Quelle: DeSK.

Backnang, 5. November 2019: Seit über 10 Jahren betreibt das DeSK mit dem Wochenend-Symposium, welches Ende Oktober bereits zum 11. Mal stattgefunden hat, aktive Nachwuchskräfteförderung. Mit Unterstützung seiner Mitglieder informiert der Verein Schüler von Backnang bis Ludwigsburg über mögliche Ausbildungs- und Studienmöglichkeiten im Bereich der Satellitenkommunikations- bzw. Raumfahrtbranche.

Dieses Jahr gab es weit mehr Anmeldungen als vorhandene Plätze. Um dennoch alle innerhalb der Frist eingegangenen Anmeldungen berücksichtigen zu können, wurde das Veranstaltungskonzept nach interner Rücksprache komplett überarbeitet. Als Ergebnis wurden zwei Events parallel durchgeführt. Durch das Engagement der Referenten und Schüler verlief das angepasste Wochenend-Symposium erneut sehr erfolgreich.

Die Besonderheit dieser Veranstaltung ist, dass Mitglieder – vor allem die Tesat-Spacecom GmbH – Experimente zur Verfügung stellen und diese auch betreuen. Damit werden die in den Vorträgen vermittelten Inhalte noch anschaulicher dargestellt und die jungen Teilnehmer können selbst mitmachen, ausprobieren und entdecken.

Die aktuellen Entwicklungen der Satellitenkommunikation waren in diesem Jahr ebenfalls ein Thema: Momentan sind sogenannte Satellitenkonstellationen geplant, die mit vielen Satelliten eine globale Breitband-Internetversorgung realisieren sollen. Verschiedene Unternehmen – z.B. SpaceX, OneWeb oder auch Amazon – arbeiten gerade an einem solchen System.

Insbesondere die Integration einer Satellitenkonstellation in unser „digitales Lebens“ – beispielsweise beim Online-Gaming oder Abrufen von Filmen oder Serien – und die dadurch entstehenden Herausforderungen waren dabei von Interesse.

In Zusammenarbeit mit den Backnanger Freifunkern unter Leitung von Herrn Marvin Gaube haben die Teilnehmer daher eine solche Internetversorgung als Modell selbst realisiert: Auf dem Außengelände des Seminarhauses wurden zwei „Satelliten“ in Form von Freifunk-Zugangspunkten aufgestellt. Diese wurden sowohl untereinander, als auch mit der „Bodenstation“ durch Richtfunk verbunden, sodass nach der erfolgreichen Inbetriebnahme die Internetversorgung sichergestellt wurde.

Solch eine Darstellung eines Intersatellite-Routings hat zum ersten Mal im Rahmen des DeSK Wochenend-Symposiums stattgefunden.

Das breite Berufsfeld der Branche wurde durch Vorträge von Tesat-Spacecom, Signalhorn Trusted Networks, telent, Thales Alenia Space und Thales Deutschland veranschaulicht. Außerdem klärte die Duale Hochschule Baden-Württemberg, das Institut für Robuste Leistungshalbleitersysteme (ILH) der Universität Stuttgart sowie die Technische Universität Berlin die Teilnehmer über unterschiedliche Ausbildungswege auf.

„Das DeSK Wochenend-Symposium ist eine wichtige Plattform für die Branche, um mit potenziellen Nachwuchskräften direkt in Kontakt zu treten und diese von den spannenden Aufgaben sowie Aktivitäten unserer Branche zu begeistern“, erklärt Ernst Bosch, Senior Expert und Technical Adviser Space Subsystems von Thales Deutschland aus Ulm.

Die Veranstaltung wurde durch die Wirtschaftsförderung Region Stuttgart unterstützt.

Deutsches Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V. (DeSK)
Unternehmen, wissenschaftliche Einrichtungen und Hochschulen aus dem Bereich der Satellitenkommunikation haben sich im Jahr 2008 im Deutschen Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V. (DeSK) zusammengeschlossen.

Ziel des DeSK ist es, die Mitglieder zur Erweiterung der Geschäftsbeziehungen zusammenzuführen sowie zu einem schlagkräftigen Netzwerk zu bündeln und dabei Synergien zu erzeugen. Außerdem werden gemeinsame Aktivitäten zur Fachkräftegewinnung durchgeführt. Ferner obliegt dem DeSK der Betrieb eines Showrooms zum Thema ‚Satellitenkommunikation‘.

Als Teil der Kompetenzzentren Initiative der Region Stuttgart wird das DeSK von der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS) gefördert.

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Quelle: Swiss Space Center.

Die 20 Studententeams aus ganz Europa haben den Aufbau ihrer Projekte für IGLUNA in Zermatt beendet. Sie demonstrieren einen Lebensraum, der möglicherweise unter extremen Lebensbedingungen wie auf dem Mond gelebt werden könnte. Die breite Öffentlichkeit ist dazu eingeladen, die zwei IGLUNA Ausstellungen bis zum 30. Juni in der Vernissage Art Gallery und im Gletscherpalast des Matterhorn glacier paradise zu besichtigen.
Wie können Menschen in extremen Bedingungen wie auf dem Mond überleben? Das ist die zentrale Frage, mit der sich Studierende aus neun Ländern Europas gemeinsam befasst haben.

Die Teams gingen die Herausforderung aus unterschiedlichen Perspektiven an und konnten schliesslich mit den einzelnen Projektbausteinen zusammen einen Lebensraum im Eis schaffen. Einige konzipierten und bauten die Struktur der Behausung, während andere an der Kommunikation, Energiezufuhr und an wissenschaftlichen Experimente tüftelten. Weitere Teams beschäftigten sich mit der Lebenserhaltung: wie man Luft und Nahrung produzieren und die Gesundheit der Bewohner aktiv überwachen kann.

Nach einem einwöchigem Aufbau präsentieren die Teams ihre Resultate an zwei Standorten in Zermatt. Jeder ist willkommen, die konzeptionellen und künstlerischen Projekte in der Vernissage Art Gallery des Backstage Hotel zu besuchen. Die wissenschaftliche und technische Experimente finden im Gletscherpalast des Matterhorn glacier paradise auf 3.883 Meter über Meer statt.

Neben den 20 Studentenprojekten versammeln sich weitere wissenschaftliche Akteure der Raumfahrbranche in Zermatt. Mehrere Technologien der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) überwachen die Strahlung kosmischer Strahlung außerhalb und innerhalb des Gletscherpalastes, um das Abschirmpotenzial von Eis zu messen.

Forscher der Amerikanischen Universität MIT erproben während IGLUNA ihr Projekt HYDRA. Ziel dieses Systems ist es, die Menge an gefiltertem Wasser zu maximieren, welches von einer Untergrundquelle extrahiert wird – so wie es auf dem Mars oder dem Mond der Fall sein könnte.

Das vom Swiss Spacer Center koordinierte IGLUNA, welches ein ESA_Lab Initiative Demonstrator-Pilotprojekt darstellt, ermöglicht Studierenden eine aktive Rolle in einer internationalen Vision für die Raumfahrt : Ein Habitat im Eis. In einem Jahr sind 20 Studententeams aus unterschiedlichsten Disziplinen zusammengekommen, um ein Habitat unter extremen Bedingungen zu schaffen – wie für den Mond.

Über 150 Studierende aus neun europäischen Ländern haben ihre Module im Herbstsemester 2018 entwickelt und anschliessend im Frühlingssemester 2019 in die Realität umgesetzt. Zwischen dem 17. Juni und dem 3. Juli kommen die Teams für eine Forschungskampagne in der Schweiz in Zermatt zusammen. Hier findet eine Ausstellung im Dorfzentrum statt, während auf dem Klein Matterhorn auf und im Gletscher wissenschaftliche Experimente durchgeführt werden.

Öffnungszeiten und Eintritt

• Vernissage Art Gallery, Backstage Hotel: 14:00 – 23:00. Offen für alle, freier Eintritt
• Gletscherpalast, Matterhorn glacier paradise: 09:30 – 16:00. Tickets können online oder direkt an der Matterhorn Talstation gekauft werden.

Das Swiss Space Center ist eine nationale Einrichtung mit Büros in den Eidgenössischen Technischen Hochschulen ETH und EPFL. Das Swiss Space Center trägt zur Umsetzung der Schweizerischen Raumfahrtpolitik bei. Sie bietet einen Dienst zur Unterstützung von akademischen Einrichtungen, Forschungs- und Technologieorganisationen und der Industrie beim Zugang zu Raumfahrtmissionen und verwandten Anwendungen und fördert die Interaktion zwischen diesen Interessengruppen.
Das Swiss Space Center hat 23 Mitarbeiter, darunter den Professor und ehemaligen ESA-Astronauten Claude Nicollier, sowie drei Doktoranden und fünf nationale Praktikanten an mehreren Standorten der Europäischen Weltraumorganisation ESA.

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Quelle: DLR.

Ab dem 17. Juni 2019 können sich Studierende deutscher Hochschulen mit eigenen Ideen für Experimente auf Höhenforschungsraketen oder Stratosphärenballons beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bewerben. Das deutsch-schwedische REXUS/BEXUS-Programm ermöglicht es den Studierendenteams, Raumfahrtprojekte aus den Bereichen Ingenieurs- oder Naturwissenschaften durchzuführen und dabei alle Phasen vom Entwurf über den Bau bis hin zum finalen Testen der Technik zu durchlaufen. Höhepunkt des Programms ist der Start vom Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Nordschweden.

