Quelle: NASA International Space Station, 21. November 2025

Forscher haben die einzigartige Mikrogravitationsumgebung genutzt, um Experimente durchzuführen, die auf der Erde nicht möglich sind, und damit die Forschung in verschiedenen Disziplinen verändert. Mehr als 4.000 Experimente haben die Grenzen der Wissenschaft erweitert, Entdeckungen angestoßen und wissenschaftliche Durchbrüche vorangetrieben.
„Vor 25 Jahren war die Expedition 1 die erste Besatzung, die die Internationale Raumstation ihr Zuhause nannte, und damit begann eine Phase kontinuierlicher menschlicher Präsenz im Weltraum, die bis heute andauert“, sagte Sean Duffy, amtierender Administrator der NASA. „Dieser historische Meilenstein wäre ohne die NASA und ihre Partner sowie alle Astronauten und Ingenieure, die dafür sorgen, dass in der erdnahen Umlaufbahn die Lichter nicht ausgehen, nicht möglich gewesen.“
Um ein Vierteljahrhundert Innovation in der Mikrogravitation zu feiern, stellt die NASA 25 wissenschaftliche Durchbrüche vor, die den nachhaltigen Einfluss der Station auf Wissenschaft, Technologie und Forschung veranschaulichen.

Den Weg zum Mond und Mars ebnen

Die NASA nutzt die Raumstation als Testgelände für die Entwicklung neuer Systeme und Technologien für Missionen außerhalb der erdnahen Umlaufbahn.

• Navigations-, Kommunikations- und Strahlenschutztechnologien, die sich an Bord der Raumstation bewährt haben, werden in Raumfahrzeuge und Missionen zum Mond und Mars integriert.
• Robotersysteme, beispielsweise ein Roboterchirurg und autonome Assistenten, werden das Spektrum der verfügbaren medizinischen Verfahren erweitern und es Astronauten ermöglichen, sich während Missionen fernab der Erde wichtigeren Aufgaben zu widmen.
• Astronauten haben recycelten Kunststoff und Edelstahl verwendet, um Werkzeuge und Teile im 3D-Druck herzustellen. Die Möglichkeit des 3D-Drucks im Weltraum schafft die Grundlage für Reparaturen und Fertigungen auf Abruf während zukünftiger Weltraummissionen, bei denen Nachschub nicht ohne Weiteres verfügbar ist.
• Vom Einsatz des ersten Holzsatelliten über Laserkommunikation bis hin zu selbstheilender Quantenkommunikation ist die Raumstation ein Testfeld für modernste Weltraumtechnologien.

Warum das wichtig ist:

Der Vorstoß der Menschheit zum Mond und zum Mars beginnt mit Entdeckungen in der erdnahen Umlaufbahn. Von der Demonstration, wie Astronauten außerhalb der Erde leben, arbeiten und Geräte reparieren können, bis hin zum Testen von Lebenserhaltungssystemen und fortschrittlichen Materialien – jede Innovation an Bord der Station trägt dazu bei, die Artemis-Mission der NASA und andere Erkundungsinitiativen voranzutreiben und die Menschheit ihrem Ziel näher zu bringen, außerhalb unseres Planeten zu gedeihen.

Leben außerhalb der Erde erhalten

Da die NASA sich darauf vorbereitet, im Rahmen des Artemis-Programms Menschen zum Mond zurückzubringen und weiter zum Mars vorzustoßen, ist die Aufrechterhaltung des Lebens außerhalb der Erde wichtiger denn je.

• Astronauten haben im Weltraum mehr als 50 Pflanzenarten angebaut, darunter Tomaten, Bok Choi, Römersalat und Chilischoten.
• Fortschrittliche Lebenserhaltungssysteme sind in der Lage, bis zu 98 % des Wassers im US-Segment der Raumstation zu recyceln – das ideale Niveau für Erkundungsmissionen.
• Die Gesundheitsdaten der Besatzung zeigen, wie sich der Weltraum auf das Gehirn, das Sehvermögen, das Gleichgewicht und die Kontrolle sowie die Muskel- und Knochendichte auswirkt, und dienen als Grundlage für Strategien zur Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit von Astronauten während längerer Missionen und zur Verbesserung der Gesundheit auf der Erde.
• Forscher haben DNA im Orbit sequenziert und entwickeln Techniken zur Echtzeit-Bewertung des mikrobiellen Lebens im Weltraum, was für die Erhaltung der Gesundheit von Astronauten unerlässlich ist.

Warum das wichtig ist:

Durch den Anbau von Nahrungsmitteln, das Recycling von Wasser und die Verbesserung der medizinischen Versorgung im Weltraum ebnet die NASA den Weg für zukünftige Langzeitmissionen zum Mond und zum Mars und revolutioniert gleichzeitig die Landwirtschaft und Medizin auf der Erde.

Hilfe für die Menschheit auf der Erde

Die Forschung an Bord des umlaufenden Labors bringt die Menschheit nicht nur weiter in den Kosmos voran, sondern kann auch dazu beitragen, komplexe Probleme der menschlichen Gesundheit auf der Erde anzugehen. Durch die Bereitstellung einer Plattform für langfristige Mikrogravitationsforschung fördert die Raumstation Durchbrüche, die den Menschen auf der Erde direkte Vorteile bringen.

• Die Forschung an Bord der Raumstation liefert neue Erkenntnisse für die Entwicklung von Therapien für Krankheiten wie Krebs, Alzheimer, Parkinson und Herzerkrankungen, indem sie aufzeigt, wie die Mikrogravitation die Zellfunktionen verändert.
• Neue Entwicklungen in der Medizin für Krebs, Muskeldystrophie und neurodegenerative Erkrankungen sind aus der Züchtung von Proteinkristallen in der Mikrogravitation mit größeren, besser organisierten Strukturen hervorgegangen.
• Im Weltraum können hochwertige Stammzellen in größeren Mengen gezüchtet werden, was zur Entwicklung neuer regenerativer Therapien für neurologische, kardiovaskuläre und immunologische Erkrankungen beiträgt.
• Pionierarbeit im Bereich des 3D-Bioprintings, bei dem Zellen, Proteine und Nährstoffe als Ausgangsmaterial verwendet werden, hat zur Herstellung menschlicher Gewebestrukturen wie Knie-Menisken und Herzgewebe geführt – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Herstellung von Organen im Weltraum für Transplantationspatienten auf der Erde.
• Forscher verwenden miniaturisierte Gewebemodelle, um zu beobachten, wie sich der Weltraum auf Gewebe und Organsysteme auswirkt. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung und Erprobung von Medikamenten zum Schutz von Astronauten bei zukünftigen Missionen und zur Verbesserung von Behandlungen auf der Erde.
• Fotos, die von Astronauten aufgenommen wurden, haben mit gezielten Aufnahmen aus dem Weltraum die Notfallmaßnahmen bei Naturkatastrophen wie Hurrikanen unterstützt.
• Auf der Raumstation montierte Instrumente schützen wichtige Weltrauminfrastrukturen und liefern Daten über die natürlichen Muster des Planeten, indem sie die Ressourcen der Erde und das Weltraumwetter messen.

Warum das wichtig ist:

Die Mikrogravitationsforschung bringt uns der Herstellung menschlicher Organe im Weltraum für Transplantationen näher und eröffnet neue Wege zur Bekämpfung von Krebs, Herzerkrankungen, Osteoporose, neurodegenerativen Erkrankungen und anderen schweren Krankheiten, von denen Millionen Menschen weltweit betroffen sind. Die Station dient auch als Beobachtungsplattform zur Überwachung von Naturkatastrophen, Wetterverhältnissen und den Ressourcen der Erde.

Unser Universum verstehen

Die Raumstation bietet Wissenschaftlern einen unvergleichlichen Beobachtungspunkt, um mehr über das grundlegende Verhalten des Universums zu erfahren. Durch die Untersuchung kosmischer Phänomene, die normalerweise von der Erdatmosphäre blockiert oder absorbiert werden, und durch die Beobachtung der Physik auf atomarer Ebene können Forscher Geheimnisse erforschen, die von der Erde aus nicht untersucht werden können.

• Daten von Röntgenteleskopen an der Außenseite der Raumstation wurden in mehr als 700 Forschungsarbeiten veröffentlicht und haben dazu beigetragen, unser Verständnis von kollabierenden Sternen, Schwarzen Löchern und Wellen in der Raum-Zeit-Struktur zu verbessern.
• Forscher haben Milliarden von kosmischen Ereignissen aufgezeichnet und damit Wissenschaftlern bei der Suche nach Antimaterie und Signaturen dunkler Materie im Weltraum geholfen.
• Wissenschaftler haben auf der Raumstation den fünften Aggregatzustand der Materie erzeugt und untersucht, wodurch Forscher mithilfe der Quantenwissenschaft Technologien wie Weltraumnavigation, Satellitenbetrieb und GPS-Systeme auf der Erde weiterentwickeln können.

Warum das wichtig ist:

Die Forschung an Bord der Raumstation hilft uns dabei, die tiefsten Geheimnisse unseres Universums zu entschlüsseln, von den kleinsten Quantenteilchen bis hin zu den gewaltigsten kosmischen Explosionen. Beobachtungen von kollabierenden Sternen und Schwarzen Löchern könnten neue Navigationsinstrumente inspirieren, die kosmische Signale nutzen, und unser Verständnis von Raum und Zeit erweitern. Studien zu Antimaterie und dunkler Materie bringen uns dem Verständnis der 95 % des Universums näher, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Die Erzeugung des fünften Aggregatzustands im Weltraum eröffnet neue Quantenwege, die die Technologie auf der Erde und im Weltraum verändern könnten.

Neue Physik entdecken

Physikalische Prozesse verhalten sich in der Schwerelosigkeit anders und bieten Wissenschaftlern neue Perspektiven für Entdeckungen.

• Dank der Erforschung von Flüssigkeitssiedeverhalten, -rückhaltung und -strömung können Ingenieure effizientere Treibstoff- und Lebenserhaltungssysteme für zukünftige Raumfahrzeuge entwickeln.
• Die Analyse von Gelen und Flüssigkeiten, die mit winzigen Partikeln im Weltraum vermischt sind, hilft Forschern bei der Feinabstimmung von Materialzusammensetzungen und hat zu neuen Patenten für Konsumgüter geführt.
• Die Entdeckung von kalten Flammen im Weltraum, einem Phänomen, das auf der Erde nur schwer zu untersuchen ist, hat neue Horizonte in der Verbrennungswissenschaft und im Motorenbau eröffnet.

Warum das wichtig ist:

Durchbrüche in der Grundlagenphysik an Bord der Raumstation treiben Innovationen auf der Erde voran und fördern die Entwicklung von Treibstoff-, Temperaturregelungs-, Pflanzenbewässerungs- und Wasseraufbereitungssystemen für Raumfahrzeuge. Die Forschung im Bereich weicher Materialien verbessert Produkte in der Medizin, im Haushalt und im Bereich erneuerbare Energien, während Untersuchungen zu kühlen Flammen zu saubereren und effizienteren Motoren führen könnten.

Weltweiter Zugang zum Weltraum

Seit dem Jahr 2000 hat die Raumstation privaten Unternehmen, Forschern, Studenten und Astronauten aus aller Welt die Möglichkeit eröffnet, sich an der Erforschung des Weltraums zu beteiligen und die Menschheit auf ihrem Weg zum Mond und zum Mars voranzubringen.

• Die Raumstation ist eine Startrampe für die kommerzielle Weltraumwirtschaft, ermöglicht private Astronautenmissionen und beherbergt Hunderte von Experimenten kommerzieller Unternehmen, denen sie die Möglichkeit bietet, ihre Technologien durch Forschung im Orbit, Fertigungsdemonstrationen und Innovationen zu stärken.
• CubeSats, die von der Raumstation aus eingesetzt werden, ermöglichen es Studenten und Innovatoren auf der ganzen Welt, Funkantennen, kleine Teleskope und andere wissenschaftliche Demonstrationen im Weltraum zu testen.
• Mehr als eine Million Schüler haben über Amateurfunkveranstaltungen mit Astronauten kommuniziert, was die nächste Generation dazu inspiriert hat, sich für Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik zu begeistern.
• Mehr als 285 Besatzungsmitglieder aus über 25 Ländern haben den am längsten betriebenen Außenposten der Menschheit im Weltraum besucht, was ihn zu einem Symbol für globale Zusammenarbeit macht.

Warum das wichtig ist:

Die Raumstation hat die Weltraumwirtschaft ermöglicht, in der kommerzielle Forschung, Fertigung und Technologiedemonstrationen einen neuen globalen Marktplatz prägen. Die NASA und ihre internationalen Partner haben eine Führungsposition in der erdnahen Umlaufbahn eingenommen, neue Möglichkeiten für die Industrie geschaffen und den Weg für Erkundungsmissionen zum Mond, zum Mars und darüber hinaus geebnet.

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Quelle: DESY.

„Wir werden entschiedener auftreten“, versprach DESY-Direktor Helmut Dosch am Montagabend auf der Podiumsdiskussion „Freiheit der Wissenschaft in Gefahr!“, zu der das Forschungszentrum hochrangige Vertreterinnen und Vertreter aus Politik und Wissenschaft eingeladen hatte. Die Debatte, bei der die weltweit problematische Lage für die Wissenschaft aufgezeigt wurde, ist Auftakt der DESY-Dialog-Offensive für eine gesellschaftlich engagierte Forschung.

