Ein Beitrag von Sascha Haupt. Quelle: NASA-TV, NASA, Raumcon.

Für die aktuell laufende ISS-Expedition 36 sind insgesamt 5 Außenbordeinsätze (EVAs, Extra Vehicular Activities) geplant, um Wartungsarbeiten zu verrichten, Außenexperimente auszutauschen und die ISS auf neue Module und Besuchsraumschiffe, unter anderem das russische Forschungsmodul Naúka (MLM) vorzubereiten.

Ähnlich wie bei der russischen EVA Nr. 33 standen für diese US-EVA Nr. 22 zahlreiche Aufgaben auf dem Plan, die sich im Laufe des letzten Jahres angesammelt hatten. Chris Cassidy und Luca Parmitano waren bei der Bewältigung dieser vielseitigen Aufgaben sehr erfolgreich.

Es war die fünfte EVA für Cassidy nach seinen drei Ausstiegen bei STS 127 und der Reparatur einer Ammoniak-Pumpeinheit bei Expedition 35 sowie die erste EVA für Luca Parmitano.

Parmitano ist der erste Italiener, der einen Außenbordeinsatz durchgeführt hat und der erste ESA-Astronaut außerhalb der Station seit dem deutschen Hans Schlegel bei der Shuttlemission STS 122 im Februar 2008.

Nach dem Verlassen der Quest-Luftschleuse arbeiteten die beiden Astronauten zunächst getrennt: Chris Cassidy tauschte einen im letzten Jahr ausgefallenen Transmitter für eine der beiden KU-Band Antennen der Station aus. Dabei hatte er zunächst Probleme, weil eine Schraube des neuen Transmitters klemmte. Bei einem neuen Versuch mit mehr Drehmoment lies sich der Transmitter dann aber installieren.

Währenddessen deinstallierte Luca Parmitano das Materialexperiment MISSE-8, das für zwei Jahre Proben dem freien Weltraum ausgesetzt hatte. Dabei hatte er auch die Möglichkeit, das Alpha-Magnetic-Spectrometer (AMS) zu fotografieren. Ingenieure hatten eine etwas schwächere Leistung eines der Radiatoren des AMS beobachtet. Die Fotos sollen dabei helfen, die Ursache dafür zu finden.

Nach dem Austausch des Transmitters verlegte Chris Cassidy ein Stromkabel für das MLM (Nauka), das im nächsten Jahr zur Station starten soll, von Unity zu PMA-1, dem Übergang zum russischen Modul Sarja. Das Kabel war bei einem Außenbordeinsatz im letzten Jahr an Unity zurückgeblieben, weil nicht mehr genug Zeit geblieben war.

Anschließend arbeiteten Cassidy und Parmitano zusammen, um die beiden mit dem Dragon-CRS-2-Flug angelieferten RGBs (Radiator Grapple Bars) zu den Radiatoren an den S1- und P1-Truss-Gittersegmenten zu bringen. Diese Halterungen, die zum Austauschen eines der beiden großen Radiatoren benötigt würden, falls einer davon ausfallen sollte, wurden im März mit dem Roboterarm zunächst temporär an der POA befestigt. Die POA (Payload and ORU Attachment Assembly) befindet sich am Mobile Base System (MBS) auf dem Mobile Transporter, der sich auf Schienen entlang der Truss-Struktur der ISS bewegen kann. Sie ist im Prinzip identisch mit den Enden des Roboterarms SSRMS und kann Nutzlasten an den gleichen Greifpunkten (Grapple Fixtures, GFs) halten.

Für diese Aufgabe befestigte Luca Parmitano eine Fußhalterung am Ende des SSRMS und bestieg diese. Nachdem die beiden RGBs voneinander gelöst waren, manövrierte Karen Nyberg vom Inneren der Station aus den SSRMS mitsamt Parmitano und der ersten RGB zum S1-Truss. Die zweite RGB verbliebt zunächst am POA. Nach der Installation der ersten RGB am Truss ging es zurück zum MBS, wo Luca Parmitano zunächst eine defekte Kamera deinstallierte. Sie soll bei der Dragon CRS-3 Mission zur Reparatur zurück auf die Erde gebracht werden. Dann holte er die zweite RGB vom POA und wurde mit dem Roboterarm zum zweiten großen Radiator an P1 herübergeschwenkt, wo er sie gemeinsam mit Cassidy installierte.

