Quelle: ZARM.

Heinickes Anspruch beschränkt sich allerdings nicht allein darauf, dass die Konstruktion den tatsächlichen Umgebungsbedingungen auf Mond und Mars standhalten muss. Wichtig ist auch, dass eine Crew während einer echten Langzeitmission mit der Größe und Gestaltung der Räume zurechtkommt. Zwei Wissenschaftsteams haben sich für jeweils eine Arbeitswoche als Versuchsteilnehmer*innen zur Verfügung gestellt und ein Labormodul getestet, das als Entwurf für alle sechs Module des Habitats dienen soll. Das Projekt wird gefördert von der Klaus Tschira Stiftung.

„Für den Bau und Ausbau des Labormoduls haben wir zwar noch andere Materialien verwendet, die Maße und Ausstattung entsprechen aber exakt dem Modul, das auf Mond und Mars zum Einsatz kommen soll,“ so Christiane Heinicke, die das Forschungsprojekt „Moon and Mars Base Analog (MaMBA)“ leitet. Das ist auch der wesentliche Unterschied zu anderen Studien: Bisher lag der Schwerpunkt eher auf den psychologischen Erkenntnissen, die sich aus dem Zusammenleben auf begrenztem Raum ergeben. Ein Beispiel dafür ist das HI-SEAS-Projekt, eine Mars-Simulation auf Hawaii, an der Christiane Heinicke selbst teilgenommen hat. Mit weiteren fünf Kolleg*innen lebte sie ein Jahr lang völlig isoliert in einem Habitat, das sie nur mit Raumanzug verlassen durfte. Diese Erfahrung fließt in ihre jetzige Forschung ein, aber bei dem von der Klaus Tschira Stiftung mit rund 380.000 Euro geförderten MaMBA-Projekt geht es um mehr: das Team um Christiane Heinicke wagt den Spagat zwischen Architektur und Ingenieurskunst und damit dem Entwerfen, Konstruieren, Testen und Optimieren des Habitats. Damit soll den zukünftigen Astronaut*innen nicht nur das Überleben auf Mond und Mars ermöglicht werden, sondern auch das Leben. Architektur, Geometrie und Inneneinrichtung des Habitats sind perfekt auf die Bedürfnisse der Astronaut*innen abgestimmt.

Das Modul
Die zylinderförmige Demo-Version, die sie mit ihrem Team in der Laborhalle des ZARM aufgebaut hat, ist knapp 7 Meter hoch und hat einen Durchmesser von 5 Metern. Das entspricht einer Grundfläche von ca. 15 Quadratmetern – inklusive der Laborschränke. Somit bleiben dem bis zu vierköpfigen Team während der Testphase nur acht Quadratmeter, auf denen sie sich aufhalten können. Dennoch ist sich das Team einig, dass der Platz ausreichend war: „Anfangs waren wir skeptisch, ob wir mit der begrenzten Arbeitsfläche und den auf unterschiedlichen Ebenen angebrachten Geräten effektiv arbeiten können – aber es funktioniert sehr gut!“ Voraussetzung dafür ist eine flexibel einsetzbare Einrichtung und eine gut abgestimmte Auswahl an wissenschaftlichen Instrumenten.

Was wurde gemessen?
Aufnahmen des Versuchsteams sollen Aufschluss geben über die Bewegungen der einzelnen Teilnehmenden innerhalb der Modulfläche und damit über ihren jeweiligen Hauptaufenthaltsort. Um das Befinden der Teilnehmenden zu überwachen, sind im gesamten Labor Sensoren verteilt: u.a. Temperatur- und Drucksensoren an den Wänden, aber auch Pulsmesser, die von den Wissenschaftler*innen getragen werden. Eine sehr wichtige Datenquelle sind darüber hinaus die Interviews mit den Wissenschaftler*innen vor und nach Ablauf der Simulation. Die Fragen beziehen sich vor allem auf die Einrichtung des Labormoduls: Entsprechen die Inneneinrichtung, Geräteauswahl, Klimaanlage, Beleuchtung, Akustik, sowie Material, Form und Positionierung der Arbeitsflächen den Anforderungen an einen langfristig nutzbaren Arbeitsplatz? Wäre das Labor auch mit körperlichen Einschränkungen – wie nach einem Unfall – noch nutzbar? Zudem wurde der Frage nachgegangen, inwiefern eine Künstliche Intelligenz die Wissenschaftler*innen bei ihrer Arbeit unterstützen kann und was sie dafür leisten könnten müsste. Für letzteres wurde ein provisorischer Sprachassistent eingesetzt und die Kommunikation zwischen ihm und der Crew aufgezeichnet.