„Fake News und Populismus, die Angst vor Spionage und Attentaten, politische Abschottung – die aktuellen Entwicklungen auf der politischen Weltkarte haben einen verheerenden Einfluss auf die weltweit vernetzte Wissenschaft“, fasst Physiker und TV-Moderator Ranga Yogeshwar die Situation zusammen. Klimaforscher Hartmut Graßl vermutet: „Heute scheinen Emotionen und Ideologie mehr zu zählen als Wissen.“ Physiker und Astronaut Ulrich Walter warnt: „Die Menschen glauben nicht mehr an die Wissenschaft.“ Und Götz Neuneck vom Institut für Friedensforschung und Sicherheitspolitik befürchtet, „dass Wissenschaft durch Machtpolitik militarisiert wird.“

DESY-Direktor Helmut Dosch fordert deshalb selbstkritisch mehr Engagement von Forschenden – in der Öffentlichkeit und in der Politik: „Es ist auch unsere Aufgabe, Erkenntnisse aus der Forschung verständlich zu machen. Wir werden besser erklären und Wissenschaftsskeptikern sachlich, aber entschieden begegnen“. In Richtung Politik sendet er ein deutliches Signal: „Wir müssen international zu einer faktenbasierten Politik zurückfinden und politische Eingriffe in die Forschung verhindern.“ Dosch verspricht: „Wir Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen werden uns einmischen!“

Einigkeit herrscht darüber, gemeinsame Werte wie Transparenz zu wahren und internationale Kooperationen zu stärken. „Für die Wissenschaft gilt, was auch in der Außenpolitik zählt“, sagt Niels Annen, Staatsminister im Auswärtigen Amt. „Nur durch die Zusammenarbeit über Ländergrenzen hinweg können wir die Probleme einer zunehmend komplexen Welt lösen.“ Denn, so Charlotte Lindberg Warakaulle, Direktorin für Internationale Beziehungen am europäischen Teilchenforschungszentrum CERN bei Genf: „Das Ende der Zusammenarbeit ist das Ende der Wissenschaft.“

Türkei, Brasilien, Ungarn, USA: In vielen Ländern erfahren Forschende Einschränkungen und Restriktionen wie Kürzungen der Mittel, Ein- und Ausreisebeschränkungen oder gar den Ausschluss von internationalen Forschungsprojekten. DESY-Direktor Helmut Dosch sagt: „Mich erreichen Hilferufe aus Ungarn und Absagen für Konferenzen von US-Wissenschaftlern. Diese Podiumsdiskussion von DESY ist ein Signal an die internationale wissenschaftliche Gemeinschaft, die Politik und die Gesellschaft: Wir müssen uns klar zu Wissen als unseren Rohstoff der Zukunft bekennen und hörbar gegen Populismus auftreten.“ Ulrike Beisiegel, Präsidentin der Universität Göttingen a.D., die DESY zukünftig in Ethikfragen berät, bekräftigt: „Es ist wichtig, Orte und Gelegenheiten für den Diskurs zu schaffen und damit auch Wissenschaftskritiker zu erreichen.“

Bereits im DESY-Jubiläumsjahr 2020, in dem das Forschungszentrum sein 60-jähriges Bestehen feiert, will DESY-Direktor Helmut Dosch den Dialog mit Bürgerinnen und Bürgern ausbauen. „Als Forschende fühlen wir uns der Gesellschaft verpflichtet. Die Menschen sollen wissen, dass sie der Wissenschaft vertrauen können. Deshalb werden wir in einen intensiveren Dialog eintreten, verständlich und auf Augenhöhe.“ Mit verschiedenen Formaten sollen aktuelle, gesellschaftsrelevante Themen erörtert und wissenschaftlichen Erkenntnisse dazu erklärt werden. Ab 2023 entstehen mit zwei innovativen Besucherzentren auf dem DESY-Campus und auf dem Gelände des European XFEL Orte für einen intensiven Austausch von Forschung und Öffentlichkeit.

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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: DFKI GmbH.

13.03.2019 Roboter im Weltraum sind heute meist passive Beobachter oder werden durch den Menschen von der Erde aus gesteuert. Schon bald aber sollen sie eigenständig und über lange Zeiträume hinweg unter den extremen Bedingungen operieren. Um den hohen Anforderungen an die Systeme gerecht zu werden, entwickelt das Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstlichen Intelligenz (DFKI) innovative Hardware- und Softwarekonzepte, die es im Rahmen sogenannter Analogmissionen auf der Erde testet. Ihre Forschungsarbeit sowie robotische Weltraumsysteme präsentieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom 1. bis 5. April 2019 am DFKI-Stand (Halle 2, Stand C59) auf der Hannover Messe.
In künftigen Weltraummissionen werden Roboter für immer komplexere Aufgaben eingesetzt: Auf fremden Planeten sollen sie in schwer zugängliche Gebiete wie Höhlen und Krater vordringen oder Infrastruktur für zukünftige Basislager aufbauen, im Orbit Wartungs- und Reparaturarbeiten an Satelliten vornehmen oder Weltraumschrott aus der Erdumlaufbahn entfernen. Dabei ist die Fernsteuerung der Systeme von der Erde aus allein aufgrund der verzögerten Kommunikation zu weit entfernten Himmelskörpern nicht praktikabel. Aus diesem Grund müssen zukünftige Weltraumroboter zu selbstständig handelnden Akteuren werden.

Zukunftsweisendes Design: KI-basierte Autonomie und multifunktionale Morphologien
Das DFKI Robotics Innovation Center unter Leitung von Prof. Dr. Dr. h.c. Frank Kirchner entwickelt autonome Robotertechnologien für den Weltraumeinsatz, die dank einer Vielzahl unterschiedlicher Sensoren ihre Umwelt umfassend wahrnehmen können. Für die Umgebungserfassung, Lokalisierung und Bewegungsplanung der Systeme setzen die Bremer Forscherinnen und Forscher zudem auf Methoden und Algorithmen der Künstlichen Intelligenz, z.B. maschinelle Lernverfahren. Diese ermöglichen es den Robotern nicht nur, eigenständig zu handeln und Entscheidungen zu treffen, sondern auch aus dem eigenen Verhalten zu lernen. Nur so ist ein Einsatz im Rahmen planetarer und orbitaler Missionen über längere Zeiträume und ohne Eingreifen des Menschen möglich.

Um auf fremden Planeten auch in schwieriges und wissenschaftlich besonders interessantes Terrain vordringen zu können, entwerfen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler innovative, hochkomplexe und biologisch inspirierte Mobilitäts- und Morphologie-Konzepte: von vielgliedrigen Laufrobotern über hybride Systeme, die über Bein-Rad-Konstruktionen verfügen, und schreitfähigen Rovern mit aktivem Fahrwerk bis hin zu aufrechtgehenden und kletternden Systemen in menschenähnlicher Gestalt. Aufgrund ihrer Modularität und Rekonfigurierbarkeit lassen sich diese Systeme flexibel an unterschiedliche Bedingungen und Aufgabenstellungen anpassen. So sind sie in der Lage, allein, in robotischen Teams oder in Zusammenarbeit mit dem Menschen anspruchsvolle Weltraummissionen zu absolvieren.

Intuitive Teleoperationstechnologien und Mensch-Roboter-Kollaboration
Die autonomen Roboter sollen im Bedarfsfall auch von der Erde oder dem Raumschiff aus fernsteuerbar sein. Insbesondere bei Aufgaben, die ein hohes Maß an Flexibilität erfordern, kann es notwendig sein, dass der Mensch in die Mission eingreift. Die DFKI-Forscherinnen und Forscher entwickeln dafür neuartige Teleoperationstechnologien, die sich durch eine intuitive Bedienung auszeichnen. So kann die Fernsteuerung z.B. über einen Leitstand mithilfe eines tragbaren Exoskeletts erfolgen, das Kraftrückkopplung ermöglicht. Auf diese Weise spürt der menschliche Operator, wenn das System auf ein Hindernis trifft, und hat so das Gefühl, Teil des Geschehens zu sein.

Künftig sollen Roboter und Astronauten im Weltraum auch direkt zusammenarbeiten, z.B. beim Aufbau von Infrastruktur. Hierbei setzt der DFKI-Forschungsbereich auf unterschiedliche Grade der Autonomie: Je nach Komplexität der Aufgabenstellung kann der Roboter mehr oder weniger autonom agieren. Der Astronaut greift ein, wenn der Roboter nicht weiterkommt und bringt ihm neue Verhaltensweisen bei.

Für eine gelingende Zusammenarbeit erforschen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zudem neue Verfahren der Intentionsanalyse und -erkennung, mit denen sich z.B. anhand physiologischer Daten die Gefühlslagen und Zustände des Menschen erfassen und in die Handlungsplanung bzw. die Handlungsoptimierung des Roboters integrieren lassen.

Raus aus dem Labor: Bewährungsprobe für autonome Weltraumroboter
Um sicherzustellen, dass die neuen Technologien unter den rauen Umgebungsbedingungen auf Mars oder Mond wie geplant funktionieren, werden diese auch außerhalb des Labors unter möglichst realistischen Bedingungen in sogenannten Analogmissionen getestet. So begaben sich Wissenschaftler des DFKI und der Universität Bremen Ende 2016 in die marsähnliche Wüste des US-Bundestaats Utah, um eine komplette Missionssequenz zu simulieren und die Fähigkeiten der Rover SherpaTT und Coyote III auf die Probe zu stellen. Ziel der Mission war es, im heterogenen Roboter-Team eine logistische Kette zu errichten, um autonom die Umgebung zu erkunden und Bodenproben zu nehmen. Für die Kontrolle der Mission nutzten die Wissenschaftler einen Leitstand in Bremen, der per Satellitenlink eine Kommunikationsverbindung zu den Robotern in Utah aufbaute. Per Exoskelett gelang es einem Operator, die Systeme aus über 8.300 km Entfernung intuitiv zu steuern.

Im November 2017 führte eine zweiwöchige Feldtestkampagne DFKI-Forscher auf die Kanareninsel Teneriffa. Dort testeten sie neuentwickelte Algorithmen zur (teil-)autonomen Exploration von schwer zugänglichem Gelände, die es den Robotern CREX und Asguard IV ermöglichten, die für die Raumfahrtforschung hochinteressanten Lavahöhlen auf der Insel zu erkunden. Zuletzt – von November bis Dezember 2018 – stellten die Bremer Forscher zusammen mit europäischen Partnern für den Weltraumeinsatz entwickelte Software in der marokkanischen Wüste auf die Probe. Als robotische Testplattform diente erneut der hybride Schreit- und Fahrrover SherpaTT des DFKI, der dank der neuen Software eine Strecke von über 1,4 km durch die von weiten Ebenen, aber auch steilen Hängen und Schluchten geprägten Landschaft zurücklegte.

Technologietransfer: Weltraumtechnologien für lebensfeindliche Erdanwendungen
Robotertechnologien für den Weltraum verfügen über ein enormes Transferpotenzial: Die auf unwegsames Gelände spezialisierten Systeme eignen sich auch für den Einsatz in extremen und lebensfeindlichen Umgebungen auf der Erde, z.B. in der Tiefsee oder in kontaminierten Gebieten. Um die notwendige Autonomie und damit die Handlungsfähigkeit zu erreichen, müssen Roboter dort ganz ähnliche Anforderungen erfüllen, insbesondere hinsichtlich ihrer Mobilität, Robustheit und Lernfähigkeit.

So gelang es den Bremer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler u.a. bereits, den Roboter SherpaTT für ein Tiefsee-Szenario weiterzuentwickeln, bei dem dieser als autonomer Unterwasser-Rover zur nachhaltigen Ressourcengewinnung oder zur Überwachung und Inspektion von Tiefsee-Anlagen einsetzbar ist. Zudem statteten sie den Mikro-Rover Coyote III mit einem Gassensor aus, so dass er in einem Katastrophenszenario selbstständig und ohne Gefährdung von Menschenleben ein schwer zugängliches Gebäude erkunden und austretendendes Gas aufspüren kann.

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Erstellt von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, The Planetary Society, Unmanned Spaceflight

Der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity ist seit mittlerweile mehr als zehn Jahren und sechs Monaten auf unserem Nachbarplaneten aktiv. Was von der NASA anfangs als eine Mission von lediglich 90 Tagen Dauer geplant war, in denen der Rover eine Strecke von optimistisch veranschlagten etwa 700 bis bestenfalls 1.000 Metern zurücklegen sollte, entwickelte sich im Laufe der folgenden Jahre zu einer nahezu unvergleichlichen Erfolgsgeschichte, in deren Verlauf Opportunity jetzt einen neuen Rekord aufstellen konnte.

Im Rahmen einer Fahrt über eine Distanz von rund 100 Metern erhöhte sich am 20. Juli 2014, dem Missionstag Sol 3728, der ‚Kilometerstand‘ des Rovers auf einen Wert vom 40 auf der Marsoberfläche zurückgelegten Kilometern. Damit konnte Opportunity den bisherigen Rekordhalter für jenseits der Erde zurückgelegte Fahrten und die dabei überbrückten Distanzen, den sowjetische Mondrover Lunochod-2, von dessen bisherigen Spitzenposition verdrängen.

Lunochod-2 hat im Jahr 1973, so die aktuellsten Analysen russischer und amerikanischer Wissenschaftler von Aufnahmen des NASA-Mondorbiters Lunar Reconnaissance Orbiter, innerhalb von knapp fünf Monaten eine Gesamtdistanz von etwas mehr als 39 Kilometern auf der Mondoberfläche zurückgelegt. Selbst unter der Berücksichtigung von Fehlertoleranzen hat somit jetzt Opportunity den Titel „Am weitesten gefahrener Rover jenseits der Erde“ inne.