„Die Experimente stammen beispielsweise aus aus den Gebieten der Atmosphärenforschung, Weltraumstrahlung oder Biologie, aber es sind jedes Jahr immer wieder neue und kreative Experimente aus den verschiedensten Bereichen dabei“, so Dr. Michael Becker, DLR Programmleiter des REXUS/BEXUS-Programms. „So haben wir schon ein Gleitflugzeug mit Messsensorik oder Kleinstorganismen bis an den Rand des Weltraums geschickt, oder Mikrometeoriten während des Ballonflugs in der Stratosphäre eingefangen.“ Die Höhenforschungsballons starten jeweils im Herbst und erreichen bei ihrem mehrstündigen Flug eine Höhe von bis zu 30 Kilometern. Im darauf folgenden Frühjahr fliegen die beiden REXUS-Raketen bis zu 80 Kilometer hoch. Je nach Anforderung können die Experimente für wenige Minuten der Schwerelosigkeit ausgesetzt werden, bevor die Nutzlast mit den Experimenten mit Hilfe eines Fallschirmsystems auf dem Boden landet. Auch der Auswurf von Messinstrumenten oder Forschungsgeräten während des Fluges ist möglich.

Anmeldefrist bis zum 14. Oktober 2019
Bis zum 14. Oktober 2019 können sich Studierende um die Teilnahme am REXUS/BEXUS-Programm bewerben. Die ausgewählten Teams erhalten eine Einladung zur Trainingswoche auf Esrange und werden dort die anderen europäischen Teams, sowie das technische und organisatorische Umfeld für Raketen- und Ballonflüge kennenlernen. Während der Projektphase werden alle Teams von REXUS/BEXUS-Ingenieuren betreut und unterstützt. „Viele Studierende Nutzen die Teilnahme am REXUS/BEXUS Programm für ihre Bachelor-, Master- oder Doktorarbeit“, so Dr. Becker. „Außerdem sind die Teilnahme und die damit erworbenen Erfahrungen oftmals ein Sprungbrett für den späteren Berufsweg.“ Informationen zur Bewerbung sowie die Formulare für Anmeldung und Experimentvorschlag sind auf der REXUS/BEXUS-Webseite des DLR Raumfahrtmanagements und auf der REXUS/BEXUS-Projektwebseite zu finden. Studierende der übrigen ESA-Mitgliedsstaaten erhalten die Information zur Bewerbung direkt bei der Europäischen Weltraumorganisation.

Das REXUS/BEXUS-Programm
Das deutsch-schwedische Programm REXUS/BEXUS (Raketen-/Ballon-Experimente für Universitäts-Studenten) ermöglicht Studierenden, eigene praktische Erfahrungen bei der Vorbereitung und Durchführung von Raumfahrtprojekten zu gewinnen. Jeweils die Hälfte der Raketen- und Ballon-Nutzlasten stehen Studenten deutscher Universitäten und Hochschulen zur Verfügung. Die schwedische Raumfahrtagentur SNSA hat den schwedischen Anteil für Studierende der übrigen Mitgliedsstaaten der Europäischen Weltraumorganisation ESA geöffnet.

Auf deutscher Seite erfolgt die Projektleitung mit der Betreuung der Experimente durch das Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (The REXUS/BEXUS Programme) in Bremen. Die Flugkampagnen führt EuroLaunch durch, ein Joint Venture der Mobilen Raketenbasis des DLR (MORABA), die für die Bereitstellung der Raketensysteme zuständig ist, und des Esrange Space Centers des schwedischen Raumfahrtunternehmens SSC, das über die Startinfrastruktur verfügt. Die Programmleitung liegt beim DLR Raumfahrtmanagement in Bonn.

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Quelle: DLR.

Am 13. Juni 2019 um 4:21 Uhr wurde die Stille im Norden Schwedens von dröhnenden Raketentriebwerken unterbrochen. Die Mission ATEK (Antriebstechnologien und Komponenten für Trägersysteme) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beförderte Health-Monitoring-Systeme für kritische Trägerkomponenten, eine Hybridgehäusestruktur und eine MAPHEUS-8 Nutzlast aus verschiedenen biologischen und materialwissenschaftlichen Experimenten in eine Höhe von rund 240 Kilometern. Nach ungefähr sechs Minuten in der Schwerelosigkeit kehrten die instrumentierte Rakete und die Nutzlast per Fallschirm zurück zur Erde, wo sie von den Wissenschaftlern zur Auswertung der Experimente geborgen wurden.

Die Forschungsraketenmission MAPHEUS des DLR startete bereits zum achten Mal von der Raketenbasis ESRANGE, nahe der lappländischen Stadt Kiruna. Während der im Vergleich zu anderen Raumfahrtmissionen relativ kurzen Zeit in der Schwerelosigkeit, konnten die Wissenschaftler wertvolle Informationen zum Verhalten von Materialien und biologischen Proben gewinnen, die als Basis für weitere Forschungen dienen.

Vielfältige Experimente an Bord
Drei Health-Monitoring-Systeme erfassten vom Start der zwölf Meter hohen und mehr als zweieinhalb Tonnen schweren Rakete bis zur Trennung der zweiten Stufe die aerothermalen und mechanischen Lasten auf Motoradapter, Finnen, Tailcan und Düse. Das autonome, modulare und impact-geschütze Datenerfassungssystem erlaubte es, die Lasten und Strukturantworten der zweiten Motorenstufe auch in der unkontrollierten Abstiegsflugphase zu messen sowie das Verhalten der mit einem neuen Verfahren hergestellten Hybridgehäusestruktur entlang des gesamten Fluges mit einer Dauer von rund acht Minuten zu überwachen.

Die Bandbreite der MAPHEUS-8 Experimente reicht von der Strahlenbiologie, über das Verhalten kolloidaler Systeme und granularer Materie in der Schwerelosigkeit bis hin zur Untersuchung von Zellen und Hefekulturen. Die Forscher testen unter anderem, ob Hefe in der Schwerelosigkeit das für Menschen wichtige Vitamin B12 bilden kann und damit für die Ernährung in der Raumfahrt hilfreich ist. Weitere Schwerpunkte liegen in der Untersuchung des Erstarrungsverhaltens von metallischen Legierungen sowie der Bewegung von Bakterien und Orientierung von Pantoffeltierchen, die als „schwimmende Nervenzellen“ der neuronalen Forschung dienen. Zusätzlich leistet die Forschungsmission die Erprobung und Weiterentwicklung von Messtechnologien für Weltraumexperimente.

Neben den Kölner DLR-Instituten für Materialphysik im Weltraum, Luft- und Raumfahrtmedizin sowie dem DLR-Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) sind die Universitäten Konstanz, Stuttgart Hohenheim, die TU München sowie das Landauer Bierprojekt und der Weincampus Neustadt an den MAPHEUS-8 Experimenten beteiligt.

Über ATEK
Das ATEK-Forschungsprojekt ist ein Bestandteil des DLR-Teilprogrammschwerpunktes ‚Wiederverwendbare Raumtransportsysteme‘ mit dem Ziel ausgewählte Technologien und Methoden im Hinblick auf thermomechanische Analyse und Bewertung von Trägersystemen zu entwickeln. Dafür sollen die Strukturen, Messmethoden und Auswertealgorithmen, die in Grundlagenuntersuchungen entwickelt werden, für ein Flugexperiment angepasst und schließlich mit dem Flug qualifiziert werden. Die Flugdaten sollen ergänzend zu den Bodenexperimenten Validierungsdaten für physikalische Modellierungen, numerische Simulationen und Systemanalyse liefern und dadurch eine zuverlässige Auslegung und Bewertung von zukünftigen Trägersystemen ermöglichen.

Über MAPHEUS
Das MAPHEUS-Höhenforschungsprogramm (Materialphysikalische Experimente unter Schwerelosigkeit) wird bereits seit elf Jahren durchgeführt. Der jährliche Flug, vorbereitet und durchgeführt durch die Abteilung Mobile Raketenbasis (MORABA) des DLR, ermöglicht den Wissenschaftlern einen unabhängigen und regelmäßigen Zugang zu Experimenten in Schwerelosigkeit. Dabei gehen in diesem Programm Fortschritte in Messtechniken und die Realisierung hochentwickelter Flughardware Hand in Hand mit richtungsweisenden Experimenten im Bereich der Eigenschaften metallischer Flüssigkeiten und deren Erstarrung sowie der Dynamik sogenannter ungeordneter physikalischer Systeme und der Schwerkraftwahrnehmung biologischer Systeme.

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Quelle: ESA.

Die Beobachtungskuppel der Internationalen Raumstation ISS ist der absolute Lieblingsort aller Besatzungsmitglieder. Die Astronauten Anne McClain und David Saint-Jacques sowie der Kosmonaut Oleg Kononeko nutzen derzeit jede Gelegenheit, die fantastische Aussicht aus der Cupola zu genießen, da sie in knapp zwei Wochen (am 24. Juni) auf die Erde zurückkehren werden.

Die Bilder, die aus der Beobachtungskuppel geschossen werden, sind atemberaubend. Gleichzeitig liefern sie überaus wichtige Erkenntnisse über unseren Heimatplaneten. Und auch Sie können an dieser wissenschaftlichen Forschung teilnehmen – über das Bürgerprojekt Cities at Night. Das Ziel dieses europäischen Projektes ist es, die allererste bunte Karte der Erde bei Nacht zu erstellen. Eine Karte, in der die tatsächlichen Farben bei Nacht darstellt werden. Dabei kann jeder an der Klassifizierung, Lokalisierung und Georeferenzierung von Fotos mitwirken. Diese stammen nicht nur von Astronauten aus dem Weltall. Bislang haben schon über mehr als 17.000 Menschen Bilder eingereicht.

