Quelle: DLR 11. November 2022.

11. November 2022 – Die Entstehung der beiden Marsmonde Phobos und Deimos ist bisher ungeklärt. Um dieses Rätsel zu entschlüsseln, startet voraussichtlich 2024 die Mission Martian Moons eXploration (MMX) der japanischen Raumfahrtagentur JAXA zu den beiden Monden. Mit an Bord wird ein deutsch-französischer Rover sein, der die Oberfläche des rund 27 Kilometer großen Phobos detailliert erkunden wird. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat nun einen wesentlichen Teil des Rovers am Standort Bremen integriert und fertiggestellt. Die in Zusammenarbeit mehrerer DLR-Institute entstandene Carbonstruktur samt Aufricht- und Fortbewegungssystem ist in dieser Woche von Bremen nach Toulouse an die französische Raumfahrtagentur CNES geliefert worden. Dort erfolgt bis zum Sommer 2023 die Fertigstellung mit dem Einbau aller Instrumente und Subsysteme. Dort erhält der MMX-Rover auch sein Radiometer miniRAD sowie sein Spektrometer RAX. Beide Instrumente wurden am DLR in Berlin gebaut und bereits zuvor nach Toulouse geschickt.

„Mit dem MMX-Rover betreten wir technisches Neuland, denn noch nie ist ein Erkundungsfahrzeug mit Rädern auf einem kleinen Himmelskörper gefahren, der nur über rund ein Tausendstel der Erdanziehungskraft verfügt“, sagt Dr. Markus Grebenstein vom DLR-Institut für Robotik und Mechatronik in Oberpfaffenhofen, der die DLR-Projektleitung für den MMX-Rover innehat. „Da der Rover im freien Fall aus dem Raumfahrzeug auf Phobos gelangt, wird er bei der Landung unbeschadet mehrere „Purzelbäume“ schlagen und in unvorhersagbarer Lage zum Liegen kommen. Aus dieser Situation heraus muss er sich autonom mithilfe des Antriebssystems aufrichten und anschließend seine Sonnensegel entfalten. Erst dann ist der Rover fahrbereit und überlebensfähig“, so Grebenstein weiter. „Fahren wird er schließlich ganz behutsam mit nur einigen Millimetern pro Sekunde, um trotz der geringen Schwerkraft mit seinen speziellen Rädern den Bodenkontakt zu halten“, ergänzt Dr. Stefan Barthelmes vom DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik in Oberpfaffenhofen. Am Robotik und Mechatronik Zentrum des DLR in Oberpfaffenhofen wurde das Aufricht- und Fortbewegungssystem entwickelt und gebaut. Die besonders leichte Carbonstruktur hat das DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik beigesteuert.

Porosität und Zusammensetzung der Oberfläche messen
Der nur 25 Kilogramm leichte MMX-Rover wird, angekommen bei Phobos, von der MMX-Muttersonde abgetrennt und etwa 50 Meter hinab zur Mondoberfläche fallen. Dies wurde in ersten Falltests am Bremer DLR-Institut für Raumfahrtsysteme bereits erprobt, wo nun auch die Integration erfolgte. Auf Phobos hat der Rover rund 100 Tage Zeit, die physikalischen und mineralogischen Eigenschaften der Oberfläche zu erkunden. Dabei kommen die beiden DLR-Instrumente miniRAD und RAX aus Berlin zum Einsatz. Das Radiometer miniRAD des DLR-Instituts für Planetenforschung wird mittels Infrarotmessungen die Oberflächentemperatur bestimmen. Zudem ermöglicht es Rückschlüsse auf die Porosität des Oberflächenmaterials, um diese mit Asteroiden- und Kometenproben zu vergleichen. Das Raman-Spektrometer RAX (RAman spectroscopy for MMX) ist eine Entwicklung unter Führung des DLR-Instituts für Optische Sensorsysteme mit Beteiligung der JAXA und der spanischen Raumfahrtagentur INTA. RAX wird entlang der Roverstrecke die mineralogische Zusammensetzung der Phobos-Oberfläche ermitteln. Die Minerale eines Himmelskörpers stehen eng mit seiner Entstehung und Geschichte im Zusammenhang und Vergleiche mit Messungen anderer Rover auf dem Mars helfen den Wissenschaftlern, das Mars-System mit seinen Monden besser zu verstehen.

Neben den beiden DLR-Instrumenten werden in den nächsten Monaten bei der CNES in Toulouse auch zwei Radkameras montiert, die Räder und Untergrund im Blick behalten und dabei wissenschaftliche Daten zum Aufbau der Phobos- Oberfläche sammeln, sowie zwei Navigationskameras integriert. Zudem bauen die Ingenieurteams die Solarpanele, das Energiesystem, das Funksystem für den Kontakt zur Erde, sowie den Bordcomputer in den Rover ein. Dann stehen umfangreiche Tests des vollständigen Rovers an hinsichtlich seiner Funktionen sowie seiner Beständigkeit gegenüber den Vibrationen des Raketenstarts und der extremen Temperaturschwankungen von mehr als 200 Grad Celsius auf Phobos. Die Tests unter Weltraumbedingungen wird der MMX-Rover zusammen mit dem Verbindungs- und Separationssystem zum Mutterschiff, genannt „MECSS“ (Mechanical and Electrical Connection and Support System) absolvieren. Dieser Adapter wird ebenfalls vom DLR bereitgestellt.

Ein Stück Marsmond zur Erde bringen
Die MMX-Raumsonde besteht insgesamt aus drei Modulen. Das Explorationsmodul verfügt über Landebeine, Probennehmer und einige Instrumenten sowie den mitgeführten MMX-Rover. An das Explorationsmodul schließt sich das Return-Modul mit der Kapsel zur Probenrückführung an, gefolgt von einem Antriebsmodul mit den Treibstofftanks und Raketentriebwerken. Der Start der japanischen Raumsonde ist derzeit für 2024 mit einer H-3-Rakete vom japanischen Weltraumbahnhof in Tanegashima geplant. Ungefähr ein Jahr nach dem Verlassen der Erde wird die Sonde dann 2025 in eine Umlaufbahn um den Mars eintreten, um Phobos und Deimos zu beobachten. Anschließend wird sie in einen Quasi-Orbit um den Marsmond Phobos einschwenken, dort wissenschaftliche Daten sammeln, den mitgeführten MMX-Rover absetzen und Proben von der Mondoberfläche nehmen. Nach der Probenentnahme kehrt das Raumfahrzeug mit dem auf Phobos gesammelten Material zur Erde zurück. Die Landung des MMX-Rovers auf Phobos ist für 2027 geplant und die Rückkehr zur Erde mit den Proben im Jahre 2029. Die Messungen und Bilder des Rovers auf der Phobos-Oberfläche werden auch als Referenz für die Orbiter-Instrumente dienen und helfen, die Landung des Explorationsmoduls für die Probennahme vorzubereiten.

