Quelle: ESA.

11. April 2019 – Die Satellitendaten zeigen zum einen, wie sich ein kürzlich aufgetretener, planetenweiter Staubsturm auf den Wassergehalt in der Mars-Atmosphäre auswirkte und zeigen zum anderen einen überraschenden Methanmangel auf.

Zwei Aufsätze, die gestern im Wissenschaftsmagazin Nature erschienen, beschreiben die neuen Ergebnisse, die zeitgleich auf einer Pressekonferenz bei der European Geosciences Union in Wien vorgestellt wurden.

Ein dritter Aufsatz, der bei der Zeitschrift Proceedings of the Russian Academy of Science eingereicht worden ist, präsentiert die bisher detailreichste Karte über das Vorkommen von Wassereis oder hydratisierten Mineralien im oberflächennahen Marsuntergrund.

Das ExoMars-Programm ist ein Gemeinschaftsprojekt von ESA und Roscosmos. Der ExoMars Trace Gas Orbiter, kurz TGO, erreichte den Mars im Oktober 2016 und führte über ein Jahr lang Atmosphärenbremsungs-Manöver aus, um seinen wissenschaftlichen Orbit zu erreichen. In einer Höhe von 400 Kilometern über der Marsoberfläche braucht er nun zwei Stunden, um den Planeten zu umkreisen.

„Wir freuen uns über die ersten Ergebnisse des Spurengasorbiters“, sagt Håkan Svedhem, TGO-Projektwissenschaftler der ESA.

„Unsere Instrumente funktionieren einwandfrei und haben schon während der ersten Einsatzmonate hervorragende Daten auf einem viel höheren Niveau als je zuvor geliefert.“

Die Hauptmission des Spurengasorbiters hat Ende April 2018 begonnen, nur wenige Monate bevor ein Staubsturm aufzog, der den gesamten Planeten einhüllen und letztlich zur Beendigung der Opportunity-Mission der NASA führen sollte – der Marsrover der NASA erforschte 15 Jahre lang die Oberfläche des Roten Planeten.

TGO konnte dagegen aus der sicheren Entfernung in seinem Orbit heraus einzigartige Beobachtungen tätigen. Er dokumentierte das Aufziehen und die Entwicklung des Sturms und beobachtete, wie die zunehmende Staubentwicklung den Wasserdampf in der Atmosphäre beeinflusste. Letzteres trägt wesentlich zum Verständnis bei, wie sich das Wasservorkommen auf dem Mars über die Zeit veränderte.

Forscher machen sich den Staubsturm zunutze
NOMAD und ACS, zwei Spektrometer an Bord des Spurengasorbiters, führten die ersten hochauflösenden Messungen mit der Methode der solaren Okkultation durch. Dabei untersuchen sie, wie das Sonnenlicht von der Atmosphäre absorbiert wird, um die chemischen Fingerabdrücke der Bestandteile zu offenbaren.

So wurde eine vertikale Verteilung von Wasserdampf und „mittelschwerem Wasser“ – bei dem ein Wasserstoffatom durch ein Deuterium-Atom, also einer Wasserstoffart mit einem zusätzlichen Neutron, ersetzt wird – nah an der Marsoberfläche und bis in eine Höhe von über 80 Kilometern entdeckt. Die neuen Ergebnisse legen dar, welchen Einfluss Staub in der Atmosphäre auf Wasser hat und wie Wasserstoffatome in den Weltraum entweichen.

„An den nördlichen Breitengraden haben wir Merkmale entdeckt, wie etwa Staubwolken in Höhen von 25 bis 40 Kilometern, die vorher noch nicht da waren. An den südlichen Breitengraden konnten Staubschichten nachgewiesen werden, die noch höher aufstiegen“, so Ann Carine Vandaele, leitende Forscherin für das NOMAD-Instrument am Belgischen Institut für Weltraum-Aeronomie.

„Der Wasserdampf hat sich außergewöhnlich schnell in der Atmosphäre ausgedehnt. Dies geschah innerhalb weniger Tage vor dem Aufzug des Sturms, was uns zeigt, wie rasch die Atmosphäre auf den Staubsturm reagierte.“

Diese Observationen stehen im Einklang mit globalen Zirkulationsmodellen. Staub absorbiert die Sonnenstrahlung, erwärmt das umliegende Gas und bringt es dazu, sich auszudehnen. Andere Atmosphärenbestandteile, zum Beispiel Wasser, müssen sich dann über breitere vertikale Bereiche umverteilen. Zudem vergrößert sich der Temperaturunterschied zwischen den Äquator- und Polregionen, wodurch die atmosphärische Zirkulation angeregt wird. Gleichzeitig bilden sich, wegen der höheren Temperaturen, weniger Wassereis-Wolken, die den Wasserdampf in niedrigeren Höhen binden würden.

Die Wissenschaftler beobachteten zudem erstmalig das gleichzeitige Auftreten von mittelschwerem Wasser und Wasserdampf. Damit konnten wichtige Informationen über die Prozesse, die die Menge der ins All entweichenden Wasserstoff- und Deuterium-Atome steuern, gewonnen werden. Ebenso kann aus diesen Daten das Deuterium-Wasserstoff-Verhältnis (D/H) abgeleitet werden, was eine wichtige Kennzahl für die Entwicklung des Wasserinventars auf dem Mars ist.

„Wir wissen nun, dass das Wasser in der Marsatmosphäre, ganz gleich ob deuteriert oder nicht, sehr sensibel auf das Vorhandensein von Eiswolken reagiert. Diese hindern es nämlich daran, in höhere Atmosphärenschichten aufzusteigen. Während des Sturms gelangte Wasser allerdings in sehr hohe Schichten“, sagt Vandaele. „Unsere Modelle haben das schon lange vorhergesagt, aber nun haben wir es zum allerersten Mal tatsächlich beobachtet.“

Da die Wissenschaftler davon ausgehen, dass sich das D/H-Verhältnis mit den Jahreszeiten und den Breitengeraden ändert, sammelt TGO kontinuierlich regionale und saisonale Messwerte, die das wissenschaftliche Verständnis der wirkenden Prozesse weiter voranbringen sollen.

Weitere Erkenntnisse über das rätselhafte Mars-Methan
Die beiden komplementären Instrumente haben damit begonnen, die Spurengase in der Marsatmosphäre zu messen. Spurengase machen weniger als 1 Prozent des Atmosphärenvolumens aus. Ihre genaue chemische Zusammensetzung kann nur mit hochpräzisen Messtechniken bestimmt werden. Das Spurengasvorkommen wird üblicherweise in „parts per billion by volume“, also Volumenmischungsverhältnisse (ppbv) gemessen. Das Methaninventar der Erde beträgt beispielsweise 1.800 bbpv, was bedeutet, dass auf 1 Milliarde Moleküle 1.800 Methanmoleküle kommen.

Methan ist für die Marswissenschaftler von besonderem Interesse, weil es ein Anzeichen für Leben sowie für geologische Prozesse sein kann. Auf der Erde stammen 95 Prozent des Methans in der Atmosphäre aus biologischen Prozessen. Die Sonnenstrahlung braucht mehrere Hundert Jahre, um Methan zu zersetzen. Das bedeutet, dass jedes Molekül, das heute gefunden wird, relativ zeitnah entstanden sein muss – auch wenn das Methan selbst vor Millionen oder Milliarden von Jahren produziert worden ist und seitdem in unterirdischen Lagerstätten schlummert. Spurengase werden darüber hinaus in Schichten nahe der Planetenoberfläche Tag für Tag durchgewirbelt. Wendet man globale Windzirkulationsmodelle für die Berechnung an, wird das Methan so innerhalb weniger Monate gleichmäßig um den Planeten herum verteilt.

Berichte über Methan in der Marsatmosphäre wurden und werden intensiv diskutiert, da die entsprechenden Nachweise nur sehr sporadisch erbracht werden konnten (in Bezug auf die Zeit als auch auf den Fundort) und oftmals in den Nachweisgrenzbereich der jeweiligen Instrumente fielen. Im Jahr 2004 lieferte die ESA-Marssonde Mars Express eine der allerersten Messungen aus einem Orbit heraus. Diese ließen auf einen Methangehalt von 10 bbpv schließen.

Bodenbasierte Teleskope zeigten sowohl gar kein Methan als auch nur ein flüchtiges Vorkommen von bis zu 45 ppbv auf. Messungen des NASA-Marsrovers Curiosity, der den Gale-Krater seit 2012 erforschte, ließen auf ein jahreszeitlich schwankendes Methanlevel von 0,2 bis 0,7 ppbv schließen, zeigten aber auch einige Spitzen mit höheren Methangehalten auf. Auch Mars Express hat kürzlich eine Methanspitze aufgezeichnet, und zwar einen Tag nachdem Curiosity eins der höchsten Level überhaupt gemessen hatte.

Die neuen Ergebnisse des Spurengasorbiters bieten die bisher detaillierteste Analyse. Es wurde eine Obergrenze von 0,05 ppbv gemessen – also 10 bis 100 Mal weniger Methan als die bisherigen Observationen ergaben. Die präziseste Nachweisgrenze von 0,012 ppbv wurde in einer Höhe von 3 Kilometern gemessen.