„Opportunity ist weiter gefahren, als jeder andere Rover auf einer fremden Welt“, so John Callas, der Projektmanager der Opportunity-Mission vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. „Das ist besonders bemerkenswert, wenn man bedenkt, dass Opportunity eigentlich nur einen Kilometer fahren sollte und gar nicht für derartig große Entfernungen ausgelegt ist. Entscheidend dabei ist aber nicht die zurückgelegte Strecke, sondern vielmehr die vielen Untersuchungen und Entdeckungen, die wir in dieser Zeit gemacht haben.“

Forschungen und Fahrten in die südliche Richtung

Während der letzten Monate war Opportunity auch weiterhin mit der systematischen Untersuchung eines mit dem Namen „Solander Point“ belegten Bereiches der Marsoberfläche beschäftigt. Hierbei handelt es sich um eine mehrere Kilometer lange und bis zu 60 Meter hohe Geländeformation am Westrand des rund 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Kraters (Raumfahrer.net berichtete).

Der Rover bewegte sich dabei an der westlichen, dem Krater abgewandten Hangseite des „Solander Point“ kontinuierlich in die südliche Richtung. Zwischen den einzelnen Fahrten wurden in regelmäßigen räumlichen Abständen kurze Pausen eingelegt. Diese wurden genutzt, um das umliegende Gelände intensiv mit den verschiedenen Instrumenten zu analysieren und mit den Kamerasystemen abzubilden. Das Ziel dieser Untersuchungen war die Suche nach Tonmineralen, deren eindeutige Signaturen bereits vor einigen Jahren mit dem CRISM-Spektrometer des NASA-Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (kurz MRO) in dieser Region nachgewiesen werden konnten.

Durch die eingehende Untersuchung dieser Minerale, welche sich nur unter dem langfristigen Einfluss von Wasser mit einem nahezu neutralen pH-Wert gebildet haben können, und der Erforschung der allgemeinen geologischen Bedingungen erhoffen sich die an der Opportunity-Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Erkenntnisse über die Vorgänge, welche zu der Bildung dieser Tonminerale führten und über die Umweltbedingungen, die dabei vor Jahrmilliarden in diesem Bereich der Marsoberfläche vorherrschten.

Opportunity versucht sich an der Marathon-Distanz

Am 11. Juli 2014 erreichte Opportunity schließlich die Südspitze des „Solander Point“ und begab sich in eine Ebene, welche „Solander Point“ von dem noch weiter südlich gelegenen „Cape Tribulation“ trennt. Beim Durchqueren dieser Ebene wurde dann auch am 20. Juli die 40-Kilometer-Marke überschritten. Seitdem erfolgten vier weitere Fahrten, in deren Rahmen der Rover insgesamt weitere rund 250 Meter zurücklegen konnte.

Die derzeitigen Planungen gehen dahin, dass Opportunity nach dem Erreichen der Basis des „Cape Tribulation“ mit dessen ‚Besteigung‘ beginnt und dort seine Forschungen fortsetzt. Das dabei angepeilte Ziel ist ein kleines, mit dem Namen „Marathon Valley“ belegtes Tal. Um dieses zu erreichen muss der Rover noch knappe zwei Kilometer zurücklegen, wodurch sich der Kilometerstand auf eine Wert von 42 Kilometern – dies entspricht in etwa der Länge eines Marathonlaufes – erhöhen würde.

Allerdings war dieser rein symbolische Wert von 42 Kilometern nicht ausschlaggebend für die Auswahl des neuen Ziels. Vielmehr soll dieses Tal erreicht werden, weil auch dort durch das CRISM-Spektrometer des MRO erhöhte Konzentrationen von verschiedenen Tonmineralen detektiert wurden, welche sich dort auf engen Raum zu befinden scheinen. Außerdem sind an den Wänden des Tals verschiedene Gesteinsschichten erkennbar. Wie bei einer extrem verkleinerten Version der Steilwände des Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona ergibt sich hier eventuell ein Einblick in die langfristige klimatologische und geologische Geschichte dieser Region der Marsoberfläche.

Die Energiesituation

Neben dem allgemeinen technischen Zustand des Rovers – und dieser kann trotz einiger ‚Alterserscheinungen‘ immer noch als gut bezeichnet werden – muss bei den Planungen der zukünftigen Aktivitäten jedoch auch immer ein Blick auf die aktuelle Energiesituation geworfen werden. Hier ein Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen.

Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen. Je mehr Staub sich in der Atmosphäre des Planeten befindet, desto höher fällt dieser Wert aus. Der Wert für die Lichtdurchlässigkeit der Solarzellen gibt dagegen an, wie viel Sonnenlicht die Solarpaneele des Rovers trotz einer bedeckenden Staubschicht erreicht und letztendlich zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Bei komplett staubfreien Paneelen würde dieser Wert 100 Prozent betragen. Je niedriger der Tau-Wert und je höher der Faktor für die Lichtdurchlässigkeit ausfällt, desto besser ist dies für den Energiehaushalt des ausschließlich mittels Sonnenenergie betriebenen Rovers.

• 22.07.2014: 0,676 kWh/Tag , Tau-Wert 0,771 , Lichtdurchlässigkeit 81,80 Prozent
• 17.07.2014: 0,652 kWh/Tag , Tau-Wert 0,700 , Lichtdurchlässigkeit 85,40 Prozent
• 08.07.2014: 0,735 kWh/Tag , Tau-Wert 0,738 , Lichtdurchlässigkeit 87,80 Prozent
• 01.07.2014: 0,745 kWh/Tag , Tau-Wert 0,762 , Lichtdurchlässigkeit 87,20 Prozent
• 24.06.2014: 0,743 kWh/Tag , Tau-Wert 0,652 , Lichtdurchlässigkeit 89,40 Prozent
• 17.06.2014: 0,706 kWh/Tag , Tau-Wert 0,617 , Lichtdurchlässigkeit 86,40 Prozent
• 11.06.2014: 0,660 kWh/Tag , Tau-Wert 0,868 , Lichtdurchlässigkeit 92,40 Prozent
• 02.06.2014: 0,733 kWh/Tag , Tau-Wert 0,682 , Lichtdurchlässigkeit 90,80 Prozent
• 27.05.2014: 0,764 kWh/Tag , Tau-Wert 0,613 , Lichtdurchlässigkeit 94,20 Prozent
• 22.05.2014: 0,751 kWh/Tag , Tau-Wert 0,667 , Lichtdurchlässigkeit 95,50 Prozent
• 13.05.2014: 0,761 kWh/Tag , Tau-Wert 0,621 , Lichtdurchlässigkeit 96,40 Prozent
• 07.05.2014: 0,689 kWh/Tag , Tau-Wert 0,607 , Lichtdurchlässigkeit 91,60 Prozent
• 30.04.2014: 0,624 kWh/Tag , Tau-Wert 0,540 , Lichtdurchlässigkeit 83,20 Prozent

Obwohl in den letzten Wochen der Bedeckungsgrad der Solarpaneele wieder zugenommen hat, steht dem Rover immer noch mehr als genügend Energie zur Verfügung, um seine Aktivitäten ohne energiebedingte Einschränkungen fortzusetzen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3738 seiner Mission, hat der Rover Opportunity rund 40.250 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei über 195.200 Aufnahmen von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am JPL übermittelt.

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• Aktuelle Diskussion zu Spirit und Opportunity

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, PLanetary Society.

Bereits seit dem August 2012 untersucht der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde betriebene Rover Curiosity mit insgesamt zehn wissenschaftlichen Instrumenten die Umgebung seines Landegebietes auf dem Mars. Neben der Untersuchung der im Gale-Krater, dem Landegebiet des Rovers, vorherrschenden geologischen und geochemischen Bedingungen besteht ein weiteres der wissenschaftlichen Ziele der Mission in der Klärung der Frage, ob in dieser Region des Mars einstmals Bedingungen geherrscht haben, welche die Entstehung von einfachen Lebensformen begünstigt haben könnten. Am gestrigen Tag wurden auf der gegenwärtig in San Francisco/Kalifornien stattfindenden Herbsttagung der American Geophysical Union (AGU) mehrere neue Erkenntnisse präsentiert.

Das Alter von Cumberland
Bei einem dieser Ergebnisse handelt es sich um eine relativ genaue Altersbestimmung einer mit dem Namen „Cumberland“ belegten Oberflächenformation. Bei Cumberland handelt es sich um die zweite Gesteinsformation, welche mit dem Bohrer des Rovers angebohrt wurde. Das dabei gewonnene Probenmaterial wurde anschließend mit mehreren Instrumenten ausführlich analysiert (Raumfahrer.net berichtete). Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler kamen letztendlich zu dem Ergebnis, dass diese Formation über ein Alter von 3,86 bis 4,56 Milliarden Jahren verfügt, was in einem sehr guten Einklang zu dem zuvor geschätzten Alter des Gale-Kraters steht. Die Oberfläche der gesamten Region dürfte über ein Alter von 4,2 Milliarden Jahren +/- 400 Millionen Jahren verfügen und somit zu den ältesten derzeit noch erhaltenen Bereichen der ursprünglichen Marsoberfläche gehören. Frühere Analysen führten zu einem Alter vor etwa 3,6 bis 4,1 Milliarden Jahren.

„Das Alter an sich ist nicht überraschend“, so Kenneth Farley vom California Institute of Technology, einer der an diesen Untersuchungen beteiligten Wissenschaftler. „Überraschend ist jedoch, dass die Methode, mit der wir dieses Alter ermittelt haben, auf dem Mars erfolgreich war.“

Für die Altersbestimmung der Formation Cumberland wandten die Wissenschaftler ein radiometrisches Verfahren an, mit dem bereits seit 60 Jahren das Alter von irdischen Gesteinen auf Grundlage des Zerfalls eines bestimmten Kalium-Isotops zu Argon ermittelt wird. Dieses Edelgas bildet sich, wenn Gestein extrem hohen Temperaturen ausgesetzt und dabei verflüssigt wird. Nach dem erneuten „Erstarren“ des Gesteins sammelt sich das Argon in dessen Inneren an. Durch die Bestimmung der Menge des in einem Gestein enthaltenen Argons kann dann dessen Alter bestimmt werden.

Es war das erste Mal, dass diese bisher nur auf der Erde zum Einsatz gekommene „direkte“ Untersuchungsmethode auf dem Mars angewendet wurde. In der Vergangenheit wurde für die Altersbestimmung von Oberflächenstrukturen auf dem Mars, aber auch auf anderen terrestrischen Himmelskörpern innerhalb unseres Sonnensystems, die indirekte und zudem nur relativ ungenaue Methode des Crater counting genutzt.

Hierzu wird zuerst die Anzahl und Größe von Impaktkratern in einer bestimmten Region ermittelt. Diese „Kraterdichte“ wird anschließend mit entsprechenden Werten verglichen, welche den Wissenschaftlern vom Mond der Erde bekannt sind. Das Alter der dortigen Oberfläche ist relativ gut bekannt, da durch bemannte und unbemannte Missionen diverse Gesteinsproben von der Mondoberfläche zur Erde gelangt sind, wo deren Alter anschließend durch entsprechende Laboranalysen ermittelt werden konnte.

Der hinter dem Crater counting stehende Grundgedanke ist relativ einfach: Je mehr Krater sich in einer bestimmten Region konzentrieren, desto älter sollte dieser Oberflächenbereich sein. Tatsächlich weist die „Crater counting“-Methode allerdings eine Vielzahl von potentiellen Fehlerquellen auf. So muss bei der Zählung exakt zwischen Primärkratern und sogenannten Sekundärkratern unterschieden werden, welche erst durch das bei einem Impakt in die Höhe geschleuderte und anschließend wieder nieder gegangene Auswurfmaterial entstanden. Außerdem dürfen hierbei die Impaktkrater nicht mit vulkanischen Calderen verwechselt werden.

Speziell auf dem Mars muss zudem berücksichtigt werden, dass verschiedene erosive Prozesse besonders die kleineren Krater in geologischen Zeiträumen betrachtet relativ schnell „verwischen“. Bei der Altersbestimmung von geologischen Strukturen auf dem Mars, welche auf diese Weise zudem nur in großflächigen Bereichen Erfolg verspricht, ergibt sich auf diese Weise ein Unsicherheitsfaktor von mehreren hundert Millionen Jahren. Bei Oberflächenformationen, welche jünger als etwa drei Milliarden Jahren sind, kann dieser Unsicherheitsfaktor bis zu 30 Prozent betragen.

Durch zukünftige Messungen des Argon-Anteils in Gesteinen ergibt sich eventuell die Möglichkeit, auch das Alter von kleinflächigen Oberflächenstrukturen deutlich genauer als bisher möglich zu bestimmen. Dies wäre ganz besonders dann der Fall, wenn Bodenproben vom Mars im Rahmen einer Sample Return-Mission zur Erde gebracht und in irdischen Labors näher untersucht werden würden. Auf diese Weise würden sich Referenzwerte für den Argonanteil in einer speziellen Probe mit einem genau bekannten Alter ergeben, durch die Rückschlüsse auf andere, diesmal ausschließlich auf dem Mars zu untersuchende Proben gezogen werden können.

