Quelle: Land Tirol 8.Juni 2024.

8. Juni 2024 – Sich fühlen, als wäre man auf dem Mars: Das passierte im Rahmen von AMADEE-24, die inzwischen 14. internationale Mars-Analog-Mission unter der Leitung des Österreichischen Weltraum Forums (ÖWF). Im Zuge des zweijährigen Projektes fand im März und April dieses Jahres eine vier Wochen andauernde Simulation einer Marsexpedition mit sechs Analog-AustronautInnen in Armenien statt. Zusätzlich dazu erhielten Tiroler SchülerInnen über das Junior Researcher Programm des ÖWF die Möglichkeit, mehr über das zweijährige Projekt zu erfahren und Weltraumforschung in den verschiedenen Forschungsteams hautnah mitzuerleben – nicht in Armenien, aber im direkten Austausch mit den ExpertInnen: Dabei konnten sie sich im Rahmen der Generalprobe der Mission in Oberösterreich im Januar mit internationalen WissenschaftlerInnen über dieses Projekt austauschen und bei der eigentlichen Simulation vom Mission Support Center in Wien aus mitarbeiten.

„Bereits zum zweiten Mal wurde das Junior Researchers Programm mit Unterstützung des Landes Tirol durchgeführt. Es war wieder ein voller Erfolg. 240 Schülerinnen und Schüler erlebten gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus verschiedenen Ländern Raumfahrtforschung in einem realen Umfeld. Durch Projekte wie dieses leisten wir einen wichtigen Beitrag, um Nachwuchs an qualifizierten Köpfen für solche doch auch außergewöhnlicheren Bildungsfelder zu begeistern“, betont Wissenschaftslandesrätin Cornelia Hagele. Das Land Tirol unterstützte das NachwuchsforscherInnen-Programm mit rund 30.000 Euro für Personal-, Reise- und Unterkunftskosten.

Über das Junior Researchers Programm
Im Rahmen dieses Junior Researcher Programms des ÖWF wurden die SchülerInnen fachlich-pädagogisch begleitet. Geboten wurden unter anderem Vorträge in Schulen, durchgeführt von Raumfahrt-ExpertInnen, ein Besuch des ÖWF-Raumanzuglabors in Innsbruck, wo den jungen Forschenden ein Teil des Raumanzug-Simulators vorgeführt wurde, sowie die Teilnahme an der Generalprobe des ÖWF zur Marssimulation im Januar am Trainingsgelände in Peuerbach in Oberösterreich. Zudem erhielten die SchülerInnen die Möglichkeit, im Mission Support Center des ÖWF in Wien mitzuarbeiten, von wo aus das internationale Team an ForscherInnen die Missions-Crew in Armenien während der vierwöchigen Mars-Simulation im März und April 2024 unterstützte.

Über die Marssimulation AMADEE-24
AMADEE-24 war die Simulation einer Marsexpedition, die das ÖWF in Kooperation mit der Armenischen Weltraumagentur unter internationaler Beteiligung in Armenien durchführte. Die Expedition war der authentische Probelauf für die astronautische Erforschung des Roten Planeten und wurde von einem eigens eingerichteten Mission Support Center in Wien geleitet. In Armenien führte eine Crew von sechs hochqualifizierten Analog-AstronautInnen mit Raumanzug-Prototypen Experimente durch, um die zukünftige Marserkundung von Menschen-Roboter-Teams vorzubereiten. Insgesamt waren an der Mars-Mission-AMADEE-24 250 Forschende aus 26 Ländern beteiligt.

Weitere Informationen zur Mars-Mission AMADEE-24 finden sich unter www.amadee24.oewf.org.

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• Marssimulation AMADEE des Österreichischen Weltraum Forums

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Quelle: JMU, 9. Februar 2024.

Anmerkung der Raumfahrer.net Redaktion: Siehe auch die AMADEE-24 Seite des Österreichischen Weltraum Forums.

Bemannte Marsmissionen sind zwar ein erklärtes Ziel von Weltraumbehörden wie der NASA oder dem kommerziellen Raumfahrtunternehmen SpaceX, bis es soweit ist, dürften allerdings noch einige Jahre vergehen. In der Zwischenzeit werden solche Einsätze auf der Erde simuliert und erprobt.

An einer solchen Testmission, der Mars-Simulation AMADEE-24, sind auch Studierende des Elitestudiengangs Satellite Technology an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) beteiligt. Hierfür haben sie zwei Robotersysteme entwickelt, die in drei Experimenten zum Einsatz kommen werden.