Doch nun ist es an der Zeit, die vergangenen zwei Wochen der wissenschaftlichen Forschung im Weltall näher zu beleuchten.

Von Lichtern lernen
In Großstädten ist es nachts alles andere als dunkel. Die künstliche Beleuchtung stört nicht nur nachtaktive Tiere, bei denen sie Orientierungslosigkeit sowie Verhaltens- und physiologische Veränderungen auslöst, sondern auch Menschen. Zu viel künstliches Licht vor dem Schlafengehen reduziert die Produktion des Schlafhormons Melatonin. Dies kann negative Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben und unter anderem Brust- und Prostatakrebs verursachen. Dazu macht die für die Straßenbeleuchtung benötigte Energie einen Großteil des nationalen Stromverbrauchs aus.

Neben einigen Fotomontagen aus Aufnahmen des ESA-Satelliten Rosetta sind die Nachtbilder der Erde, die die Astronauten von der ISS aus aufnehmen, die einzigen öffentlich zugänglichen Fotos dieser Art. Die NASA stellt eine Datenbank mit über 1,3 Millionen Farbfotos, die seit 2003 von Astronauten geschossen worden sind, für alle Interessierten kostenfrei zur Verfügung. Forscher nutzen diese Nachtaufnahmen derzeit, um abzuschätzen, welche Auswirkungen künstliches Licht auf die Umwelt hat. Dazu nutzen sie die mathematische Technik der synthetischen Photometrie.

Die synthetische Photometrie ermöglicht es Wissenschaftlern, Lichtquellen in Nachtaufnahmen, die von Astronauten bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen sowie mit verschiedenen Kameraeinstellungen gemacht worden sind, zu identifizieren. Die Ergebnisse liefern präzise Informationen darüber, wie die Farbe und Helligkeit von Straßenlaternen die Melatoninproduktion stören und wie sie die Sichtbarkeit der Sterne verhindern.

Beobachtungsposten im Himmel
Ein weiterer Baustein der Erdobservation ist der Betrieb des Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM), der diesen Monat ebenfalls weitergeht. Vielleicht erinnern Sie sich noch daran, dass die Inbetriebnahme-Aktivitäten für ASIM am 18. Juni 2018 abgeschlossen wurden. Das bedeutet, dass das Projekt nun in sein zweites Jahr und damit letztes Betriebsjahr geht.

ASIM befindet sich auf der externen Nutzlastplattform des europäischen Columbus-Moduls und trägt zur Erforschung von schweren Gewittern und deren Bedeutung für Erdatmosphäre und -klima bei. Die ASIM-Plattform besteht aus zwei Instrumenten – dem Modular Multi-Spectral Imaging Array (MMIA) und dem Modular X and Gamma Ray Sensor (MXGS). Diese vermessen die Atmosphäre in und über schweren Gewittern, beispielsweise elektrische Entladungen in großen Höhen (in Stratosphäre und Mesosphäre), Blitze innerhalb von Wolken in der Troposphäre, Gravitationswellen sowie die Entstehung von Wolken in großer Höhe. ASIM wird vom Boden aus betrieben und hat bereits beeindruckende Resultate geliefert.

Nahrung, Flüssigkeiten und Antioxidantien
Zwei Wochen wissenschaftliche Forschung an Bord der ISS kurz zusammenzufassen, ist gar nicht so leicht, wenn sämtliche Aktivitäten berücksichtigt werden sollen. Wer die Wahl hat, hat die Qual – wir beschränken uns in dieser Ausgabe deshalb auf die Nennung dreier weiterer europäischer Experimente.

Fluidics
Anfang dieses Monats hat NASA-Astronautin Christina Koch mehrere Durchläufe im Rahmen des französischen Experiments Fluidics durchgeführt. In diesem Experiment geht es darum besser nachvollziehen zu können, wie sich Flüssigkeiten in schwereloser Umgebung verhalten. Die Ziele der Sitzungen waren das Anschalten und Testen des Fluidics-Systems, nachdem in einem vorherigen Durchlauf eine Unregelmäßigkeit aufgetreten war. Außerdem sollte beobachtet werden, wie sich die Flüssigkeiten in zwei neuen Tanks, in denen unterschiedliche Wellenbrechersysteme eingesetzt worden waren, verhalten.

Zu verstehen, welche physikalischen Gesetze der Bewegung von Flüssigkeiten im All zugrunde liegen, wird nicht nur den Treibstoffverbrauch von Raumschiffen optimieren, sondern auch unser Wissen über die Meeresströmungen auf der Erde und über unser Klima als Ganzes verbessern.

PhotoBioreactor-Experiment
Je weiter zukünftige Missionen in den Weltraum hineinreichen und je länger diese dauern, desto wichtiger wird die eigene, nachhaltige Produktion von Nahrung und Sauerstoff. Die Astronauten Anne McClain, David Saint-Jacques und Nick Hague haben diesen Monat beim PhotoBioreactor-Experiment des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR) mitgewirkt. Dabei hat McClain die erste Algen-Stichprobenentnahme durchgeführt. Dies war Teil eines Experiments mit dem Ziel, Kohlendioxid in Sauerstoff und essbare Algen umzuwandeln.

Die Alge, die für dieses Experiment ausgewählt wurde, heißt Chlorella vulgaris. Sie ist einzellig und kugelförmig und kann in Leitungssystemen an Bord von Raumschiffen angebaut werden, wo sie aus Kohlendioxid und Wasser Sauerstoff sowie essbare Biomasse produzieren kann. Das Algenwachstum wird durch normale Nährstoffe sowie Licht unterstützt.

Zellstimulation
Ein weiteres aktuelles Highlight war der Transfer der Nano-Antioxidantien-Container an Bord des SpaceX-Raumschiffes Dragon CRS-17, das am 3. Juni auf die Erde zurückgekehrt ist. Mit diesem Experiment erforschen Wissenschaftler innovative Arten der Zellstimulation. Dies kann etwa im Kampf gegen Muskelschwund, Herzversagen, Diabetes oder die Parkinson-Krankheit von Nutzen sein. Unter Berücksichtigung der genetischen Faktoren hoffen die Forscher, maßgeschneiderte Lösungen zu finden, die die schädlichen Auswirkungen von Langzeitaufenthalten in Erdorbits sowie im fernen Weltraum stoppen können.

Ausblick in die Zukunft
Während ESA-Astronaut Luca Parmitano weiterhin auf der Erde für seine Mission trainiert, bereiten sich Anne McClain, David Saint-Jacques und Oleg Kononeko auf ihre Rückkehr vor. Der Dienst an der Wissenschaft steht dabei immer ganz oben auf der Agenda – ganz gleich, ob die Astronauten kurz vor ihrem Abflug ins All stehen oder ob sie gerade aus dem Weltraum zurückgekehrt sind.

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Quelle: Universität Stuttgart.

Erdbeobachtungssatelliten spielen eine zentrale Rolle bei der Wettervorhersage, der Klimaforschung, der Vermessung der Erdoberfläche oder bei der Detektion von Waldbränden. Dabei müssen sehr große Datenmengen vom Satellit zum Boden übertragen werden. Heutige Funksysteme stoßen dabei an Grenzen. Optische Verfahren bieten dagegen die Möglichkeit, Daten mit einer wesentlich höheren Rate zu übertragen. Mit dem vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelten Laserkommunikations-Terminal OSIRIS, das auf dem Kleinsatelliten Flying Laptop der Universität Stuttgart fliegt, konnten erste Übertragungstests durchgeführt werden.

Das optische Kommunikationssystem OSIRIS (Optical Space Infrared Downlink System) ist mit nur 1,3 kg Masse äußerst kompakt und sehr leistungseffizient. Seit 2018 wurden im Rahmen von Experimenten erfolgreiche Übertragungstests zu den optischen Bodenstationen des DLR in Oberpfaffenhofen durchgeführt. Diese Ergebnisse konnten jetzt in einer Messkampagne bestätigt werden. Dabei wurde der Laserstrahl des Kleinsatelliten Flying Laptop aus mehreren 100 Kilometern Entfernung am Boden empfangen. Die hochpräzise Ausrichtung von Satellit und Bodenstation zueinander ist dabei die besondere Herausforderung und konnte nun erstmals demonstriert werden.

„In der Übertragung von Satellitendaten per Laser liegt die Zukunft“, ist Dr. Florian David, stellvertretender Direktor des DLR-Instituts für Kommunikation und Navigation überzeugt. „Die Leistungsfähigkeit der optischen Kommunikation ermöglicht es beispielsweise in Katastrophenfällen, viel größere Datenmengen für Rettungskräfte am Boden nutzbar zu machen. Die optische Kommunikation bildet deshalb einen besonderen Schwerpunkt unserer Forschung“. Im Programm OSIRIS entwickelt das DLR-Institut für Kommunikation und Navigation in Oberpfaffenhofen dazu optische Kommunikationssysteme, die speziell für den direkten Downlink von Kleinsatelliten geeignet sind.