Nach dem Abschluss der Arbeiten mit den RGBs machte sich Chris Cassidy daran, zwei Überbrückungskabel an der Z1-Trussstruktur zu installieren, die den Ausfall wichtiger Systeme im Fall eines Defekts an einem der Gleichstromtransformatoren (DDCU) verhindern sollen. Diese Arbeiten sollen bei der nächsten EVA in einer Woche abgeschlossen werden. Es können nicht beide Kabel bei einer EVA komplett installiert werden, da dazu jeweils Systeme herunter gefahren werden müssen, die nicht gleichzeitig außer Betrieb sein sollen.

Nachdem Luca Parmitano Aufräumarbeiten am SSRMS und der Fußhalterung abgeschlossen hatte, befestigte er eine Schutzabdeckung an PMA-2 vorne am Harmony-Modul der Station. PMA-2 ist der Adapter, an dem bis vor zwei Jahren regelmäßig die Space Shuttles angedockt hatten. Jetzt wird er bis zur Einführung von kommerziellen bemannten US-Raumschiffen nicht mehr benötigt und soll deshalb durch die Abdeckung vor Mikrometeoriten, kleinem Weltraumschrott und Temperaturschwankungen geschützt werden.

Da die Astronauten nach Erledigung dieser geplanten Aufgaben dem Zeitplan über 30 Minuten voraus waren, konnten noch Zusatzaufgaben angegangen werden: Chris Cassidy begab sich zum vorderen Ende des russischen Moduls Sarja, wo sich eine PDGF (Power and Data Grapple Fixture), also ein „Fußpunkt“, von dem aus der kanadische Roboterarm (SSRMS) operieren kann, befindet. Cassidy kontrollierte zunächst den Mechanismus dieser PDGF und stellte fest, dass sich entgegen der Befürchtungen der Ingenieure kein Erdungskabel im Mechanismus befindet. Anschließend legte er ein Datenkabel von der PDGF zu PMA-1. Bei der nächsten EVA soll dann ein Kabel von PMA-1 zu Tranquility (Node-3) verlegt werden.

Mit dem Schließen der äußeren Luke der Luftschleuse und dem wieder Unter-Druck-Setzen von Quest endete der Außenbordeinsatz nach 6 Stunden und 7 Minuten, geplant waren 6 Stunden und 30 Minuten.

In einer Woche, am 16. Juli, geht es für Cassidy und Parmitano wieder „vor die Tür“. Dann stehen die endgültige Installation des zweiten Überbrückungskabels an Z1, das Verlegen des zweiten Teils des Datenkabels für die PDGF an Sarja sowie eines Ethernetkabels für das MLM, die Installation von Führungsschienen an den heute installierten RGBs, das Umsetzen einer Antenne und das Entfernen der Schutzabdeckung von der im letzten Jahrs ausgefallenen MBSU (Main Bus Switching Unit, einem Schaltkasten) auf dem Programm.

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• ISS-Expedition 36

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, Roskosmos, ESA.

Zu den wissenschaftlichen Untersuchungen der ersten Wochen zählten BASS, UBNT, BCAT-4, Seedling Growth, Coulomb-Kristall, Plasma-Kristall, Matrjoschka, MikroBIOM, Pro K und FASES zu den technischen Erprobungen Fundoscope, Vane Gap 1, SPHERES und das Surface Telerobotic Experiment.

Im Rahmen von BASS (Burning and Supression of Solids) werden Verbrennungsprozesse und deren Verlöschen an Festkörpern untersucht. Insgesamt wurden 13 Versuche mit unterschiedlichen Materialien in einer Handschuhbox durchgeführt. Diese sollen zu einer Verbesserung des Brandschutzes in der Schwerelosigkeit führen.

Bei UBNT (Ultrasound Background Noise Test) wird der „Geräuschpegel“ im Bereich des Ultraschalls gemessen. Der für Menschen nicht hörbare Schall bedeutet eine hochfrequente Schwingung, die auch Mikrogravitationsexperimente empfindlich stören kann.