Cumberland an der Oberfläche
Durch weitere Analysen konnten die beteiligten Wissenschaftler zudem ermitteln, wie lange sich die Gesteinsformation Cumberland bereits auf beziehungsweise unmittelbar unter der Marsoberfläche befindet. Neben anderen Einflüssen, welche ihre Quelle direkt auf dem Mars haben, führt auch die aus dem Weltall einfallende kosmische Strahlung dazu, dass direkt auf der Marsoberfläche abgelagerte Gesteine im Laufe der Jahrmillionen erodieren. Bei diesem Prozess werden einzelne Moleküle aus der Formation herausgelöst, welche sich anschließend teilweise auf deren Oberfläche ablagern. Durch die Untersuchung des „Erosionsgrades“ von Cumberland gelangten die Marsforscher zu dem Ergebnis, dass Cumberland erst seit etwa 60 bis 100 Millionen Jahren solchen auf die Oberfläche einwirkenden erosiven Einflüssen direkt ausgesetzt sein kann. Ursprünglich relativ dicke Materialschichten, welche Cumberland nach dessen Entstehung zunächst bedeckten, so die Schlussfolgerung der Wissenschaftler, wurden demzufolge speziell während der letzten 100 Millionen Jahre durch weitere erosive Prozesse – am wahrscheinlichsten ist hierbei Winderosion – abgetragen.

Organisches Material
Der Nachweis von Gesteinsformationen, welche erst seit relativ kurzer Zeit den harschen Umweltbedingungen auf der Marsoberfläche ausgesetzt sind, ist eine wichtige Entdeckung, die auch eine direkte Auswirkung auf die Suche nach den sogenannten „Grundbausteinen des Lebens“ auf dem Mars hat. Die Suche nach solchen komplexen, kohlenstoffhaltigen Verbindungen gilt als das erklärte Hauptziel der Curiosity-Mission. Sollten im Rahmen der Mission solche organische Verbindungen nachgewiesen werden, so könnten diese eventuell biologischen Ursprungs sein. Als eine andere Quelle kommen jedoch zum Beispiel auch eine bestimmte Meteoritenart, die sogenannten Kohligen Chondrite, oder Kometenkerne in Frage, welche solche organischen Verbindungen eigentlich regelmäßig auf die Oberfläche des Mars transportieren sollten.

Mit den bisher auf der Marsoberfläche aktiven Rovern und Landern konnten in der Vergangenheit noch keine derartigen Verbindungen nachgewiesen werden. Allerdings werden entsprechende chemische Verbindungen durch die auf der Marsoberfläche herrschenden Umweltbedingungen sehr wahrscheinlich auch relativ schnell zerstört. Erst ab einer Tiefe von etwa zwei Metern unter der Oberfläche wird die kosmische Strahlung so weit abgeschirmt, dass entsprechende Verbindungen nicht zersetzt werden. Trotzdem können die an der Curiosity-Mission beteiligten Wissenschaftler mittlerweile auch in dieser Richtung gewisse Erfolge vermelden.

„Wir haben organische Verbindungen entdeckt“, so Doug Ming vom Johnson Space Center der NASA in Houston/USA. „Allerdings können wir nicht ausschließen, dass diese von der Erde ‚eingeschleppt‘ wurden.“

Jedoch, so die beteiligten Wissenschaftler, würde es deutliche Hinweise dafür geben, dass diese ebenfalls in den Cumberland-Proben gefundenen organischen Verbindungen tatsächlich vom Mars stammen. In den entsprechenden Proben wurden demzufolge deutlich größere Mengen an entsprechendem Material entdeckt als bei Analysen mit anderen Bodenproben oder mit einer Leerprobe. Speziell letztere Untersuchung hätte von der Erde stammendes organisches Material deutlich nachweisen müssen. Zur Klärung dieser Frage sind letztendlich allerdings weitere Analysen notwendig.

Der Gale-Krater – Früher geeignet für Leben
Ein weiteres Ziel der Mission besteht in der Klärung der Frage, ob in der Region des Gale-Kraters einstmals Bedingungen herrschten, welche die Entstehung von einfachen Lebensformen begünstigt haben könnten. Diese Frage wurde bereits im März 2013 positiv beantwortet (Raumfahrer.net berichtete). Die Auswertung der Daten des Rovers ergab jetzt, dass diese Periode länger anhielt und zudem kürzer zurückliegt, nämlich weniger als vier Milliarden Jahre, als ursprünglich vermutet.

„Diese lebensfreundlichen Umweltbedingungen existierten später als viele für möglich gehalten hätten“, so John Grotzinger, der für die Mission verantwortliche Projektwissenschaftler vom California Institute of Technology. „Und diese Entdeckung hat Auswirkungen für die Untersuchung des gesamten Planeten.“

Laut diesen neuen Ergebnissen hat es auf dem Mars noch in einer Zeit lebensfreundliche Bedingungen gegeben, in der auch viele Spuren von Oberflächenwasser entstanden sein müssen und die an den unterschiedlichsten Stellen entdeckt wurden. Diese Bereiche der Marsoberfläche wurden aber bislang als zu jung oder zu kurzlebig eingestuft, um sie bei der Suche nach lebensfreundlichen Regionen auf dem Mars zu berücksichtigen.

In der von Curiosity untersuchten Region Yellowknife Bay könnten über mehrere Millionen Jahre hinweg, vielleicht sogar für einige zehn Millionen Jahre, lebensfreundliche Bedingungen vorgeherrscht haben. Die Wissenschaftler leiten aus den bisher gesammelten Daten ab, dass sich in dem bisher untersuchten Bereich des Gale-Kraters immer wieder Flüsse und Seen gebildet haben, welche dann für einen gewissen Zeitraum wieder ausgetrocknet sind. Der Untergrund des Kraters war dabei allerdings auch während der Trockenperioden durchgehend „feucht“. Hierfür, so die Marsforscher spricht zumindest die Zusammensetzung von bestimmten Gesteinsschichten, welche im Bereich Yellowknife Bay analysiert wurden.

Ein früherer See im Gale-Krater?
Aus den Messdaten des Rovers leiten die Wissenschaftler zudem ab, dass im Inneren des Gale-Kraters vor mehr als 3,6 Milliarden Jahren einen urzeitlicher See existierte, welcher sich zu dieser Zeit eventuell bildenden mikroorganischen Lebensformen lebensfreundliche Bedingungen geboten haben könnte. Das in diesem See enthaltene Wasser war anscheinend lange genug präsent, um die auf der Marsoberfläche abgelagerten Gesteine chemisch zu verändern.

Gegenwärtig befindet sich der Rover Curiosity auf dem Weg zu der Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons. Nach der für den August 2014 vorgesehenen Ankunft an dem angepeilten Ankunftsort soll der Rover mit der schrittweise erfolgenden „Besteigung“ dieses Berges beginnen und dabei speziell die dort befindlichen geschichteten Gesteinsablagerungen erkunden. Durch deren Untersuchung wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Details der Entwicklungsgeschichte unseres Nachbarplaneten enthüllen.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 479 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.500 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity 105.220 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Der Beitrag Marsrover Curiosity: Neue Erkenntnisse der Mission erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: Veranstaltung.

„Vom All in den Alltag“ lautete ein Vortrag, den Professor Dr. Dr.-Ing. E.h. Ernst Messerschmid am 21. Oktober 2013 in Bad Homburg vor der Höhe auf Einladung des dortigen Diskussionskreises Taunus. hielt. So ein Diskussionskreis deckt in der Regel eine große Spanne von Themen ab. Deshalb darf dort zwar ein intellektuell anspruchsvolles, aber eben doch kein ausschließliches Fachpublikum erwartet werden. Daran sollte man sich aber nicht stören, denn schließlich geht es darum, den Nutzen der Raumfahrt einem breiteren Publikum plausibel zu machen.

So ähnlich muss Ernst Messerschmid gedacht haben, als er zusagte. Und er wird sich auch Gedanken gemacht haben, wie man denn ein solches Publikum angemessen erreicht. Sind es die harten Fakten, vielleicht auch unterlegt mit Kosten-/Nutzenanalysen? Ist es die persönliche Faszination, die nur ein Raumfahrer authentisch vermitteln kann? Oder sind es die grundlegenden Einsichten über unser Dasein, die man in 50 Jahren Weltraumfahrt und damit verbundener Erforschung von Erde, Sonnensystem und des übrigen Weltalls gewonnen hat und weiterhin gewinnt?

Messerschmid ging alle drei Wege. Dabei darf man sich das nicht in einer strikten Dreiteilung des Vortrags vorstellen. Routiniert schaffte er fließende Übergänge zwischen den Eckpunkten aus Geschichte und Gegenwart der Raumfahrt, von aus dieser Branche ausgehenden Innovationen, persönlichen Anekdoten und fast schon philosophischen Einsichten. Das führte dazu, dass das Publikum seinen Ausführungen durchweg gespannt und da, wo gewollt und angemessen, amüsiert folgte. Dieses nahm beispielsweise seinen Hinweis auf die von ihm im Rahmen der Astronautenausbildung geflogenen Militärjets ebenso höflich zur Kenntnis wie seine Erklärungen zu den Vorteilen der Herstellung von Metalllegierungen unter den Bedingungen des freien Falls, vulgo Schwerlosigkeit. Es folgte aber sichtlich gespannter seinen Ausführungen etwa zum unvergleichlichen Schlafkomfort im All und der nur hier erlebbaren natürlichen Körperhaltung. Jeder konnte nachvollziehen, wenn er von „schwäbischen Landjägern“ sprach, die er als Ergänzung zur faden Astronautennahrung mit in den Weltraum brachte. Sie erwiesen sich 1985 bei seinem einwöchigen Flug im Rahmen deutschen Spacelab-Mission D1 an Bord der Raumfähre Challenger STS-61A als harte, weil begehrte Tauschwährung, in seinem Fall gegen Filmrollen. Spürbares Staunen im Publikum rief nicht zuletzt eine Aufnahme hervor, die mit dem Saturn im Vordergrund die Erde als winzigen Lichtpunkt im Hintergrund zeigte. Mehr oder weniger ein Nichts im Weltraum, so Messerschmid.

Die Raumfahrt hat seit den 1960-iger Jahren entscheidende Fortschritte auf dem Gebiet der Materialforschung, Miniaturisierung der Elektronik, der Systemtechnik und der Zuverlässigkeit und Sicherheit gebracht, letzteres wegen der prinzipiellen Anforderungen an ein Raumfahrzeug. Leicht und Dauerhaft beziehungsweise auch über lange Zeiträume wartungsfrei sind laut Messerschmid die entscheidenden Kriterien für den Einsatz im Weltall. Bei Metalllegierungen und in der Kristallzüchtung konnten neue Qualitäten erzielt werden. In der Werkstoffwissenschaft konnten so Werkstoffe und Produktionsverfahren auf der Erde optimiert werden. Bauteile wie Turbinenschaufeln wurden damit temperaturresistenter oder langlebiger. Hochleistungsbremsen gehen auf Grundlagenforschungen im All zurück. Bei ICE-Züge sparen sie über sechs Tonnen an Gewicht und sind erheblich wartungsärmer, weil bis 300.000 Kilometer wartungsfrei. Feuerwehranzüge mit Schutzwirkung von -60 Grad Celsius bis 600 Grad Celsius für eine Stunde gehen ebenso auf raumfahrtinduzierte Innovationen zurück wie Sensoren für eine sekundenschnelle Atemgasanalyse.

Breiten Raum nahmen bei Messerschmid die im Weltraum gewonnenen Erkenntnisse über den menschlichen Körper ein. Stichworte waren Raumkrankheit, Lungenventilation oder Herz-Kreislaufsystem. Viele physiologische Erscheinungen im Weltraum hätten etwas mit Alterung zu tun. Zudem liefen diese Effekte dort beschleunigt ab. Die Effekte könnten kontrolliert eingeleitet werden und seien teilweise auch reversibel, wenn der Astronaut wieder auf der Erde ankomme. Große Fortschritte hätte man daher in der Osteoporose-Forschung gemacht. Bei Weltraumfahrern sei der Vorgang um den Faktor 10 bis 20 schneller als auf der Erde bei älteren Frauen. Bei Langzeitflügen verliere der Mensch je ein Prozent an Muskel- und Knochenmasse pro Monat. Frauen seien zu 80 Prozent stärker betroffen als Männer. Funktionsnahrung, Hormone und Training hätten, so Messerschmid, gegen Knochenschwund wenig geholfen. Am besten helfe eine Vibrationsplattform, heute Übungsgerät in jedem besseren Sportstudio.

In der Raumfahrt gibt es verschiedene Nutzergruppen. Da sind zum einen die kommerziellen Nutzer, also Dienstleister beispielsweise für Erdbeobachtung, Satellitenkommunikation oder Satellitennavigation. Hier wird privates Geld investiert. Ein kommerzieller Rundfunk/Fernseh-Satellit von 5 Tonnen und 20 Kilowatt Leistungsaufnahme kostet, so Messerschmid, rund 100 bis 150 Mio. EUR. Das sei etwa ein Zehntel dessen, was man mit ihm verdienen könne. Selbst komplexe Systeme wie die Satellitennavigation könnten ihr Geld verdienen. Weltraum-Tourismus wird sich nach seiner Meinung nicht durchsetzen, weil zu teuer, zu riskant und zu umweltbelastend und von daher generell zu kontingentieren. Der kommerziellen Seite gegenüber stehe die rein wissenschaftliche Weltraumforschung mit Hilfe öffentlicher Gelder. Daneben gebe es noch Aktivitäten, die originäre Staatsaufgabe seien, wie etwa Meteorologie oder militärisch-strategische Aufklärung.