Armenische Wüste als Roter Planet
Durchschnittlich rund 70 Millionen Kilometer liegen zwischen Erde und Mars. So weit müssen die Würzburger Roboter natürlich nicht reisen. Für sie geht es in die armenische Provinz Ararat. Die Region wurde aufgrund ihrer geologischen und topografischen Ähnlichkeit mit dem Mars ausgewählt.

„Die Nachbildung von Mensch-Roboter-Oberflächenaktivitäten auf dem Mars in irdischen Analoga, sogenannten Analogumgebungen, hat sich als effektiv erwiesen, um die optimale Missionsarchitektur für komplexe Forschungseinsätze zu entwickeln“, erklärt Professor Andreas Nüchter. Er leitet an der JMU den Lehrstuhl für Robotik.

AMADEE-24 wird vom Österreichischen Weltraum Forum (ÖWF) in Kooperation mit der Armenischen Weltraumagentur durchgeführt. Die Generalprobe haben die Würzburger Roboter beim „Dress Rehearsal 2“ in Wien bereits gemeistert, von Anfang März bis Anfang April folgt nun der Ernstfall in Armenien.

Analog-Astronauten steuern die Robotersysteme
AMADEE-24 dient als authentischer Probelauf für die astronautische Erforschung des Roten Planeten. Eine sechsköpfige Crew hochqualifizierter Analog-Astronauten wird während der Simulation Experimente mit Raumanzug-Prototypen durchführen, um zukünftige menschliche und robotische Marserkundungsmissionen vorzubereiten.

Analog-Astronauten bleiben grundsätzlich auf der Erde und liefern mit ihrer Arbeit wichtige wissenschaftliche Erkenntnisse für bemannte Weltraummissionen.

Während des Einsatzes in Armenien befinden sich die Astronauten in völliger Isolation und stehen in Kontakt mit einem speziellen Mission Support Center in Österreich. Dabei wird eine zehnminütige Zeitverzögerung in der Kommunikation simuliert.

Während des „Dress Rehearsal 2“ wurden sie bereits darauf trainiert, die Robotersysteme zu steuern und die wissenschaftlichen Fragestellungen mit den Robotern als Werkzeuge durchzuführen.

Die Aufgabe der Würzburger Robotersysteme: Neben dem Erstellen von 3D-Karten und geologischen Analyseexperimenten soll eine Ultrawideband (UWB) Lokalisierung mittels Trilateration getestet werden. Dazu verteilt der Roboter Sensorknoten, die ein lokales Koordinatensystem aufspannen, und die Lokalisierung erfolgt dann ähnlich wie GPS.

Von der Theorie in die Praxis
Für die Würzburger Studierenden bietet die Beteiligung an AMADEE-24 eine großartige Chance, Erlerntes praktisch anzuwenden.

Viele der Herausforderungen, die im Rahmen der Testmission auftreten, finden sich auch beim Bau von Satelliten. „Es gibt ein Bodensegment, Kommunikation ist nur sporadisch und mit Verzögerungen möglich, Experimente müssen gut geplant und durchgeführt werden“, erklärt Andreas Nüchter.

Explorationsmissionen zum Mond und Mars erfordern eine Satelliteninfrastruktur und tragen dazu bei, das Verständnis für die Vor- und Nachteile künftiger robotischer und astronautischer Erkundungen zu vertiefen.

„Sie bieten einen Mehrwert für die Vorbereitung wissenschaftlicher Operationen in abgelegenen Gebieten und helfen, die Grenzen und Möglichkeiten von Technologie und Arbeitsprozessen zu durchschauen“, fasst Nüchter zusammen.

Kontakt
Prof. Dr. Andreas Nüchter, Lehrstuhl für Informatik XVII – Robotics, E-Mail: nuechter@informatik.uni-wuerzburg.de

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• Marssimulation AMADEE des Österreichischen Weltraum Forums

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Quelle: ÖWF 1. August 2023.

1. August 2023 – Zwei von der Europäischen Weltraumagentur ESA finanzierte Projekte im Rahmen der Entwicklung neuer Textilien für zukünftige Mond- und Mars-Raumanzüge wurden vor Kurzem erfolgreich abgeschlossen: BACTeRMA – unter der Leitung des Österreichischen Weltraum Forums (ÖWF) – und PExTex – unter der Leitung des französischen Unternehmens COMEX in Zusammenarbeit mit dem ÖWF. Ziel der Projekte war es, Textilien zu finden, die das mikrobielle Wachstum hemmen und der rauen Umgebung des Mondes, wie z.B. Strahlung, Staubabrieb oder einer anspruchsvollen thermischen Umgebung, standhalten. Beide Studien bieten eine europäische Perspektive auf zukünftige bemannte Missionen jenseits der Erdumlaufbahn.

