobachtung unseres Planeten Erde bildet.

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• physikalische Grundlagenforschung

Der Beitrag GFZ beteiligt an neuer DFG-Forschungsgruppe zur Uhrenmetrologie erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: ULA, Blue Origin, NSF.

Es war lange Zeit eine bequeme Position, in der sich die ULA (United Launch Alliance) befand: Ohne Konkurrenz konnte sie ihre zwar sehr zuverlässigen, aber auch sehr teuren Atlas V- und Delta IV Trägerraketen starten. Größtenteils beförderten sie Satelliten der US-Regierung in die gewünschte Umlaufbahn, auf eine kommerzielle Vermarktung der Raketen wurde ab 2006 verzichtet. Die hohen Preise dafür nahmen die Einrichtungen der US-Regierung in Kauf, gab es doch keine Alternative. Doch das hat sich in jüngster Zeit geändert: Ein neuer Wettbewerber plant ebenfalls, Regierungssatelliten zu starten. Es handelt sich dabei um das Unternehmen SpaceX, das über eine ebenbürtige Rakete verfügt: Die Falcon 9. Diese Rakete ist nicht nur dazu in der Lage, ebenfalls einen Großteil der Regierungssatelliten zu starten, sondern auch deutlich kostengünstiger als die Delta IV und die Atlas V. Außerdem gestaltet sich aufgrund der gegenwärtigen politischen Spannungen zwischen den Vereinigten Staaten und Russland eine weitere Nutzung des russischen Haupttriebwerks für die Atlas V immer schwieriger. Die ULA steht daher inzwischen mit dem Rücken zur Wand, dem Anbieter drohen Milliardenverluste. Doch das Imperium schlägt nun zurück.

Es ist eine radikale Umgestaltung des Startanbieters für die nächsten Jahre geplant: Zunächst soll 2018 die Delta IV Medium außer Dienst gestellt werden, gefolgt von der Atlas V und der Delta IV Heavy. Ersetzt werden sollen diese Raketen durch ein neues Trägersystem, das ULA-CEO Tory Bruno am 13. April auf einer Pressekonferenz vorgestellt hat: Die Vulcan. Der Name dieser Rakete wurde bei einer Online-Abstimmung festgelegt, sie basiert auf der Atlas V. Die erste Stufe verfügt über einen Durchmesser von fünf Metern, sie basiert auf der Erststufe der Delta IV. Auf dieser Erststufe sitzt dann die bewährte Centaur-Oberstufe und eine Nutzlastverkleidung mit einem Durchmesser von vier oder fünf Metern. Bei einem Durchmesser der Nutzlastverkleidung von vier Metern können vier, bei fünf Metern sechs der neuen Feststoffbooster angebracht werden. In der leistungsfähigsten Variante soll Vulcan dazu in der Lage sein, über 11 Tonnen Nutzlast in einen Geotransferorbit zu befördern. Diese werden länger als die bisherigen sein und nur noch von einem einheimischen Zulieferer geliefert. Starten soll Vulcan auf zwei der bisherigen Delta IV/Atlas V-Startplätzen, jeweils einer an der Ost- und Westküste der Vereinigten Staaten. Dafür sind jedoch umfangreiche Umbauarbeiten notwendig.

Angetrieben wird diese Rakete von zwei BE-4 Raketentriebwerken, das momentan von der geheimnisvollen Raumfahrtfirma Blue Origin entwickelt wird. Dieses neuartige Raketentriebwerk wird statt Kerosin Methan als Treibstoff sauerstoffreich verbrennen. Es soll einen Schub von 2.400 Kilonewton erzeugen. Momentan werden bereits Bauteile der Turbomaschinerie und des Einspritzkopfes auf den Blue Origin-Testständen in Texas getestet, Ende 2016 soll eine erste Testzüündung des Triebwerks erfolgen, 2017 die Entwicklung abgeschlossen sein. Blue Origin hat ebenfalls vor Kurzem die Qualifikationstests für ihr BE-3 Wasserstofftriebwerk abgeschlossen, angetrieben von diesem soll noch Ende dieses Jahres ein Testflug ihres suborbitalen Raumschiffs stattfinden. Neben dem BE-4 entwickelt die Firma Aerojet Rocketdyne ebenfalls ein Triebwerk für Vulcan, das AR-1. Blue Origin gilt jedoch als der klare Favorit. Noch dieses Jahr soll erste Qualifikationshardware für Vulcan hergestellt werden, 2019 soll der Erstflug erfolgen, 2022 die Qualifikation für militärische Flüge.