Woher kamen „Furcht“ und „Schrecken“?
Phobos und Deimos (zu Deutsch: Furcht und Schrecken), in der griechischen Mythologie die Begleiter des Kriegsgottes Ares, der in der römischen Antike seine Entsprechung im Kriegsgott Mars hatte, begleiten als kleine Monde den Planeten Mars. Entdeckt wurden sie 1877 vom amerikanischen Astronomen Asaph Hall. Aufgrund ihrer geringen Größe (Phobos 27 Kilometer, Deimos 15 Kilometer) sind beide Monde unregelmäßig geformt und erinnern mit ihrer Gestalt eher an Asteroiden. So besagt eine Theorie, dass der Mars die beiden, womöglich im Asteroidengürtel entstandenen Körper in der Vergangenheit „einfing“. Allerdings sind damit die sehr engen und fast kreisrunden Bahnen beider Monde in der Äquatorebene des Planeten nur schwer zu erklären. Diese wären besser nachvollziehbar, wenn Phobos und Deimos Überbleibsel eines riesigen Meteoriteneinschlags auf dem Mars wären. MMX soll dieses schon lang diskutierte Rätsel der Planetenforschung lösen. Die Entstehung des Mars-Systems ist zudem ein Schlüssel, um die Prozesse der Planetenbildung im Sonnensystem insgesamt besser zu verstehen. In jedem Fall dürften Spuren von Gesteinen des Mars auf der Oberfläche von Phobos zu finden sein, die als Auswurfsmaterial späterer Asteroideneinschläge auf Phobos landeten. Damit könnte dann mit den Proben von Phobos auch Material vom Mars in der Rückkehrkapsel zur Erde und damit in irdische Labore gelangen.

MMX – Martian Moons eXploration
MMX ist eine Mission der japanischen Weltraumorganisation JAXA mit Beiträgen von NASA, ESA, der französischen Raumfahrtagentur CNES und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). CNES und DLR steuern zusammen einen 25 Kilogramm schweren Rover bei. Der deutsch-französische MMX-Rover wird unter gemeinsamer Leitung der beiden Partner entworfen und gebaut. Das DLR übernimmt dabei insbesondere die Entwicklung des Rover-Fahrwerks samt Carbonstruktur sowie des gesamten Aufricht- und Fortbewegungssystems. Zudem steuert das DLR das Verbindungs- und Separationssysten zur Muttersonde bei und stellt ein Raman-Spektrometer sowie ein Radiometer als wissenschaftliche Experimente. Diese werden die Oberflächenzusammensetzung und -beschaffenheit auf Phobos messen. Die CNES leistet wesentliche Beiträge mit Kamerasystemen zur räumlichen Orientierung und Erkundung auf der Oberfläche sowie zur Untersuchung der mechanischen Bodeneigenschaften. Darüber hinaus entwickelt die CNES das zentrale Service-Modul des Rovers inklusive des Onboard-Computers sowie des Energie- und Kommunikationssystems. Nach dem Start der MMX-Mission wird der Rover von Kontrollzentren der CNES in Toulouse (Frankreich) und des DLR in Köln betrieben.

Seitens des DLR sind unter der Leitung des Instituts für Robotik und Mechatronik zudem die Institute für Systemdynamik und Regelungstechnik, für Faserverbundleichtbau und Adaptronik, für Raumfahrtsysteme, für Optische Sensorsysteme, für Planetenforschung, für Softwaretechnologie sowie das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) beteiligt.

Die Mission MMX steht in der Tradition einer bereits langjährigen erfolgreichen Kooperation der Partner JAXA, CNES und DLR. Sie knüpft an die Vorgängermission Hayabusa2 an, bei der die JAXA eine Raumsonde zum Asteroiden Ryugu schickte mit dem deutsch-französischen Lander MASCOT an Bord. Am 3. Oktober 2018 landete MASCOT auf Ryugu und sendete spektakuläre Bilder einer faszinierenden zerklüfteten Landschaft aus Geröll und Steinen. Hayabusa2 nahm Proben von Ryugu und brachte diese am 6. Dezember 2020 zurück zur Erde.

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• MMX Phobos Sample Return (JAXA)
• Marsmonde Phobos und Deimos
• DLR

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Quelle: Stadt Köln 9. November 2022.

Freut euch auf die folgenden Vorträge:

• Dr. Lisa Wörner, Leiterin des DLR-Instituts für Quantentechnologien in Ulm. Sie berichtet über heutige und zukünftige Anwendungsszenarien für Quantentechnologien in der Raumfahrt.
• Dr. Jens Biele vom Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) in Köln berichtet über die DART-Mission bei der eine Weltraumsonde im September 2022 in einen kleinen Asteroiden einschlug, um seine Umlaufbahn zu ändern. Außerdem gibt er einen Ausblick auf die Folgemission Hera.

Davor, dazwischen und danach ist wieder unser Weltraum-Quiz am Start. Knackige Fragen für spacige Preise!

„Lichtjahre voraus“ findet auch dieses Jahr online statt. Wir nutzen dafür die Webinarplattform edudip, die im Browser läuft. Die technischen Voraussetzungen halten sich daher in Grenzen: Ihr braucht eine gute und stabile Internetverbindung, einen aktuellen Browser (am besten Chrome oder Firefox) und einen Lautsprecher oder Kopfhörer. Wie unser Weltraumforschungsabend als Online-Veranstaltung funktioniert, seht ihr hier am Beispiel von „Lichtjahre voraus 2021“: YouTube-Link.

Wir freuen uns auf eure Kommentare und Fragen im Veranstaltungs-Chat. Nach den Vorträgen schnappen wir uns eure Fragen und lassen sie von den Vortragenden beantworten. So seid ihr wirklich live dabei.

Das Webinar wird aufgezeichnet und in unserer YouTube-Playlist veröffentlicht. Bitte beachtet, dass auch der Chat in der Aufzeichnung zu sehen sein wird. Meldet euch gern mit einem Pseudonym an, falls ihr nicht mit eurem Klarnamen im Chat auftauchen wollt.

In Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Veranstaltungsinformationen:
Veranstaltungsort: Online-Veranstaltung über edudip
Datum: 1. Dezember 2022 (Donnerstag)
Uhrzeit: 19 – 21:30 Uhr (Webinarraum schon vorher offen)
Eintritt: kostenlos
Anmeldung: Anmeldeseite auf edudip
Hashtag: #geekscgn

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Der Beitrag Lichtjahre voraus 2022 (Online-Event am 1. Dezember 2022) erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR 7. September 2022.

7. September 2022 – Chlorophyllin, Beta-Carotin, Melanin, Chitin, Zellulose, Naringenin, Querzetin – solche exotisch klingenden biologischen Verbindungen sind wichtige Bestandteile irdischer Organismen, die extreme Umweltbedingungen aushalten. Zwischen Oktober 2014 und Februar 2016 wurden diese sieben Moleküle einem Langzeit-Stresstest im Weltall unterzogen. Überleben diese Substanzen auch die harten Strahlungsbedingungen im All? Wie stark setzen ihnen die extremen Temperaturunterschiede dort zu? Wie verändern sie sich? Und könnten sie beispielsweise auf dem Mars auch mit ferngesteuerten Messinstrumenten identifiziert werden? 469 Tage wurden die Biomoleküle an der Außenwand der Internationalen Raumstation ISS der intensiven Strahlung und dem alle 90 Minuten wechselnden Tag-und-Nacht-Rhythmus ausgesetzt. Das Ergebnis des vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) angeführten Experiments zeigt, dass die Biomoleküle im Marsboden zum einen fast unverändert überleben würden, vor allem aber mit der Methode der Raman-Spektroskopie auf dem Mars identifiziert werden könnten.