ESA-Astronaut Matthias Maurer: „Die von der ESA finanzierte und in Europa entwickelte Weltraumtechnologie ist ein entscheidender Schritt, um das Fachwissen der europäischen Industrie und Wissenschaft für die künftige bemannte und robotische Planetenerkundung zu stärken.“

Dr. Gernot Grömer, Direktor des Österreichischen Weltraum Forums: „Die Erkenntnisse von PExTex und BACTeRMA legen den Grundstein für zukünftige Entwicklungen in den Bereichen der antimikrobiellen Behandlung von Textilien und der Integration intelligenter Textiltechnologien.“ Sie unterstreichen die Rolle österreichischer Forschungspartner*innen wie des Österreichischen Weltraum Forums und des Vienna Textile Labs in diesem innovativen Forschungs- und Entwicklungs-Bereich. Zudem demonstrieren diese Projekte für die Textilindustrie die Machbarkeit und Bedeutung der Entwicklung innovativer Textilien mit speziellen Eigenschaften.
Das Österreichische Weltraum Forum integriert derzeit die neu entwickelten Textilien in seinen Raumanzug-Prototypen. Im März 2024 könnten diese Materialien im Rahmen von AMADEE-24, unserer Simulation einer astronautischen Marsmission in Armenien, ihrem ersten analogen Feldtest unterzogen werden.“

Rückkehr zum Mond
Über 50 Jahre nachdem die ersten Menschen die Mondoberfläche betraten, prüft die ESA eine Rückkehr zum Mond und später zum Mars und schlägt damit das nächste Kapitel der Weltraumforschung auf. Mit der Vision von Teams, die in zukünftigen Mondlaboren arbeiten werden, untersuchen Expert*innen Herausforderungen, die in diesen permanenten Habitaten und Labors auf der Mond- oder Marsoberfläche auftreten können. Eine dieser Herausforderungen ist die Entwicklung neuer Raumanzüge, die den Umweltbedingungen des Mondes standhalten und gleichzeitig das mikrobielle Wachstum auf Textilien reduzieren oder sogar verhindern können. Staub, Strahlung sowie mikrobielles Wachstum stellen eine erhebliche Bedrohung für die Gesundheit und Sicherheit von Astronaut*innen dar.

PExTex und BACTeRMA
Zwei von der ESA geförderte Projekte, die diese Probleme angehen, wurden in Zusammenarbeit mit dem Österreichischen Weltraum Forum (ÖWF) durchgeführt und kürzlich abgeschlossen: PExTex (Planetary Exploration Textiles) und BACTeRMA (Biocidal Advanced Coating Technology for Reducing Microbial Activity). BACTeRMA ist eine zweijährige Studie, die das PExTex-Projekt ergänzt. Basierend auf Missionsplanungen wie der NASA-geführten ARTEMIS-Initiative wurde eine Vielzahl möglicher Textilien auf ihre Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit hin untersucht, um potenzielle Materialien für einen zukünftigen Mond-Raumanzug zu finden. Das BACTeRMA-Projekt erforschte bio-inspirierte Technologien, um das mikrobielle Wachstum auf der Oberfläche der Innentextilien eines Raumanzugs zu reduzieren.

PExTex wurde von einem Konsortium aus DITF (Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung) und dem Österreichischen Weltraum Forum (ÖWF) unter der Leitung von COMEX SA umgesetzt. BACTeRMA wurde vom Österreichischen Weltraum Forum in Zusammenarbeit mit dem Vienna Textile Lab durchgeführt.

Gefahren durch Mondstaub und PExTex
Während der Apollo-17-Mission im Dezember 1972 hatten die NASA-Astronauten Gene Cernan und Harrison Schmitt nach mehr als 22 Stunden Außenbordeinsatz auf der Mondoberfläche Schwierigkeiten, ihre Arme und Beine in ihren Raumanzügen zu bewegen, weil Staub begonnen hatte, die Anzug-Gelenke zu blockieren. Als beide Astronauten wieder in die Mondlandefähre zurückkehrten, fehlten an einigen Stellen der Raumanzüge drei Schichten der Außenhaut, die durch Mondregolith abgerieben worden waren.