Man konnte Messerschmid anmerken, dass er vom europäischen Beitrag zur Weltraumfahrt einigermaßen enttäuscht ist. In Deutschland würden auf jeden Bürger etwa 28 EUR pro Jahr für die Raumfahrt entfallen. In den USA seien es ca. 150 EUR pro Jahr. Der europäische Anteil an der ISS sei mit 8% relativ gering. Insgesamt belaufe sich der Weltmarkt für Raumfahrt laut Messerschmid auf 200 Mrd. EUR p.a. Davon seien zwei Drittel privates Geld. Weltweit würden etwa 250.000 Menschen in der Weltraumindustrie beschäftigt, davon 30.000 in Europa und darunter rund 7.000 in Deutschland. Die Raumfahrt in Deutschland mache nur etwa 0,4 Prozent des produzierenden Gewerbes aus. Das Mondlande-Programm der USA sei zwar politisch begründet worden, es sei aber letztendlich ein gigantisches Innovations- und Konjunkturprogramm gewesen, von dem die US-Amerikaner noch heute profitieren würden. Innerhalb von drei Jahren sei damals das Forschungs- und Entwicklungsbudget in den USA von anderthalb auf drei Prozent des Bruttoinlandsproduktes verdoppelt worden. In Europa betrage es noch heute etwas unter zwei Prozent, in Deutschland komme es gerade an drei Prozent heran.

Messerschmid schloss mit den seiner Ansicht nach drei wesentlichen Gründen für die Weltraumfahrt: Erforschen – Verstehen – Vereinen. Erforschen heißt für ihn, die Grenzen menschlicher Erfahrung auszuweiten und zu inspirieren. Danach komme das Verstehen – Raumfahrt versuche Antworten darauf zu geben, woher wir kommen und wohin wir gehen, was die Erde und das Leben auf ihr konkret bedroht und wie wir uns dagegen schützen können. Und schließlich das Vereinen – Raumfahrt biete Ansätze für globale Unternehmungen ohne nationale Grenzen. Überhaupt sei der größte Nutzen der Raumfahrt die Wahrnehmung der Vielfalt auf der Erde und ihre Einordnung als eine kleine Insel, die es in einer lebensfeindlichen Umgebung zu erhalten gelte. Wer wollte da sagen: „Brauchen wir nicht!“ Nach diesem Abend keiner.

Der Beitrag Vom Alltagsnutzen der Raumfahrt und darüber hinaus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, The Planetary Society, Unmanned Spaceflight. Vertont von Peter Rittinger.

In den Morgenstunden des 6. August 2012 verfolgten nicht nur mehrere hundert Ingenieure und Wissenschaftler der NASA voller Spannung, wie der neueste, größte, modernste und mit einem Budget von rund 2,5 Milliarden US-Dollar zugleich auch teuerste Marsrover der US-amerikanischen Weltraumbehörde, der Rover Curiosity, im Rahmen seines Landemanövers zunächst die Marsatmosphäre durchdrang und schließlich erfolgreich auf der Oberfläche unseres äußeren Nachbarplaneten aufsetzte. Vielmehr wurde dieses Ereignis via Internet zugleich auch weltweit von mehreren Zehntausend Weltraumenthusiasten sozusagen „Live“ begleitet.

Während der folgenden zwölf Monaten überbrückte der Rover bisher eine Entfernung von über 1.700 Metern auf der Marsoberfläche und untersuchte dabei im Rahmen seiner wissenschaftlichen Zielsetzung einen kleinen Teilbereich seines Landegebietes ausführlich mit seinen zehn wissenschaftlichen Instrumenten.

Bis zum heutigen Tag wurden dabei über 170 Gigabits an Daten gesammelt und an das am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien beheimatete Roverkontrollzentrum übermittelt. Alleine das ChemCam-Instrument – ein aus einem Hochleistungslaser, drei Spektrografen und einem Schmidt-Cassegrain-Teleskop bestehender Instrumentenkomplex – „feuerte“ während des letzten Jahres über 75.000 Laserimpulse auf insgesamt etwa 2.000 unterschiedliche Ziele auf der Marsoberfläche ab. Die 17 Kameras, mit denen der Rover ausgestattet ist, fertigten in der gleichen Zeit über 72.000 Aufnahmen von der Marsoberfläche an, von denen bisher über 36.000 Aufnahmen in einer sehr hohen Auflösung vorliegen.

Mit der Analyse und der Interpretation der im Rahmen dieser Arbeiten gewonnenen Daten sind gegenwärtig weltweit mehrere hundert Wissenschaftler intensiv beschäftigt. Welche neuen Erkenntnisse konnten die Marsforscher dabei bisher über unseren Nachbarplaneten gewinnen?

Was haben wir bisher gelernt?

Die übergeordnete Fragestellung, welche Curiosity beantworten soll, lautet in einem Satz zusammengefasst: „Verfügte der Mars einstmals über Umweltbedingungen, welche die Entstehung von primitiven Lebensformen begünstigt haben könnten“.

Diese Frage konnte durch die Auswertung der gesammelten Daten bereits im März 2013 positiv beantwortet werden. Die Analyse von einer im Rahmen einer Bohrung entnommen Gesteinsprobe durch die Instrumente SAM und CheMin ergab, dass die Gesteine in der untersuchten Region Schwefel, Stickstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Phosphor und Kohlenstoff enthalten, welche als die „Grundbausteine des Lebens“ gelten. Diese Stoffe sind nach der allgemein anerkannten Meinung zwingend notwendig, damit sich im Rahmen eines komplexen Prozesses Leben bilden kann.

Ebenfalls notwendig für die Entstehung von Leben ist Wasser in flüssiger Form. Und auch dieses, so die Resultate von Curiosity, war früher einmal vorhanden. Im Bereich des Landegebietes floss demzufolge einstmals nahezu pH-neutrales Wasser, was die Entstehung von Leben in Kombination mit anderen Faktoren prinzipiell denkbar macht (Raumfahrer.net berichtete). Alleine diese Erkenntnis macht die Curiosity-Mission in Anbetracht der ursprünglichen Zielsetzung bereits nach dieser kurzen Einsatzzeit auf dem Mars zu einem Erfolg.

Noch früher im Missionsverlauf, nämlich bereits im September 2012, entdeckte Curiosity in der unmittelbaren Nähe zu seiner Landezone die Überreste eines uralten, bereits seit mehreren Milliarden Jahren ausgetrockneten Flussbettes. Hier dokumentierten die Kameras des Rovers abgeschliffene Kieselsteine, deren Größe und Form sich am besten dadurch erklären lässt, dass diese Steine sowohl über erhebliche Distanzen als auch über längere Zeiträume hinweg von fließendem Wasser transportiert wurden. Die Gestalt der Kieselsteine vermittelte den Geologen zudem eine ungefähre Vorstellung von der Fließgeschwindigkeit des Gewässers und von dessen Tiefe. Demzufolge hat sich das Wasser mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,9 Metern pro Sekunde bewegt, wobei es eine Tiefe von mindestens 10 Zentimetern bis hin zu einem Meter erreicht haben muss (Raumfahrer.net berichtete).

Eine weitere bereits jetzt verfügbare Erkenntnis bezieht sich auf die zukünftige Erforschung des Mars durch Astronauten und auf die Strahlenbelastung, welcher diese dabei ausgesetzt sein werden. Zur Gewinnung der hierfür benötigten Daten wurde der Strahlungsdetektor RAD genutzt, welcher als einziges Instrument bereits während des Fluges zum Mars aktiv war. Auf dem Weg zu unserem Nachbarplaneten und während des Aufenthaltes auf dessen Oberfläche, so das Ergebnis der bisherigen Datenanalysen, werden zukünftige Marsbesucher einer hohen Dosis an kosmischer Strahlung ausgesetzt sein, welche zwar in Bezug auf das daraus resultierende Risiko einer Krebserkrankung nicht unkritisch, aber trotzdem noch vertretbar ausfällt. Trotzdem, so die Wissenschaftler, wäre es wünschenswert, bei einer zukünftigen bemannten Marsmission das zu verwendende Raumschiff mit einem entsprechend ausgelegten Schutz vor der Strahlung zu versehen (Raumfahrer.net berichtete).

Ein weiteres Resultat bezieht sich auf die aktuelle Zusammensetzung der Marsatmosphäre und dabei speziell auf die erstmals im Jahr 2003 detektieren Methanvorkommen, welche laut diesen und späteren Messungen zu bestimmten Jahreszeiten und an bestimmten Regionen eine Konzentration von bis zu etwa 10,5 ppb erreichen sollen. Eine erste Suche nach Methanmolekülen durch das SAM-Instrument von Curiosity verlief im Herbst 2012 negativ (Raumfahrer.net berichtete). Trotz seitdem mehrfach wiederholter Messungen konnte das Instrument bisher immer noch kein Methan in der Marsatmosphäre nachweisen. Trotzdem soll die Suche nach diesem Spurengas, welches – sofern vorhanden – eventuell biologischen Ursprungs sein könnte, auch in Zukunft fortgesetzt werden.

Des weiteren hat die Wetterstation REMS seit der Landung auf dem Mars trotz eines bei dem Landemanövers beschädigten Sensors für die Vermessung der Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten kontinuierlich Daten über die aktuelle Wetterlage im Bereich des Operationsgebietes gesammelt (Raumfahrer.net berichtete). Neben den Luft- und Bodentemperaturen zu bestimmten Tageszeiten beinhalten diese Daten auch den gegenwärtig vorherrschenden Luftdruck. Die so gewonnenen Werte dienen den Marsforschern in Kombination mit den Daten der verschiedenen derzeit aktiven Marsorbitern dazu, ein besseres Verständnis über die Meteorologie des Mars und über das dort herrschende Klima zu gewinnen.

Mit dem DAN-Instrument wird dagegen regelmäßig die Menge und Verteilung von wasserstoffhaltigen Mineralen im Marsboden ermittelt. Erste Ergebnisse führten dabei bisher offenbar zu dem Schluss, dass sich im Operationsgebiet deutlich weniger wasserhaltige Minerale befinden als ursprünglich angenommen.

Weitere Erkenntnisse beziehen sich auch die allgemeine Geologie und Geochemie der bisher untersuchten Regionen. Im Rahmen ihrer Analysen identifizierten die an der Curiosity-Mission beteiligten Wissenschaftler bisher eine in diesem Umfang nicht erwartete Vielfalt an unterschiedlichen Gesteinen. Der Rover entdeckte während des letzten Jahres eine Unmenge an in Bezug auf Größe und Form unterschiedlich gearteten Sandkörnern, verschiedene vulkanische Gesteine, Sandsteinablagerungen und diverse Gesteinsaufschlüsse, welche mit Venen durchzogen sind, die sich wiederrum aus unterschiedlichen Mineralen zusammensetzten. Die sich aus der Zusammensetzung und Gestalt der untersuchten Objekte ergebenden Eigenschaften bieten den Planetologen tiefreichende Einblicke in die offensichtlich „feuchte Vergangenheit“ dieser Marsregion.
Weitere Untersuchungen und noch viel mehr Zeit

Erst durch weitere Messungen und noch eingehendere – und somit zeitaufwändigere – Analysen werden diese einzelnen Bausteine in Zukunft zu einem noch umfassenderen Gesamtbild über die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte unseres Nachbarpalneten zusammengesetzt werden können. Bereits jetzt ist klar, dass alleine die Analysen der bisher gewonnenen Daten die Marsforscher noch über viele Jahre hinweg beschäftigen werden. Und mit jeder Fahrt, welche der Rover absolviert, und mit jeder damit einhergehenden Messung steigt die auszuwertende Menge an Daten weiter an.

Derzeit befindet sich Curiosity auf dem Weg zu dem im Zentrum des Gale-Kraters, so der Name des Landegebietes, gelegenen Berges Aeolis Mons. Nach einer Fahrt über derzeit noch etwa acht Kilometer wird der Rover laut den aktuellen Planungen in etwa 12 Monaten den Randbereich dieses etwa 5,5 Kilometer hohen Zentralberges erreichen. Anschließend soll Curiosity einem der dort befindlichen, tief eingeschnittenen Täler folgen und mit seinen „Aufstieg“ auf diesen Berg beginnen. Die diversen Bildaufnahmen des Aeolis Mons zeigen bereits jetzt, dass sich dieser Berg aus diversen geschichteten Sedimentablagerungen zusammensetzt, welche laut den spektroskopischen Messungen der verschiedenen Marsorbiter Tonminerale und verschiedene wasserhaltige Sulfate beinhalten.

Im Rahmen eine langsamen „Besteigung“ dieses Berges, welcher aufgrund seiner geschichteten Ablagerungen entfernt an den Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona erinnert, wird Curiosity hier auf einer Strecke von nur wenigen Kilometern auf einen Schlag gleich mehrere Milliarden Jahre der geologischen Geschichte des Mars erkunden können.

Die damit verbundenen Analysen werden vermutlich mehrere Jahre andauern und das Wissen der Menschheit um die Entwicklungsgeschichte des Mars immens erhöhen. Dank seiner Energiequelle, einem Radioisotopengenerator, wird Curiosity laut den aktuellen Prognosen noch für mindestens weitere zehn Jahre über genügend Energie verfügen, um seine Forschungsmission effizient fortzusetzen. Obwohl die Primärmission des Rovers anfänglich auf lediglich zwei Jahre ausgelegt war gilt es bereits jetzt als sicher, dass die Mission trotz der dabei auflaufenden zusätzlichen Kosten von jährlich etwa 60 Millionen US-Dollar auf unbestimmte Zeit verlängert wird.

Der exakte zukünftige Verlauf der Mission kann dabei derzeit noch nicht einmal von den direkt in die Mission involvierten Mitarbeitern mit hinreichender Genauigkeit benannt werden. „Diese Mission ist getrieben von den aktuellen Entdeckungen“, so John Grotzinger, der verantwortliche Missionsmanager des JPL. Neue Beobachtungen oder Erkenntnisse können jederzeit zu einem Abweichen von dem ursprünglichen Plan führen.