„Unsere Ergebnisse sind die ersten systematisch gemessenen Raman-Signaturen, quasi Fingerabdrücke von isolierten und im niedrigem Erdorbit dem Weltall ausgesetzten Biomolekülen“, erklärt Dr. Mickael Baqué vom DLR-Institut für Planetenforschung. „Sie bestätigen, dass wir die Raman-Spektroskopie, eine schnelle und zerstörungsfreie Messtechnik, für die Suche nach Spuren von Leben auf dem Mars einsetzen können – insbesondere im von der UV-Strahlung abgeschirmten Untergrund.“ Mickael Bacqué ist Erstautor einer nun im Wissenschaftsmagazin Science Advances erschienen Studie, die Messungen und Ergebnisse des Experiments BIOMEX zusammenfasst. BIOMEX steht für BIOlogy and Mars EXperiment und war eines von vier Experimenten, die unter dem Namen EXPOSE-R2 zusammengefasst waren. Die Experimente wurden gemeinsam von der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der russischen Agentur Roskosmos auf der ISS durchgeführt. Am 18. Juni 2016 kehrten die nach dem Experiment vor Licht- und Umwelteinflüssen geschützten Proben mit dem ESA-Astronauten Tim Peake in einer Sojus-Kapsel zur Erde zurück. Die Auswertung erfolgte unter anderem am DLR.

Gab oder gibt es Leben auf dem Mars?
Die Suche nach fossilen oder noch heute lebenden Organismen auf anderen Himmelskörpern ist eine der großen Triebfedern der aktuellen Planetenforschung. Leben ist bisher nur auf der Erde bekannt, aber es ist denkbar, dass sich Leben einst auch auf dem Mars, dem äußeren Nachbarplaneten der Erde, entwickelte oder dort vielleicht sogar noch heute existiert. Vor drei bis vier Milliarden Jahren gab es Wasser auf dem Mars, die Atmosphäre war dichter als heute und die Temperaturen höher. Mobile Marsroboter wie der vor zehn Jahren im Krater Gale gelandete Rover Curiosity haben in Sedimentgesteinen nachgewiesen, dass die wichtigsten chemischen Elemente für die Voraussetzungen von Leben vorhanden sind, wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor. Spuren von Leben, sogenannte Biosignaturen, wurden jedoch noch nicht entdeckt. „Die jetzt in BIOMEX exponierten und danach untersuchten Biomoleküle spielen eine Schlüsselrolle für die aktuelle und zukünftige Suche nach Biosignaturen“, erläutert der damalige Leiter des BIOMEX-Experiments Dr. Jean-Pierre Paul de Vera vom Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) in der DLR-Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining. „Denn um den Nachweis von Lebensspuren überhaupt führen zu können, müssen wir wissen, was die harschen Umweltbedingungen mit potentiellen Organismen und ihren molekularen Bestandteilen auf dem Mars machen, wie stabil sie sind oder wie sie sich gegebenenfalls durch die UV-Strahlung verändern und das dadurch gemessene Signal variiert.“

Manche Organismen mögen es extrem – wie auf dem Mars
Vor allem die auf dem Mars viel stärkere UV-Strahlung und eine die Moleküle ionisierende Strahlung, aber auch die oxidierende Umgebung und extreme Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht setzen fossilen oder existierenden Organismen zu. Das geschieht nicht nur auf dem Boden, sondern auch in Zentimetern bis zu Metern unter der Oberfläche. Für BIOMEX wurden deshalb sieben Molekülsorten für mehrere hundert Proben ausgewählt, beispielsweise Archaeen, einzellige Organismen ohne Zellkern, wie sie auch ganz am Anfang der Entwicklung von Leben auf der Erde standen und deren Existenz vor Milliarden Jahren auch auf dem Mars für möglich gehalten wird. Die für BIOMEX ausgewählten Biomoleküle sind Bestandteil von irdischen Organismen, die unter extremsten Bedingungen – Trockenheit, Kälte, Hitze, UV-Strahlung – zu überleben in der Lage sind, sogenannte extremophile Organismen.

An solchen Biomolekülen wurde bei Laboruntersuchungen auf der Erde bereits gezeigt, dass sie mit Raman-Spektroskopie (siehe auch untenstehender Kasten) identifiziert werden können. Für BIOMEX wurden die Biomoleküle auf zwei unterschiedlichen, am Museum für Naturkunde Berlin entwickelten Mars-Analogmaterialien aufgebracht beziehungsweise mit dem Regolith, dem simulierten Marsboden, vermischt: einmal ein Regolith, der mehr aus Schichtsilikaten besteht und der dem frühen Mars entspricht, und zum anderen ein schwefelhaltiges Substrat, das eher einem im Mars-Mittelalter entstandenen Regolith ähnelt. Anschließend wurden die Proben in drei Lagen unter hochtransparentem Glas von einer der Marsatmosphäre entsprechenden ‚Luft‘ umgeben bzw. vakuumiert, so dass nur die oberste Lage den Weltraumbedingungen direkt ausgesetzt war, und bei den beiden darunterliegenden Lagen die Biomoleküle gewissermaßen geschützt sind und Proben unter der Marsoberfläche repräsentieren. BIOMEX wurde am 24. Juli 2014 mit der Versorgungsmission Progress 56P zur ISS gebracht und am 22. Oktober 2014 von den Kosmonauten Maxim Surajew und Alexandr Samokutjaew durch Entfernen der Schutzabdeckung am Swesda-Modul der Raumstation den Weltraumbedingungen ausgesetzt.

ISS war die ideale Plattform für BIOMEX
„Die ISS umkreist die Erde in rund 400 Kilometer Höhe. Dort ist die UV-Strahlung um ein Vielfaches stärker als auf der Erde“, erklärt de Vera. „Die ISS bot ideale Voraussetzungen für dieses Experiment, denn die Weltraumbedingungen kommen der Situation auf dem Mars, dessen Schutz durch die Atmosphäre wesentlich geringer ist als auf der Erde und deshalb ebenfalls viel UV-Strahlung empfängt, viel näher.“ Ein Teil von BIOMEX war auch ein von der DLR-Wissenschaftlerin Dr. Petra Rettberg geleitetes, begleitendes Experiment im DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln, wo die gleichen Biomoleküle unter Quasi-Marsbedingungen in einer Weltraum-Simulationskammer typischen Strahlungsbedingungen und Temperaturunterschieden ausgesetzt waren. Nach der Rückkehr von BIOMEX wurden die Proben aus dem All und die des irdischen Labors verglichen.

