Quelle: ESA 20. Januar 2024.

20. Januar 2024 – Die vier Astronauten sind Teil der Axiom Mission 3 (Ax-3) und werden bis zu zwei Wochen im Erdorbit leben und arbeiten. Marcus‘ Mission trägt den Namen Muninn.

Rund 36 Stunden hat die Crew nach ihrem Start am 18. Januar um 21:49 GMT (22:49 Uhr MEZ, 16:49 Uhr Ortszeit) im Raumschiff auf dem Weg zur Raumstation verbracht. Marcus verließ als fünfter ESA Astronaut an Bord eines Dragon-Raumschiffs die Erde und diente während der Reise als Missionsspezialist.

Marcus ist der erste Vertreter einer neuen Generation europäischer Astronaut*innen, der mit Axiom Space an kommerziell betriebenen bemannten Raumflügen teilnimmt. Zudem ist er der zweite schwedische Staatsbürger, der die Gelegenheit hat, in den Weltraum zu fliegen. „Ich bin sehr dankbar und beeindruckt von allen, die gemeinsam daran gearbeitet haben, diese Mission zu ermöglichen. Ich möchte die ESA dafür danken, dass sie mutig und zukunftsorientiert ist und den Weg geebnet hat, die Präsenz Europas im Weltraum mit Unterstützung Schwedens und von Axiom Space zu stärken“ sagte Marcus am Tag des Starts.

Als Projekt-Astronaut ist Marcus‘ Job bei der ESA mit dieser spezifischen Flug-Gelegenheit im Rahmen eines befristeten Vertrags verbunden.

Zwei Skandinavier im Orbit
Marcus‘ erste Mission ins All hat ihren Namen aus der nordischen Mythologie und den beiden Raben-Komplizen des Gottes Odin – Muninn und Huginn. Dem Mythos zufolge dienen die Raben ihrem Gott als Boten und Ratgeber und teilen alles, was sie sehen und hören. Huginn ist der Missionsname des dänischen ESA-Astronauten Andreas Mogensen.

Marcus wurde von Andreas, der derzeit Kommandant der Raumstation ist, an Bord begrüßt. Zum ersten Mal befinden sich zwei Skandinavier gemeinsam im Weltraum, bereit, neues Wissen im Orbit zu sammeln, Nutzen für die Menschen auf der Erde zu schaffen und sich auf die zukünftige Weltraumforschung vorzubereiten.

Aktionsreiche Mission
Marcus wird einen Großteil seiner Zeit im Weltraum wissenschaftlichen Aktivitäten und Technologiedemonstrationen widmen, die die Art und Weise, wie wir auf der Erde leben und arbeiten, prägen könnten. Insgesamt wird er rund 20 Experimente durchführen und an fünf Bildungsprogrammen auf der Raumstation teilnehmen.

Das Muninn-Programm ist vollgepackt mit europäischer Forschung und neuen Experimenten unter Leitung der schwedischen Raumfahrtagentur, die von Studien über die Auswirkungen der Gestaltung von Weltraumhabitaten auf das Stressniveau eines Astronauten bis hin zur Entschlüsselung der Veränderungen der Zellstrukturen und der Genexpression in der Schwerelosigkeit reichen.

Folgen Sie der Muninn-Mission
Folgen Sie Marcus‘ Reise auf der Muninn-Website, überprüfen Sie unser Start-Kit auf Englisch oder Schwedisch und vernetzt euch mit Marcus auf seinen Instagram- und X-Accounts.
Neueste Updates zur Muninn-Mission finden Sie auf X und auf den ESA Social-Media-Kanälen. Die offizielle Muninn-Kollektion könnt ihr auch online im ESA Space Shop ergattern und euch mit der offiziellen Muninn-Missions-Playlist einstimmen.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Axiom-3 auf Crew-Dragon zur ISS

Der Beitrag Muninn: Die erste Raumfahrtmission für ESAs Marcus Wandt beginnt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR 17. Januar 2024.

17. Januar 2024 – Am 17. Januar 2024 soll der schwedische Projekt-Astronaut der Europäischen Weltraumorganisation ESA, Marcus Wandt, an Bord einer Dragon-Kapsel des US-Raumfahrtkonzerns SpaceX vom Raumfahrtbahnhof Cape Canaveral in Florida zu seiner Mission „Muninn“ (deutsch: Rabe) aufbrechen. Es ist das erste Mal, dass ein ESA-Astronaut auf einer kommerziellen Mission des US-Startdienstleisters Axiom gebucht wurde. Während seines 14-tägigen Aufenthaltes soll er 20 Experimente absolvieren und zudem Experimenthardware an Bord der Internationalen Raumstation ISS warten.