Eines jedoch dürfte sicher sein: „Die Radspuren, welche dieser Rover heute auf dem Mars hinterlässt sind die Basis für die Fußabdrücke zukünftiger Astronauten auf dem Mars“, so Charles Bolden, der Administrator der NASA.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 355 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von über 1.700 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Die bisher letzte Fahrt erfolgte am gestrigen Tag und führte über eine Distanz von etwa 57 Metern.

Seit dem Erreichen des Mars haben die Kamerasysteme von Curiosity 72.283 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Der Beitrag Rover Curiosity: Das erste Jahr auf dem Mars erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL. Vertont von Peter Rittinger.

Bereits Ende Februar 2013 trat bei dem von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrover Curiosity ein Computerproblem auf, welches zur Folge hatte, dass sich der Rover in einen Sicherheitsmodus versetzte. Dadurch bedingt konnte der Rover in den folgenden Wochen keine weiteren wissenschaftlichen Untersuchungen mehr durchführen. Im Rahmen der Fehlerbehebung wurde Curiosity von den für die Kontrolle des Rovers zuständigen Mitarbeitern des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien auf ein redundantes Computersystem umgeschaltet und zudem mit verschiedenen Updates seiner Betriebssoftware ausgestattet (Raumfahrer.net berichtete).

Diese Arbeiten konnten Ende der vergangenen Woche erfolgreich abgeschlossen werden und bereits seit dem 21. März sammelt Curiosity wieder wissenschaftliche Daten. Als erstes wurde dazu an diesem Tag die Wetterstation REMS reaktiviert. Am 23. März wurde dem Analyseinstrument SAM zudem zwecks weiterer Untersuchungen erneut Material aus einer Bodenprobe zugeführt, welches zuvor im Rahmen einer Bohrung aus der Marsoberfläche gewonnen wurde. Auch der Strahlungsdetektor RAD befindet sich mittlerweile wieder im Betriebsmodus und die wissenschaftliche Hauptkamera des Rovers, die MastCam, konnte in den vergangenen Tagen eine Vielzahl neuer Aufnahmen anfertigen und an das Kontrollzentrum übermitteln.

„Wir befinden uns somit wieder im vollen wissenschaftlichen Betriebsmodus“, so Jim Erickson, der stellvertretende Projektmanager der Curiosity-Mission vom JPL.
Umschaltung der Steuerungskameras

Die Wiederinbetriebnahme des Rovers war mit einer komplizierten und zeitaufwändigen Prozedur verbunden. Bedingt durch das Umschalten von der zuvor verwendeten A-Side des Computersystems auf die jetzt als primäres System eingesetzte B-Side mussten auch verschiedene, fest mit diesem Computersystem verbundene redundante Subsysteme aktiviert und anschließend überprüft werden.

Bei einem dieser Systeme handelt es sich um die für die Steuerung des Rovers auf der Marsoberfläche benötigten Navigationskameras (kurz „NavCams“) und die vorderen und hinteren Gefahrenvermeidungskameras (kurz „Front HazCams“ und „Rear HazCams“). Jedes dieser Systeme besteht aus jeweils vier einzelnen Kameras, von denen immer zwei fest mit einem Computersystem verbunden und ausschließlich von diesem genutzt werden können.

Aus diesem Grund waren bis Ende Februar lediglich die sechs fest mit der A-Side verbundenen Steuerungskameras aktiv und die erstmalige Inbetriebnahme der „Reservekameras“ wurde von den Mitarbeitern des JPL mit einer gewissen Spannung erwartet. Die Anordnung dieser Kameras ermöglicht unter anderem die Anfertigung von 3D-Bildern, mit deren Hilfe die Umgebung des Rovers räumlich dargestellt werden kann. Solche Aufnahmen sind notwendig, damit die für die Planung einer Fahrt verantwortlichen Roverdriver eine sichere Route durch das zu passierende Gelände festlegen können oder damit der an der Frontseite des Rovers montierte Instrumentenarm mit der notwendigen Präzision gesteuert werden kann.

Sollten die mit der B-Side verbundenen Kameras nicht einwandfrei funktionieren, so würde dies zu erheblichen Komplikationen im Weiterbetrieb des Rovers führen. Es zeigte sich jedoch, dass alle sechs redundanten Kameras einwandfrei arbeiten.

„Seit dem April 2012 – damals befanden wir uns noch auf dem Weg zum Mars – haben wir die Steuerungskameras der B-Side jetzt erstmalig erneut eingesetzt“, so Justin Maki, der Leiter des für diese Kameras verantwortlichen Teams des JPL. „Jetzt haben wir diese Kameras auch erstmals auf dem Mars benutzt und alle arbeiten fehlerfrei.“

Sonnenkonjunktion

Neben der Fortsetzung der wissenschaftlichen Arbeiten konzentrieren sich die Mitarbeiter der Curiosity-Mission derzeit auch auf die demnächst anstehende Sonnenkonjunktion. Hierbei handelt es sich um eine spezielle, etwa alle 26 Monate auftretende Planetenkonstellation, bei der sich der Mars von der Erde aus gesehen in einem Abstand von weniger als fünf Grad von der Sonne befindet. Zum Zeitpunkt seines geringsten Abstandes wird sich der Mars dabei am 18. April lediglich 0,4 Grad – dies ist weniger als ein Vollmonddurchmesser – unterhalb der Sonne befinden.
Aus diesem Grund wird die Datenübertragung zwischen der Erde und dem Mars im April 2013 stark eingeschränkt beziehungsweise für die Dauer von mehren Tagen sogar nahezu unmöglich sein, da die von der Sonne ausgehende Strahlung die Funksignale, welche zwischen den beiden Planeten hin und her gesandt werden, zu sehr stört.

Im Zeitraum zwischen dem 4. April und dem 1. Mai wird deshalb keine Transmission von Kommandos von der Erde aus in Richtung Mars erfolgen, um den Empfang von eventuell unvollständigen und damit fehlerhaften Kommandosequenzen durch Curiosity zu vermeiden.

Deshalb werden die Missionsmitarbeiter dem Rover in den kommenden Tagen ein ausführliches „Arbeitsprogramm“ übermitteln, welches der Rover anschließend in den folgenden Wochen automatisch abarbeiten soll. Die in diesem Zeitraum von dem Rover gesammelten Daten sollen dann zunächst in dessen Bordcomputer abgelegt und erst nach dem Ende der Sonnenkonjunktion zur Erde übermittelt werden. Nach der Auswertung dieser Daten ist für Anfang Mai mindestens eine weitere Bohrung vorgesehen. Erst nach der Analyse der dabei gewonnenen Bodenproben wird der Rover seine Fahrt wahrscheinlich frühestens Mitte Mai 2013 fortsetzen und sich dabei zu der Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons begeben.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 226 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von etwa 746 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. In diesem Zeitraum haben die Kamerasysteme des Rovers bisher 49.339 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: ESA, SpaceRef.

Dieses Rätsel wurde nun offenbar auf Grundlage eines 2006 von Dr. Thomas Reiter an Bord der Internationalen Raumstation durchgeführten Experiments zumindest teilweise gelöst. Daraus ergeben sich nach Angaben der Wissenschaftler aber auch gravierende Fortschritte bei der Behandlung von Autoimmunkrankheiten auf der Erde, ein möglicherweise unbezahlbarer Nebennutzen.

An Bord der ISS wird in erster Linie Grundlagenforschung betrieben. Diese hat zu großen Teilen die menschliche Gesundheit als Untersuchungsgegenstand. Auf einigen Gebieten, wie der Bekämpfung des Muskel- und Knochenschwunds hat man bereits bedeutende Fortschritte erzielt. Auch nach 6 Monaten Aufenthalt in der Schwerelosigkeit können Raumfahrer meist schon wenige Stunden nach der Landung wieder relativ normal laufen.

Bei einem Problem hatte man bisher aber noch keinen Durchbruch erzielt: der durch Schwerelosigkeit verursachten Schwächung des Immunsystems auf zellularer Basis. Bei seinem zweiten Langzeitaufenthalt im All führte Thomas Reiter im Auftrag der ESA ein Experiment durch, bei dem bestimmte Zellen des menschlichen Immunsystems zum einen in der Mikrogravitation gehalten wurden, zum anderen in einer Zentrifuge einem Schwerkraftersatz ausgesetzt waren. Nach Ablauf der Experimentierzeit wurden die Zellen eingefroren und auf der Erde detailliert untersucht.

Das Ergebnis: bei den Zellen, die sich ohne Schwerkraft entwickelt hatten, war eine wichtige Signalkette der Immunantwort unterbrochen. Der Transkriptionsfaktor NF-kappaB konnte nicht mehr gemeinsam mit einem sogenannten Rel-Protein aktivierend wirken. Dies geschieht nur im Zusammenwirken der beiden Faktoren als Dimere. Allein wirken NF-kappaB1 und B2 dagegen hemmend.

„Normalerweise startet dann, wenn unser Körper eine Invasion feststellt, eine Reaktionskaskade, die durch Informationen aus unseren Genen gesteuert wird, ähnlich wie in einer Befehlssequenz“, erklärt Isabelle Walther, Forscherin aus Zürich. „Die richtigen Gene zu finden, ist wie die Suche nach einem passenden Schlüsselloch für einen bestimmten Schlüssel.“

Die neuen Erkenntnisse könnte man in Zukunft auf zweierlei Art nutzen. Zum einen könnte man die Immunreaktion auf eine Infektion durch geeigneten Einsatz von Hemmstoffen steuern, so dass diese nicht lebensbedrohlicher wird als die Infektion selbst. Zum zweiten, und dies ist wohl die interessantere Art, könnte man überbordende Autoimmunantworten bremsen, möglicherweise sogar verhindern.

Zu den bekanntesten Autoimmunerkrankungen gehören Arthritis, rheumatisches Fieber, Diabetes Mellitus Typ 1, Multiple Sklerose, Gastritis, Narkolepsie oder Morbus Bechterew. Dabei greift das Immunsystem fälschlicherweise körpereigene, gesunde Zellen an. Es hier zu bremsen oder gar aufzuhalten, könnte einen unglaublichen Fortschritt in der Humanmedizin bedeuten und gewaltige Mittel einsparen.

„Stellen Sie sich vor, unser Immunsystem regiert auf eine Erkrankung wie ein Wasserfall“, erklärt Millie Hughes-Fulford, NASA-Astronautin und beteiligte Wissenschaftlerin. „Bisher haben wir die Folgen immer am unteren Ende des Wasserfalls bekämpft. Zukünftig können wir auf die einzelnen Tropfen zielen, bevor diese die Chance haben zu einem Wasserfall anzuwachsen. Wir leben in einer aufregenden Zeit.“

Thomas Reiter, mittlerweile ESA-Direktor für bemannte Raumfahrt, dazu: „Alle Raumfahrer geben ihr Bestes bei der Durchführung von Experimenten im Auftrag von Wissenschaftlern am Boden. Ich bin sehr erfreut darüber, dass das Experiment, was ich vor mehr als 5 Jahren ausgeführt habe, zu so interessanten Resultaten führt.“

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• ISS-Forschung ab 5. Februar 2013

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: NASA.

Die beiden unmittelbaren „Vorgänger“ des Marsrovers Curiosity, die im Jahr 2003 gestarteten Rover Spirit und Opportunity, sollten die geologischen und geochemischen Bedingungen in ihren jeweiligen Landegebieten erforschen und dabei unter anderem nach Hinweisen auf ehemals dort vorhandenes Wasser suchen, dessen Vorhandensein als eine der Grundvoraussetzungen für die Entstehung und eventuelle Weiterentwicklung von Leben gilt. Entsprechend dieser Zielsetzung und der daraus resultierenden instrumentellen Ausstattung werden diese beiden Marsrover von den Planetenforschern auch als „Robotgeologen“ bezeichnet. Im Rahmen ihrer jeweils mehrjährigen Erforschung des Mars konnten sowohl Spirit als auch Opportunity mehrfach beeindruckende Beweise dafür liefern, dass die Oberfläche unseres Nachbarplaneten zumindestens zeitweise mit flüssigem Wasser interagierte und dabei von diesem chemisch beeinflusst und verändert wurde.

Die Curiosity-Mission baut auf diesen Erkenntnissen auf, stellt jedoch zudem auch eine Weiterentwicklung der wissenschaftlichen Zielsetzung dar. Aus diesem Grund handelt es sich bei der Curiosity-Mission um keine rein geologisch orientierte Forschungsmission. Vielmehr soll der Rover auf dem Mars neben der Untersuchung der dortigen Wasser- und Kohlendioxidkreisläufe sowie der Analyse der chemischen, isotopischen und mineralogischen Zusammensetzung der Marsoberfläche und der oberflächennahen Bodenschicht in erster Linie nach organischen Kohlenstoffverbindungen und chemischen Lebensbausteinen suchen, welche die Vorstufen des Lebens bilden.

Doug McCuistion, der Leiter des Marsforschungsprogramms der NASA, äußerte sich in diesem Zusammenhang wie folgt: „Unser Verständnis davon, welche Rolle das Wasser auf dem Mars spielte, hat sich in den letzten 10 Jahren dramatisch gewandelt. Anfangs haben wir auf dem Mars lediglich nach Spuren von Wasser gesucht. Jetzt suchen wir dort nach Spuren von Leben.“

Das allgemeine Ziel der Curiosity-Mission besteht dabei erklärterweise darin, zu erforschen, ob auf dem Mars einstmals „lebensfreundliche“ Bedingungen herrschten, welche theoretisch die Entstehung von mikrobiologischen Lebensformen ermöglichten und ob es eventuell sogar denkbar ist, dass die derzeit auf dem Mars vorherrschenden Umweltbedingungen auch noch in der Gegenwart die Existenz solcher Lebensformen ermöglichen könnten.