Mit BCAT (Binary Collodial Alloy Test) werden seit vielen Jahren sogenannte Kolloide, das sind Gemische aus Flüssigkeiten und eingelagerten festen Partikeln, untersucht. Ziel ist das Herausfinden von Bedingungen, unter denen sich die Partikel aneinanderlagern und Verklumpungen bilden. Diese Erkenntnisse, die man ohne den Einfluss der Schwerkraft gewinnt, können Neues über die Hintergründe derartiger Anlagerungen bringen. Mittlerweile arbeitet man mit Technik der 4. Generation. Mit Emulsionen, also Gemischen zweier normalerweise nicht mischbarer Flüssigkeiten beschäftigt sich das Experiment FASES (Fundamental and Applied Studies of Emulsion Stability). Auch hier sollen ohne den Einfluss der Gravitation Erkenntnisse über Dynamik und Stabilität von Emulsionen gewonnen werden.

Für Seedlings Growth wurden im European Modular Cultivation System (EMCS), einem automatisch gesteuerten Mini-Gewächshaus, Setzlinge der Ackerschmalwand gepflanzt, in verschiedenen Entwicklungsstadien entnommen und für spätere Untersuchungen eingefroren. Bei Coulomb- bzw. Plasma-Kristall geht es um Untersuchungen an geladenen oder elektrisch neutralen Partikeln, deren Verhalten unter verschiedenen Druckbedingungen erfasst wird. Dabei bilden sich kristallähnliche Strukturen, die auch Aufschluss über die Entstehung von Planeten in jungen Sonnensystemen Auskunft geben könnten.

Bei Matrjoschka handelt es sich um eine mit Strahlungsdetektoren gespickte Puppe, deren verschiedene Materialien unterschiedliche innnere Organe simulieren sollen. Auf diese Weise kann man recht genau die Strahlenbelastung eines Menschen während eines Raumfluges im erdnahen Orbit herausfinden. Weitere Strahlungsmessgeräte sind in der gesamten Raumstation verteilt. Bei MikroBIOM werden in regelmäßigen Abständen Abstriche verschiedener Körperstellen eines Raumfahrers gemacht und die Proben für eine weitere Untersuchung fixiert. So will man sich einen Überblick über die Besiedlung der Haut mit unterschiedlichen Mikroorganismen verschaffen. Im Rahmen von Pro K wird eine spezielle Diät eingehalten. Zweck ist es, über Urin- und Blutproben während, sowie Computertomographie vor und nach der Mission herauszufinden, welchen Einfluss eine langandauernde Nahrungsumstellung auf die Erhaltung der Knochendichte und -form hat. Zurückliegende Untersuchungen haben gezeigt, dass verlorene Knochenmasse nach der Rückkehr auf die Erde zwar wieder zu alter Stärke aufgebaut wird, dabei jedoch Hohlräume im Knochen zurückbleiben, die Auswirkungen auf deren Stabilität haben.

Das Fundoscope ist ein neues Gerät zur Ermittlung des Augeninnendrucks in der Schwerelosigkeit. Zudem wurden Sehtests durchgeführt. In der Schwerelosigkeit leiden viele Raumfahrer unter abgeflachten Augäpfeln, eine Veränderung die auch nach der Rückkehr auf die Erde noch Auswirkungen haben kann. Neu sind auch Ultraschalluntersuchungen der Wirbelsäule, mit denen Veränderungen dreidimensional erfasst werden können.

Bei Vane Gap 1 wird erforscht, wie Flüssigkeiten ohne Verwendung einer aktiven Pumpe, allein durch Kapillarkräfte breite Leitungen, deren Querschnitt einem dünnen Spalt entspricht, transportiert werden können.

Das Projekt SPHERES (Synchronized Position Hold, Engage, Reorient Experimental Satellites) arbeitet mit programmierbaren, etwa 20 cm abmessenden Flugkörpern, welche sich innerhalb der Station einzeln oder in Formation bewegen können. Erprobt werden verschiedene Programme, in denen ein Zusammenspiel der drei Sphären erprobt wird.