Die Preise für einen Start von Vulcan sollen bei 100 Millionen Dollar beginnen, Tory Bruno kündigte an, dass ein Kauf eines Vulcan-Raketenstarts so einfach wie der eines Autos werden wird. Doch die Kosten sollen weiter gesenkt werden: In Zukunft sollen im Rahmen des SMART-Programms (Sensible, Modular, Autonomous Return Technology) die Triebwerke nach ihrem Flug erneut verwendet werden. Nach der Abtrennung der ersten Stufe wird die Triebwerkssektion von den Treibstofftanks abgetrennt. Mithilfe eines aufblasbaren Hitzeschildes tritt die Sektion wieder in die Erdatmosphäre ein, Fallschirme bremsen den Abschnitt weiter ab. Ein Helikopter fängt daraufhin den Triebwerksblock auf, der dann an Land gebracht wird. Dort wird er für den nächsten Flug vorbereitet und zertifiziert, bevor er wieder an den Treibstofftanks einer neuen Erststufe angebracht wird. So müssen nicht für jeden Start neue Triebwerke gebaut werden, wodurch ULA sich eine Kostenersparnis von bis zu 65 % des Preises der Erststufe erhofft.

Doch hier hört die Weiterentwicklung von Vulcan nicht auf. 2023 soll die Centaur-Oberstufe ersetzt werden, und zwar durch die ACES (Advanced Cyrogenic Evolved Stage). Diese Stufe wird um 75 % leistungsfähiger sein, sie verfügt über ein bis vier Triebwerke vom Typ BE-3U, RL-10 oder dem Wasserstofftriebwerk von XCOR. Auch sollen sogenannte Ballon-Tanks zum Einsatz kommen, deren Wände derart dünn sind, dass sie ohne Treibstoff oder Druck von Innen unter ihrem Eigengewicht zusammenbrechen würden. Eine weitere Innovation von ACES soll das IVF-System darstellen (Integrated Vehicle Fluids). Es fängt gasförmigen Sauerstoff und Wasserstoff auf, der normalerweise ins Weltall abgelassen werden würde. Diese Gase werden dann dazu verwendet, die Tanks unter Druck zu setzen, Strom zu produzieren oder Schub für die Lageregelung der Stufe zu produzieren. Die ACES-Oberstufe kann erstmals nicht mehr nur einige Stunden, sondern gleich mehrere Wochen im Weltraum operieren. So werden auch orbitale Treibstoffdepots möglich, bei denen Raketenstufen aufgetankt werden können, um zu weiter entfernten Zielen zu fliegen.

Ob die ULA tatsächlich mit Vulcan SpaceX Paroli bieten kann, bleibt abzuwarten, schließlich versucht auch SpaceX, mithilfe von spektakulären neuen Technologien die Preise für Raketenstarts drastisch zu senken. Es handelt sich bei der neuen Rakete auf jeden Fall um einen innovativen und ernsthaften Ansatz, die Kosten für Raumfahrt zu senken. Von einer solchen Rakete können wir in Europa mit der Ariane 6 leider wohl nur für eine lange Zeit träumen.

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• United Launch Alliance

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Erstellt von Daniel Maurat

Das europäische Forschungsmodul Columbus bzw. COF (Columbus Orbital Facillity für Orbitalmodul Columbus) wurde benannt nach dem Entdecker Christoph Columbus und ist der Hauptbeitrag der europäischen Weltraumorganisation ESA zur Internationalen Raumstation. Hier gibt es Platz für zahlreiche Laborkomplexe. Zudem können auch außerhalb des Moduls Experimente angebracht werden.