Als Obergrenze entspricht der Wert von 0,05 ppbv einer Emission von bis zu 500 Tonnen Methan über eine vorhergesagte Lebensdauer des Moleküls von 300 Jahren, wenn man nur die atmosphärischen Zersetzungsprozesse betrachtet. Allerdings ist diese Menge über die gesamte Atmosphäre hinweg verteilt, was den Wert extrem niedrig erscheinen lässt.

„Wir haben wunderbare und genaue Daten, die uns anzeigen, dass dort, wo wir eigentlich Methan erwarten würden, Wasser ist. Trotzdem kommen wir nur auf eine bescheidene Höchstgrenze, die auf eine umfassende Abwesenheit von Methan schließen lässt“, sagt Oleg Korablev, leitender Forscher ACS vom Institut für Weltraumforschung an der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau.

„Die hochpräzisen Messungen des TGO scheinen in Widerspruch zu den vorherigen Observationen zu stehen. Um die verschiedenen Datensätze miteinander in Einklang zu bringen und um festzustellen, wie es überhaupt zu dem schnellen Übergang von früher berichteten Schwaden zu den offensichtlich sehr niedrigen Hintergrundwerten kommen kann, müssen wir herausfinden, welcher Prozess Methan in oberflächennahen Bereichen zersetzt.“

„Die Frage, ob auf dem Mars überhaupt Methan vorhanden ist und wo dieser herkommen könnte, löste eine heftige Debatte aus. Nun stehen wir vor ebenso interessanten Fragen: Wohin und wie verschwindet dieses Methan? Und wie schnell kann es verschwinden?“, so Svedhem.

„Noch haben wir nicht alle Teile zusammengebracht. Dabei wird uns TGO helfen – denn er misst die Marsatmosphäre in einer nie zuvor erreichten Genauigkeit und mit den besten Instrumenten, die wir derzeit haben. So werden wir besser verstehen können, wie aktiv dieser Planet ist – sowohl geologisch als auch biologisch.“

Messergebnisse liefern die bisher ausführlichste Karte von Wasservorkommen
Während die Experten weiterhin darüber streiten, ob und warum es Methan gibt, steht eins fest: Es gab und gibt Wasser auf dem Mars. Heute kommt es in der Form von Wassereis oder durch Wasser hydratisierten Mineralien vor. Und wo Wasser war, da kann es auch Leben gegeben haben.

Um herauszufinden, wo genau und wann es wie viel Wasser gab, kartografiert FREND, der Neutronendetektor an Bord des TGO, die Wasserstoffverteilung unter der unmittelbaren Planetenoberfläche (bis zu einer Tiefe von 1 Meter). Wasserstoff ist ein Anzeichen für das Vorhandensein von Wasser, da es ein Bestandteil des Wassermoleküls ist. Darüber hinaus kann es darauf hinweisen, dass Wasser von der Planetenoberfläche absorbiert wurde, oder dass es Mineralien gibt, die unter Anwesenheit von Wasser entstanden sind.

Das Kartografieren wird etwa ein Marsjahr, also fast zwei Erdjahre, dauern. Am Ende werden die besten bis dato verfügbaren Kenngrößen zur Verfügung stehen, mit denen die bisher qualitativ ausführlichste Karte erstellt werden kann. Allerdings übertreffen bereits die ersten Karten, die auf Basis innerhalb von wenigen Monaten erstellt wurden, bereits die Auflösung früherer Messungen.

„In nur 131 Tagen hat das Instrument eine Karte erstellt, die eine höhere Auflösung aufweist als diejenige, die mit den Daten des Vorgängers an Bord der NASA-Raumsonde Mars Odyssey in 16 Jahren zusammengetragen wurde. Und wir erwarten sogar noch eine weitere Verbesserung der Auflösung“, sagt Igor Mitrofanov, leitender Forscher vom Institut für Weltraumforschung FREND an der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau.

Die neue Karte bildet nicht nur den offensichtlich wasserreichen Permafrost in den Polregionen ab, sondern zeigt die bereits lokalisierten „trockenen“ und „feuchten“ Gebiete des Planeten in präziseren Details. Darüber hinaus hebt sie wasserreiche Materialien in den Äquatorregionen hervor, die darauf schließen lassen, dass es hier einmal wasserreichen Permafrost gegeben haben könnte – oder aber, dass hier früher die Pole des Mars lagen.

„Die Daten verbessern sich kontinuierlich – am Ende werden sie die Referenzdaten für das Kartografieren von wasserreichen Materialien im oberflächennahen Marsuntergrund darstellen. Dies wird entscheidend zu unserem Verständnis darüber beitragen, wie sich der Planet als Ganzes entwickelt hat und wo genau sich derzeit vorhandenes Wasser befindet“, so Mitrofanov weiter. „Die Messungen sind dabei nicht nur von wissenschaftlichem Wert, sondern liefern auch wertvolle Informationen für die Planung zukünftiger Marsmissionen.“

„Nachdem wir bereits in den Genuss wunderschöner Bilder und Stereoansichten des Mars gekommen sind – aufgenommen vom Kamerasystem an Bord des TGO – freuen wir uns nun, erste Einblicke in die von den anderen Instrumenten gesammelten Daten geben zu können“, so Svedhem abschließend. „Wir blicken optimistisch in die Zukunft, in der wir noch einiges zu der wissenschaftlichen Erforschung der faszinierenden Eigenschaften des Mars beitragen werden. Dazu gehört die Verteilung von Wasser unter der Planetenoberfläche, Prozesse, die auf der Oberfläche laufen sowie die rätselhafte Zusammensetzung der Marsatmosphäre.“

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• ExoMars Trace Gas Orbiter + Lander Schiaparelli auf Proton-M/Briz-M

Originalpublikationen:

• „Early observations by ExoMars TracEarly observations by ExoMars Trace Gas Orbiter show no signs of methane on Mars” von O. Korablev et al.
• „Martian dust storm impact on atmospheric water and D/H observed by ExoMars Trace Gas Orbiter” von A.C Vandaele et al.
• „Neutron Mapping of Mars with High Spatial Resolution: First Results of FREND experiment of the ExoMars Project” von I.G. Mitrofanov et al.

Der Beitrag TGO liefert erste Erkenntnisse über Marsatmosphäre erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Roskosmos, Raumcon. Vertont von Peter Rittinger.

Der Start von Progress-M 22M erfolgte gegen 17.23 Uhr MEZ. Die Internationale Raumstation soll gegen 23.25 Uhr erreicht werden. An Bord des unbemannten Raumschiffes befinden sich mehr als 2,5 Tonnen Fracht, darunter Treibstoffe, Versorgungsgüter, Wasser, Atemluft, Verbrauchsmaterialien, Ersatzteile und wissenschaftliche Ausrüstungen. Zu diesen zählen Goldfische, Mückenlarven und Plattwürmer für das japanisch-russische Experiment Aquarium.
Im Rahmen dieses Experiments werden Erkenntnisse über die Stabilität eines geschlossenen ökologischen Systems erwartet sowie die Entwicklung verschiedener Lebewesen in der Schwerelosigkeit untersucht. Ein Teil der Arbeiten dienen der Grundlagenforschung für die Schaffung von Lebenserhaltungssystemen, die sich auf biologische Kreisläufe stützen.

Ein Vorgänger des neuen Raumschiffes, Progress-M 20M, legte am 3. Februar, gegen 17.21 Uhr MEZ von der Raumstation ab und machte damit Platz für den Nachfolger. In den folgenden Tagen wird der Frachter dazu verwendet, allein durch Gravitation stabilisierte Fluglagen im Orbit zu untersuchen.

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• Progress M-22M – Sojus-U – Baikonur
• Progress M-20M – Sojus-U – Baikonur

Der Beitrag Progress-Ablösung im All erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Pünktlich um 00:06 Uhr MEZ hob die Sojus-U-Trägerrakete mit Progress-M 14M vom Weltraumbahnhof Baikonur ab. Nach zwei Minuten Flug wurden die vier seitlichen Booster und wenige Sekunden später die Nutzlastverkleidung abgeworfen. In den neun Minuten Brenndauer der drei Stufen erreichte das Versorgungs-Raumschiff seine vorläufige Umlaufbahn von 262 x 191 Kilometern und hatte eine Umlaufzeit von 88,73 Minuten. Kurz darauf erfolgte der Befehl zum Entfalten der Navigations- und Kommunikationsantennen, die beiden Sonnenpaneele wurden ebenfalls ausgeklappt und haben eine Spannweite von 10,5 Metern.

Eine Reihe von Zündungen der Manövriertriebwerke, die heute und am morgigen Tag vorgesehen sind, werden den Frachter in seine endgültige Umlaufbahn zum automatisierten Anlegen am Samstag, dem 28. Januar um 01:09 Uhr MEZ bringen. Progress-M 14M, in der ISS-Versorgung auch 46P genannt, bringt 1.409 Kilogramm Trockenfracht (Ersatzteile, Lebensmittel, Ausrüstungsteile), 790 Kilogramm Treibstoff, 420 Kilogramm Wasser und 50 Kilogramm Sauerstoff zur Station, insgesamt 2.669 Kilogramm. Der Gesamtanteil der US-Fracht beträgt 199 Kilogramm. Das Raumschiff wird für drei Monate mit dem Kopplungs- und Schleusenmodul Pirs der ISS verbunden bleiben.