Mit dem Surface Telerobobotic Experiment (STE) soll untersucht werden, inwiefern ein bodengestütztes Roboterfahrzeug aus der Umlaufbahn effektiv ferngesteuert werden kann. Normalerweise geschieht dies immer umgekehrt. Eine Vielzahl von Experimenten an Bord der ISS wird über spezielle Komandokanäle ferngesteuert und die Resultate per Video übertragen oder aufgezeichnet. Beim STE wurde nun erstmals eine Echtzeit-Steuerung aus dem All erprobt. Akteure waren dabei Christopher Cassidy und K10, ein am Ames-Forschungszentrum der NASA entwickeltes und gebautes Fahrzeug. Über Telemetrie und Video konnte Cassidy die Ausführung seiner Befehle beobachten. STE dient der Vorbereitung von Missionen, bei denen die Raumfahrer im Weltall bleiben und andere Himmelskörper mittels fernsteuerbarer Roboter untersuchen.

Erdbeobachtung wurde im Rahmen verschiedener Experimente durchgefürht, darunter Uragan, IServ und Seiner. Neben routinemäßigen Wartungsarbeiten an Lebenserhaltungssystemen, Computer- oder Kommunikationstechnik, wurde das Laufband TVIS im russischen Segment demontiert und durch ein neueres Modell BD-2 ersetzt, das zuvor mit dem Frachter Progress-M 19M eingetroffen war. Auch im US-basierten Teil der Station wurde ein Sportgerät modernisiert: ARED (Advanced Resistive Exercise Device), eine Art Kraftsportinstallation, die mit Vakuumzylindern anstelle von Gewichten arbeitet.

Am 11. Juni legte der mit Abfällen beladene Frachter Progress-M 19M vom Heck der Station ab. Er blieb für weitere Untersuchungen im Rahmen der Experimentserie Radar-Progress noch bis zum 19. Juni in einer Erdumlaufbahn und wurde dann über dem Pazifik zum Verglühen gebracht. Beim Ankoppeln im April hatte man auf Handsteuerung aus dem Inneren der Station umgeschaltet, da der Arm einer für die Navigation benötigten Radarantenne nicht ausgeklappt war. Beim Abflug wurden die vom Transporter übermittelten Bilder des Kopplungsstutzens der Station genau unter die Lupe genommen, um sicher zu gehen, dass keine Beschädigungen entstanden waren. Kurioserweise klappte der Antennenarm bei Abkoppeln aus.

Am 15. Juni koppelte das 10 Tage zuvor gestartete Automated Transfer Vehicle ATV 4 „Albert Einstein“ am Stationsheck an. Auch hier hatte man vor der Endphase des Rendezvous mittels Kamera und Laser die Funktionstüchtigkeit der entsprechenden Navigationsanlagen ausführlicher als sonst geprüft. Das Andocken geschah dann mit höchster Präzision, der Sporn trat ohne Kontakt zum Konus direkt ins Zielloch ein.

Nach Herstellen einer festen Verbindung verzögerte sich das Öffnen der Luken etwas, da man eine Kontamination mit Schimmelsporen wie bei ATV 3 befürchtete. Die Besatzung bekam die Anweisung, bestimmte Frachttaschen so schnell wie möglich mit Desinfektionsmittel abzureiben.

Am 19. Juni wurden zwei Triebwerke des am Heck der Station angekoppelten Frachters ATV 4 für 6 Minuten und 47 Sekunden gezündet und damit eine Erhöhung der Geschwindigkeit um 0,98 m/s und eine Anhebung der Bahn um durchschnittlich 1,73 km erreicht.

Für den 24. Juni ist ein erstes von fünf Ausstiegsmanövern der ISS-Expedition 36 geplant. Im Verlauf dieses Einsatzes sollen Reparaturen am Kühlsystem des Moduls Sarja vorgenommen, ein Teil des Experiments Molina-Gamma zur Messung von Strahlungsspitzen aus der Erdatmosphäre im Verlaufe von Gewittern geborgen, die Geräte des Kurs-Annäherungssystems getestet, Klammern für das spätere Befestigen von Strom- und Datenkabeln angebracht und Untersuchungen an der Außenhaut des Moduls Swesda angestellt werden.

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• ATV 4 – Mission & Betrieb

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