In Zukunft sollen Außenbordeinsätze länger dauern und deutlich häufiger durchgeführt werden als die der Apollo-Astronauten, was verbesserte Anzugkonzepte erfordert.

Das Projekt PExTex konnte neuartige Materialien für die Entwicklung von Raumanzügen in Europa identifiziert. Zudem wurde eine Teststrategie entwickelt, die Materialien auf ihre Mondtauglichkeit überprüfen kann. Im Rahmen des Projekts wurden die Materialien, die in Frage kommen, zahlreichen Tests wie extremen Temperaturen, ionisierender Strahlung, Ultrahochvakuum, elektrischen Entladungen, beschleunigter Alterung und Regolith-Abrieb unterzogen. Im Rahmen der Tests wurden die Textilien auch der Strahlung eines Teilchenbeschleunigers in der MEDAUSTRON-Anlage in Österreich ausgesetzt.

Das Industriekonsortium identifizierte eine Reihe vielversprechender Textilkombinationen, darunter Materialien, die während der Apollo-Mondmissionen noch nicht verfügbar waren, wie etwa Twaron und andere.

Gefahren des mikrobiellen Wachstums auf Textilien und BACTeRMA
Die Unterwäsche von Astronaut*innen könnte sich auf Langzeitmissionen zum Mond und darüber hinaus als Herausforderung erweisen: Während Wäschewaschen auf der Erde eine alltägliche Angelegenheit ist, wird die Verwendung von Waschmaschinen und Trocknern in einem Weltraumhabitat aus heutiger Sicht kaum praktikabel sein. Zudem planen die Raumfahrtbehörden durch die Einrichtung permanenter Forschungseinrichtungen auf dem Mond, Instrumente und Materialien dauerhaft in diesen Außenposten zu lagern. Zukünftige Mond-Raumanzüge werden über einen längeren Zeitraum dort bleiben und von verschiedenen Astronaut*innen genutzt werden. Die Lagerung von Raumanzügen (unter potenziell günstigen Bedingungen für Mikroorganismen) erhöht wiederum das Risiko des mikrobiellen Wachstums. Da Raumanzüge nicht regelmäßig gewaschen werden können, sind Lösungen zur Vermeidung des Mikrobenwachstums von entscheidender Bedeutung.

Das BACTeRMA-Projekt konzentrierte sich auf die Entwicklung biozider Textilverarbeitungstechniken wie beispielsweise das Färben mit bakteriellen Metaboliten, bei denen es sich im Grunde um Antibiotika handelt. Die entsprechend vorbereiteten Materialien wurden anschließend Strahlung, Regolithstaub und künstlichem Schweiß ausgesetzt, um ihre Haltbarkeit zu untersuchen. Durch umfangreiche Tests haben das Österreichische Weltraum Forum und das Vienna Textile Lab wertvolle Erkenntnisse über die Wirksamkeit und Eignung antimikrobieller Substanzen wie AM1 (Violacein) und AM2 (Prodigiosin) auf verschiedenen Textilmaterialien gewonnen. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt werden enorme Auswirkungen auf die Produktion der inneren Schichten von Raumanzügen und somit auf Astronaut*innen bei Langzeit-Weltraummissionen haben.

Über das Österreichische Weltraum Forum (ÖWF)
Das Österreichische Weltraum Forum (ÖWF) gehört im Bereich der Analogforschung weltweit zu den führenden Organisationen, die an der Vorbereitung astronautischer Erforschung anderer Planeten mitarbeiten. Expert*innen verschiedenster Disziplinen bilden innerhalb des ÖWFs die Basis für diese Arbeit. Gemeinsam mit nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen, Industrie und Unternehmen unterschiedlicher Branchen wird hier Forschung auf höchstem Niveau betrieben. Dabei nutzt das ÖWF seine ausgezeichneten Kontakte zu Meinungsbildner*innen, Politik und Medien, um österreichische Spitzenforschung und Technologie international voranzutreiben und bekanntzumachen. Das Österreichische Weltraum Forum ist zudem einer der wichtigsten Bildungsträger in Österreich, wenn es um Raumfahrt und darum geht, junge Menschen für Wissenschaft und Technik zu begeistern sowie ihnen einen Zugang zu dieser Branche zu ermöglichen. Neben der Betreuung von universitären Arbeiten bietet das ÖWF auch immer wieder Studierenden und Schüler*innen die Möglichkeit, im Rahmen von Praktika ihr Wissen zu erweitern.

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• Österreichisches Weltraum Forum (ÖWF)

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