„Die Datenauswertung gestaltete sich sehr aufwendig und musste sehr sorgfältig vorgenommen werden“, blickt Baqué auf anstrengende Jahre nach dem Experiment zurück. „Besonders schwierig wurde es dann, wenn sich in den Raman-Spektren zu den Signaturen der Biomoleküle auch diagnostische Linien von abiotischen Stoffen, also beispielsweise dem eisenhaltigen Mineral Hämatit oder von nicht-organischem Kohlenstoff gesellten und wir das auseinanderhalten mussten. Aber am Ende haben wir jetzt ein solides Ergebnis vorliegen, mit dem die Suche nach früherem oder noch existierendem Leben auf dem Mars wirklich verbessert werden kann.“ Wie erwartet, veränderte die ultraviolette Strahlung die Signale des Raman-Spektrums bei all jenen Proben stark, die sich in der Versuchsanordnung oben an der Oberfläche befanden und unmittelbar der UV-Strahlung ausgesetzt waren. Aber es wurden nur geringfügige Änderungen der Spektren beobachtet, wenn die beiden darunter folgenden Probenreihen vor dem UV-Licht abgeschirmt waren.

„Diese Erkenntnis ist für diejenigen Marsmissionen, die nach Biosignaturen unter der Marsoberfläche suchen, von fundamentaler Bedeutung“, freut sich de Vera. „Biosignaturen direkt auf der Oberfläche sind für die Raman-Spektroskopie allerdings schwieriger zu identifizieren. Doch dafür gibt es andere, heute noch besser geeignete Methoden.“ Raman-Spektroskopie wird aktuell auf der seit 2021 im Krater Jezero operierenden NASA-Mission Mars 2020 und ihrem Rover Perseverance mit den Experimenten SuperCam und SHERLOC durchgeführt. Außerdem soll sie auf der europäischen Mission ExoMars mit dem Rover Rosalind Franklin zum Einsatz kommen. An beiden Missionen sind auch DLR-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beteiligt.

Mit BIOMEX wurde die Möglichkeit des Nachweises von im All ausgesetzten und in Mars-analoger Umgebung befindlichen Biomolekülen durch Raman-Spektroskopie demonstriert. Damit ist auch eine Grundlage für eine konsolidierte, weltraumerprobte Datenbank von spektroskopischen Biosignaturen in extraterrestrischen Umgebungen gelegt.

Neben den DLR-Instituten für Planetenforschung, für Optische Sensorsysteme und für Luft- und Raumfahrtmedizin sowie dem Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) in der DLR-Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining waren in Deutschland das Robert-Koch-Institut, das Museum für Naturkunde und die TU Berlin, die TH Wildau, das Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie, das GFZ Potsdam, die Universität Potsdam sowie die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf involviert.

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• **ISS** Forschung & Forschungseinrichtungen

Der Beitrag DLR: Raman-Spektroskopie kann Biomoleküle unter Marsoberfläche entdecken erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

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

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

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

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

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

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

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

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Quelle: DLR.

Nachdem das DLR-Instrument HP³ (Heat and Physical Properties Package), der Marsmaulwurf, nach seinem ersten Hämmern am 28. Februar 2019 nur etwa 30 Zentimeter in den Marsboden vordringen konnte, analysieren die Planetenforscher und Ingenieure des DLR, wie es dazu kommen konnte und welche Maßnahmen Abhilfe schaffen könnten. „Wir untersuchen und testen verschiedene denkbare Szenarien, um so die Konstellation herauszufinden, die auf dem Mars zum Stoppen unseres Maulwurfs geführt hat“, erläutert Testleiter Torben Wippermann vom DLR-Institut für Raumfahrtsysteme in Bremen. Die Basis für die Arbeit der Wissenschaftler: Einige Fotos, Temperaturdaten, Daten des Radiometers sowie Aufzeichnungen des französischen Seismometers während eines kurzen Probehämmerns am 26. März 2019.

Eigentlich hatte nach dem Aufsetzen des Landers InSight der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA alles besser ausgesehen als erwartet: Die Kamera des Landers zeigte zwar in einiger Entfernung zahlreiche Steine, die direkte Umgebung war allerdings erfreulich frei von Steinen und Geröll. Warum der Maulwurf nach seinem Aussetzen auf die Marsoberfläche sich zunächst zügig in den Untergrund hämmerte und sich dann nicht mehr weiter vorarbeiten konnte, wird nun per Ferndiagnose geklärt. „Es gibt verschiedene mögliche Erklärungen, auf die wir unterschiedlich reagieren müssen“, sagt Dr. Matthias Grott, Planetenforscher und HP³-Projektwissenschaftler. Eine der Erklärungen: Der Marsmaulwurf befindet sich in einem selbst geschaffenen Hohlraum und hat an den Seiten die erforderliche Reibung mit dem Sand verloren.

Eine weitere Sorte Sand
In Bremen wird daher nun mit einer weiteren Sorte Sand experimentiert: „Bisher haben wir mit einer marsähnlichen Sandsorte getestet, die nicht sehr kohäsiv ist“, erläutert Torben Wippermann. Dieser Sand stammt noch von früheren Tests, bei denen sich der Maulwurf in Vorbereitung auf die Mission in einer Fünf-Meter-Säule in die Tiefe hämmerte. Nun soll das Ersatzmodell des Maulwurfs in einer Box auf Sand treffen, der sich schnell verfestigt und in dem durch das Hämmern Hohlräume entstehen können. Im Sand deponieren die Wissenschaftler bei einigen ihrer Testläufe auch einen Stein mit einem Durchmesser von circa zehn Zentimetern – ein solches Hindernis im Marsgrund könnte schließlich ebenfalls ein Grund dafür sein, dass das HP³-Instrument auf dem Roten Planeten ausgebremst wurde. Bei allen Versuchen lauscht ein Seismometer auf die Tätigkeit des irdischen Maulwurfs. Bei einem „diagnostischen“ kurzen Hämmern auf dem Mars hatte das französische Instrument SEIS ebenfalls die Erschütterungen aufgezeichnet, um mehr über den Schlagmechanismus des Maulwurfs zu erfahren und Rückschlüsse ziehen zu können. Der Vergleich der Daten hilft, sich der realen Situation anzunähern. „Im Idealfall können wir möglichst exakt die bisherigen Abläufe auf dem Mars rekonstruieren.“

Irdische Maulwürfe als Versuchskaninchen
Haben die Wissenschaftler herausgefunden, was am 28. Februar 2019 in über 228 Millionen Kilometer Entfernung den Maulwurf aus dem Rhythmus gebracht hat, folgt der nächste Schritt: Mögliche Maßnahmen, wie man das Instrument weiter in den Boden vordringen lassen kann, müssen dann ebenso akribisch auf der Erde getestet und analysiert werden. Daher wurde auch bereits ein weiteres DLR-Modell des Maulwurfs zum Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in die USA geschickt. Dort kann mit den Erkenntnissen der DLR-Forscher im Zusammenspiel von Maulwurf, HP³-Gehäuse und robotischen Arm geprobt werden, ob beispielsweise ein Anheben oder Verschieben der Außenstruktur zielführend ist. „Ich schätze, dass wir erst in einigen Wochen eine Aktion auf dem Mars ausführen werden“, sagt DLR-Planetenforscher Dr. Matthias Grott. Erst wenn für die irdischen Maulwürfe eine Lösung gefunden wurde, wird die Pause für den Maulwurf im All enden.