Kleinsatellit Flying Laptop
Der Kleinsatellit „Flying Laptop“ der Universität Stuttgart erprobt neue Technologien und erfüllt wissenschaftliche Erdbeobachtungsaufgaben. So ist er neben zahlreichen Experimenten auch mit einer hochauflösenden Kamera ausgerüstet. Der Satellit wurde am Institut für Raumfahrtsysteme von Studierenden und Promovierenden im Rahmen des Kleinsatellitenprogramms entwickelt, gebaut und im Jahr 2017 von Baikonur aus gestartet. „Die Datenübertragung mit Laser bietet große Vorteile bezüglich der erreichbaren Datenraten, stellt aber gleichzeitig eine große Herausforderung an die Ausrichtegenauigkeit des Satelliten zur Bodenstation dar. Daher demonstrieren die erfolgreichen Übertragungstests mit OSIRIS die hohe Präzision des Lageregelungssystems und die hervorragende Performance unseres Satelliten“ sagt Prof. Sabine Klinkner, Projektleiterin am Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart.

Nach den ersten erfolgreichen Übertragungstests wollen die Forscherteams in Stuttgart und Oberpfaffenhofen nun gemeinsam noch zahlreiche weiterführende Experimente mit OSIRIS auf dem Flying Laptop durchführen. Dazu gehören insbesondere der Empfang von Missionsdaten sowie die Vermessung des Übertragungskanals – dies soll wichtige Beiträge zur internationalen Standardisierung der Technologie liefern und für zukünftige Missionen die Entwicklung noch robusterer Übertragungsverfahren ermöglichen. Ab dem Frühjahr 2019 werden die Experimente in Oberpfaffenhofen weitergeführt.

Das Kleinsatelliten-Programm der Universität Stuttgart wurde von Prof. Hans-Peter Röser initiiert und von Experten aus der Raumfahrtforschung und -industrie unterstützt. Der Betrieb des Satelliten und die wissenschaftliche Auswertung der Daten wird durch eine Förderung des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg unterstützt.

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Quelle: BTU.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) fördert ein dreijähriges Forschungsprojekt am Lehrstuhl Aerodynamik und Strömungslehre mit rund 666 T€. Unter dem Titel „Thermoelektrische Konvektion im Zylinderspalt unter Schwerelosigkeit“, kurz TEKUS, bereiten die BTU-Wissenschaftler ab April 2019 ein Experiment zu thermoelektrischen Strömungen in einer Zylinderspaltgeometrie für einen Forschungs-Raketenflug des TEXUS-Programms des DLR vor. Mit den Erkenntnissen erhoffen sie sich einen Beitrag zu leisten für technische Anwendungen insbesondere im Bereich von miniaturisierten (Rohr-)Wärmetauschern.

„Dass wir unsere Strömungsexperimente auf einer TEXUS-Rakete in die Schwerelosigkeit schicken können, ist einfach einzigartig. Im Vergleich zu den Parabelflügen, die wir schon mehrere Jahre absolvieren, ist unser Experimentmodul in einem etwa 14 mal so langen Zeitraum in annähernder Schwerelosigkeit. Unsere Ergebnisse verbessern sich damit deutlich“, so der Inhaber des Lehrstuhls Aerodynamik und Strömungslehre Prof. Christoph Egbers. „Unsere automatisierten Experimente müssen dabei zuverlässig funktionieren, denn im Unterschied zu den Parabelflügen können wir vor Ort nicht manuell eingreifen“, ergänzt Projektleiter Dr.-Ing. Martin Meier.

Der Flug startet vom europäischen Raketenstartplatz ESRANGE (European Space Range) bei Kiruna in Nordschweden. Die zweistufige, 13 Meter lange Feststoff-Rakete erreicht eine Gipfelhöhe von etwa 250 Kilometern. Sechs von insgesamt 15 Minuten befinden sich die Experimentmodule in annähernder Schwerelosigkeit, die nur etwa einem Zehntausendstel der normalen Erdschwerkraft entspricht. Ein Fallschirm bringt die wissenschaftliche Nutzlast, also die Raketenspitze mit den Versuchsanordnungen, nach dem Flug wieder zurück zum Boden. Während des Raketenflugs können die Forscher vom Boden aus ihre Versuche bei Bedarf  auch durch Telecommanding und Videoübertragung direkt steuern und überwachen. Die wissenschaftlichen Daten werden per Telemetrie übertragen oder nach der Bergung der Nutzlast gesichert.

Zur Vorbereitung der TEXUS-Mission sind ebenfalls zwei Parabelflugkampagnen für den Test der Messtechnik und neuer Komponenten für das Experiment vorgesehen. Das neu aufzubauende Modul für die Rakete wird in enger Zusammenarbeit mit der Airbus-Division Defence & Space in Bremen entwickelt. Der Start ist im Frühjahr 2021 geplant.

Mit den vier sehr erfolgreichen Parabelflugexperimenten in Bordeaux, die die Forschergruppe um Dr.-Ing. Martin Meier innerhalb des Forschungsprojekts »Konvektion im konzentrischen Spalt (KIKS)« durchgeführt hat, wurde der Grundstein für die Bewilligung des neuen Projektes gelegt. In einem Parabelflug dauert die Mikrogravitation etwa 22 Sekunden an und wird abwechselnd mit Phasen normaler und nahezu doppelter Erdbeschleunigung ungefähr 30 Mal wiederholt.

Hintergrund zum TEXUS-Programm
Im Wissenschaftsprogramm TEXUS (Technologische Experimente unter Schwerelosigkeit) führen Wissenschaftler auf durchschnittlich zwei TEXUS-Flügen pro Jahr mit Forschungsraketen biologische, materialwissenschaftliche und physikalische Experimente unter Weltraumbedingungen durch. Es ist das weltweit erfolgreichste und am längsten bestehende Raketenprogramm für wissenschaftliche Versuche und Technologieerprobungen in Schwerelosigkeit.

Im gesamten TEXUS-Programm wurden seit 1977 etwa 300 wissenschaftliche Experimente durchgeführt, 70 Prozent davon im Auftrag des DLR und etwa 30 Prozent im Rahmen einer Beteiligung durch die europäische Raumfahrtagentur ESA.

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Quelle: Deutsches Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V. (DeSK).

Backnang, 17. März 2019: Nach einem Jahr im Orbit wurden die wesentlichen Missionsziele der Technologiedemonstration S-NET – S-Band Netzwerk für kooperative Nanosatelliten – erreicht. Die S-Band Kommunikation zwischen den vier Nanosatelliten konnte gegenwärtig bis zu einer Entfernung von ca. 250 km durchgeführt werden. Eine Reichweite von 400 km ist mit der aktuellen Konfiguration möglich, allerdings haben die Satelliten diese Entfernung noch nicht erreicht. Die relative Entfernung der Satelliten untereinander wird derzeit durch die Ausnutzung der atmosphärischen Reibung gesteuert, so dass der Schwarm auch in nächster Zeit innerhalb der Kommunikationsreichweite bleiben wird. Momentan werden Langzeitanalysen zum Schwarmverhalten und zur eingesetzten Satellitentechnologie durchgeführt.
Die UHF-Bodenstation der Technischen Universität Berlin (TU Berlin) am Standort Backnang unterstützt die Ziele der Mission weiterhin, besonders vor dem Hintergrund, dass das Rauschniveau im UHF-Frequenzband in Backnang geringer ist als an der TU Berlin. Ferner spielt – vor allem mit Blick auf die Langzeitanalysen – der Redundanz-Aspekt eine wichtige Rolle. Bei einem Ausfall der Berliner UHF-Station kann der Satellitenempfang in Backnang weiter durchgeführt werden.

Im Januar 2019 wurde das Projekt auf der bzw. dem “2019 IEEE Radio & Wireless Week und IOT Summit“ in Orlando im Rahmen der Session “The Internet of Things (IoT) meets the Internet of Space (IoS)” vorgestellt. Die Konferenz hat sich u.a. mit IoT-Anwendungen von Kleinsatellitenmissionen beschäftigt.

„Die Formation der vier S-NET Nanosatelliten bildet die Grundlage für das Internet der Dinge, also den schmalbandigen Datenaustausch, z.B. zwischen Haushaltsgeräten oder im Herstellungsbereich. Damit werden Produktionsprozesse nach der Philosophie von 4.0 möglich. Aus den Ergebnissen einer solch exzellenten Wissenschaftsmission können daher im nächsten Schritt Ansätze für Anwendungen generiert werden“, erläutert Dr. Siegfried Voigt vom DLR Raumfahrtmanagement.

Deutsches Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V. (DeSK)
Unternehmen, wissenschaftliche Einrichtungen und Hochschulen aus dem Bereich der Satellitenkommunikation haben sich im Jahr 2008 im Deutschen Zentrum für Satelliten-Kommunikation e.V. (DeSK) zusammengeschlossen.

Ziel des DeSK ist es, die 39 Mitglieder zur Erweiterung der Geschäftsbeziehungen zusammenzuführen sowie zu einem schlagkräftigen Netzwerk zu bündeln und dabei Synergien zu erzeugen. Außerdem werden gemeinsame Aktivitäten zur Fachkräftegewinnung durchgeführt. Ferner obliegt dem DeSK der Betrieb eines Showrooms zum Thema ‚Satellitenkommunikation‘. Als Teil der Kompetenzzentren Initiative der Region Stuttgart wird das DeSK von der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS) gefördert.