Die Ergebnisse der Testwochen sind vielschichtig. Einige Erkenntnisse waren sehr früh ersichtlich, wie beispielsweise der Wunsch nach einem mobilen Tisch in der Mitte des Labors, der die Interaktion unter den Wissenschaftler*innen erleichtert. Ebenso wurde deutlich, dass sich die Anforderungen an die Künstliche Intelligenz nicht auf Fachfragen beschränken. Sie muss einerseits sehr detailliert in die Infrastruktur des Habitats eingebunden sein und andererseits alle gängigen Informationen und Angebote des Internets bereitstellen. So war eine der ersten Anfragen der Wissenschaftler*innen ein Musikwunsch, gefolgt von Fragen zum weiteren Zeitplan und zu den Lagerorten von Ausstattungsteilen.

Christiane Heinicke erwartet aber auch, dass die detaillierte Auswertung der gewonnen Messdaten weitere Informationen zur idealen Nutzbarkeit des begrenzten Raums ergeben wird. So sollen insbesondere die Kameraaufzeichnungen dabei helfen, die Bewegungsabläufe der Crew zu verstehen und daraus das Design der Inneneinrichtung und die Positionen der wissenschaftlichen Instrumente zu verbessern. Außerdem soll die eingesetzte Künstliche Intelligenz nicht nur neue Fähigkeiten, sondern auch eine neue Gestalt bekommen.

Zur Klaus Tschira Stiftung:
Der Physiker und SAP-Mitgründer Klaus Tschira (1940 – 2015) rief 1995 mit privaten Mitteln die Klaus Tschira Stiftung (KTS) ins Leben. Heute gehört die KTS zu den großen Stiftungen Europas. Sie fördert Naturwissenschaften, Mathematik sowie Informatik und möchte zur Wertschätzung dieser Fächer beitragen. Die Unterstützung der Klaus Tschira Stiftung spiegelt sich in den drei Bereichen Bildung, Forschung und Wissenschaftskommunikation wider. Besonderen Wert legt sie dabei auf neue Formen der Vermittlung und Einordnung wissenschaftlicher Themen. Die KTS ist bundesweit tätig in Kindertagesstätten, Schulen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und eigenen Instituten. Für die Verwirklichung all dieser Ziele engagieren sich seit mehr als 20 Jahren Menschen innerhalb und außerhalb der Klaus Tschira Stiftung.

Der Beitrag Der Arbeitsplatz der Zukunft – auf dem Mars erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ZARM.

Am Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen gibt es ein neues Forschungsgebiet: Humboldt-Stipendiat Dr. Cyprien Verseux hat das Labor für angewandte Raumfahrt-Mikrobiologie aufgebaut, in dem er seine Forschung an Cyanobakterien vorantreibt. Diese Mikroorganismen, die uns auch als Blaualgen in Badeseen bekannt sind, könnten eine Schlüsselposition für einen langfristigen Aufenthalt auf anderen Planeten einnehmen.