Die Manöver bis zum Anlegen an die ISS:

Der Beitrag Ein neuer Progress-Raumfrachter unterwegs zur ISS erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Raumfahrer.net, RIA Novosti, Roskomos. Vertont von Peter Rittinger.

Das von NPO Lawotschkin gebaute Raumfahrzeug kreiste nach dem Start auf einer Zenit-2SB-Rakete seit dem 8. November 2011 um die Erde. Zwei Brennphasen eines an Bord befindlichen Marschtriebwerks hätten Fobos-Grunt auf eine Flugbahn Richtung Mars bringen sollen. Dazu kam es wegen technischen Störungen an Bord der Sonde jedoch nicht.

Zahlreiche Versuche, eine stabile Kommunikationsverbindung mit der Sonde zu etablieren, blieben erfolglos. Auf einzeln gesendete Kommandos reagierte das Raumfahrzeug nicht wie erhofft, was, so vermutet man, auch dem Umstand geschuldet sein könnte, dass die Technik an Bord der Sonde für Teile der Mission auf einen automatischen autarken Betrieb ausgelegt worden war, und manuelle Eingriffsmöglichkeiten an entscheidenden Stellen nicht existierten. Darüber hinaus besitzt Russland kein erdumspannendes Netzwerk für Bahnverfolgung und Fernsteuerung von Raumflugkörpern, was die Bemühungen zur Rettung von Fobos-Grunt zusätzlich erschwerte.

Auf der niedrigen Erdumlaufbahn, die Fotos-Grunt schon bald nach dem Start hätte verlassen sollen, ist der Widerstand der Restatmosphäre so hoch, dass ein Flugkörper, der sich dort bewegt, stetig merklich abgebremst wird. Ist es nicht möglich, dem aktiv entgegenzuwirken, ist ein Wiedereintritt in dichtere Atmosphärenschichten unvermeidlich. Beim Durchfliegen dieser Schichten mit hohen Geschwindigkeiten herrschen anspruchsvolle dynamische und thermische Bedingungen. Wurde der Flugkörper nicht entsprechend ausgelegt, ist seine Zerstörung unvermeidlich.

Die Triebwerke von Fobos-Grunt konnten nicht eingesetzt werden, um ein Absinken der Flugbahn zu verhindern. Weder die automatischen Systeme an Bord der Sonde noch vom Boden gesendete Befehle veranlassten geeignete Triebwerkszündungen. Die Umlaufbahn sank immer weiter ab und die Stellung der Planeten Erde und Mars zueinander veränderte sich im Laufe der Zeit so, dass klar war, dass Fobos-Grunt selbst dann, wenn es gelänge, sie noch einmal in ein brauchbares Betriebsregime zu versetzen, den Mars nicht mehr erreichen können würde, da die an Bord befindliche Treibstoffmenge dafür nicht ausreichte.

Für Techniker und Ingenieure verblieb noch die Hoffnung, die Sondensysteme soweit wiederzubeleben, dass man nach einer eventuellen Bahnanhebung zur Verhinderung eines schnellen Wiedereintritts eine gewisse Zeit für die Ferndiagnose der Ereignisse an Bord der Sonde haben würde.

Trotz internationaler Unterstützung gelang es nicht, die Kontrolle der Sonde zu erlangen. Letztere zog weiter um die Erde, bis sie sich nicht mehr auf einer Umlaufbahn halten konnte. Ihr durch die Restatmosphäre gebremster Flug führte sie am 15. Januar 2012 schließlich in eine immer steiler werdende Kurve, auf der die Sonde in tiefere Atmosphärenschichten gelangte. Über dem Ostpazifik zerlegte sie sich schließlich, Überreste stürzten nach Angaben der russischen Nachrichtenagentur RIA Nowosti rund 1.250 Kilometer westlich der chilenischen Insel Wellington ins Meer. Gemäß Informationen der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos würden Überreste gegen 18:45 Uhr MEZ die Meeresoberfläche erreicht haben.

Dem radioaktiven Inventar an Bord der Sonde aus einer sehr kleinen Menge Kobalt 57 (rund 10 Mikrogramm) in einem wissenschaftlichen Instrument spricht Roskosmos die Möglichkeit irgendwelcher Kontaminationen auf Grund der geringen Menge ab. Man hält es für sehr unwahrscheinlich, dass es die Erdoberfläche erreichte. Das gilt auch auch für die vergleichsweise großen Mengen der Treibstoffkomponenten in den Tanks von Fobos-Grunt.

Bisher gab Roskosmos keine zusammenhängende Darstellung der Fehler, die an Bord der Sonde auftraten. Sicher scheint, dass Computersysteme von Fobos-Grunt nicht so arbeiteten, wie es geplant war.

Offenbsichtlich wurde zwischenzeitlich, dass die Konstruktion der Sonde Schwächen aufwies, über die man sich während des Entstehens der Sonde und der Missionsplanung hinwegsetzte. Die Vorstellung, man sei in der Lage, trotz beschränkter technischer Möglichkeiten, knapper Personal- und Materialressourcen und konstruktiver Unsicherheiten eine komplexe Marsmission, in deren Rahmen auch ein Lander auf dem Marsmond Phobos hätte Proben aufnehmen und mittels Rückkehrstufe zur Erde hätte schicken sollen, durchzuführen, war nicht erfüllbar. Das Projekt wurde außerdem zusätzlich verkompliziert, weil Fobos-Grunt den chinesischen Marssatelliten Yinghuo 1 mit zum roten Planeten nehmen sollte. Die Konstruktion von Fobos-Grunt wurde geändert, um Yinghuo 1 in der Mitte des Raumfahrzeugs aufzunehmen.

In Russland wurde eine Untersuchungskommission gebildet, die das Versagen von Fobos-Grunt untersuchen soll. Roskosmos erwartet, dass Ende Januar 2012 erste Ergebnisse vorliegen. Nach einer Vielzahl von Fehlschlägen in russischen Raumfahrtprogrammen ist es an der Zeit, Ausstattung, Organisation und Umfeld der russischen Raumfahrtindustrie und der wissenschaftlichen Institutionen in Russland ernsthaft zu hinterfragen. Keinesfalls ausreichen wird die Feststellung angeblich verantwortlicher Einzelpersonen innerhalb beteiligter industrieller, wissenschaftlicher und staatlicher Organisationen.

Fobos-Grunt war katalogisiert mit der NORAD-Nr. 37.872 bzw. als COSPAR-Objekt 2011-065A.

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Raumcon:

• Fobos-Grunt / Yinghuo-1
• Phobos-Grunt auf Zenit-2M

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ITAR-TASS.

Das Apogäum, der von der Erde am weitesten entfernte Bahnpunkt, lag laut ITAR-TASS am 4. Januar 2011 bei 224 Kilometern über der Erde, das Perigäum, der der Erde am nächsten liegende Bahnpunkt, bei 184 Kilometern über der Erde. Für einen Erdumlauf auf der 51,41 Grad gegen den Äquator geneigten Bahn benötigte Fobos-Grunt 88,57 Minuten.
Im Hauptkontrollzentrum der russische Luftverteidigung wird die Bahn von Fobos-Grunt regelmäßig neu bestimmt. Dazu verwendet man funktechnische, optronische und optische Verfahren. Die gewonnenen Daten über den aktuellen Orbit der Sonde werden nach Angaben eines Sprechers der russischen Luftverteidigung allen betroffenen Parteien zur Verfügung gestellt.

Derzeit gehe man von einem Wiedereintritt von Fobos-Grunt am 15. Januar 2012 aus, gab der Sprecher an. Das tatsächliche Datum könne jedoch abweichen, da es von einer Anzahl von Faktoren abhänge. Die Genauigkeit der Angaben zu Zeitpunkt und Ort des Wiedereintritts steigt, je näher das Ereignis kommt.

Sicher ist, dass Fobos-Grunt beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zerstört werden wird. Einige besonders widerstandsfähige Bestandteile der Sonde schaffen es vermutlich bis zur Erdoberfläche.

Fobos-Grunt ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 37.872 bzw. als COSPAR-Objekt 2011-065A.

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Raumcon:

• Fobos-Grunt / Yinghuo-1
• Phobos-Grunt auf Zenit-2M

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Die ISS-Expedition begann am 10. April mit dem Eintreffen von Sergej Wolkow und Oleg Kononjenko auf der Internationalen Raumstation. Zur Besatzung gehörte zunächst weiterhin Garrett Reisman, der bereits Mitglied der Expedition 16 war. Gast in der Station war die Südkoreanerin Yi So Yeon, die mit Sojus-TMA 12 zur Station gelangte, aber mit der alten Stammbesatzung und deren Raumschiff Sojus-TMA 11 zur Erde zurückkehrte.