Technische Universität Berlin (TUB) / Fachgebiet Raumfahrttechnik
Das Fachgebiet Raumfahrttechnik des Instituts für Luft- und Raumfahrt (ILR) nahm am 1. März 1963 mit dem Dienstantritt Prof. Eugen Sängers (†1964) seine Lehr- und Forschungstätigkeit auf. Es ist der erste deutsche Lehrstuhl der Raumfahrt.

Das Ziel des Fachgebietes ist es, Systemingenieure für die Raumfahrt auszubilden und auf die heutigen Marktanforderungen vorzubereiten. Der Entwurf, die praktische Realisierung und der Betrieb von Kleinsatellitenmissionen mit Studenten stehen im Mittelpunkt der Lehre und Forschung. Damit soll die erfolgreiche Tradition des ILR, eigene Satelliten mit Studenten zu bauen und im Orbit zu betreiben, fortgesetzt werden. Ebenso werden die Aktivitäten zum Bau und Start eigener Raketen und die Durchführung von Experimenten auf Höhenforschungsraketen weitergeführt. Neu hinzugekommen sind Arbeiten zur Entwicklung und Erprobung von planetaren Rovern im Labor (Weltraumrobotik) und der entsprechenden Missionsbetriebstechnik.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) / Raumfahrtmanagement
Das im DLR angesiedelte Raumfahrtmanagement konzipiert im Auftrag der Bundesregierung das deutsche Raumfahrtprogramm, führt es durch und integriert alle deutschen Raumfahrtaktivitäten auf nationaler und europäischer Ebene. Hierzu gehört u.a. das Nationale Programm für Weltraum und Innovation. Hauptauftraggeber des Raumfahrtmanagements ist das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Vor allem im Anwendungsbereich, wie der Satellitenkommunikation, der Erdbeobachtung und der Navigation arbeitet es aber auch für andere Ministerien, insbesondere das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, sowie das Bundesministerium der Verteidigung. Das deutsche Raumfahrtprogramm bietet Wirtschaft und Wissenschaft einen verlässlichen politischen Rahmen für eigenverantwortliches Planen und Handeln. Dies gewährleistet den effizienten Einsatz öffentlicher Gelder und eine international wettbewerbsfähige deutsche Wissenschaft und Industrie.

Weiterführende Informationen:

• S-NET
• YouTube: S-Net – wie Satelliten in Zukunft kommunizieren

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Quelle: DLR.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) startet am 25. März 2019 gemeinsam mit der europäischen Weltraumorganisation ESA und der amerikanischen Weltraumbehörde NASA mit AGBRESA (Artificial Gravity Bed Rest Study) die erste gemeinsame Langzeit-Bettruhestudie. Erstmals wird dabei der Einsatz von künstlicher Schwerkraft als mögliche Maßnahme gegen die negativen Effekte der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Organismus untersucht. Sollen Astronauten künftig für lange Zeit im Weltraum oder auf dem Mond und Mars leben, müssen effektive Gegenmaßnahmen gegen Knochen- und Muskelschwund entwickelt werden. Zwei Drittel der Probanden werden daher während der dreimonatigen Studie täglich im Liegen auf der DLR-Kurzarm-Zentrifuge in der luft- und raumfahrtmedizinischen Forschungsanlage :envihab gedreht.

„Die astronautische Raumfahrt ist auch in Zukunft wichtig, um Experimente in der Schwerelosigkeit durchzuführen – dafür müssen wir sie für die Astronauten aber auch so sicher wie möglich machen“, sagt Prof. Hansjörg Dittus, DLR-Vorstand für Raumfahrtforschung und -technologie. „Diese Bettruhestudie von DLR, NASA und ESA bietet Raumfahrtforschern aus ganz Europa und den USA die Möglichkeit, zusammenzuarbeiten und gemeinsam ein Maximum an humanwissenschaftlichen Erkenntnissen zu gewinnen.“

„Das Raumfahrtmanagement des DLR fördert mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie die Experimente der deutschen Wissenschaftler, die von der ESA zur Teilnahme an der Studie ausgewählt wurden. Die starke Beteiligung Deutschlands am ISS-Nutzungsprogramm bildet eine exzellente Voraussetzung für deutsche Hochschulinstitute und Forschungseinrichtungen, einzigartige Möglichkeiten zu nutzen – die Resultate sind sowohl für die weitere Forschung im All als auch auf der Erde relevant“, sagt Dr. Thomas Galinski, zuständiger Projektdirektor im DLR Raumfahrtmanagement.

Die jeweils zwölf weiblichen und männlichen Probanden werden 60 Tage in den Betten des :envihab am DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln verbringen. Inklusive Eingewöhnungs- und Erholungsphase wird ihr Aufenthalt 89 Tage dauern. Während der Bettruhephase finden sämtliche Aktivitäten wie Experimente, Essen und Freizeitgestaltung im Liegen statt. In ihren Bewegungen sind die Probanden eingeschränkt, sodass sich die Beanspruchung von Muskeln, Sehnen und Skelett reduziert. Da die Betten zum Kopf hin um sechs Grad nach unten geneigt sind, wird die Verlagerung der Körperflüssigkeiten wie bei den Astronauten in Schwerelosigkeit ausgelöst.

Dr. Leticia Vega, stellvertretende Chefwissenschaftlerin für internationale Kooperationen für das Human Research Programme der NASA, erklärt: „Beide Effekte sind vergleichbar mit denen von Astronauten im Weltraum. Zwar werden die Auswirkungen der Schwerelosigkeit primär auf der Internationalen Raumstation erforscht. Je nach Forschungsfrage hat es allerdings Vorteile, einen oder mehrere Aspekte zunächst auf der Erde unter kontrollierten Bedingungen zu simulieren. Später werden die Ergebnisse auf der ISS validiert.“

Das Motto: „For space and Earth“
„In internationaler Kooperation plant die ESA sichere und nachhaltige Langzeitmissionen in die Tiefen des Weltalls. Um dies zu ermöglichen, müssen verschiedene gesundheits- und damit missionsgefährdende Risiken minimiert werden“, ergänzt Dr. Dr. Jennifer Ngo-Anh, Wissenschaftskoordinatorin bei der ESA. „Mit AGBRESA widmen wir uns dem Muskelschwund durch die Schwerelosigkeit. Andere Belastungen wie Weltraumstrahlung, Isolation, räumliche und andere Einschränkungen gehören aber genauso auf unsere Forschungsagenda.“

Die humanphysiologische Forschung in Schwerelosigkeit oder unter simulierten Bedingungen ist nicht nur wichtig für Astronauten zum Erhalt der Gesundheit und Leistungsfähigkeit im All, sondern auch für den Menschen auf der Erde. Raumfahrtmedizin bedeutet deshalb auch Gesundheitsforschung für die Erde in allen Bereichen der Prävention, Diagnostik und Therapie.

Das DLR stellt die Wissenschaftler, Räumlichkeiten, Ärzte sowie das Betreuungs- und Ernährungsteam. „Das :envihab bietet für diese Studie die besten Voraussetzungen: Wir können hier zwölf Probanden gleichzeitig unterbringen, versorgen, untersuchen und eine große Anzahl an Experimenten durchführen“, sagt Prof. Jens Jordan, Leiter des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin. „Neben der Probandenstation befindet sich in direkter Nachbarschaft ein MRT und die DLR-Kurzarm-Humanzentrifuge. Weltweit erstmalig bei einer Langzeit-Bettruhestudie setzen wir mit Fahrten auf einer Zentrifuge künstlich erzeugte Schwerkraft ein, um zu testen, inwieweit sie sich als Präventions- und Gegenmaßnahme zu den physiologischen Veränderungen unter Schwerelosigkeit eignet.“ Dazu wird eine Vielzahl von Experimenten durchgeführt, unter anderem zu Herz-Kreislauf-Funktion, Gleichgewicht, Muskelkraft sowie kognitive Tests und auch invasive Untersuchungen wie Gewebeentnahme aus den Muskeln, Mikrodialyse, Messung der elektrischen Muskelaktivität und regelmäßige Blutabnahmen.

Der menschliche Körper – eine Maschine, die abbaut, was sie nicht braucht
Der menschliche Körper ist auf Effizienz getrimmt. Schließlich war seine Nahrungsversorgung über viele Evolutionsstufen nicht gesichert und so galt es, mit den Kräften hauszuhalten. Die Konsequenz: Alle Funktionen und Ressourcen, die mittel- bis längerfristig wenig oder gar nicht genutzt werden, fährt der Körper spürbar zurück. Der Kraftverlust und Rückgang an Muskelmasse, den Hobbysportler bereits nach einer mehrwöchigen Trainingspause im Ansatz verspüren, kann bei Astronauten auf längeren Weltraummissionen in der Schwerelosigkeit erhebliche Ausmaße annehmen. Ohne Gravitation bilden sich Muskeln und Knochen stark zurück. Körperflüssigkeiten verschieben sich in die obere Körperhälfte und das ganze Herz-Kreislauf-System wird weniger beansprucht und verliert an Leistungsfähigkeit – kurz: Im Vergleich zur Degeneration auf der Erde läuft sie im All wie im Zeitraffer ab.

Bettruhestudien sind in der weltraummedizinischen Forschung der Goldstandard, um auf der Erde die Wirkung von Schwerelosigkeit auf den Körper zu simulieren. Zuletzt sammelten die Kölner Raumfahrtmediziner des DLR 2017 Erfahrungen bei der VaPER-Studie. Die AGBRESA-Studie findet in zwei Kampagnen statt, die ersten Probanden ziehen am 25. März 2019 ein, die zweite Kampagne beginnt Anfang September dieses Jahres. Für die zweite Phase im Herbst suchen die Forscher noch weitere Probanden, insbesondere Teilnehmerinnen. Denn Ziel ist es, Erkenntnisse für alle künftigen Raumfahrer zu gewinnen – Astronautinnen und Astronauten.