Das HP³-Instrument auf der NASA-Mission InSight
Die Mission InSight wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, im Auftrag des Wissenschaftsdirektorats der NASA durchgeführt. InSight ist eine Mission des NASA-Discovery-Programms. Das DLR steuert zur Mission das Experiment HP³ (Heat Flow and Physical Properties Package) bei. Die wissenschaftliche Leitung liegt beim DLR-Institut für Planetenforschung, welches das Experiment federführend in Zusammenarbeit mit den DLR-Instituten für Raumfahrtsysteme, Optische Sensorsysteme, Raumflugbetrieb und Astronautentraining, Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Systemdynamik und Regelungstechnik sowie Robotik und Mechatronik entwickelt und realisiert hat.

Daneben sind beteiligte industrielle Partner: Astronika und CBK Space Research Centre, Magson und Sonaca, das Institut für Photonische Technologie (IPHT) sowie die Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH. Wissenschaftliche Partner sind das ÖAW Institut für Weltraumforschung und die Universität Kaiserslautern. Der Betrieb von HP³ erfolgt durch das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) des DLR in Köln. Darüber hinaus hat das DLR Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie einen Beitrag des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung zum französischen Hauptinstrument SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) gefördert.

Ausführliche Informationen zur Mission InSight und zum Experiment HP³ finden Sie auf der DLR-Sonderseite zur Mission mit ausführlichen Hintergrundartikeln sowie in der Animation und der Broschüre zur Mission und über den Hashtag #MarsMaulwurf auf dem DLR-Twitterkanal. Aktuell berichtet Prof. Tilman Spohn, leitender Wissenschaftler des HP³-Experiments, in Blogposts über die Aktivitäten des ‚Marsmaulwurfs‘.

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• InSight auf Atlas V 401

Der Beitrag Tests für den InSight-Maulwurf auf einem Kubikmeter erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

Für den Marsmaulwurf des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) steht noch im März eine kurze neue Runde Hämmern an. Seismometer und Kamera werden genau horchen und schauen, wie sich der Maulwurf bewegt. Daraus wollen die Forscher detaillierter analysieren, in welcher Situation sich die selbsthämmernde Rammsonde befindet, die zuletzt Anfang März bei rund 30 Zentimetern keinen Tiefenfortschritt mehr zeigte. Verschiedene Ideen zur Freisetzung des Maulwurfs benötigen eine genauere Analyse der Situation und mindestens einige weitere Wochen für Tests verschiedener Strategien auf der Erde.

„Bisher ist immer noch recht unklar, ob der Maulwurf durch einen einzelnen Stein oder eine Kiesschicht blockiert wird, oder ob sich der hintere Teil der Rammsonde in der Trägerstruktur verfangen hat, weil das Gerät in etwa 15 Grad Winkel zur Vertikalen in den Boden eingedrungen ist“, sagt Prof. Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung, der aktuell im DLR-Blog über den Fortgang der Mission berichtet. Die Wissenschaftler hatten sich erhofft, innerhalb weniger Monate nach der Landung der InSight-Mission mindesten drei Meter in den Marsboden zu gelangen. Erste Messungen der Wärmeleitfähigkeit des Bodens mit HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) konnten nun bereits bei 30 Zentimetern durchgeführt werden und die Forscher hoffen weiter auf Messungen, die auch zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt werden können.

Ende März plant das Team des Maulwurfs nun zunächst einen zehn bis 15-minütigen diagnostischen Hammertest. Dabei kann das Seismometer von InSight dem Maulwurf „zuhören“, wie er sich verhält, wenn er auf das Hindernis trifft und mögliche Hinweise darauf geben, was genauer den Maulwurf blockiert. In der Zwischenzeit fotografiert die Kamera des InSight-Roboterarms die Stützstruktur des Maulwurfs mit dem Ziel, jede mögliche Bewegung zu erfassen, die der Maulwurf beim Hämmern hervorruft.

Im April wird ein exakter HP3-Nachbau vom DLR an das Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena/Kalifornien gesendet. Dann kann das JPL-Team weiterführende Tests auf der Erde durchführen in Zusammenarbeit mit DLR-Ingenieuren und -Wissenschaftlern, die mit einem weiteren HP3-Nachbau in Bremen arbeiten.

Das HP3-Instrument auf der NASA-Mission InSight
Die Mission InSight wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, im Auftrag des Wissenschaftsdirektorats der NASA durchgeführt. InSight ist eine Mission des NASA-Discovery-Programms. Das DLR steuert zur Mission das Experiment HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) bei. Die wissenschaftliche Leitung liegt beim DLR-Institut für Planetenforschung, welches das Experiment federführend in Zusammenarbeit mit den DLR-Instituten für Raumfahrtsysteme, Optische Sensorsysteme, Raumflugbetrieb und Astronautentraining, Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Systemdynamik und Regelungstechnik sowie Robotik und Mechatronik entwickelt und realisiert hat.

Daneben sind beteiligte industrielle Partner: Astronika und CBK Space Research Centre, Magson und Sonaca, das Institut für Photonische Technologie (IPHT) sowie die Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH. Wissenschaftliche Partner sind das ÖAW Institut für Weltraumforschung und die Universität Kaiserslautern. Der Betrieb von HP3 erfolgt durch das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) des DLR in Köln. Darüber hinaus hat das DLR Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie einen Beitrag des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung zum französischen Hauptinstrument SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) gefördert.

Ausführliche Informationen zur Mission InSight und zum Experiment HP3 finden Sie auf der DLR-Sonderseite zur Mission mit ausführlichen Hintergrundartikeln sowie in der Animation und der Broschüre zur Mission und über den Hashtag #MarsMaulwurf auf dem DLR-Twitterkanal. Aktuell berichtet Prof. Tilman Spohn, leitender Wissenschaftler des HP3-Experiments, in Blogposts über die Aktivitäten des ‚Marsmaulwurfs‘.

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• InSight auf Atlas V 401

Der Beitrag InSight: Diagnoselauf für den Maulwurf erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Oliver Karger und Thomas Weyrauch. Quelle: Oliver Karger / Thomas Weyrauch / Raumfahrer.net.

Kreuz und quer aus der Republik kamen sie angefahren, die Raumfahrt- und Astronomiebegeisterten aus dem Raumcon-Forum. Einmal im Jahr gibt es das Forenerlebnis live, von Angesicht zu Angesicht. 2008 und 2009 beispielsweise gab es Raumcon-Treffen in Hannover. Nach weiteren Treffen 2010 und 2011 in Darmstadt und 2012 in Bremen ging es dieses Jahr nach Bad Honnef. Die kleine Stadt am Rhein zwischen Bonn und Neuwied und Standort des wissenschaftlichen Tagungszentrums Physikzentrum Bad Honnef (PBH) ist bekannt als das „rheinisches Nizza“ und für den Stadtteil Rhöndorf, wo Konrad Adenauer, der erste Bundeskanzler der Bundesrepublik Deutschland, bis zu seinem Tod im Jahr 1967 wohnte. Wir trafen uns in der Jugendherberge Bad Honnef, wo für uns neben Unterkünften ein gut geeigneter Tagungsraum reserviert war. Die Herberge am Rand der Stadt am Rhein war für uns Ausgangspunkt für Exkursionen in die Eifel zum Astropeiler Stockert, zum zweitgrößten frei beweglichen Radioteleskop der Welt in Effelsberg sowie zum Standort des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln.