Yi So Yeon führte während ihres Aufenthaltes in der Internationalen Raumstation 15 Experimente des koreanischen Forschungsprogramms durch. Dazu gehörten Versuche auf den Gebieten Geophysik, Medizin, Biologie, Ökologie, Biotechnologie und Materialwissenschaft. So arbeitete sie mit einem neuen, elektromechanischen System zum schnellen Ausrichten einer Teleskopkamera, mit der Blitze in der oberen Atmosphäre fotografisch erfasst wurden. Außerdem widmete sie sich dem Studium der Effekte von Schwerelosigkeit und Strahlung auf Pflanzenzellen. Dabei handelte es sich um Samen von Reis, Sojabohnen, Raps, Rettich, Pfeffer, wildem Sesam, Arabidopsis (Ackerschmalwand), Orchideen, Löwenzahn, Hibiscus und Schmuckkörbchen (Kosmee). Für Bildungszwecke wurde auch Pflanzenwachstum dokumentiert. Untersucht wurden ebenso genetische und Alterungsprozesse bei insgesamt 1.000 Fruchtfliegen. Medizinische Forschungen beinhalteten die regelmäßige Messung des Augeninnendrucks, ein 24-Stunden-EKG, die Erfassung von Gefäßveränderungen im Gesicht (Puffy Face) mittels Spezialkamera mit diversen Filtern und Rastern sowie die Dokumentation von Geschmacksveränderungen. Dazu wurde typisch koreanische Kost gereicht.

Bestandteile des Forschungsprogramms waren auch Erdbeobachtung und –fotografie, die Kultivierung verschiedener pflanzlicher, tierischer und menschlicher Zelltypen im Minireaktor BioTron MBR, die Synthese von Zeolithkristallen aus 9 Proben unterschiedlicher Konzentration, die Herstellung poröser metall-organischer Materialien, Messungen des Lärms im russischen Teil der ISS, der Test eines neuen Speichermaterials (FRAM) im Vergleich zu bisherigen Flash-Speichern (NAND) sowie die Erprobung eines neuen Messgerätes für geringe Massen (50–200 Gramm). Konventionelle Waagen sind in der Schwerelosigkeit nutzlos. Die Massebestimmung muss über die Fähigkeit eines Körpers, eine Bewegungsänderung zu behindern (Trägheit), erfolgen.

Schließlich wurde das Leben von Yi So Yeon in der Raumstation fotografisch und filmisch dokumentiert. Dabei wurden auch Videos für Bildungszwecke gedreht. Hierfür wurde das Verhalten verschiedener Körper in der Schwerelosgkeit demonstriert. Dazu gehörten Fächer, Stifte, Seile, Kreisel, Wassertropfen, Federn und Papierblumen.

Zeitweise wurde Yi von ihren Kollegen bei der Ausführung ihrer Experimente unterstützt. Ansonsten waren die Mitglieder der ISS-Expedition 17 mit Auspacken, Vertrautmachen, medizinischen Erstuntersuchungen und der Übernahme der täglichen Pflichten, ihre Vorgänger mit Abreisevorbereitungen, Abschlussuntersuchungen und verstärktem Training beschäftigt.

In die „Amtszeit“ von Wolkow, Kononjenko und Reisman, der im Juni durch Gregory Chamitoff abgelöst wurde, fielen die Hauptarbeit mit dem ESA-Transportraumschiff Jules Verne, das am 3. April am Heck der Station festgemacht hatte, das Umkoppeln des Raumschiffes Sojus-TM 12 von Pirs zu Sarja-Nadir und das Entladen der russischen Frachter Progress-M 64 und 65 sowie des weiterentwickelten Frachters Progress-M 01M. Außerdem brachte die US-Raumfähre Discovery im Juni das große japanische Experimentierlabor Kibo (JEM-PM), das seinen Platz an Harmony-Backbord fand.

Hauptaufgabe war aber die Instandhaltung der Station und die Betreuung einer Vielzahl von Experimenten. Von russischer Seite waren dies 47 Untersuchungen auf den Gebieten Biologie, Medizin, Biotechnologie, Materialwissenschaft und Raumfahrttechnologie. Die NASA hatte 17 komplexe Untersuchungen auf dem Plan. Außerdem wurden etwa 2 Dutzend weitgehend automatisch ablaufende Experimente der Europäischen Weltraumagentur ESA betreut. Diese waren mit dem Labormodul Columbus zur ISS gelangt.

Im Rahmen des Experiments Profilaktika wurden Therapien gegen den Muskel- und Knochenabbau in der Schwerelosigkeit erprobt. Dem Studium chemoluminiszenter Reaktionen und atmosphärischer Leuchterscheinungen als Resultat der Wechselwirkung von Triebwerksabgasen mit der oberen Erdatmosphäre widmete sich das Experiment Relaksatsija. Die Untersuchungen fanden vor allem im UV-Bereich statt. Entwicklung und Test von boden- und weltraumgestützten Untersuchungsmethoden zur Vorhersage von natürlichen oder durch den Menschen verursachten Katastrophen war das Ziel des Experiments Uragan. Das neue Experiment Vsplesk diente dem Studium von Prozessen in der Erdkruste, im Erdmagnetfeld und im van-Allen-Gürtel, die im Zusammenhang mit seismischen Aktivitäten stehen und möglicherweise für Erdbebenvorhersagen verwendet werden können. Dazu wurden Ströme hochenergetischer geladener Partikel gemessen. Um einen Teil der Apparatur an der Außenseite der Station zu befestigen, unternahm die Besatzung einen Außenbordeinsatz.

Bei Sonokard ging es um die Entwicklung von Methoden, Vitalfunktionen der Raumfahrer, speziell des kardiorespiratorischen Systems (Herz und Lunge) während des Schlafes kontaktfrei zu erfassen. Ein ganzer Komplex von Experimenten befasste sich mit der Untersuchung der Auswirkungen von Schwerelosigkeit, Strahlung und Bewegung im Erdmagnetfeld auf Lebensfähigkeit, Mobilität und Stoffwechsel von Zellkulturen. Dazu gehörten bakterielle Plasmide sowie Laktolen- und Interleukin-produzierende Bakterien (z.B. Lactobacillus delbruecki).

Nach der Übergabe der Station an die neue Stammbesatzung und den die Landung vorbereitenden Arbeiten koppelte Sojus-TMA 11 am 19. April um 5:06 Uhr UTC von der ISS ab und landete gegen 8:30 Uhr nach einer vergleichsweise harten, ballistischen Wiedereintrittsphase rund 420 Kilometer vom geplanten Landeort entfernt in der kasachischen Steppe. Die an Höhepunkten reiche ISS-Expedition 16 wurde damit erfolgreich beendet.

Am 24. April wurde mit Hilfe von 2 der 4 Triebwerke des am Heck der Station angekoppelten ATV 1 Jules Verne die Bahn der ISS um etwa 4,5 km angehoben. Dazu arbeiteten die Triebwerke 12 Minuten und 20 Sekunden lang. Zuvor waren die wichtigsten Systeme getestet worden. Drei weitere Bahnanhebungen und ein Ausweichmanöver fanden in den kommenden Monaten statt.

Aufgrund der bis dahin ungeklärten Ursache für die ballistische Wiedereintrittsbahn und die damit verbundenen höheren Belastungen für die Besatzung wurde das Umparken des Raumschiffs Sojus-TMA 12, das eigentlich für den 6. Mai vorgesehen war, auf einen späteren Zeitpunkt verschoben. Falls ein Wiederandocken an Sarja-Nadir misslungen wäre, hätte das Raumschiff ungeprüft landen müssen, was man vermeiden wollte.

Der Mai gehörte weitgehend wissenschaftlichen Arbeiten, Routinewartungen und den Vorbereitungen auf die Ankunft der nächsten Raumfähre. Dazu gehörte vor allem die Kontrolle von Werkzeugen und Ausrüstungen im Schleusenmodul Quest sowie die Überprüfung der Raumanzüge. Außerdem wurde der Umgang mit dem Stationsmanipulatorsystem trainiert. Dieses wurde vor allem für das Ankoppeln des großen japanischen Labormoduls Kibo benötigt.

Am 14. Mai startete der Frachter Progress-M 64 in Baikonur und koppelte zwei Tage später automatisch an Sarja-Nadir an. Er brachte reichlich 2 Tonnen Fracht, darunter Lebensmittel, Treibstoff, Wasser und Luft.

Am 31. Mai startete die Raumfähre Discovery zur Mission STS 124 und traf am 2. Juni bei der Station ein. Sie koppelte am Bugstutzen der ISS an. Die Besatzung bestand aus dem Kommandanten Mark Kelly, dem Piloten Kenneth Ham sowie den Missionsspezialisten Karen Nyberg, Ronald Garan, Michael Fossum und Akihiko Hoshide. Außerdem traf mit Gregory Chamitoff die Abslöung für Garrett Reismann als Mitglied der ISS-Expedition 17 ein.

Am 3. Juni wurden im Verlaufe eines Ausstieges von Garan und Fossum Vorbereitungen für das Andocken von Kibo an die Station getroffen. Dazu wurde der Kopplungsstutzen inspiziert, Abdeckungen beseitigt und Verriegelungen gelöst. Am Abend wurde Kibo aus der Nutzlastbucht der Discovery gehoben, an der Backbordseite des Knotenmoduls Harmony angekoppelt und am nächsten Tag in Betrieb genommen. Ein zweiter Ausstieg am 5. Juni diente der Inbetriebnahme des Moduls. So wurden Abdeckungen am japanischen Manipulatorarm und an einer Andockstelle entfernt. Hierhin wurde am nächsten Tag das japanische Logistikmodul von Harmony-Zenit aus umgesetzt. Die Arbeiten außenbords wurden am 8. Juni mit der Entfernung von Startsperren abgeschlossen. Die Discovery brachte außerdem eine Vielzahl von Materialien und Ausrüstungen für die Station mit. Darunter befand sich auch eine Pumpe, mit der eine defekte Toilette in der ISS instandgesetzt werden konnte. Die Raumfähre landete nach knapp zwei Wochen Flugzeit am 14. Juni auf dem Gelände des Kennedy Space Centers in Florida (USA).