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Quelle: DLR.

Die 33. Parabelflugkampagne des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) stand ganz im Zeichen der Wissenschaft. Sie endete planmäßig am 14. März 2019 mit dem dritten Flugtag auf dem Flughafen Bordeaux-Mérignac in Frankreich. Der Airbus A310 ZERO-G der französischen Firma Novespace beherbergte zehn wissenschaftliche Experimente aus den Bereichen Humanphysiologie, Fundamentalphysik und Materialwissenschaften.

Darunter war auch wieder die Multi-Useranlage TEMPUS, eine Einrichtung zum Aufschmelzen und berührungsfreien Wiedererstarren von metallischen Legierungen. TEMPUS („Tiegelfreies elektromagnetisches Positionieren unter Schwerelosigkeit“) beinhaltet eine Vielzahl von Einzelexperimenten. Für das DLR Raumfahrtmanagement, das die Kampagnen ausrichtet, fällt die 33. Auflage zugleich in ein Jubiläumjahr: Vor 20 Jahren führte das DLR die erste eigenständige Parabelflugkampagne durch.

Wissenschaftler und Ingenieure führen ihre Experimente an Bord eigenhändig durch
„Unsere 33. DLR-Parabelflugkampagne zeichnete sich durch viele interessante Experimente aus – so hatten wir Wissenschaftler dabei, die mit ihren Versuchen das allererste Mal in Schwerelosigkeit forschten, aber auch flug-erfahrene Experimentatoren, die mit komplett neuen Aufbauten neue Fragestellungen untersuchten. Die Vorbereitungen zur Kampagne waren deshalb für die Wissenschaftler, aber auch für Novespace sehr intensiv, damit alle Experimente in der Zeit bis zur Kampagne flugfertig wurden. Ein paar der Versuche haben mit der Teilnahme an diesem Flug außerdem ihre Datenaufnahme beendet, sodass wir gespannt sind auf die Ergebnisse und nachfolgenden Publikationen“, bilanziert Dr. Katrin Stang, Parabelflug-Programmleiterin des DLR Raumfahrtmanagements.

Experimente mit Blick auf Weltraumanwendungen
Die Experimente der 33. Parabelflugkampagne stammten aus unterschiedlichen Forschungsgebieten und wurden an Universitäten und Instituten aus allen Teilen Deutschlands vorbereitet. So untersuchte etwa Dr. Tina Sorgenfrei vom Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften der Universität Freiburg das Schmelzverhalten von technisch wichtigen Halbleiterkristallen bei Schwerelosigkeit.

Die Abwesenheit der Schwerkraft war auch die entscheidende Voraussetzung für die Experimente von Prof. Ralf Stannarius und Torsten Trittel von der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Die Wissenschaftler untersuchten eine fundamentale Fragestellung der Fluiddynamik: die Oszillationen freischwebender flüssiger Membranen. Dafür regten sie zentimetergroße flüssigkristalline Blasen akustisch zu Schwingungen an. Der Mehrwert der Mikrogravitation in diesem Fall: die Objekte schwebten während der Aufzeichnung frei am Ort im Sichtbereich der Kamera.

In einem weiteren Experiment in Kooperation mit Prof. Jan Lagerwall von der Universität Luxembourg wurden ähnliche Blasen, flüssigkristalline Schalen, in wässriger Umgebung untersucht. In Abwesenheit der Schwerkraft ändern sie ihre Geometrie. Nach Polymerisation unter Mikrogravitation sollen symmetrische Objekte entstehen, die später im Labor untersucht werden können. „Unsere beiden Experimente OASIS und MiShell haben sehr gut funktioniert, unsere Erwartungen wurden übertroffen. Mit den Erkenntnissen aus dieser Kampagne werden wir zum fundamentalen Verständnis der Dynamik dünner flüssiger Filme beitragen“, hält Prof. Stannarius fest.

Annette Hagengruber und ihr Team vom Institut für Robotik und Mechatronik des DLR in Oberpfaffenhofen beschäftigten sich mit dem Thema, wie sich Muskelsignale verwenden lassen, um zum Beispiel einen Roboter fernzusteuern. Das ECOS getaufte Experiment („Elektromyographie für Teleoperierte Anwendungen in Schwerelosigkeit“) ging der Frage nach, wie eine solche Mensch-Maschine-Schnittstelle unter Weltraumbedingungen arbeitet. Die Probanden steuerten dabei einen Cursor mittels der Kontraktion verschiedener Muskelgruppen. Deren Aktivität wurde von acht kabellosen Elektroden am Ober- und Unterarm der Hand der Probanden gemessen.

Für den Einsatz im Weltraum liegt ein wesentlicher Vorteil des Systems in seiner Tragbarkeit, da die Sensoren auf der Haut angebracht werden. Darüber hinaus kann es gerade in der Schwerelosigkeit von Vorteil sein, dass sich das Referenzsystem der Schnittstelle mit dem Anwender bewegt und somit immer relativ zum Anwender ausgerichtet ist. Anette Hagengruber ist von ihren bisherigen Testergebnissen sehr angetan: „Unser Experiment hat erfreulicherweise wie erwartet funktioniert. Wir hatten weder Ausfälle bei den Testpersonen noch bei der Hardware. Zuhause werden wir nun die erhaltenen Daten analysieren. Nach dem guten Abschluss dieser Kampagne wollen wir in Zukunft die Bedingungen für unsere Probanden noch etwas komplexer gestalten.“

Ihrer Profession entsprechend war das kooperative Experiment von PD Dr. Ramona Ritzmann und Dr. Kathrin Freyler vom Institut für Sport und Sportwissenschaft der Universität Freiburg und Prof. Kirsten Albracht von der Fachhochschule Aachen sowie Prof. Marco Narici von der Universität Padua mit der Analyse von Bewegungen verbunden. Die Forschungsgruppe will mehr darüber erfahren, wie das Zentrale Nervensystem mit veränderten Gravitationsbedingungen umgeht und welche Folgen das für die Bewegungssteuerung hat. Dafür ließen sie die Versuchspersonen Sprünge ausführen, sogenannte Drop Jumps und Drop Landings, die mit vier verschiedenen Methoden im Detail analysiert wurden.

Die wissenschaftlichen Erfolgsaussichten für die humanwissenschaftliche Weltraumforschung betreffen vor allem neue Erkenntnisse über die Gesunderhaltung aber auch die Fortbewegung des Menschen bei variierenden Weltraumbedingungen. Hinsichtlich zukünftiger Flüge zum Mars und Mond ist das Wissen über die Anpassungsfähigkeit des menschlichen motorischen Systems von zentraler Bedeutung, wenn es darum geht, missions-kritische Aufgaben zu bewältigen. Eine große Anschlussfähigkeit ist zudem durch die Anwendung beim Astronautentraining zur Vorbereitung auf die ISS oder interplanetare Langzeitmissionen gegeben.

Dr. Kathrin Freyler freut sich: „Mit der Teilnahme an dieser Kampagne haben wir unsere Datenaufnahme zu diesem Projekt abgeschlossen. Erste Analysen haben gezeigt, dass wir spannende Ergebnisse zu erwarten haben, die wir in Zukunft weiter ausbauen möchten.“ Die Erkenntnisse können außerdem zum Verständnis von menschlicher Bewegung auch auf der Erde von Nutzen sein: sie können in die Entwicklung von Geräten und Trainingsprogrammen einfließen, die im Bereich der Rehabilitation Anwendung finden.

Seit 20 Jahren im Dienst der Schwerelosigkeit
Seit 1999 organisiert das DLR Raumfahrtmanagement regelmäßig eigene Parabelflüge für biologische, humanphysiologische, physikalische, technologische und materialwissenschaftliche Fragestellungen. Das aktuell genutzte Forschungsflugzeug, der A310 ZERO-G, startete im April 2015 zu seinem ersten wissenschaftlichen Parabelflug. Zuvor war ein Airbus A300 mit dieser Aufgabe betraut. Genutzt wird die von der französischen Firma Novespace angebotene Fluggelegenheit jeweils ein- bis zweimal jährlich auf wissenschaftlichen Kampagnen des DLR, der Europäischen Weltraumagentur ESA und der französischen Raumfahrtagentur CNES. Eine DLR-Parabelflugkampagne besteht in der Regel aus drei Flugtagen mit zirka vier Flugstunden, an denen jeweils 31 Parabeln geflogen werden.

Dabei steigt das Flugzeug aus dem horizontalen Flug steil nach oben, drosselt die Schubkraft der Turbinen und folgt dabei der Flugbahn einer Parabel. Während jeder Parabel herrscht für etwa 22 Sekunden Schwerelosigkeit. Insgesamt stehen so bei einer Flugkampagne etwa 35 Minuten Schwerelosigkeit – im Wechsel mit normaler und nahezu doppelter Erdbeschleunigung – zur Verfügung, die Forscher für ihre Experimente nutzen können.