Am Mittwoch, dem 1. Mai 2013 ging es los. Die ersten Teilnehmer waren bereits vor der Mittagszeit angereist und richteten unseren Tagungsraum her. Tische und Stühle wurden gerückt, großformatige Fotos mit Raumfahrt– und Astronomiemotiven zur Verschönerung des Tagungsraums an die Wände gebracht, ein Funknetzwerk aufgesetzt und die nacheinander eintreffenden Teilnehmerinnen und Teilnehmer willkommen geheißen. Gegen 16.30 Uhr begann das Treffen dann offiziell. Pikarl und Olli begrüßten alle Anwesenden und stellten den Programmablauf vor. Neben Vorträgen einzelner Raumconler standen zwei Exkursionen an, die erste gleich am nächsten Morgen in die Eifel zu zwei Radioteleskopen.

Als Einstimmung hielt websquid nach dem Abendessen einen Vortrag über die Prinzipien der VLBI, Very Large Baseline Interferometry – einer Methode, um mit Radioteleskopen eine möglichste große Winkelauflösung und eine hohe räumliche Auflösung zu erzielen. Die Auflösung eines einzelnen Teleskops, das in einem Frequenzbereich von einigen hundert MHz bis in den Bereich um einhundert GHz misst, ist begrenzt durch die Größe der nutzbaren Fläche seines Primärspiegels. Durch das Zusammenschalten von Teleskopen, die räumlich möglichst weit auseinander liegen, kann die räumliche Auflösung massiv verbessert werden. Am besten gelingt dies im Zusammenwirken mit einem Radioteleskop im All – beispielsweise mit dem russischen Radioastron, wobei die größte Entfernung zum zweiten Teleskop bei rund 350.000 km liegt.

Astronomisch ging es weiter – GG, der leider nicht teilnehmen konnte, hatte einen Vortrag zum Thema „Methoden zur Entdeckung von Exoplaneten“ vorbereitet und an Olli weiter gegeben. Während des Vortrags diskutierten wir über die Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden und die mit ihrer Hilfe gelungenen Entdeckungen. Auf das Vorgehen zur Bestätigung von Exoplanetenkandidaten wurde ausführlich eingegangen. Ebenso wurde die aktuelle Situation des angeschlagenen Weltraumteleskops Kepler erörtert, dem Teleskop, das per Transitmethode erdähnliche Exoplaneten in der habitablen Zone nachweisen soll.

… laute Radioquellen …

Am nächsten Morgen ging es dann mit einem gecharterten Bus in Richtung Eifel, zunächst zum Astropeiler Stockert, wo uns Elke Fischer, Heinz-Joachim Woelky und Thomas Buchsteiner begrüßten. Das 25-Meter-Teleskop auf dem 435 Meter hohen Stockert, offiziell eingeweiht am 17. September 1956, ist der direkte Vorgänger vom 100-Meter-Spiegel in Effelsberg und besitzt eine Antennenschüssel aus einem Stahl- und Leichtmetallgerippe, welches das Metallwerk Friedrichshafen am Bodensee, der Nachfolgebetrieb der Zeppelinwerft Friedrichshafen, konzipiert und hergestellt hatte. Zu Zeiten des aufziehenden Kalten Krieges wurde das Teleskop zunächst als militärisches Forschungsobjekt betrieben und hatte parallel dazu wissenschaftliche Aufgaben. Ende der neunziger Jahre nutzte das Digital-Audio-Unternehmen Creamware den Standort. Der nachfolgende Umbau zur ausschließlichen Verwendung als betriebsfähiges astronomisches Teleskop unter Denkmalschutz geriet zunächst ins Stocken. Erst mit dem Kauf des Geländes durch die NRW-Stiftung und die Gründung des gemeinnützigen Vereins Förderverein Astropeiler Stockert e. V. gelang der Umbau. Einige Komponenten wurden runderneuert und durch moderne Technik ersetzt, teilweise jedoch die ursprüngliche in Stand gesetzt. Die Restaurierung hat sich gelohnt, das Zusammenspiel aller Komponenten funktioniert ausgesprochen zufriedenstellend.

Die Führung über das Gelände bot neben einem Blick in die Antriebstechnik des Astropeilers und einer Klettertour auf eine Wartungsplattform unmittelbar unter dem Spiegel natürlich auch eine Live-Vorführung mit einer Messung an der stärksten galaktischen Radioquelle, Kassiopeia A, welche zum Nachweis der Spiralstruktur unserer eigenen Heimatgalaxie dient. Hier konnten wir alle erleben, was es bedeutet, astronomische Messungen selber durchzuführen. Das Radiosignal wurde nämlich nicht dort gefunden, wo es hätte sein sollen. Nach einigem Tüfteln, Überlegen, Neuausrichten des Teleskops, erneuter Kalibrierung der Position am Himmelskoordinatensystem war die Ursache schließlich gefunden und wir konnten ein wunderbares Absorptionsspektrum einer Wasserstoffwolke vor Kassiopeia A bewundern. Aus der Dopplerverschiebung der Spektrallinien lässt sich ermitteln, dass die Wasserstoffwolke mit einer anderen Geschwindigkeit als unsere Sonne, und damit eben auch mit einer anderen Geschwindigkeit als wir, um das galaktische Zentrum rotiert. Mit Hilfe von Messungen dieser Art, die der US-amerikanische Physiker und Radioingenieur Karl Guthe Jansky schon 1931 vorgenommen hatte, und vom US-amerikanischen Nachrichtentechniker und Funkamateur Grote Reber 1937 mit einem im eigenen Garten aufgebauten 9-Meter-Spiegel präzisiert wurden, konnte früh postuliert werden, dass wir in einer Spiralgalaxie leben.

Auf dem Stockert wird der kleinere der beiden Spiegel mit 10 Metern Durchmesser hauptsächlich für Amateurfunk genutzt – entweder um z.B. direkt das Signal von Amateurfunkbaken aufzunehmen und zu dekodieren oder um mittels rain scattering (Regenstreuung) bzw. atmospheric scattering (Atomsphärenstreuung) größere Distanzen zu überwinden, als es per direkter, durch die Erdkrümmung begrenzter Verbindung möglich wäre. Auch der Mond kann als Reflektor verwendet werden, um ein Signal über weite Strecken zu übertragen, was die ambitionierten Funkamateure vor Ort bereits vielfach erfolgreich praktizieren konnten. Es handelt sich dabei um sogenannte EME-Aktivitäten (EME steht für Erde-Mond-Erde). Die 10-Meter-Antenne mit einem Gewinn von ca. 57 dBd und einem Öffnungswinkel von nur 0,22° ist dafür ein geradezu luxuriöses Instrument.

Die nach einem Mittagsimbiss geplante Weiterfahrt zum Radioteleskop Effelsberg des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) verzögerte sich leider, da unser Bus eine Panne hatte. Ein Ersatzbus traf erst nach etwa anderthalb Stunden ein. Unser herzlicher Dank gebührt an dieser Stelle dem Team vom Astropeiler für die bedarfsweise unbürokratische Versorgung mit Kaffee und Tee, die enthusiastische Beantwortung unserer vielen Fragen und die aufmerksame Betreuung.