Entwicklung und Bau

Die Entwicklung von Columbus begann 1985, als die USA andere Staaten zum Bau ihrer geplanten Raumstation Freedom in den 1980er Jahren einlud. Die ESA plante aber nicht nur, ein Modul für die Station zu bauen (APM oder Attached Pressurized Module für Angekoppeltes, unter Druck stehendes Modul) sondern auch eine freifliegende Plattform auf einer polaren Umlaufbahn (PPF oder Polar Platform für Polare Plattform) und ein frei fliegendes bemannbares Modul (MTFF oder Men-tended Free Flyer für bewohnbares, freifliegendes Modul). Dabei hätte das MTFF, eher eine Mini-Raumstation als ein Modul, zu Versorgungszwecken entweder an Columbus andocken können oder wäre von einem geplanten Hermes-Gleiter der ESA versorgt worden. Nachdem aber die Kosten explodierten und Russland in das Programm einstieg, wurde das Columbus-Projekt massiv abgespeckt: das MTFF wurde ganz gestrichen (z.T. auch, weil Hermes nicht realisiert wurde). Das PPF wurde als separates Projekt abgewickelt und als Envisat im Jahre 2002 auch gestartet. Auch beim APM wurde gekürzt, sodass das Modul nur noch halb so lang wurde wie geplant, nämlich von zwölf Metern auf sechs. Der Auftrag zum Bau wurde schließlich 1996 erteilt, neun Jahre nach Beginn der Planungen. Er umfasste ein Finanzvolumen von 880 Mio Euro, wovon Deutschland, welches schon das Spacelab-Forschungsmodul für Shuttlemissionen baute, 480 Mio Euro übernahm.

Gebaut wurde Columbus von einer Tochter des europäischen Luft- und Raumfahrtkonzerns EADS, EADS Astrium Space Transportation mit Sitz in Bremen und 41 Unterauftragnehmern. Das Grundgerüst wurde von der italienischen Firma Thales Alenia Space, welche auch die MPLM-Versorgungsmodule, die beiden Knotenmodule Harmony und Tranquillity, sowie die Aussichtskuppel Cupola für die NASA baute, in Turin montiert. Dort wurden auch die meisten mechanischen Elemente wie Lebenserhaltung, Kopplungsmechanismus etc. eingebaut. Im September 2001 wurde das halbfertige Modul von Turin nach Bremen gebracht, wo der Endausbau vorgenommen wurde. Am 2. Mai 2006 wurde das Modul der ESA übergeben und schon am 27. Mai wurde Columbus auf eine dreitätigen Reise mit einer Airbus Beluga nach Cape Caneveral, Florida, geschickt, wo es in der Space Station Processing Facility auf seinen Start wartete.

Aufbau

Columbus ist, wie alle anderen Module des US-basierten Teils der ISS auch, eine Röhre aus Aluminium. Basierend auf dem MPLM, hat es dieselben Maße wie dieses. Das Modul besitzt einen passiven CBM, mit dem Columbus an Harmony-Steuerbord angekoppelt wurde. Im Inneren ist Platz für zehn Standard-Racks. Mit Columbus wurden das Fluid Science Laboratory (FSL für Flüssigkeitsforschungslabor), welches das Verhalten von Flüssigkeiten im All untersucht, die European Physiology Modules (EPM für Europäisches Physiologiemodule), die verschiedene medizinische Aspekte in Teilbereichen wie Neurologie und Kardiologie untersucht, Biolab, in welchem biologische Proben wie Bakterien, Zellen oder sogar kleinen Wirbellose wie Insekten untersucht werden, das European Drawer Rack (EDR für Europäisches Fach-Rack), in welchem viele verschiedene Experimente wie Proteinzüchtung betrieben werden können, sowie das European Storage Rack (für Europäisches Lager-Rack) das zur Lagerung von Ersatzteilen dient, gestartet. Schon zuvor wurden die Microgravity Science Glovebox (Wissendschaftliche Mikrogravitations-Handschuhbox), in dem Experimente unter totaler Isolation von der Umgebung durchgeführt werden können, der European Transport Carrier (ETC für Europäischer Transportträger), in dem Nutzlast transportiert werden kann sowie das Material Science Laboratory – Electromagnetic Levitator (MSL-EML für Materialwissendschaftliches Labor – Elektromagnetischer Schmelzer), in dem im Vakuum Metallproben geschmolzen und untersucht werden können, zur Station gebracht.