Bis zu 40 Wissenschaftler können an einem Flug teilnehmen, bei dem sich zwischen zehn und 13 Experimenten an Bord befinden. Ein besonderer Vorteil für die Wissenschaftler und Ingenieure besteht darin, dass sie ihre vertrauten Laborgeräte verwenden können. Die Instrumente werden eigenhändig in die sogenannten „Racks“ (Halterungen) eingebaut, und die Wissenschaftler können auf der Kampagne die Experimente an Bord selbst durchführen und genauso kontrollieren wie in ihrem Labor auf der Erde. Parabelflüge finden zudem regelmäßig und zu kalkulierbaren und verlässlichen Terminen statt.

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Quelle: DLR.

Rund ein Jahr lang hatten die Studierendenteams aus Bremen, München und Jena auf diesen Moment hingearbeitet: Am 11. März 2019 ist um 10:20 Uhr Mitteleuropäischer Zeit (MEZ) die Forschungsrakete REXUS 25 erfolgreich vom Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Nordschweden gestartet. An Bord befanden sich die Experimente der deutschen Teams sowie von Studierenden der Universität Danzig und der TU Eindhoven.

Die Rakete erreichte bei dem Flug eine Höhe von rund 80 Kilometern, wobei für rund zwei Minuten Schwerelosigkeit herrschte. „Die Studierenden haben einen Gleiter für Forschung in der Atmosphäre, ein Experiment für medizinische Anwendungen und ein neues Mess-System für die Raketentechnik eigenständig entworfen, getestet und gebaut“, erläutert Dr. Michael Becker, Leiter des REXUS/BEXUS-Programms im DLR Raumfahrtmanagement. „Jetzt warten wir mit Spannung auf die Auswertung der Daten.“

GAME – Ein Gleiter für Forschung in der Atmosphäre
Nur rund 22 Zentimeter lang ist der weltraumtaugliche Gleiter, den das Team GAME (Glider for Atmospheric Measurements and Experiments) der Ernst-Abbe-Hochschule Jena entworfen hat. Das Fluggerät soll zukünftig eingesetzt werden, um Experimente und Messungen in der Atmosphäre durchführen zu können, etwa zur Wirkung kosmischer Strahlung auf die Erbsubstanz von Zellen und für die Klimaforschung.

„Wir haben das Fluggerät so konstruiert, dass es in die Raketenspitze eingebaut werden konnte und kurz vor dem Gipfelpunkt des Fluges freigesetzt wurde“, so Anna Maria Büchner, Teamleiterin von GAME. „Der Mechanismus zum Auswerfen des Geräts, das geringe Gewicht des Gleiters und die Kommunikationstechnik waren dabei die größten Herausforderungen. Wir sind glücklich, dass alles so gut funktioniert hat.“ Während des Fluges wurden Position, Lage und Temperatur bestimmt und zur Bodenstation gesendet.

FORAREX: Von Einzellern für die Humanmedizin lernen
Foraminiferen sind winzige einzellige Lebewesen, von denen fast alle Arten ein Kalkgehäuse besitzen. Ihr kleines Gehäuse ist für die Erforschung von Mineralisierungsprozessen, etwa in menschlicher Knochensubstanz, von großem Interessiere. Die Kalkschale ist aber auch für die Pharmatechnik von Bedeutung: Da ihre Struktur viele winzige Kammern aufweist, kann sie beispielsweise als Vorlage für Tabletten dienen, die Medikamente kontrolliert abgeben können.

„Wir wollen die Organismen in unserem Experiment FORAREX (Foraminifera Rocket Experiment) näher untersuchen und erforschen, wie sich die Zellen in Schwerelosigkeit verhalten“, erläutert Nils Kunst von der Universität Bremen. „Wir haben für das Experiment ein Lebenserhaltungssystem konstruiert, das den Foraminiferen vor, während und nach dem Flug optimale Umgebungsbedingungen bietet.“

Technik für die Raumfahrt von morgen
Ziel von Team FLOMESS (Flight Loading Measurement System) der Universität der Bundeswehr München ist die Messung der strukturellen Belastungen, die auf die Höhenforschungsrakete während Start und Flug wirken. Dabei wird vor allem die Dehnung der Rakete gemessen. Die Ergebnisse dienen dazu, Forschungsraketen zukünftig effizienter zu gestalten und im Zuge der kommerziellen Raumfahrt ein höheres Nutzlastverhältnis zu ermöglichen.

Weltraumforschung und Satellitentechnik auf REXUS 26
Am 18. März 2019 soll mit REXUS 26 die zweite Forschungsrakete der Doppelkampagne starten. An Bord befinden sich dann Experimente von Studierenden der TU Braunschweig, der TU Berlin, der Lulea University of Technologie, des Royal Institute of Technology KTH und der Wroclaw University of Science and Technology.

Die Saturnringe verstehen
Das Team ELVIS (Exploration of Low-Velocity collision In Saturn’s rings) der TU Braunschweig will mit seinem Experiment der Entstehung der Saturnringe auf die Spur kommen. Ziel ist es zu verstehen, wie durch das Zusammenstoßen einzelner Staubpartikel größere Strukturen entstehen.

Bei dem Experiment untersuchen die Studierenden das Verhalten von kleinen Glaskugeln, welche die Partikel in den Saturnringen simulieren. In der Schwerelosigkeit werden die Kugeln, die sich in einer Experimentkammer befinden, geschüttelt, so dass diese zusammenstoßen. Wenn die Kollisionsgeschwindigkeiten gering genug sind, bleiben die Teilchen aneinander haften und bilden Klumpen. Das Team will nun erforschen, bis zu welcher Größe diese Klumpen heranwachsen können und unter welchen Kollisionsbedingungen die Zusammenstöße stattfinden müssen.

Innovative Lageregelung für Kleinstsatelliten
Nutzlasten moderner Kleinstsatelliten, so genannter CubeSats, werden zunehmend anspruchsvoller und verlangen eine präzisere und beweglichere Lageregelung. Das Team TUPEX-6 (Technische Universität Berlin Picosatellite Experiment – 6) der TU Berlin will hierfür eine innovative Technik testen, die nicht auf herkömmlichen Rädersystemen, sondern auf Kanälen (Picosatellite Fluid-Dynamic Actuators, pFDA) basiert, durch die flüssiges Metall gepumpt wird. Durch Ändern der Fließgeschwindigkeit kann die Lage des Satelliten geregelt werden. Einer der Vorteile des Systems ist, dass es durch seine flexible Form platzsparender ist als bisherige Technologien und daher mehr Raum für Nutzlasten zur Verfügung steht.

Für das Experiment hat das Team ein Modell eines CubeSats mit einem solchen pFDA-Lageregelungssystem an Bord entworfen und einen Auswurfmechanismus für die Separation von der Rakete entwickelt.

REXUS und BEXUS: Ein Programm für den wissenschaftlichen Nachwuchs
Das deutsch-schwedische Programm REXUS/BEXUS (Raketen-/Ballon-Experimente für Universitäts-Studenten) ermöglicht Studierenden, eigene praktische Erfahrungen bei der Vorbereitung und Durchführung von Raumfahrtprojekten zu gewinnen. Ihre Vorschläge für Experimente können jährlich im Oktober eingereicht werden.

Der diesjährige Aufruf dazu wird Mitte 2019 veröffentlicht. Jeweils die Hälfte der Raketen- und Ballon-Nutzlasten stehen Studenten deutscher Universitäten und Hochschulen zur Verfügung. Die schwedische Raumfahrtagentur SNSA hat den schwedischen Anteil für Studierende der übrigen Mitgliedsstaaten der Europäischen Weltraumorganisation ESA geöffnet.

Auf deutscher Seite erfolgt die Projektleitung mit der Betreuung der Experimente durch das Zentrum für Angewandte Raumfahrttechnik (The REXUS/BEXUS Programme) in Bremen. Die Flugkampagnen führt EuroLaunch durch, ein Joint Venture der Mobilen Raketenbasis des DLR (MORABA), die für die Bereitstellung der Raketensysteme zuständig ist, und des Esrange Space Center des schwedischen Raumfahrtunternehmens SSC, das über die Startinfrastruktur verfügt. Die Programmleitung liegt beim DLR Raumfahrtmanagement in Bonn.

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Erstellt von Tobias Willerding. Quelle: NASA, SpaceX

Am 08. April 2016 um 22:43 MESZ ist eine Falcon 9-Rakete mit der Dragonkapsel erfolgreich Richtung ISS gestartet. Dies ist der erste Flug der Dragonkapsel seit dem Fehlstart im Juni 2015. Am Sonntag Vormittag soll Dragon die ISS erreichen. Dragon hat neben Experimenten und Nachschub auch das aufblasbare BEAM-Modul von Bigelow Aerospace an Bord. BEAM soll am 15. April installiert und am 26. April entfaltet werden.

Es ist der insgesamt 8te von 12 ISS-Flügen, mit denen SpaceX 2008 von der NASA beauftragt wurde. Inzwischen ist die Anzahl der beauftragten Dragonflüge zur ISS durch Folgeaufträge auf über 20 angestiegen.

Seeplattformlandung
Zum ersten Mal überhaupt hat eine Raketenstufe einer orbitalen Trägerrakete eine vertikale Landung auf einer Seeplattform hingelegt. Dazu führte die erste Stufe nach der Stufentrennung eine Reihe von Manövern aus, um einen Zielanflug auf die Seeplattform zu machen. Die Landung der ersten Stufe der Falcon 9-Trägerrakete erfolgte ca. 8 Minuten nach dem Start auf der SpaceX-Seeplattform getauft auf den Namen „Of Course I Still Love You“. Die Landung wurde live im Stream gezeigt. Von einem Fluggerät gefilmtes Videomaterial wurde zurück zum Schiff gefunkt und von dort per Satellit zurück zum Land übertragen.