Astrobiologe Cyprien Verseux nannte schon einige – teils sehr exotische – Orte sein Zuhause: Sein Heimatland Frankreich, die Hauptstadt Italiens, die Westküste Amerikas, den Mauna Loa Vulkan auf Hawaii sowie die Concordia Station in der Antarktis. Nun ist es Professor Marc Avila als seinem Gastgeber für das Humboldt-Stipendium gelungen, ihn an die Universität Bremen zu locken. Begleitet wird Verseux dabei von seinen Forschungsobjekten, den „Cyanobakterien“: blaugrüne Bakterien, die wie Pflanzen Photosynthese betreiben und unter anderem Sauerstoff produzieren. Mit ihrer Hilfe können die wenigen Rohstoffe, die beispielsweise auf dem Mars vorhandenen sind, für den Menschen nutzbar gemacht werden.

Allroundtalent Blaualge
Während Cyanobakterien die Badegäste im Sommer von den Seen fernhalten, präsentieren sich die Mikroorganismen in der Raumfahrt als wahres Allround-Talent. Sie wachsen durch Photosynthese, können Stickstoff binden und sind darüber hinaus in der Lage, Nährstoffe aus Gestein zu extrahieren. Mit diesen Eigenschaften sind sie hervorragend ausgerüstet, aus den wenigen auf dem Mars verfügbaren Materialien, überlebenswichtige Verbrauchsgüter wie Sauerstoff, Treibstoff, Lebensmittel und Medikamente zu gewinnen. Dazu verwenden die Cyanobakterien hauptsächlich atmosphärische Gase, vor Ort gewonnenes Wasser aus Grundeis oder Mars-Regolith, also feines Geröll und Staub von der Marsoberfläche.

Verseuxs Forschung beschäftigt sich auf diesem Wege mit einer zentralen Problematik der Weltraum-Exploration: der Bereitstellung von Verbrauchsmaterialien zur Verpflegung und Ausstattung der Besatzungen bei gleichzeitiger Ressorcenknappheit vor Ort. Im LASM arbeitet er an der Erfassung der notwendigen Daten, um Kosten- und Ertragsschätzungen für Prozesse in biologischen Lebenserhaltungssystemen zu erstellen. Ein besonderes Augenmerk liegt darauf, die optimalen atmosphärischen Bedingungen für das Wachstum von Cyanobakterien zu bestimmen.

In Bremen gewinnt Exploration immer mehr an Bedeutung
Mit dem LASM erweitert das ZARM sein Forschungsfeld der Exploration. Es ist eine ideale Ergänzung zu dem von der Klaus Tschira Stiftung geförderten Forschungsprojekt „MaMBA – Moon and Mars Base Analog“, bei dem ein Habitat entwickelt und konstruiert wird, das ein autarkes Leben und Arbeiten außerhalb der Erde möglich machen soll. Eine erste Zusammenarbeit zwischen beiden Projekte erfolgte bereits im Verlaufe dieses Jahres: Cyprien Verseux gehörte zu einem Wissenschaftsteam, das die Demo-Version eines MaMBA-Moduls während einer Simulationswoche auf Herz und Nieren testen konnte. Weitere Explorationsthemen im ZARM sind Feuersicherheit für astronautische Missionen sowie die Möglichkeit der Treibstoffbetankung im Mondorbit.

Auch über das ZARM hinaus gewinnt das Thema astronautische Exploration in Bremen immer mehr an Bedeutung. Im Institut für Raumfahrtsysteme des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt beschäftigen sich Forschungsteams seit einiger Zeit mit Pflanzenwachstum außerhalb der Erde mit einem besonderen Fokus auf den Anbau von Nahrungsmitteln. Am Bremer Standort des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) spielt explorationsrelevante Robotik eine große Rolle. Ein Beispiel ist die Unterstützung von Astronauten durch autonome Roboter bei der Erkundung planetarer Oberflächen auf Mond und Mars.

Über die Alexander von Humboldt-Stiftung:
Jährlich ermöglicht die Humboldt-Stiftung über 2.000 Forscher*innen aus aller Welt einen wissenschaftlichen Aufenthalt in Deutschland. Die Stiftung pflegt ein Netzwerk von weltweit mehr als 29.000 Humboldtianer*innen aller Fachgebiete in über 140 Ländern – unter ihnen 55 Nobelpreisträger*innen.

Der Beitrag ZARM: Grundstein für LASM gelegt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.