Die weitere Zeit an Bord war für die Stammbesatzung mit Montagen, Inbetriebnahmen, Tests und Experimenten angefüllt. Außerdem wurde der normale Betrieb der Station durch regelmäßige Wartungsarbeiten sowie Betriebskontrollen lebenswichtiger Apparaturen wie Lebenserhaltung, Energiesystem oder Lageregelung angefüllt.

Zu den vielfältigen Experimenten gehörte auch ELaboratore Immagini Televisive – Space 2 (ELITE-S2), eine Kooperation zwischen NASA und der italienischen Raumfahrtagentur ASI. Durch die dreidimensionale Aufzeichnung von Bewegungen der Raumfahrer soll die Ergonomie künftiger Arbeitsplätze in der Schwerelosigkeit verbessert werden. Außerdem lassen sich Rückschlüsse auf das Zusammenwirken von Sehen, Verarbeitung im Gehirn und Bewegungen ziehen und Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf die Atmung untersuchen. Beim Materialexperiment Coasenning in Solid Liquid Mixtures 2 wird das Wachstum von größeren Partikeln auf Kosten kleinerer in flüssigem Metall, in diesem Falle Zinn, erfasst. Das Messsystem ANITA analysiert die Luft durch Interferometrie und kann auf diese Weise Spuren von 32 potenziell schädlichen Gasen nachweisen.

Am 10. Juli 2008 wurde im Verlaufe eines Außenbordeinsatzes (6:18 h) von Wolkow und Kononjenko das Raumschiff Sojus-TMA 12 inspiziert und einer der Sprengbolzen, die bei der Rückkehr vor dem Wiedereintritt Serviceteil und Rückkehrkapsel voneinander trennen demontiert. Er wurde später auf der Erde eingehend untersucht. Offenbar haben sich die elektrostatischen Bedingungen im Umfeld der größer werdenden Station verändert. Dies führte dazu, dass einer der Sprengbolzen bei der Landung von Sojus-TMA 10 und 11 nicht auslöste und sich dadurch der Serviceteil verspätet von der Kommandokapsel löste. Dadurch waren die Besatzungsmitglieder aufgrund einer steileren Eintauchbahn größeren Gefahren und Belstungen ausgesetzt.

Bei einem zweiten Ausstieg am 15. Juli (5:54 h) installierten Wolkow und Kononjenko das neue Experiment Vsplesk an der Außenhülle des Moduls Swesda und demontierten dafür einen Biorisk-Container mit biologischen Proben. Außerdem führten sie vorbereitende Arbeiten am geplanten Andockpunkt des neuen russischen Schleusenmoduls Poisk aus.

Am 2. September wurde der Frachter Progress-M 64 von der ISS abgekoppelt. Er verglühte eine Woche später in den dichten Schichten des Erdatmosphäre. Ebenfalls abgekoppelt wurde das ATV 1. Der Erstflug eines Automated Transfer Vehicles war ein überwältigender Erfolg. „Jules Verne“, so der Name des ATV, war für die Besatzungen der Internationalen Raumstation nicht nur Frachtzubringer, Schlepper und Abfallentsorger. Er diente in den fünf Monaten, in denen er zu einem Teil der Station wurde auch als Lagerraum, Schlafplatz, Hygienebereich, Experimentierbühne und Kühlraum. Für diese Aufgaben war er ursprünglich gar nicht vorgesehen. Der großzügige Platz, die leise arbeitende Lebenserhaltung, die Diskretion am Ende der Längsachse der Station und die etwas niedrigere Temperatur sorgten dafür, dass JuVe häufiger und vielfältiger als geplant genutzt wurde. Am 9. März hatte die erste Ariane 5 ES den ESA-Frachttransporter ins All gebracht. Ein minimales Problem mit dem Antrieb des Transporters konnte rasch gelöst werden. Danach war das Erreichen des Parkorbits schnell geschafft. Nach zwei sehr erfolgreich durchgeführten Demonstrationstagen, an denen automatische Annäherung, Station halten und Fluchtmanöver unter Verwendung von GPS-, Radar- und Laser-gestützter Navigation erprobt wurden, bekam ATV 1 grünes Licht für das Docking. Dieses Manöver erfolgte am 3. April. Kurze Zeit später konnte die Besatzung das Raumfahrzeug betreten und begutachten. JuVe brachte 5,5 Tonnen Fracht, darunter Nahrungsmittel, Wasser und Treibstoff. Schnell gewöhnte man sich an die Qualitäten des temporären Zusatzmoduls. Zum Schluss wurde ATV mit Abfall, älteren oder defekten Geräten beladen und auf seine letzte Reise vorbereitet. Das Abkoppeln erfolgte am 5. September. Nach weiteren Bahnmanövern zündete JuVe am 29. September zum letzten Mal seine Triebwerke. Da diese entgegen der Flugrichtung feuerten, sanken Geschwindigkeit und Bahnhöhe, bis das Raumfahrzeug schließlich in einem von der Erde aus aufmerksam beobachteten Feuerwerk als Sternschnuppenregen verglühte.

In der Folgezeit wurde das japanische Labormodul Kibo mit weiteren Ausrüstungen vor allem aus dem zugehörigen Logistikmodul versehen. Verschiedene Forschungen wurden fortgeführt, die Station in Funktion gehalten, tägliches Training absolviert und hin und wieder auch etwas Freizeit genossen.

Am 10. September startete das unbemannte Raumschiff Progress-M 65 und brachte rund 2,5 Tonnen Nachschub, die in die Station transportiert und inventarisiert werden mussten. Am 12. Oktober startete Sojus-TMA 13 mit der Nachfolgebesatzung, bestehend aus Michael Fincke und Juri Lontschakow sowie dem Weltraumtouristen Richard Garriott. Nach gut einer Woche gemeinsamer Arbeit mit allen Übergabeaktivitäten kehrten Sergej Wolkow, Oleg Kononjenko und Richard Garriott am 24. Oktober in den frühen Morgenstunden zur Erde zurück. Die Landung verlief normal aerodynamisch, so dass man im demontierten Sprengbolzen die Ursache für die zuletzt erfolgten harten Landungen sah.

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Gregory Chamitoff (Flugingenieur) war als Mitglied der Expedition 17 bereits an Bord der

Internationalen Raumstation (ISS), als Kommandant Michael Fincke und Flugingenieur Juri Lontschakow (Flugingenieur) der Expedition 18 ihre Sojus-TMA 13 am 14. Oktober 2008 am Andockport des Sarja-Moduls ankoppelten. Mit ihrer Ankunft war die Mannschaft der 18. Langzeitbesatzung komplett. An Bord der neu angekommenen Sojus war auch ein Gast, der Sohn des US-Astronauten Owen Garriott (Skylab 3/1973, STS 9/1983), Richard Garriott. Als sogenannter Weltraumtourist verbrachte er 11 Tage auf der Internationalen Raumstation, führte verschiedene kommerzielle Experimente durch und verschaffte sich einen Eindruck über die Arbeit an Bord des Orbitallabors. Nach der zeremoniellen Kommandoübergabe und dem Abkoppeln der Sojus-TMA 12 am 24. Oktober 2008, mit Sergej Alexandrowitsch Wolkow (Kommandant Expedition 17), Oleg Dmitrijewitsch Kononjenko (Flugingenieur) sowie Richard Garriott an Bord, begann die neue Langzeitbesatzung offiziell ihren Dienst im Orbit.

In Vorbereitung auf den Jungfernflug des H-II-Transportfahrzeugs (HTV), ein von der japanischen Raumfahrtagentur JAXA entwickelter unbemannter Versorgungsfrachter, fuhr man die Ausrüstung für den Annäherungsbetrieb im Kibo-Modul hoch, um eine Reihe von Tests mit den Bodenleittechnikern in Tsukuba (Japan) durchzuführen. Während des Rendezvous mit der Internationalen Raumstation soll das HTV etwa 16 Meter von der Station entfernt vom Robotarm Canadarm2 gegriffen und am Knotenmodul Harmony angekoppelt werden. Der Start des japaischen Versorgungsfrachters und seine Ankunft an der Internationalen Raumstation war für die zweite Hälfte des Jahres 2009 vorgesehen.