Effelsberg bot einen imposanten Anblick. Ein strahlend weißer, 100 Meter durchmessender Spiegel, gelegen in einem nach Süden geöffneten Tal saß dort wie ein geduckter Angreifer, bereit zum Sprung. Umso eigenartiger die Empfindung, den 3.200 Tonnen wiegenden Giganten, lautlos, langsam, aber mit Präzision sich auf sein nächstes Ziel ausrichten zu sehen. Im Einführungsvortag erfuhren wir, dass die nicht unerhebliche Verformung des Spiegels beim Kippen des Teleskops durch die trickreiche Konstruktion der Spiegelhalterung und Neufokussierung ausgeglichen wird. Außerdem berichtete Dr. Norbert Junkes uns, dass das galaktische Zentrum nach Himbeere schmeckt (das sogenannte Himbeerketon wurde in einer Molekülwolke nachgewiesen), und dass mehr Wasser im All vorhanden ist, als lange vermutet wurde.

Bei der an den Vortrag anschließenden Führung konnten wir das Radiointerferometer LOFAR (Low Frequency Array), ein nach dem Zufallsprinzip angeordnetes Dipolantennenfeld, das Teleskop selber von Nahem sowie den Kontrollraum besichtigen. Die momentanen Messungen des Teleskops erfolgten mit anderen VLBI-Radioteleskopen im Verbund und liefen vollautomatisch ab. Der anwesende Teleskopfahrer hatte deshalb stets ein wachsames Auge auf die Überwachungs- und Steuereinrichtungen der Teleskopsysteme, während er unsere zahlreichen Fragen beantwortete.

Nach der verspäteten Rückkehr in die Jugendherberge und der Stärkung beim für uns extra warmgehaltenen Abendessen ging es zum gemütlichen Teil des Abends weiter, der langsam, für den einen etwas früher, für andere etwas später, ausklang.

Nachdem der erste Teil des diesjährigen Treffens ganz im Zeichen der Astronomie stand, lag der Schwerpunkt der zweiten Hälfte im Bereich der Raumfahrt. Gleich zu Beginn unserer Exkursion zum Standort des DLR in Köln am 3. Mai 2013 verließen wir dieses wieder. Im gleichen Augenblick auch die Bundesrepublik Deutschland verlassend betraten wir Territorium der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA). In einem durch die ESA angemieteten Gebäudekomplex auf dem DLR-Gelände befindet sich das Ausbildungszentrum für alle europäischen Astronauten (European Astronauts Corps, EAC). Dort erfolgt die Grundausbildung der europäischen Astronauten, sowohl in der Theorie (u.a. Erwerben von Russischkenntnissen, Grundlagen des Raumflugs) und in der Praxis (Erlernen der Grundlagen eines Außenbordeinsatzes an der Internationalen Raumstation (ISS), Orientierung in den europäischen und russischen Stationsmodulen inklusive ATV-Mockup, Grundlagenübungen in einem Sojus-Simulator). Außerdem werden im EAC auch alle anderen Astronauten aus den teilnehmenden Nation am ISS-Programm in ihren Fertigkeiten zur Arbeit in ESA-Modulen und mit den darin enthaltenen Experimenten geschult. Leider war es uns nicht vergönnt, einen der ESA-Astronauten direkt zu erleben, da zum Zeitpunkt unseres Besuchs keiner im Gebäude tätig war.

… ungleiche Schwerkräfte …

Neben der Ausbildung und Missionsvorbereitung von Astronauten werden am DLR-Standort in Köln auch die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Organismus untersucht. Dazu wird im neu eingerichteten :envihab des Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin zukünftig eine Kurzarmzentrifuge betrieben. Gegenüber einer Langarmzentrifuge kann diese im gleichen Augenblick unterschiedliche Beschleunigungskräfte auf den Körper einwirken lassen, so dass beispielsweise der Kopf eine geringere Schwerkraft spürt als die eine Körperlänge entfernten Füße. Die Effekte eines solchen Schwerkraftgradienten sollen unter verschiedenen Situationen untersucht werden, beim einfachen Liegen, beim Training auf einem Ergometer oder bei Kniebeugen bzw. dem Hüpfen eines Probanden innerhalb des Gradientenfelds. Hiervon erhofft man sich neue Erkenntnisse zur Verkürzung der Trainingszeit bei Langzeitaufenthalten im All, erläuterte uns Guido Petrat vom Biomedizinischen Wissenschafts-Unterstützungszentrum des Instituts.

Den Abschluss bildete ein Besuch beim Nutzerzentrum für Weltraumexperimente. Von hier aus werden vom sogenannten lebenswissenschaftlichen Teil des Deutschen Nutzerzentrums (Microgravity User Support Center, MUSC) alle im europäischen ISS-Modul Columbus befindlichen Experimente meist automatisch gesteuert. Zum Wechsel von Untersuchungsproben müssen zwar noch die Astronauten an Bord der ISS eingreifen, im Idealfall laufen die Experimente jedoch im durch das MUSC überwachten 24/7-Betrieb. Konkret am Beispiel des BioLab, einem Experimentierschrank zur Untersuchung von biologischen Proben, erfuhren wir, welcher Aufwand in der Planungs- und Umsetzungsphase eines einzelnen Experiments nötig ist, um von der Idee einer Messung zur tatsächlichen Durchführung zu gelangen.

Ebenfalls im Nutzerzentrum für Weltraumexperimente beheimatet ist das Team des Kometenlanders Philae, welcher zur Rosetta-Mission gehört und voraussichtlich im November 2014 auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko landen soll. An einem 1:1 Modell des Landers erklärte Dr. Koen Geurts uns ausführlich die einzelnen Instrumente an Bord von Philae, mit der während der Annäherung des Kometen an die Sonne das Ausgasverhalten direkt an der Oberfläche untersucht werden soll. Die aktuelle Aufgabe des Landerteams besteht in der Erprobung verschiedener autonom durchgeführter Landesequenzen, welche am voll integrierten Testmodell des Landers durchgespielt werden. Daran anschließend entwickelte sich eine spannende Diskussion um die Vor- und Nachteile der Anordnung der Landerbeine und der Konstruktion eines Ankersystems, mit denen Philae sich an der Kometenoberfläche festkrallen soll. Leider wurde die lebhafte Diskussion durch unsere DLR-Begleitperson etwas abrupt beendet. Ein kurzer Besuch im DLR-SpaceShop, der unter anderem zum Erwerb kulinarischer Spezialitäten – Raumfahrerverpflegung – genutzt wurde, bildete den Abschluss unserer DLR-Visite.

… chinesische Himmelspaläste …

Zurück in unserem Tagungsraum in Bad Honnef entführte uns HausD in den chinesischen Himmelpalast – Tiangong 1. Die recht spärlich verfügbaren Informationen zur ersten chinesischen Raumstation hat HausD in einem ansehnlichen computeranimierten 3D-Modell zusammengeführt und bei der Umsetzung mit seiner Bemaßung Dimensionen getroffen, die gut mit dem Original zusammenpassen. Dies ermöglichte uns einen virtuellen Rundgang durch Tiangong 1 und die Diskussion der verschiedenen Details der Station, welche an einem Modell aus China im Maßstab 1:48 nachher in Einzelgesprächen fortgesetzt wurde. Das Modell zeichnete sich durch eine hervorragende Lackierung und eine insgesamt hohe Detailtreue aus. Im Bereich der Solarzellenausleger gab es allerdings erhebliche Abweichungen, möglicherweise griffen die Modellbauer einfach auf Ausleger eines anderen Raumfahrzeugs zurück.