Ein direkter Nachweis eventuell existierender Lebensformen ist dabei im Rahmen der Curiosity-Mission allerdings nicht vorgesehen. Weder können die verschiedenen Spektrometer und Analysegeräte des Rovers die verschiedenen vitalen Prozesse nachweisen, mit denen sich ein eventuell stattfindender, durch Mikroben ausgelöster Stoffwechsel verraten würde, noch verfügen die verschiedenen Kamerasysteme – einschließlich eines mitgeführten und am Instrumentenarm des Rovers befestigten Mikroskops – über die benötigte Auflösung, um solche Mikroorganismen oder deren fossilen Überreste bildlich darzustellen. Eine Meldung wie „Leben auf dem Mars entdeckt“ wird somit aller Wahrscheinlichkeit nach den erst den zu späteren Zeitpunkten zum Mars aufbrechenden Missionen vorbehalten bleiben – vorausgesetzt der Mars war überhaupt jemals ein Ort, auf dem sich Leben bilden konnte.

Aus dieser übergeordneten Fragestellung „War der Mars einstmals lebensfreundlich“ leiten sich die acht und teilweise miteinander verflochtenen wissenschaftlichen Aufgaben der Mission ab, für deren Erfüllung Curiosity die Oberfläche und die Atmosphäre des Mars im Bereich seines Landegebietes über einen Zeitraum von mindestens 24 Monaten mit insgesamt 10 wissenschaftlichen Instrumenten näher untersuchen soll:

• An erster Stelle steht dabei die Suche der Wissenschaftler nach komplexen kohlenstoffhaltigen organischen Verbindungen, welche sich eventuell direkt auf oder unmittelbar unter der Oberfläche unseres Nachbarplaneten befinden. Sollten im Rahmen der Mission solche organische Verbindungen nachgewiesen werden, so könnten diese eventuell biologischen Ursprungs sein. Als eine andere Quelle kommen jedoch zum Beispiel auch eine bestimmte Meteoritenart, die sogenannten Kohligen Chondrite, oder Kometenkerne in Frage, welche solche organischen Verbindungen eigentlich regelmäßig auf die Oberfläche des Mars transportieren sollten. Mit den bisher auf der Marsoberfläche aktiven Rovern und Landern konnten in der Vergangenheit noch keine solche Verbindungen nachgewiesen werden.
• Des weiteren werden die Instrumente von Curiosity nach Biosignaturen und Oberflächenstrukturen wie zum Beispiel Stromatolithen Ausschau halten, welche auf einstmals oder gegenwärtig stattfindende biologische Prozesse hindeuten könnten.
• Eine weitere Forschungsaufgabe besteht in der Suche nach den „Grundbausteinen des Lebens“ – verschiedener chemischer Elemente, welche nach dem heutigen Verständnis für die Entstehung von Leben unabdingbar sind – und der Bestimmung von deren quantitativen Mengenanteilen. Wie viel Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel sind in den Gesteinen und in der Atmosphäre des Mars enthalten? Wie verteilen sich diese Stoffe und welchen Kreisläufen unterliegen sie?
• Darauf baut die Untersuchung der Marsoberfläche hinsichtlich ihrer mineralogischen und chemischen Zusammensetzung auf, welche unter anderem durch die Bestimmung der vorherrschenden Isotopenverhältnisse ermittelt werden soll.
• Hiermit einher geht die Erforschung der verschiedenen Prozesse, welche im Laufe der Jahrmilliarden die Oberfläche des Mars beeinflusst und zur Ausbildung und Veränderung der Gesteine und Böden geführt haben.
• Zudem gilt das spezielle Interesse der an der Mission beteiligten Wissenschaftler der Ermittlung der aktuellen Verteilung von Wasser und Kohlendioxid und der mit diesen Stoffen verbundenen Kreisläufe auf der Planetenoberfläche und in der Atmosphäre des Mars.
• Dies überschneidet sich teilweise mit den Interessen der Atmosphärenforscher, welche den Zustand und die Entwicklung der Marsatmosphäre näher untersuchen wollen.
• Das achte Missionsziel besteht in der Charakterisierung des breiten Spektrums der kosmischen Strahlung, welche die Marsoberfläche gegenwärtig erreicht und dabei die eventuell dort vorkommenden organischen Verbindungen zersetzt. Zu diesem Zweck wird eines der mitgeführten wissenschaftlichen Instrumente – der Strahlendetektor RAD – die Intensität der einfallenden kosmischen Strahlung und der Sonnenstrahlung ermitteln. Diese Messungen werden dabei allerdings nicht ausschließlich bei der Beantwortung der Frage hilfreich sein, ob in der Gegenwart primitive Lebensformen auf dem Mars existieren könnten. Vielmehr dienen die zu gewinnenden Daten auch der Planung einer zukünftigen bemannten Mission zu unserem äußeren Nachbarplaneten. Die gewonnenen Erkenntnisse werden unter anderem dazu dienen, die zu erwartenden Strahlungsdosen zu ermitteln, denen die Raumfahrer bei zukünftigen Marsmissionen auf der Planetenoberfläche ausgesetzt sein werden.

Aber auch aus technologischer Sicht verfolgt die NASA mit der Curiosity-Mission drei überaus anspruchsvolle Ziele:

• Zum einen soll nachgewiesen werden, dass es möglich ist, einen massereichen Rover sicher auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zu landen. Immerhin handelt es sich bei Curiosity um das schwerste bisher von der Menschheit zum Mars gesandte Objekt, welches die Marsoberfläche gezielt erreichen und anschließend untersuchen soll. Diese Demonstration ist unter anderem für die weitere Planung einer Mars Sample Return-Mission von Bedeutung, in deren Rahmen Gesteinsproben vom Mars entnommen und anschließend zwecks eingehender Analyse zur Erde transportiert werden sollen.
• Ein weiteres technologisches Ziel besteht in dem Nachweis der Fähigkeit, auf dem Mars eine Präzisionslandung zu vollführen, wobei der Durchmesser der angestrebten Landeellipse lediglich 20 Kilometer beträgt. Mit dem angewandten „SkyCrane“-Verfahren kommt hierbei zudem ein niemals zuvor in der Geschichte der Erforschung des Weltalls praktiziertes Landeverfahren zum Einsatz. Diese Premiere wird bestimmt nicht zu Unrecht nicht nur von der interessierten Öffentlichkeit voller Spannung erwartet.
• Des weiteren soll im Verlauf der Mission demonstriert werden, dass man in der Lage ist, einen Rover über eine Distanz von bis zu 20 Kilometern über den Mars zu dirigieren. In Anbetracht der unerwarteten Erfolge der Rover Spirit und Opportunity erscheint dieses Ziel für die interessierte Öffentlichkeit vielleicht fast schon trivial. Allerdings muss hierbei bedacht werden, dass selbst die größten Optimisten bis heute immer noch von der Langlebigkeit des Rovers Opportunity, welcher bis zum Juni 2012 mehr als 34 Kilometer auf dem Mars zurücklegte, überrascht sind. Zudem verfügt Curiosity über ein deutlich fortgeschritteneres autonomes Navigationssystem als seine beiden Vorgänger, welches seine Funktionalität jedoch erst noch in der Praxis unter Beweis stellen muss.

Diskussion zu diesem Artikel

• Marsrover Curiosity
• MSL Rover Curiosity auf Atlas V (541)
• Planet Mars

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Ein Beitrag von Ralf Mark Stockfisch. Quelle: ESA.

Die ISS ist die teuerste Forschungseinrichtung der Welt und zugleich durch die Gegebenheiten des Weltraums die einzige auf der spezielle Experimente möglich sind. Zwar verfolgt jede Raumfahrtagentur ihre eigenen Forschungsziele, aber sie verbindet alle eine Idee: Neue Erkenntnisse zum Nutzen der Menschheit zu gewinnen. Zu diesem Ziel sind heute Vertreter aller fünf Raumfahrtagenturen, welche an der ISS beteiligt sind, sowie Wissenschaftler, Raumfahrtexperten und Astronauten aus aller Welt zusammen gekommen um auf der dreitägigen Veranstaltung die mehr als zehnjährige Arbeit der Station und zu erörtern und zugleich die künftigen Forschungsaufgaben zu diskutieren.
Im Bereich der Medizin und Telemedizin, im Bildungswesen und in der Erdbeobachtung vom Weltraum aus zeigt sich bereits jetzt der Nutzen der Weltraumforschung für die Menschheit. Ob Impfstoffentwicklung, die Nutzung von ISS-Bildmaterial für landwirtschaftliche und Katastrophenhilfe-Projekte oder Bildungsinitiativen zur Motivation künftiger Wissenschaftler, Ingenieure und Weltraumforscher – es gibt viele Beispiele für den Nutzen der Weltraumforschung.

13:00 Uhr beginnt ein Livestream vom ISS Symposium, welchen Sie hier ansehen können: [Anmerkung der Redaktion: Link nicht mehr aktiv. fr 12/2020]

Der Beitrag ISS Symposium beginnt in Berlin erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: EPSC-DPS 2011, Europlanet, ÖWF.

Seit dem 3. Oktober findet in Nantes der diesjährige European Planetary and Science Congress (EPSC-DPS Joint Meeting 2011) statt. Neben der Diskussion der neuesten Erkenntnisse über die Planeten, Monde und Asteroiden in unserem Sonnensystem innerhalb der Wissenschaftsgemeinde legt das für die Organisation dieses Kongresses verantwortliche europäische Forschungsnetzwerk Europlanet auch ein besonderes Augenmerk auf die Öffentlichkeitsarbeit der an den Forschungen beteiligten Planetologen, denn eines der erklärten Ziele von Europlanet ist die allgemeinen Verbesserung der Kommunikation zwischen der Wissenschaftsgemeinde und der Öffentlichkeit.

Durch die Arbeit des Forschungsnetzwerkes soll so unter anderem auch das sogenannte „Public Outreach“, die Verbreitung der neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse und die gleichzeitig erfolgende Einbindung der interessierten Öffentlichkeit in die damit verbundenen Arbeiten der beteiligten Wissenschaftler der europäischen Forschungsinstitute, verbessert werden. Durch eine innovative Öffentlichkeitsarbeit, so das Ziel, sollen die Aktivitäten der europäischen Planetenforscher bei den Bürgern, bei der Industrie und nicht zuletzt auch bei den für die Vergabe der für die Forschungsarbeiten benötigten Finanzmitteln verantwortlichen politischen Entscheidungsträgern mehr Beachtung finden.

Um Einzelpersonen, Gruppen oder Institute zu würdigen, welche sich in Bezug auf diese Zielsetzung in der Vergangenheit besonders engagiert haben, verleiht das „Europlanet Outreach Steering Committee“ (OSC) jährlich den Preis für „Excellence in Public Engagement with Planetary Science“. Der Preis soll herausragende Leistungen im Bereich der Kommunikation mit der breiten Öffentlichkeit würdigen bei denen die Empfänger des Preises innovative Verfahren und Vorgehensweisen entwickelt haben, um die jeweiligen wissenschaftlichen Arbeiten der allgemeinen Öffentlichkeit zu vermitteln und zugänglich zu machen. Eine erfolgreiche Öffentlichkeitsarbeit erfordert allerdings ein großes Maß an Phantasie und Enthusiasmus und zudem einen großen Arbeitsaufwand, welcher über einen langen Zeitraum erbracht werden muss. Um diesen Aufwand zu würdigen ist der Preis mit einer Summe von 4.000 Euro dotiert.

Der diesjährige „Price for Excellence in Public Engagement with Planetary Science“ wurde vom OSC an das Österreichische Weltraum-Forum (ÖWF) verliehen. Das ÖWF verfügt über einen sehr aktiven Kern an Mitgliedern, welche oftmals auch beruflich in die Weltraumforschung involviert sind oder bei denen es sich um Weltraum-Enthusiasten handelt, die sich aus privatem Interesse im ÖWF engagieren. In enger Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen und der Industrie führt das ÖWF Forschungen im Bereich der verschiedensten Weltraumaktivitäten durch. Der Schwerpunkt liegt dabei auf astronomischen Arbeiten, der bemannten Erkundung des Mars, der Erdbeobachtung und der Astrobiologie.

Seit 1998 verfolgt das ÖWF auch ein Programm zur Öffentlichkeitsarbeit. Durch öffentliche Vorträge, Informationsveranstaltungen und Ausstellungen soll die „Faszination am Weltraum“ weiter in der Gesellschaft verbreitet werden. Das Spektrum der Öffentlichkeitsarbeit reicht hierbei von einfachen Referaten vor Schulklassen und der Beratung von Lehrern bis hin zur Teilnahme an Großveranstaltungen mit bis zu 80.000 Besuchern. Des weiteren vermittelt der ÖWF der Presse und der interessierten Öffentlichkeit bei Bedarf Kontakte zu Instituten und Einrichtungen, welche im Bereich der Weltraumforschung tätig sind.

Die öffentlichen Veranstaltungen des ÖWF, werden oft in Zusammenarbeit mit Wissenschafts-Museen durchgeführt. Des weiteren ist das ÖWF auch regelmäßig auf Festivals wie zum Beispiel dem Ars Electronica Center Festival in Linz oder auf Messen wie der Herbstmesse in Innsbruck vertreten. Des weiteren erstellt das Österreichische Weltraum-Forum für die Presse regelmäßige Dossiers zu Themen und Ereignissen aus dem Gebiet der Planetologie. Über die verschiedenen Aktivitäten des Forums wird auf einer eigenen Webseite und zusätzlich mittels Twitter, Facebook und Youtube sowie durch einen monatlich erscheinenden Newsletter berichtet.