Zu den ersten wartungstechnischen Arbeiten der Besatzung gehörte eine Staubgitterreinigung der Lüftungsventilatoren im russischen Segment, eine Durchsicht der Hygienesysteme und die monatlich nötige Wartung des Schwingungsdämpfungssystems am Trainingslaufband. Auch die ersten wissenschaftlichen Experimente wurden fortgeführt. So unter anderem ein Experiment, das untersucht, wie sich Schwerkraft auf das Wachsen von Pflanzen auswirkt (PLANTS-2), eine Studie über die Erlangung von Echtzeit-Gesundheitsdaten der Besatzungsmitglieder durch ein Aufzeichnen ihrer physiologischen Funktionen während des Schlafes (Sonocard) und eine Untersuchung von Stoffwechselveränderungen der Raumfahrer während ihrer Langzeitaufenthalte im All (Nutrition). Auch richtete die Besatzung bereits neue Experimente ein. Gestartet wurde ein Versuch, der die Pilotenfähigkeit, simuliert auf einem Mobilrechner unter Stoppuhrbedingungen testen soll (Pilot-M) und ein Experiment, das die dynamischen Atemfunktionen durch Messung von Volumen und Atemluftzusammensetzung sowie der Bewegung von Brustkorb und Bauch beim Atmen untersucht (Dychanije).

Die bevorstehende Ankunft der Raumfähre Endeavour stand bereits kurz nach Beginn der neuen ISS-Besatzung im Fokus der täglichen Aufgaben. Dazu gehörte das Zusammenpacken von Gegenständen und Gerätschaften, die mit der STS-126-Mission zur Erde gebracht werden sollten, ein Training im Umgang mit der fotografischen Ausrüstung, die zum Einsatz kommt, wenn die ankommende Raumfähre Endeavour das Rendezvous-Nickmanöver (RPM) absolviert. Die Aufnahmen dieser Hitzeschildinspektion werden anschließend für eine Analyse an das Johnson-Raumfahrtzentrum (JSC) zur Erde übertragen, um eine detaillierte Auswertung des Zustands vornehmen zu können. Weiterhin musste für die geladene Fracht der Endeavour Platz geschaffen werden, denn mit dem voll beladenen Mehrzwecklogistikmodul Leonardo (MPLM) wurden unter anderem neue Lebenserhaltungssysteme, Experimentaleinrichtungen und Mannschaftsquartiere erwartet, durch die eine Erhöhung der Anzahl der ständig auf der Internationalen Raumstation lebenden Personen von drei auf sechs möglich wurde.

Neben der am 16. November 2008 erwarteten Raumfähre Endeavour, musste außerdem die Abreise des Transportfrachters Progress-M 65 am 14. November 2008 vorbereit werden. Pünktlich um 17:20 Uhr MEZ koppelte der Frachter vom Servicemodul Swesda ab und verglühte am 6. Dezember 2008 kontrolliert in der Erdatmosphäre. Einen Tag später, am 15. November 2008, startete das Space Shuttle Endeavour ebenso pünktlich um 1:55 Uhr MEZ vom Weltraumbahnhof der NASA, dem Kennedy Space Center (KSC) in Florida. Am 16. November 2010 um 23:01 Uhr MEZ koppelte die Raumfähre planmäßig mit ihrer siebenköpfigen Besatzung an der Station an. Nach einer erfolgreich durchgeführten Dichtigkeitsüberprüfung der Verbindung zwischen beiden Raumfahrzeugen, konnte die Stationsbesatzung knapp 2 Stunden später die STS-126-Besatzung Chris Ferguson, Eric Boe, Heidemarie Stefanishyn-Piper, Sandra Magnus, Donald Pettit, Steve Bowen und Shane Kimbrough an Bord der Internationalen Raumstation begrüßen. Noch direkt am Ankunftstag, dem STS-Missionsflugtag 3, wechselte die Physikerin und Ingenieurin Sandra Magnus mit dem Einbau ihres Sojus-Sitzes offiziell von einem Besatzungsmitglied von STS 126 zur ISS-Expedition 18 und Gregory Chamitoff nahm ihren Platz in der STS-Besatzung als Missionsspezialist ein. Er nahm nach 6 Monaten Arbeit im All langsam Abschied von seinem vorübergehenden Zuhause, seine Heimreise stand kurz bevor.

Der eng bemessene Zeitplan ließ beide Mannschaften unmittelbar an die Arbeit gehen. Um an die gelade Fracht des Mehrzweck-Logistikmoduls Leonardo (MPLM) zu gelangen, wurde dieser mit dem stationseigenen Roboterarm Canadarm2 (SSRMS) aus der Ladebucht der Endeavour gehoben und anschließend am Verbindungsmodul Harmony angekoppelt. Nachdem der Druck zwischen der Raumstation und dem Transportmodul ausgeglichen worden war, konnten die Luken zwischen ihnen geöffnet werden. Die etwa 6 Tonnen an mitgebrachtem Material beschäftigte die Besatzung anschließend mehrere Tage. Unter anderem beinhaltete die Fracht zwei Wasseraufbereitungsanlagen (WRS), eine neue Küche, eine neue Toilette (WHC), zwei Wohn- und Schlafquartiere (CQ), ein neues Trainingsgerät (ARED), weitere wissenschaftliche Einrichtungen, neue Experimente sowie Ergänzungen zu Experimenten, die sich bereits in Betrieb befanden oder auf ihren Einsatz warteten (SpaceDRUMS, SAMS-II, Ice Crystal, RadGene, ENose, SHERE, SPICE, CIR), Ersatzteile für das defekte Steuerbord-Drehgelenk SARJ (Sonnennachführungsmechanik der Solarpaneele) und Versorgungsgüter der verschiedensten Art.

Bestandteil der Mission STS 126 waren vier Außeneinsätze. Inhalt dieser Arbeiten außerhalb der Station waren unter anderem der Abbau eines zwischengelagerten Stickstofftanks zur Rückführung auf die Erde sowie Arbeiten am japanischen Weltraumlabor Kibo, welche die Ankunft des Transportfrachters HTV vorbereiteten. Ebenso vorbereitend wurden zur Ankunft und Installation des letzten von insgesamt vier Solargeneratoren benötigte Handkarren am Träger der Station neu positioniert. Die letztlich herausforderndste Aufgabe der Einsätze bestand in der Reparatur des Solar Alpha Rotary Joint, kurz SARJ. Hier wurde gründlich gereinigt, neu geschmiert und Drehlager ersetzt. Diese Aufgabe, die Bestandteil aller vier Außeneinsätze war, konnte erfolgreich beendet werden. Das Steuerbord-Drehgelenk konnte von der Bodenkontrolle in den sogenannten Auto-Track-Modus zurückversetzt werden, der dafür sorgte, dass der Solargenerator wieder seine automatische Sonnennachführung aufnahm und maximale Energie liefern konnte.

Nach 13 Tagen der gemeinsamen Arbeit an Bord der Internationalen Raumstation koppelte das Space Shuttle Endeavour am 27. November 2009 von der Station ab und trat mit ihrer Besatzung die Heimreise an. Um 1:31 Uhr (MEZ) schlossen die Besatzungen die Luken zwischen den Raumfahrzeugen, um 15:47 Uhr (MEZ) stieß sich der Orbiter von der Station ab und 2 Tage später landete die Raumfähre sicher auf der Erde in Kalifornien.

Nachdem eine Abreise erfolgte, stand schon am 30. November 2009 eine Ankunft bevor. Der Transporter Progress-M 01M legte um 13:28 Uhr (MEZ) mit gut 2,4 Tonnen Fracht (Treibstoff, Sauerstoff, Wasser, Trockenfracht) am Kopplungsmodul Pirs an. Nach den gemeinsamen Tagen mit der Besatzung von STS 126, nahm der Expeditionsalltag seine üblichen Formen an. Es galt, sich den Experimenten zu widmen. Dazu gehörten unter anderem CCISS, eine Untersuchung der Auswirkung von Langzeitaufenthalten im Weltraum auf die Herzfunktion und der das Gehirn versorgenden Blutgefäße, die Arbeit an einem Testsystem, mit dem das Vorhandensein von Bakterien erforscht wird, LOCAD oder das Einrichten der Slow-Scan-TV- Ausrüstung, die nötig war, um das Experiment MAI-75 durchzuführen. Zusätzlich stand die wöchentlich durchgeführte gründliche Reinigung der Raumstation an, das heißt, Reste von Lebensmitteln wurden entsorgt, Staub gesaugt und oft genutzte Flächen wurden mit feuchten Tüchern gereinigt. Natürlich galt es nach wie vor, die Station so auszubauen, damit sie zukünftig einer 6-Mann-Besatzung das Leben an Bord ermöglicht. Das Material, welches mit der letzten Shuttle-Mission zur ISS geliefert wurde, wurden nun nach und nach installiert bzw. einsatzfähig gemacht (ARED, WHC, CIR, WRS mit der integrierten Urinwiederaufbereitungsanlage UPA).

Neben den routinemäßigen Wartungen, dem täglichen Trainingsprogramm, Reinigungen und Experimentpflege wie PLANTS-1 (Untersuchung des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzen in der Mikroschwerkraftumgebung des Weltalls), galt es, als nächstes die intensive Vorbereitung des bevorstehenden Außeneinsatzes in Angriff zu nehmen, der am 22. Dezember 2008 vorgesehen war. Es wurden die benötigten Werkzeuge zusammengesucht, die Raumanzüge einsatzfähig gemacht, die Telemetrie- und Kommunikationssysteme getestet und die Arbeitsabläufe mit den Außeneinsatzspezialisten auf der Erde besprochen. Der Einsatz außerhalb der Station begann am 23. Dezember 2008, mit dem Ausstieg von Michael Fincke und Juri Lontschakow aus dem russischen Andock- und Schleusenmodul Pirs um 1:15 Uhr (MEZ) und dauerte 5 Stunden 38 Minuten.