Nach dem Abendessen erläuterten STS-125 und pikarl anhand der Nutzerstatistik die Entwicklung des Raumcon-Forums und des Raumfahrer.Net-Portals innerhalb des letzten Jahres. Die Zeichen der Zeit scheinen gut für das Projekt zu stehen. Die Besucherzahlen steigen, die Anzahl der Leser bei besonderen Ereignissen wie der Landung des Rovers Curiosity auf dem Mars zeugen davon, dass ein beachtlicher Anteil der Raumfahrt- und Astronomiebegeisterten Raumfahrer.Net als Informationsquelle nutzt.

Nun folgte die mit Spannung erwartete Auflösung des Bilderrätsels, das diesmal von STS-125 vorbereitet worden war. Auch in diesem Jahr waren die Bildausschnitte so gewählt, dass es schwierig war, diese einem Gesamtbild zuzuordnen. Glückliche Gewinner gab es dennoch. Platz 1 teilten sich fl67, Olli und trallala mit jeweils 7 Punkten, für Platz 2 reichten 4 Punkte, für Platz 3 3 Punkte, und der letzte mit einem Preis dotierte Platz 4 wurde mit zwei Punkten erreicht. Maximal zu erreichen waren 16 Punkte. Die Preisträger freuten sich über Gewinne, die von einzelnen Raumcon-Mitgliedern und dem Verein für Raumfahrt (VfR) gestiftet worden waren.

Im Anschluss an die Preisvergabe gab pikarl eine Einführung in die Untersuchung von Massensterbeereignissen auf der Erde und dem möglichen Zusammenhang mit Gammastrahlenausbrüchen (GRBs). Geologisch sind die ältesten Spuren eines globalen Ereignisses, das zum Aussterben von mehr als 60 % aller lebenden Spezies führt, maximal 180 Millionen Jahre nachweisbar. Bereits davor gab es jedoch Massensterben. Eine mögliche Ursache hierfür könnten kurze, nahe und sehr intensive Gammastrahlenausbrüche sein, welche eine tödliche Strahlendosis auf die Erde wirken ließen. Rein statistisch steht uns das nächste Artensterben übrigens unmittelbar bevor.

Zu inzwischen vorgerückter Stunde war die Gruppe jedoch noch nicht müde und weiterhin wissenshungrig, so dass Olli spontan einen Vortrag zu Strahlungstests in der Raumfahrt unter Verwendung sogenannter Laser-Plasma-Beschleuniger gab. Diese noch im experimentellen Stadium befindliche Bestrahlungsmethode soll es ermöglichen, unter realitätsnäheren Bedingungen die vor jeder Mission notwendigen Tests durchführen zu können. Erste Experimente im vergangenen Jahr verliefen erfolgreich, momentan wird an der Weiterentwicklung und Optimierung gearbeitet.

Am folgenden Morgen baute technician sein Teleskop zur Sonnenbeobachtung auf. Das Wetter war hervorragend geeignet und die Blickrichtung zur Sonne nicht von Wolken behindert. Selbstverständlich war die Öffnung des Teleskops mit einer speziellen Filterfolie abgedeckt, und auch bei der Benutzung des Sucherfernrohrs kam geeignete Filtertechnik zum Einsatz. Durch ein Teleskop, ein Fernglas oder eine Kameraoptik darf man niemals direkt in die Sonne schauen, da dies zur Erblindung führen kann. Filterfolie oder Schraubfilter sind immer in Richtung Beobachtungsobjekt, das heißt vor der Optik, anzubringen. Durch das Sonnenlicht plötzlich ansteigende Temperaturen könnten andernfalls Teile des Beobachtungsgerätes beschädigen, so dass Augenverletzungen beispielsweise durch splitterndes Glas nicht ausgeschlossen werden können. Unter Verwendung digitaler Spiegelreflexkameras (DSLRs) gelang eine Reihe ansehnlicher Photos unseres Zentralgestirns, auf denen auch einige der zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Sonnenflecken zu sehen sind. Um die Schnappschüsse der Sonne zu verwirklichen, wurden die Kameras jeweils über einen T2-Anschluss mit dem Teleskop, einem f/5 Parabol Newton Reflektor vom Typ Skywatcher Explorer-150PDS, das auf parallaktischer Montierung EQ5 SkyScan Pro mit einer Nachführung und automatischer Objektpositionierung ausgestattet war, verbunden. Da die Automatikfunktionen der Kameras durch die Anschlusstechnik bedingt zum großen Teil nicht eingesetzt werden konnten, war es nun Aufgabe der Bediener, Schärfe und Aufnahmezeit auf geeignete Werte einzustellen. Die hier geziegte Aufnahme von technician wurde mit einer Sony Alpha DSLR angefertigt, die Belichtungszeit betrug 1/250s bei ISO 200.

Noch einmal im Tagungsraum der Herberge versammelt, erfuhren die Anwesenden in einem Vortrag von F-D-R etwas über die Folgen vorauseilenden Gehorsams. Eine auch in Moskau zu bekommende, englischsprachige Tageszeitung hatte am Morgen des 12. April 1961 den ersten bemannten Raumflug schon bekannt gegeben, als Gagarin noch gar nicht gestartet war. Auch über den Mann an Bord und die Zahl der Erdumkreisungen erhielten die Lesers des Londoner Daily Worker falsche Informationen. Dass Testpilot Wladimir Iljuschin die Erde drei Mal umkreiste, die Landung nicht unversehrt überstand, und sich daher anschließend in einem chinesischen Sanatorium aufhielt, konnte nicht bestätigt werden, und der Autor der Meldung im Daily Worker musste schließlich einräumen, dass seine gewöhnlich gut informierten Kreise ihn diesmal im Stich gelassen hatten.

Schließlich hieß es Abschied nehmen – ein Erlebnis der besonderen Art ging zu Ende. Auch wenn nicht alles glatt ging, es wie für Raumfahrtmissionen typisch zu Verzögerungen kam und Zeitpläne nicht ganz eingehalten wurden, man ging zufrieden und mit vielen neuen Eindrücken auseinander. Wie in den Jahren zuvor fanden sich Enthusiasten, bekannte und neue Gesichter, die gemeinsam einige Tage lang das Raumcon-Forum live erlebbar machten. Auch 2014 wird das wieder geschehen, da war sich die versammelte Gruppe einig. Wo das sein wird? Daran wird momentan gearbeitet – als mögliche Ziele stehen Berlin, Lampoldshausen und Noordwijk in Niederlanden zur Diskussion. Die Auswahl des Ziels dürfte spannend werden. Die Bekanntgabe der Entscheidung wird dort zu finden sein.

Der Beitrag Raumcon-Treffen 2013 – Nachlese und Zusammenfassung erschien zuerst auf Raumfahrer.net.