An der Außenhaut gegenüber des Kopplungsstutzens können ebenfalls Experimente angebracht werden. Zur Zeit ist dort das Solar Monitoring Observatory (Solar bzw. SMO für Sonnenbeobachtendes Observatorium), mit dem die Sonne beobachtet wird. Zuvor war auch die European Technology Exposure Facility (EuTEF für europäische Techologieforschungseinrichtung) angebracht, um Material auf seine Weltraumbeständigkeit zu untersuchen, die Erde zu beobachten und die noch vorhandene Restatmosphäre zu untersuchen. Es wurde während der Shuttlemission STS 128 im September 2009 zur Erde zurück gebracht, um dort die dem Weltraum ausgesetzten Proben zu untersuchen. Geplant ist auch, zwei Atomuhren mit der Bezeichnung Atomic Clock Ensemble in Space (ACES für Atomuhren im Weltall) um 2013 entweder mit einem japanischen HTV oder einer amerikanischen Dragon-Kapsel zu starten. Dabei sollen Relativitätseffekte untersucht werden und das Atomuhrsystem fü das geplante europäische Navigationssystem Galileo getestet werden.

Im Orbit

Gestartet wurde Columbus während der Shuttlemission STS 122 des Space Shuttles Atlantis am 7. Februar 2008 vom Kennedy Space Center in Cape Caneveral, Florida. Nach zwei Tagen dockte die Atlantis an die ISS an. Am 11. Februar wurde Columbus mithilfe des Stationsroboterarms SSRMS/Canadarm 2 aus der Ladebucht der Atlantis gehievt und an den Steuerbordkopplungsstutzen von Harmony angedockt. Dafür waren die beiden Astronauten Stan Love und Rex Walheim ausgestiegen und schafften Daten- und Kühlmittelverbindungen. Einen Tag später, am 12. Februar, wurden die Schleusen zu Columbus erstmals geöffnet und das Modul in Betrieb genommen. Am 13. Februar führten Walheim und der Deutsche Hans Schlegel eine EVA (Extravehicular Activitie für Außenbordeinsatz) durch, um Teile der Station zu warten und weiter an Columbus zu arbeiten. Beim zwei Tage später am 15. Februar stattfindenden dritten Außenbordeinsatz montierten Walheim und Love schließlich die beiden Experimente EuTEF und Solar/SMO an Columbus. Danach koppelte die Atlantis von der Station ab und landete am 20. Februar im Kennedy Space Center.

Nach STS 122 nahm die Bodenstation von Columbus, Col-CC (Columbus Control Center für Columbus Kontrollzentrum), im Raumfahrt-Kontrollzentrums des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen bei München seinen Betrieb auf. Von dort aus werden alle Abläufe, die mit Columbus zu tun haben, geplant und gesteuert. Zudem hat das Col-CC eine ständige Verbingung zu den Kontrollzentren der in Housten (USA) und Koroljow bei Moskau, um mit ihnen verschiedene Experimente und Einsätze zu koordinieren.

Verwandte Webseiten:

• Informationen zu Columbus auf der NASA-Homepage (engl.)
• Artikel in Wikipedia
• Datenblatt der NASA (engl.)
• Informationen zu Columbus auf der ESA-Homepage (engl.)
• Informationen zu Columbus auf der DLR-Homepage

Der Beitrag Columbus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: ESA. Vertont von Peter Rittinger.

Zum Atomic Clock Ensemble in Space (ACES) gehören die in Frankreich zu entwickelnde Cäsium-Atomuhr PHARAO (Projet d’Horloge Atomique par Refroidissement d’Atomes en Orbite) und das ehemals Schweizer Projekt Space Hydrogen Maser (SHM), das von der ESA übernommen wird. Die Europäische Weltraumagentur übernimmt auch die Entwicklung der Tragstruktur sowie aller weiteren Einrichtungen an der ISS und am Boden.