Die Landung erfolgte bei einem starken Wind von 50 mph, also 80 km/h. Dies hatte einen stark geneigten Anflug zur Folge, wie im Livebild deutlich zu sehen war. Die Landung erfolgte ein paar Meter von der Mitte der Seeplattform entfernt.

Als nächstes sollen „Stahlschuhe“ über die Landebeine der Stufe geschweißt werden, sodass die Stufe fest mit dem metallischen Untergrund der Plattform verbunden ist und nicht mehr umfallen kann. Die Rückkehr in den Hafen von Cape Canaveral soll am Sonntag erfolgen und dürfte von vielen Schaulustigen verfolgt werden.

In der Pressekonferenz nach dem Start hat Musk außerdem verkündet, dass geplant ist, die bei diesem Flug geborgene Erststufe bereits im Juni diesen Jahres wiederzufliegen. Es laufen derzeit Gespräche mit einem Kunden darüber, was impliziert, dass es kein Testflug mit einer Dummynutzlast sein wird, sondern ein Flug mit einem zahlenen Kunden. Ein großer Rabatt scheint jedoch wahrscheinlich.

Der nächste Start der Falcon 9 ist für Ende April mit JCSAT-14 geplant. Auch bei diesem Flug ist wieder eine Seeplattformlandung geplant.

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• Falcon 9 / Dragon CRS-8

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Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: XCOR Aerospace.

Im Rennen um die ersten kommerziellen Suborbital-Flüge ist XCOR Aerospace einer der ernsteren Anbieter. Mit dem Raketenflugzeug Lynx will man künftig in diesem Markt mitmischen. Wer seine rund 100.000 US-Dollar für ein Flugticket schon überwiesen hat, muss sich jedoch in Geduld üben. Der Erstflug des Lynx Mark I war mal für 2010 angekündigt. Nun soll es 2015 gelingen. Und bis Passagiere an Bord dürfen, wird, wenn alles gut geht, mindestens noch ein weiteres Jahr vergehen.

Ein wichtiger Schritt zur Fertigstellung des Prototypen Lynx Mark I ist die kürzlich erfolgte Integration von Druckkabine, Flugzeugrumpf und Tragflächenstrukturen, die wiederum Voraussetzung für den Einbau weiterer Komponenten wie beispielsweise das Fahrwerk ist. Der Lynx Mark I ist für Flüge bis in 61 Kilometer Höhe ausgelegt. Er dient in erster Linie der Erprobung des Flugverhaltens und der Zertifizierung der zur Anwendung kommenden Technik. Nach Erteilung der Erlaubnis zum Betrieb als Raketenflugzeug durch die US-amerikanische Luftfahrtbehörde (Federal Aviation Administration) wird der Lynx Mark I kommerziell genutzt. Gleichzeitig dient er der Ausbildung von Piloten für den Lynx Mark II.

Der Lynx Mark II ist eine fortentwickelte und industriell gefertigte Version auf Basis des Lynx Mark I und ermöglicht das, was man sich eigentlich unter einem Suborbital-Flug vorstellt. Triebwerk und Avionik bleiben gleich, aber das Leergewicht soll durch den Einsatz von Verbundwerkstoffen signifikant gesenkt und damit das Schub-Gewichtsverhältnis verbessert werden. Die Leistung soll dann für den Aufstieg bis in 100 Kilometer Höhe und einen halbstündigen Suborbital-Flug reichen. Mit Lynx Mark II beginnt die eigentliche kommerzielle Nutzung für touristische Suborbital-Flüge und wissenschaftliche Experimente. Für diese wird statt des Fluggastes auf dessen Sitz ein Nutzlastbehälter mitgeführt. XCOR sieht entsprechende Nachfrage für Experimente unter Mikrogravitation. Der Lynx Mark II soll bis zu viermal am Tag starten können. Er ist so robust konstruiert, dass eine Wartung alle 40 Flüge ausreichend sein soll. Das Geschäftsmodell von XCOR sieht auch das Wet Leasing des Lynx Mark II an Unternehmen „in der freien Welt“ vor. Wet Leasing beinhaltet im Gegensatz zum Dry Leasing neben dem Flugzeug auch die Bereitstellung von Flug- und Technikpersonal und Versicherungsschutz.

Mit dem Lynx Mark III möchte man sich den Markt für wissenschaftliche Experimente noch weiter erschließen. Gegenüber dem Lynx Mark II wird er strukturell erheblich verstärkt, damit er auf dem Rücken eine externe Nutzlast von bis zu 650 Kilogramm tragen kann. Das kann ein Experimentierbehälter sein, aber auch eine Rakete, die beispielsweise einen Kleinsatelliten in eine niedrige Erdumlaufbahn bringt. Gegenüber dem Lynx Mark II werden neben der Flugzeugrumpf das Fahrwerk verstärkt, die Aerodynamik verbessert und die Triebwerksleistung erhöht.

Lynx-Raketenflugzeuge sind neun Meter lang und haben eine Spannweite von 7,5 Metern. Sie sind mit vier Motoren ausgestattet. Die Besonderheit dieser Raketenmotoren ist das von XCOR entwickelte Kolbenpumpensystem zum Druckaufbau. Die Triebwerke arbeiten mit Kerosin und flüssigen Sauerstoff als Oxidator und leisten beim Mark I je 12.900 Newton Schub im Vakuum.

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• XCOR Aerospace

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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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• ISS-Expedition 36
• ATV 4 – Mission & Betrieb

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Erstellt von Daniel Maurat. Quelle: CCTV, Raumfahrer.net.

Die Kopplung erfolgte mit dem ersten physischen Kontakt zwischen den beiden Raumschiffen um 13.11 Uhr Pekinger Zeit (9.11 Uhr MESZ). Das automatische Kopplungsmanöver, welches schon bei den beiden letzten Missionen, Shenzhou 8 und 9 erprobt wurde, verlief dabei ohne Probleme. Sieben Minuten danach rasteten die Bolzen der beiden Kopplungsringe der APAS-89-Adapter, welche ursprünglich in Russland beziehungsweise der ehemaligen UdSSR entwickelt wurden, ein und beide Raumschiffe waren fest miteinander verbunden. Danach wurden die Vorbereitungen für das Umsteigen der Besatzung in das Raumlabor getroffen, das für die nächsten zwölf Tage ihr neues Zuhause sein wird. Das Umsteigen erfolgte dann um 16.17 Uhr Pekinger Zeit (10.17 Uhr MESZ).

In den letzen zwei Tagen hat die Besatzung von Shenzhou 10, bestehend aus Kommandant Nie Haisheng, Bordingenieur Zhang Yiaoguang und Bordingenieurin Wang Yaping, verschiedene Bahnanpassungsmanöver durchgeführt, um sich so der Raumstation Tiangong 1 anzunähern. Diese Manöver werden in ähnlicher Weise auch beim zweitätigen Anflug der Sojus-Raumschiffe an die Internationale Raumstation ISS durchgeführt. Zudem feierte man das traditionelle Drachenbootfest, einem der wichtigsten Feste im chinesischen Kalender, an Bord von Shenzhou 10 medienwirksam mit Videoübertragung zum Kontrollzentrum vor den Toren Pekings.

Mit der Ankopplung beginnt nun die eigentliche Arbeit für die Besatzung. Sie wird die Experimente durchführen, welche von der Vorgängerbesatzung von Shenzhou 9 begonnen wurden. Zudem erprobt man eine Reihe von Systemen, welche für den Betrieb einer großen, modularen Raumstation benötigt werden, etwa das Lebenserhaltungssystem. Nach zwölf Tagen wird die Besatzung die Raumstation wieder verlassen und zur Erde zurückkehren.

Nach dieser Mission wird wohl kein Raumschiff mehr Tiangong 1 besuchen. Es soll aber noch für eine nicht näher bestimmte Zeit im Orbit verbleiben und dort einige Tests durchführen. Im Jahr 2015 soll der Nachfolger Tiangong 2 starten, welcher zwar auf Tiangong 1 basiert, aber doch von den Erfahrung mit Tiangong 1 profitieren soll. So sollen mehrere Systeme wie etwa die Lebenserhaltung verbessert und ein Nachtanken im All ermöglicht werden. Zudem wird Tiangong 2 über einen zweiten Kopplungsadapter am Heck verfügen, mit dem das Koppeln von Versorgungsraumschiffen möglich sein soll, aber auch das Koppeln eines neuen bemannten Raumschiffs für die Crewrotation. Darüber hinaus soll ein Roboterarm mit Tiangong 2 starten, der dann im Weltraum erprobt werden soll. Diese Raumstation wäre mit den sowjetischen Raumstationen Saljut 6 und 7 vergleichbar, die in den 1970ern und 1980ern betrieben wurden. Gestartet werden soll Tiangong 2 bereits mit der derzeit in Entwicklung befindlichen Chang Zheng 7, welche auch die CZ 2F als Startvehikel für die Shenzhou ersetzen soll.

Der nächste Schritt für Chinas Raumfahrt wäre dann eine modulare Raumstation, deren Aufbau bis oder um 2020 erwartet wird. Diese wäre dann mit der Raumstation Mir vergleichbar und soll Chinas technische Stärke demonstrieren, so wie das gesamte bemannte Weltraumprogramm.

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