„Das Österreichische Weltraum-Forum ist ein Vorzeigemodell für Organisationen, welche in der Öffentlichkeit wirken“, so Dr. Thierry Fouchet, der Europlanet-Koordinator für die Öffentlichkeitsarbeit. „Die Juroren waren sehr beeindruckt von der Bandbreite der verschiedenen Aktivitäten, von den angewandten innovativen Methoden, mit denen unterschiedliche Zielgruppen angesprochen werden, sowie von der großen Anzahl der Veranstaltungsbesucher.“

„Wir fühlen uns sehr geehrt, diesen Preis zu erhalten“, so Mag. Gernot Grömer, der Obmann des ÖWF, „Wir betrachten Bildung und Öffentlichkeitsarbeit als eine Partnerschaft auf Augenhöhe. Das Wissen und die Faszination, welche wir an die Gruppen weitergeben, mit denen wir auf den Gebieten Weltraumforschung, Astronomie und Raumfahrt zusammenarbeiten, beginnt mittlerweile zu unserer Organisation zurückzufließen. Dieser Rückfluss erfolgt in Form von talentierten Praktikanten, begeisterten Freiwilligen und sogar in Form von Experten, die ihre Erfahrungen in unsere Arbeiten einbringen.“

„Wir sind zutiefst davon überzeugt, dass diese jungen Leute, welche wir mit unseren Aktivitäten erreichen, der Generation angehören, die unsere Reisen durch das Sonnensystem fortsetzen wird – eine bemannte Mission zum Mars mit eingeschlossen“, so Gernot Grömer weiter. “Wer kann denn schon sagen, ob wir mit einem unserer Vorträge, Workshops oder Projekte nicht bereits bei dem einen oder anderen der Zuhörer den Grundstein für eine zukünftige Karriere als Planetenwissenschaftler oder Mars-Astronaut gelegt haben.“

Speziell die wissenschaftlichen Aktivitäten des ÖWF auf dem Gebiet der Marsforschung werden durch einen starken Fokus auf die Aspekte Wissensvermittlung und Öffentlichkeitsarbeit ergänzt. Das Forum hat dazu in der Vergangenheit Wettbewerbe an Schulen durchgeführt, bei denen zum Beispiel Mars-Missionen entworfen wurden und eine Reihe von Lehrhilfen zum Thema Planetenwissenschaften für verschiedene Zielgruppen entwickelt, welche vom Kindergarten-Alter über Teenager bis hin zu Erwachsenen reichen. Dazu gehören auch Simulations-Raumanzüge, eine Mars-Landschaft oder ein ferngesteuertes Marsrover-Modell einschließlich Kameras und eines Greifarmes.

Erst im April 2011 führte das ÖWF eine Feldexpedition zur „Mars Analog“-Forschungsstation in der Halbwüste Rio Tinto in Spanien durch. Im Rahmen dieser Expedition wurde der Raumanzug-Simulator Aouda.X getestet, welcher zuvor in einem Zeitraum von drei Jahren entwickelt wurde. Bei diesen Mission handelte es sich um einen Teil des PolAres-Programms – eines interdisziplinären und für die Dauer von mehreren Jahren angelegten Forschungsprogramms des ÖWF. Hierbei sollen in Kooperation mit internationalen Partnern Strategien zur Vorbereitung einer zukünftigen Erforschung der Marsoberfläche durch Roboter und Menschen entwickelt und getestet werden.

Verwandte Website:

• Österreichisches Weltraum-Forum

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Ein Beitrag von Ralf Möllenbeck. Quelle: NASA, Raumfahrer.net, Roskosmos.

Nach der Abreise des Space-Shuttle Atlantis in der letzten Woche begann auf der ISS das große Aufräumen. Ronald Garan, Michael Fossum und Satoshi Furukawa reinigten und reorganisierten das PMM Leonardo, nachdem die Atlantis etliche Ersatzteile und Versorgungsgüter auf der Station hinterlassen hat. Diese waren zwischenzeitlich provisorisch gestaut worden, um nun einen festen Lagerplatz in dem Modul zu bekommen. Eine Registrierung und Abgleichung mit den Daten auf der Erde fand im stationseigenen Inventar Management System (IMS) statt. Michael Fossum nahm anschließend an dem VO2max-Experiment teil, einer Messung und Dokumentierung der Sauerstoffaufnahme eines Menschen vor, während und nach seinem Aufenthalt an Bord der Station. Bei dieser alle 30 Tage stattfindenden Sitzung führte er Übungen auf dem Laufband oder einem Fahrradergonometer mit wechselnder Belastung durch. Verglichen und bewertet werden die Veränderungen in seiner aeroben Kapazität über einen längeren Zeitraum, um zum Beispiel die Sauerstoffaufnahme bei Außeneinsätzen vorhersagen zu können.

Im russischen Stationsteil arbeiteten Andreij Borisenko und Sergei Wolkow mit der BAR-Expert-Hardware. Diese aus einem Laptop und einer Mikro-Videokamera mit flexibler Verlängerungsstange bestehende Gerätschaft wird zur Detektierung von Mikrorissen an unter Druck stehenden Stationsteilen eingesetzt. Dazu werden Umgebungsparameter in weniger zugänglichen Bereichen, wie Luftfeuchtigkeit, Luftbewegungen und Temperaturschwankungen, mit einem Infrarot-Thermometer, dem Thermohygrometer Iva-6A, dem Anemometer-Thermometer TM-2 und dem Leckstellen-Detektor UT2-03 bestimmt und gespeichert. Experten vom Boden gaben die Bereiche der Untersuchung den Kosmonauten vor. Weiterhin beschäftigte sich Kommandant Andrej Borisjenko mit dem Erdbeobachtungsexperiment RUSALKA, einem Studie zur Ermittlung des Methan- und Kohlendioxidgehaltes der Erde vom All aus. Dafür fertigte er Bilder der Atmosphäre mit speziellen Kamerafiltern an und sendete sie zur Bodenstation.

Ronald Garan führte Wartungsarbeiten an der Verbrennungseinheit des Mehrzweck-Racks für kleine Nutzlasten MSPR (Multipurpose Small Payload Rack) durch. Hier wird das Verbrennungsverhalten und die Flammenbildung von Stoffen und Gasen in der Schwerelosigkeit erforscht. Der japanische Astronaut Satoshi Furukawa bewegte Ausrüstung zur Erforschung der Abschirmung von Astronauten gegen Strahlungseinflüsse bei Langzeitaufenthalten im niedrigen Erdorbit. Alle drei russischen Raumfahrer arbeiteten im Kopplungs- und Schleusenmodul Pirs, um den 29. Außeneinsatz von Alexander Samokutjajew und Sergej Wolkow vorzubereiten. Dieser soll am 3. August um 16:30 Uhr MESZ beginnen und rund sechs Stunden dauern. Die beiden Außenarbeiter werden dann die STRELA-Kräne von Pirs nach Poisk umsetzen, Teile eines Laser-Kommunikationssystems installieren und verkabeln, das Experiment BioRisk an Pirs installieren, eine KURS-Antenne bergen und den Minisatelliten Radioskaf-V oder auch „Kedr“ aussetzen. Es ist der erste Weltraumausstieg für Alexander Samokutjajew, Sergej Wolkow war bereits zweimal im freien Raum.

Satoshi Furukawa verbrachte einen Teil seiner Zeit mit dem SHERE genannten Experiment im Forschungsmodul Destiny. SHERE (Shear History Extensional Rheology Experiment) wird dazu genutzt, um Polymerfluide und deren Verhalten bei Verdrehungen und Dehnungen in der Schwerelosigkeit zu erforschen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sollen bei der Herstellung ohne formgebende Vorrichtungen helfen, da diese als wichtiger Schritt für die Eigenproduktion von Teilen auf zukünftigen autonomen Raumerforschungsmissionen gesehen werden. Weiter soll dieses Wissen für verbesserte Fertigungsverfahren auf der Erde angewandt werden. Ronald Garan nahm in dieser Woche an dem Experiment SOLO (Sodium Loading in Microgravity) teil. SOLO ist eine vom DLR-Institut für die Raumfahrtmedizin in Köln geführte Studie zur Erforschung des Knochenschwundes in der Schwerelosigkeit. Dabei untersuchen Mediziner das Zusammenspiel von Knochen- und Muskelstoffwechsel mit den Faktoren Ernährung, Salz- und Flüssigkeitshaushalt von Raumfahrern. Michael Fossum führte eine regelmäßige Wartung des Universal-Trainingsgerät mit Namen ARED (Advanced Resistive Exercise Device) durch. ARED ist eines der Fitnessgeräte auf der ISS, an dem die sechs Raumfahrer täglich trainieren müssen, um den Muskelschwund in der Schwerelosigkeit entgegen zu wirken.

Mittlere Bahnhöhe der ISS am 26.07.2011:386,9 km bei einem Höhenverlust von 35 Metern in den letzten 24 Stunden

Zukünftige Ereignisse:

• 03. August, russischer Außeneinsatz Nr. 29 Samokutjajew/Wolkow
• 23. August, Progress-M 11M verlässt die ISS
• 26. August, Progress-M 12M erreicht die ISS
• 31. August, Bahnanhebung durch Progress-M 12M

Raumcon:

• **ISS** Expedition 28 seit dem 22. Juli

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: ESO.

In Rahmen einer Zeremonie in der brasilianischen Hauptstadt Brasilia am 29. Dezember 2010 haben Sergio Machado Rezende, der brasilianische Minister für Wissenschaft und Technologie, und Tim de Zeeuw, der Generaldirektor der Europäischen Südsternwarte (ESO), ein formelles Beitrittsabkommen unterzeichnet, durch welches Brasilien zum 15. Mitgliedsland der Europäischen Südsternwarte wird. Da es sich hierbei um ein internationales Abkommen handelt, muss das Dokument zwecks Ratifizierung allerdings zunächst noch an das brasilianische Parlament weitergeleitet werden. Zuvor hatte der ESO-Rat, das oberste Leitungsgremium der Europäischen Südsternwarte, bereits am 21. Dezember 2010 in einer außerordentlichen Sitzung seine einhellige Zustimmung zu dem Beitrittsgesuch Brasiliens erklärt.

Die ESO ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und verfügt über das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Die derzeitigen ESO-Mitgliedsstaaten sind Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Nach der Ratifizierung des Vertrags durch das brasilianische Parlament wird Brasilien somit das erste Mitgliedsland außerhalb Europas sein.

Die ESO ermöglicht astronomische Forschungen der Spitzenklasse, indem sie leistungsfähige, bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung der internationalen Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Zur Zeit betreibt die ESO mit den Observatorien in La Silla, Paranal und Chajnantor drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Nordchile. Auf Paranal betreibt die ESO dabei mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts, sowie VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt.
Die Europäische Südsternwarte kann seit ihrer Gründung im Jahr 1962 auf eine lange Geschichte erfolgreicher Zusammenarbeit mit südamerikanischen Staaten zurückblicken, welche mit der Auswahl Chiles als dem bestmöglichen Standort für ihre Observatorien im Jahre 1963 begann. „Der Beitritt zur ESO wird unserem Land zusätzliche Impulse bei der Entwicklung von Wissenschaft, Technologie und Innovation verleihen. Die brasilianische Regierung legt besonderen Wert darauf, diese strategischen Bereiche zu fördern“, so Minister Rezende im Rahmen der Zeremonie.

„Durch die Mitgliedschaft Brasiliens wird die dynamische Gemeinde brasilianischer Berufsastronomen uneingeschränkten Zugang zum produktivsten Observatorium der Welt erhalten. Gleichzeitig wird der brasilianischen High-Tech-Industrie die Möglichkeit eröffnet, am Bau des geplanten European Extremely Large Telescope mitzuwirken. Die Brasilianer verfügen über wertvolle Ressourcen und Kenntnisse, mit denen sie jetzt einen wichtigen Beitrag zu diesem Großprojekt leisten können“, fügt ESO-Generaldirektor Tim de Zeeuw hinzu.

Derzeit entwickelt die ESO das European Extremely Large Telescope (E-ELT) für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren und des infraroten Lichts. Mit einem Spiegeldurchmesser von 42 Metern wird es sich dabei um ein Großteleskop der Extraklasse handeln. Die Entwurfsphase für das E-ELT wurde erst kürzlich abgeschlossen und einer abschließenden Bewertung unterzogen. Alle Aspekte des geplanten Projektes wurden dabei von einem unabhängigen internationalen Expertengremium eingehend überprüft. Das Gremium gelangte zu dem Schluss, dass die technischen Voraussetzungen gegeben sind, um die Konstruktionsphase des E-ELT-Projekts einzuleiten. Eine entsprechende endgültige Entscheidung soll von der ESO im Jahr 2011 getroffen werden. Die Inbetriebnahme des E-ELT ist momentan für den Beginn der nächsten Dekade vorgesehen. Anschließend wird es europäischen, chilenischen und brasilianischen Astronomen gleichermaßen zur Verfügung stehen.

Laurent Vigroux, der Präsident des ESO-Councils, fasst die Bedeutung des Beitritts Brasiliens folgendermaßen zusammen: „Die brasilianischen Astronomen werden von der Zusammenarbeit mit ihren europäischen Kollegen profitieren und bekommen dabei Beobachtungszeiten an den Observatorien der ESO auf La Silla und dem Paranal und später dann auch bei dem Observatorium ALMA, welches die ESO derzeit gerade mit internationalen Partnern aufbaut.“

Raumcon-Forum:

• Very Large Telescope
• ESO-Teleskop E-ELT
• ESO-Projekt ALMA

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