Montiert wird ACES an der Außenseite des Labormoduls Columbus. Dort gibt es bereits mehrere Montagepunkte für externe Experimente. 2013 sollen beide Atomuhren fertig sein und von einem japanischen HTV oder einer US-amerikanischen Dragon-Kapsel ins All transportiert werden. Wie üblich fließen zur Bezahlung keine Gelder, sondern werden Leistungen gegeneinander aufgerechnet. In diesem Falle sind dies Entwicklung und Bau einer Kuppel, die gemeinsam mit dem Knotenmodul Tranquility Anfang nächsten Jahres zur Station gelangen sollen. Dafür erhält die ESA Transportkapazität für vier weitere Außenlasten.

Ein Ziel des Experimentes ist die genaue Zeitmessung zur Überprüfung von Aussagen der Allgemeinen Relativitätstheorie. Dieser entsprechend vergeht die Zeit unter verschiedenen Gravitationsbedingungen unterschiedlich. Uhren, die einer stärkeren Gravitation unterliegen, gehen langsamer. Die Unterschiede sind bei dem vergleichsweise schwachen Gravitationsfeld der Erde allerdings sehr gering. Deshalb benötigt man sehr genaue Uhren. Auf der Erde gibt es derartige Chronometer an verschiedenen Institutionen weltweit. Im All wird ACES allerdings die genaueste Uhr sein. Erreicht werden soll eine Gangabweichung von maximal 10^-16. Das bedeutet, dass die Uhr in einem Jahr maximal um 3,2 Nanosekunden (0,0000000032 s) abweicht.
ACES soll aber auch bei der weltweiten Zeitsynchronisation sowie in der Geodäsie und Fernerkundung helfen. Hier wird beispielsweise mit Licht oder Radar gemessen. Beide Strahlungen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Strecken werden durch die Messung der Zeit, die ein Signal für eine bestimmte Wegstrecke benötigt, ermittelt. Eine Abweichung von einer Millionstelsekunde bei der Zeitmessung bedeutet eine Abweichung von 300 Metern in der Strecke! Auch Navigationssatelliten sind daher mit Atomuhren ausgestattet. Zur Synchronisation dieser Uhren, die auch der Zeitdilatation der speziellen Relativitätstheorie unterliegen, ist eine überaus genaue „Weltzeit“ erforderlich. In diesem Ensemble soll ACES ab 2013 eine wichtige Rolle spielen.

Raumcon:

• Diskussion zu ISS-Forschungseinrichtungen
• ACES-Thread (seit 2006)

Der Beitrag Uhrenensemble für die ISS erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: AFP.

Dies ist ein Resultat der jahrelangen Untersuchungen zum Columbia-Unglück. Während die Ursache für den tödlichen Unfall bei der Rückkehr der Raumfähre mit abfallenden Eis-Schaumstoff-Teilen des riesigen Außentanks identifiziert ist und die Situation durch verschiedene Maßnahmen verbessert wurde, stellt der jetzt vorgestellte 400-seitige Abschlussbericht auch bei den ACES Sicherheitsmängel fest.

Die orangefarbenen Anzüge, die während des Starts und der Landung getragen werden, bieten keine ausreichende Temperaturisolierung. Offenbar gibt es aber auch Probleme mit der Dichtheit. Einige Raumfahrer müssen während der Rückkehrphase noch Geräte bedienen können und tragen daher keine Handschuhe. Außerdem sind die Helme noch nicht geschlossen. Hier sollten Automatismen eingreifen, die im Notfalle einen hermetischen Verschluss innerhalb von Sekunden herstellen.

Ebenfalls bemängelt wurde, dass durch die schlecht angepassten Helme eine Verletzungsgefahr für die Astronauten bestünde und die Gurte nicht ausreichend Halt böten.

Die Raumanzüge für Notfälle eignen sich nicht für Außenbordaktivitäten, sollen aber ausreichenden Schutz in Notsituationen gewährleisten. Sie wurden aus Druckanzügen von hoch fliegenden Flugzeugpiloten entwickelt und werden von der David Clark Company in Massachusetts hergestellt. Für die letzten Shuttle-Flüge wird es wohl kaum Veränderungen geben, die Astronauten der Columbia hätten auch mit besseren Raumanzügen nicht überleben können. Für Flüge mit dem Orion-Raumschiff ist aber von vorn herein das Tragen von Rettungsanzügen vorgesehen.

Der Beitrag Rettungsanzüge sollen verbessert werden erschien zuerst auf Raumfahrer.net.