Während ihrer Arbeit wurde eine Messeinheit zur Messung elektromagnetischer Energie (Langmuir-Sonde) an Pirs installiert und das Langzeitexperiment Biorisk (Experiment setzte biologische Proben dem Weltall aus) das ebenfalls an Pirs installiert war, eingeholt. EXPOSE-R (Sammlung von neun Experimenten) setzte astrobiologische Proben, darunter Samen und Sporen, den harten Weltraumbedingungen aus und wurde zusammen mit dem Experiment IMPULSE (Messung von Störungen in der Ionosphäre um die ISS herum) an der Außenseite des Wohn- und Navigationsmoduls Swesda montiert. Nachdem beide Experimente miteinander verbunden waren, konnten von EXPOSE-R keinerlei Telemetriedaten empfangen werden. Man entschloss sich daraufhin, das Experiment wieder abzubauen und mit zurück in die Station zu nehmen, um es zum gegebenen Zeitpunkt zurück zur Erde zu bringen. Die zweite neu installierte Komponente IMPULSE hingegen funktionierte nach den ersten Funktionstest glücklicherweise einwandfrei.

Zum Ende des Jahres 2008 und Beginn des neuen Jahres 2009 lag der Fokus der Arbeiten auf der Internationalen Raumstation auf Problembehandlungen. Der Aufbau des verbesserten Widerstandsgeräts für Fitnessübungen wurde durch eine festsitzende Startsicherung verhindert und die Arbeit an diesem Gerät auf bestimmte Zeit gestoppt. Als ARED später neu aufgebaut und getestet wurde, stellte sich heraus, dass alles wie vorgesehen funktioniert. Nach wie vor kämpfte die Besatzung mit der neuen Wasserrückgewinnungsanlage (WRS, UPA), die einen hohen elektrischen Strom zog und Probleme mit der Destillationszentrifuge aufwies. Hierzu arbeiteten Gruppen am Johnson Raumfahrtzentrum (JSC) an einem Problembehandlungsplan. Auch stand eine Analyse des Experiments EXPOSE-R auf dem Plan. Erster Ansatz war hier, aufgrund der nicht empfangenen Telemetriedaten, die Überprüfung der Kabel und Verbinder in Angriff zu nehmen. Bei dieser stieß man auf einen losen Kabelverbinder. Nachdem man auf diesen zu behebenden Defekt stieß, wurde die erneute Montage von EXPOSE-R auf den Arbeitsplan des nächsten Außeneinsatzes gesetzt, der für den 10. März 2009 vorgesehen war.

Im Experiment zur Simulation von geophysikalischen Strömungen in der Mikroschwerkraft GeoFlow entdeckte man ein internes Leck, das allerdings sicher eingeschlossen war und zu keinerlei Gefährdung für die Besatzung werden konnte. Das Experiment der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus sollte aufgrund dessen mit der nächsten Möglichkeit zur Erde gebracht werden, um es einer Reparatur unterziehen zu können.

Langsam starteten die Vorbereitungen zur Ankunft der nächsten Space-Shuttle-Mission STS 119. Diese Mission lieferte das letzte Tragwerksegment mit den dazugehörigen Solarzellenflächen. Während der üblichen notwendigen vorbereitenden Maßnahmen, wie das Proben der Fotografiertechniken oder Wiederaufladung der Metalloxid (METOX)-Behälter der für die Außeneinsätze benötigten Raumanzüge, bereitete man das Verlassen des angedockten Transporters Progress-M 01M vor. Letztes Material wurde entladen und nicht mehr benötigtes beladen. Neben wichtigen Notfallübungen und den regelmäßig notwendigen Wartungen wurde der Experimentalschrank SAIBO, der sich im japanischen Labormodul Kibo befindet in Betrieb genommen. SAIBO bietet einfache Standardschnittstellen zur Handhabung modularer Nutzlasten. Zusätzlich stand eine Überprüfung des robotischen Manipulators für Spezialzwecke DEXTRE auf dem Arbeitsplan. Eine Woche lang wurde DEXTRE einer Reihe von Überprüfungen unterzogen.

Da das Versorgungsraumfahrzeug Progress-M 66 zum Start am 10. Februar 2009 vom Kosmodrom in Baikonur bereitstand und die Ankunft am 13. Februar 2009 vorgesehen war, wurde es Zeit für den Transporter Progress-M 01M, von der Station abzulegen. Am 6. Februar 2009 verließ Progress die Station und legte vom Andockmodul Pirs ab. Nachdem der Transporter noch einige technische Tests durchführte, verglühte er kontrolliert am 8. Februar 2009 in der Erdatmosphäre.

Im experimentellen Bereich arbeitete man mit dem InSpace-2 Experiment, das Fluide untersucht, die ihre Eigenschaft unter dem Einfluss eines äußeren Magnetfeldes ändern. Für eine vorgesehene Versuchsreihe wurde ein Handschuhkasten in Betrieb genommen. Ebenfalls eine neue Versuchreihe startete mit dem Wachtums- und Entwicklungsexperiments von pflanzlichem Leben im Weltraum PLANTS-1. Für das SPICE-Experiment, das den Punkt bestimmen soll, an dem sich in Gasstrahlflammen in der Mikroschwerkraft Ruß bildet, wurde ein sogenannter Rauchentwicklungspunkt eingerichtet. Am 14. Februar 2009 wurde Besatzungsmitglied Sandy Magnus schließlich zum ersten Menschen, der auf der Internationalen Raumstation Flammen entzündete. Ein weiteres Experiment, an dem gearbeitet wurde, war das Komponentenreparaturexperiment CRE-1, dass eine Weiterführung eines früheren Experiments zum Löten in der Mikroschwerkraft SoRGE darstellt. CRE-1 stellt Schritt Nr. 2 dar, eine Komponentenreparatur im Orbit durchführen zu können.

Genau 10 Tage, nachdem ein Stück Weltraummüll knapp an der Station vorbeiflog, näherte sich ein weiteres Trümmerstück (Bruchstück einer chin. Trägerstufe). Mithilfe des Space Shuttles Discovery drehte die Internationale Raumstation so, dass die Raumfähre sich in Flugrichtung befand und auf diese Weise durch den erhöhten Luftwiderstand den Orbitalkomplex über etwa 3 Stunden hinweg langsam abbremste und auf eine etwas niedrigere Umlaufbahn brachte. Nach diesem Vorgang wurde der Komplex in die Ausgangslage zurückgedreht.

Nach 3 Außeneinsätzen, die der Montage des letzten Tragwerksegments und der Inbetriebnahme der Solarzellenpaneele dienten, stand am 25. März 2009 die Heimreise der Besatzung der Mission STS 119 bevor. Um 20:53 Uhr (MEZ) stieß sich die Raumfähre Discovery von der Internationalen Raumstation ab und begann somit die Heimreise. Noch während die Discovery auf dem Weg zurück zur Erde war, startete am 26. März 2009 die Ablösung der Expedition 18. Die Nachfolgecrew bestand aus Kommandant Gennadi Padalka und Flugingenieur Michael Barratt, die mit Sojus-TMA 14 vom Kosmodrom in Baikonur abhoben. Mit an Bord der Sojus befand sich der Raumflugteilnehmer Charles Simonyi, der mit Michael Fincke und Juri Lontschakow am 7. April 2009 zur Erde zurückkehrte. Pünktlich am 28. März 2009 traf die neue Besatzung auf der Raumstation ein und koppelte ihr Raumfahrzeug am hinteren Andockport des Servicemoduls Swesda an. Nach einer herzlichen Begrüßung begann die verbleibende Woche an gemeinsamer Arbeit an Bord der Raumstation. Es fand eine Einweisung für die neu angekommene Besatzung in den Betrieb des Orbitallabors statt, zusammen erfüllten sie die Wartungsaufgaben und beide Besatzungen arbeiteten gemeinsam an laufenden wissenschaftlichen Studien (Izgib, BISE).

Am 2. April 2009 zelebrierte man schließlich die Kommandoübergabe. Michael Fincke übergab die Leitung der Raumstation an Gennadi Padalka. Aufgrund von äußerst schlechten Wetterbedingungen im geplanten Landegebiet in Kasachstan verzögerte sich die Abreise von Michael Fincke, Juri Lontschakow und Charles Simonyi um einen Tag. Kurz nach einer Verabschiedungszeremonie bestiegen die 3 Heimkehrer am frühen Mittwochmorgen, dem 8. April 2009, ihr Raumfahrzeug. Um 2:46 Uhr (MESZ) wurden die Luken zwischen den Raumfahrzeugen geschlossen und um 5:55 Uhr (MESZ) legte die Sojus-TMA 13 vom Andockport ab. Mit dem Zünden der Triebwerke wurde das Raumfahrzeug aus der Umgebung der Internationalen Raumstation gebracht und leitete so die Heimkehr der Besatzung ein.

Um 9:16 Uhr (MESZ) landete die Rückkehrkapsel in der Steppe Kasachstans, nahe der Stadt Dscheskasgan. Die 18. Langzeitbesatzung und Raumfahrtteilnehmer Charles Simonyi landeten sicher und gesund auf der Erde und reisten, nach einer kleinen Willkommensfeier in Karaganda, zurück zum Sternenstädtchen (bei Moskau), um dort, die nach einem Langzeitaufenthalt in der Schwerelosigkeit nötige und obligatorische mehrwöchige Rehabilitation zu absolvieren.

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Ein Beitrag von Hans J. Klemm. Vertont von Dominik Mayer.

Die beiden Mars-Rover Spirit und Opportunity arbeiteten überraschend gut und es scheint kein Ende ihrer Aktivität in Sicht.

Opportunity untersuchte seinen vor der Landung auf der Mars-Oberfläche abgeworfenen Hitzeschild und hat dabei in der Nähe der Absturzstelle den Meteoriten Heat Shield Rock gefunden. Spirit ist vom Boden des Gusev-Kraters zu den Columbia-Hills aufgestiegen und hat von dort sensationelle Panoramaaufnahmen gemacht.

Für die europäische Weltraumagentur ESA begann das Jahr 2005 erfolgreich mit der Landung der Raumsonde Huygens im Rahmen der Cassini/Huygens Mission, einer Gemeinschaftsproduktion von ESA, NASA und ASI, am 14. Januar auf Titan, einem eisigen Mond des Ringplaneten Saturn. Der Saturn-Orbiter Cassini liefert seitdem einmalige Aufnahmen von den Saturnmonden Enceladus, Titan, Dione und Rhea und wird auch weiterhin Bilder liefern.

Die ESA hat Mitte 2005 den Einsatz der Mission Don Quijote beschlossen. Ziel wird sein, die Raumsonden Hidalgo und Sancho zu einem Asteroiden zu schicken, wo getestet werden soll, ob die Flugbahn dieses Objektes abgelenkt werden kann. Wichtig ist das für den Notfall, wenn ein Killer-Asteroid von einem Crash mit der Erde abgehalten werden muss.

Es folgte im Februar der erfolgreiche Einsatz der stärksten europäischen Trägerrakete Ariane 5/ECA mit einem triple-Start und im November ein double-Start mit 8 t Masse in einen GTO. Weiter erfolgreich blieb die ESA durch den Start der Raumsonde Venus Express im November und das erfolgreiche Aussetzen des europäischen Kommunikationssatelliten Galileo-GIOVE-A am 28. Dezember. Galileo-GIOVE-A ist ein Testsatellit für das von der EU geplante europäische Navigationssystem, eine Konkurrenz für das amerikanische GPS bzw. das russische GLONASS.

Eine spektakuläre Leistung vollbrachte die NASA mit ihrer Deep-Impact-Mission. Am 4. Juli, am amerikanischen Independence Day, schlug der Impactor auf dem Kometen Tempel 1 ein. Dieses außergewöhnliche Ereignis wurde live übertragen. Sinn der Mission war es, festzustellen, aus welchem Material Kometen bestehen. Die Sonde Deep Impact befindet sich nach erfolgreicher Flugkorrektur jetzt in einer Warteposition, da sie eventuell zum Kometen 85P/Boethin fliegen soll.

Die NASA startete am 26. Juli mit dem Space Shuttle Discovery den ersten Flug nach der Columbia-Katastrophe zur Internationalen Raumstation ISS. Leider verlief dieser Flug auch nicht ohne Probleme, da sich beim Start einige Stücke Schaumstoff vom Tank gelöst hatten. Deshalb musste erstmals in der Geschichte der Raumfahrt eine Außenreparatur an einem Raumflugkörper im All durchgeführt werden.

Dieses Problem versuchen die Amerikaner jetzt zu lösen, und dadurch wurden keine weiteren Flüge für 2005 geplant. Die ISS wurde neben dem einzigen Space-Shuttle-Einsatz durch 3 russische Progress-Frachter und 2 russische Personenkapseln Sojus-TMA mit Material, Treibstoff und Sauerstoff, sowie Wasser beliefert.

Leider musste die Reise des deutschen Astronauten Thomas Reiter zur ISS auf 2006 verlegt werden.

Aufgrund vertraglicher Regelungen zwischen der amerikanischen Raumfahrtagentur NASA und der russischen Weltraumagentur ROSKOSMOS konnten amerikanische Astronauten nur bis Ende 2005 mit den russischen Raumkapseln Sojus-TMA kostenlos mitfliegen. Plätze kaufen durften die Amerikaner wegen des bestehenden Iran-Non-Proliferation-Act 2000 nicht, dieses Gesetz wurde aber zwischenzeitlich aufgehoben, so dass Flüge für amerikanische Astronauten mit russischen Raumschiffen zur ISS gegen Bezahlung ab sofort möglich sind.

Am 12. August ist die NASA-Raumsonde MRO zum roten Planeten aufgebrochen. Sie soll im März 2006 im Marsorbit ankommen und Oberflächenaufnahmen mit höchster Auflösung machen.

Im September stellte der NASA-Chef M. Griffin das ehrgeizige Programm 2018 der NASA vor. Danach will die NASA nach fast 50 Jahren wieder einen Astronauten auf den Mond bringen. Anschließend soll es zum Mars gehen. Dieses Programm beinhaltet einen neuen Träger und einen neuen Raumtransporter zur Personenbeförderung. Da die US-Space-Shuttles ab 2010 nicht mehr fliegen werden, ist diese Ersatzbeschaffung zwingend notwendig.

Wehmütig nahmen viele Raumfahrtfans Abschied von der NASA-Rakete Titan, die am 20. Oktober nach über 46 Betriebsjahren zu ihrem letzten Flug abhob.

Einen empfindlichen Rückschlag hat die private Raumfahrtindustrie erlitten. Bereits im November musste der erste Start der privaten Trägerrakete Falcon 1 des amerikanischen Unternehmens SpaceX wegen technischer Probleme abgesagt werden. Aber auch der neue Termin im Dezember konnte wegen technischer Mängel an der Rakete nicht eingehalten werden. Ein Termin für einen weiteren Versuch steht noch nicht fest. Das Unternehmen SpaceX wollte mit diesem Start beweisen, dass Trägerraketen von privaten Unternehmen kostengünstiger und ebenso sicher geflogen werden können. Dieser Beweis blieb bis jetzt aus.

Einen Teilerfolg konnte das japanische Weltraumkonsortium JAXA verbuchen. Die Raumsonde Hayabusa erreichte am 12. September in einer Entfernung von über 280 Millionen km von der Erde den Asteroiden Itokawa. Die Raumsonde sollte Anfang Dezember den Lander Minerva auf dem Asteroiden aussetzen, was leider misslang. Auch die Bodenmaterialaufnahme von der Oberfläche des Asteroiden scheint nicht sicher gelungen zu sein. Ein Rückflug von Hayabusa zur Erde konnte bis jetzt nicht gestartet werden, da im Augenblick kein Funkkontakt zwischen Sonde und Bodenstation besteht.

Einen großen Erfolg konnte die chinesische Raumfahrt erzielen. Am 12. Oktober startete ihr zweiter bemannter Raumflug mit der neuen Raumkapsel Shenzhou 6. An Bord waren zwei Taikonauten, die während der 115 Stunden im All orbitale Experimente durchführten. China wollte sich durch diese Mission auf nächste Mission, mit Ausstieg aus der Kapsel, vorbereiten.

Weniger spektakulär, aber dafür recht häufig waren die Starts der russischen Weltraumagentur ROSKOSMOS. Sie absolvierte 27 Starts von russischen Weltraumbahnhöfen, fast ebenso viele wie alle Starts von Trägern, über 60 insgesamt, der anderen Weltraumagenturen. Der Träger R-7 wurde bei 12 Starts eingesetzt und der Träger UR 500 bei 7 Einsätzen. Damit führt Russland auch 2005 die Startliste an. Weitere Starts für militärische Satelliten bzw. kleinere Payloads sind in dieser Aufstellung nicht enthalten. Aber nicht alle Flugaufträge wurden erfolgreich abgeschlossen, so wie die Missionen Cryosat, Demonstrator und Molniya-3.

Insgesamt waren im Jahre 2005 17 Personen aus 5 Nationen im Weltall, davon ein Privatmann, der mit einer russischen Sojus-TMA gegen entsprechende Bezahlung zur Raumstation ISS geflogen ist. Erfreuliches lieferten auch die Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 aus dem All. Ihre Sender funktionieren noch und in größeren Zeitabständen findet ein Kontakt zwischen den beiden Sonden und der Bodenstation statt. Voyager 1 befindet sich mit 96,312 AE Entfernung von der Sonne schon am Übergang zur Heliopause, dem Ende des Sonnensystems. Voyager 2 ist 84,933 AE entfernt.

Das Weltraumteleskop Hubble feierte 2005 sein 15. Einsatzjahr im All, die ESA blickt auf ihr 30-jähriges Bestehen zurück und das russische Kosmodrom Baikonour feierte 50-jähriges Bestehen. Vor 100 Jahren hat A. Einstein seine berühmte Formel E = mc² vorgestellt.

– Ende des Beitrags –

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