Zehn solcher Aktivitäten betreffen auch Experimente mit deutscher Beteiligung. Die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) koordiniert die wissenschaftliche Beteiligung der deutschen Experimente, an denen neben dem DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, dem DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum und dem DLR-Institut für Robotik und Mechatronik auch noch die Ludwig-Maximilian-Universität in München, die Berliner Charité sowie die Universitäten Gießen, Greifswald und Kiel sowie ACCESS Aachen beteiligt sind.

Die ersten wissenschaftlichen Messungen unmittelbar nach der Landung wird Marcus Wandt – wie alle ESA-Astronauten seit Alexander Gerst im Jahr 2014 – im :envihab des DLR in Köln durchführen. Das :envihab, die moderne Forschungsanlage des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin, befindet sich unmittelbar neben dem Europäischen Astronautenzentrum EAC. Neben wissenschaftlichen Experimenten finden dort auch Wandts medizinische Untersuchungen statt.

CIMON: Wissenschaftspremiere im All
Sprachassistenten unterstützen die Menschen bei ihrer täglichen Arbeit. Ein solches digitales Assistenzsystem hilft auch Marcus Wandt auf der ISS. Als „Crewmitglied“ ist CIMON (Crew Interactive MObile companioN) ein fliegender und smarter Astronautenassistent. Ausgestattet mit Künstlicher Intelligenz (KI), soll er die Astronautinnen und Astronauten im „klassischen“ Sinne der Mensch-Maschine-Interaktion bei ihrer täglichen Arbeit unterstützen und noch effizienteres Arbeiten auf der Raumstation ermöglichen. Nach der erfolgreichen Technologiedemonstration mit Alexander Gerst, Luca Parmitano und Matthias Maurer soll CIMON mit Marcus Wandt zum ersten Mal wissenschaftlich in Betrieb gehen. Mit dieser Forschung auf der ISS soll er auf der Erde Innovationen für Anwendungen im Bereich der robotischen Industrieproduktion, der Bildung sowie der Medizin und Pflege vorantreiben. CIMON wurde als Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR an Airbus vergeben und für den Einsatz im europäischen Columbus-Modul auf der ISS entwickelt. Als sprachgesteuerte Künstliche Intelligenz dient die Watson KI-Technologie aus der IBM Cloud. Die menschlichen Aspekte des Assistenzsystems wurden von Wissenschaftlern des Klinikums der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) mitentwickelt und betreut.

Marcus Wandt wird außerdem die Telerobotik-Experimentreihe „Surface Avatar“ unterstützen und von Bord der ISS aus mehrere Roboter auf der Erde kommandieren. Entwickelt werden Technologien zur Mensch-Roboter-Kollaboration, die wesentlich für Erkundungsmissionen zum Mond oder zum Mars sind. Das Projekt wird vom DLR-Institut für Robotik und Mechatronik geleitet und erfolgt in Zusammenarbeit mit der ESA.

Bone Health: Knochengesundheit im Weltraum
Knochenschwund an den unteren Extremitäten ist eine bekannte Folge des Lebens im Weltraum. Er beginnt sehr bald nach dem Verlassen der Erde. Astronautinnen und Astronauten verlieren pro Monat im Weltraum bis zu einem Prozent ihrer Knochenmasse. Dieser Verlust kann das Risiko von Knochenbrüchen und Verletzungen erhöhen. Unter Beteiligung des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin wird im Rahmen eines Experiments zur Knochengesundheit („Bone Health“) untersucht, wie sich die Knochendichte von Marcus Wandt nach seinem zweiwöchigen Aufenthalt im Weltraum verändert. Wird der Knochenschwund nach der Mission anhalten oder sich fortsetzen? Wie lange dauert es, bis sich seine Knochen nach der Rückkehr zur Erde wieder vollständig erholt haben? Bone Health könnte diese Fragen beantworten, die generellen Mechanismen des Knochenschwunds aufdecken und damit Patienten auf der Erde helfen, die an Osteoporose und Wirbelsäulenverletzungen leiden. An dem „Bone Health“-Experiment ist auch das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln beteiligt.

Cardio-Deconditioning: Wie geht es dem Herzkreislauf-System der Astronauten vor und nach dem Flug?
Mit dem ESA-Experiment „Cardio-Deconditioning“, das von einem internationalen Team aus Belgien, Deutschland und Italien geleitet wird, sollen die kardiovaskulären Veränderungen bei Astronauten mit Hilfe moderner kardialer Magnetresonanztomographie (MRT) festgestellt werden. Dabei werden vorhandene Daten aus Simulationen der Schwerelosigkeit mit Missionen in einer niedrigen Erdumlaufbahn und künftigen interplanetaren Missionen verglichen und so akute von chronischen Veränderungen unterschieden. Auf der Erde werden die Ergebnisse dieser Studie bei der Nachsorge von bettlägerigen Patienten sowie von Krebspatienten, die mit Strahlentherapie behandelt werden, hilfreich sein. Marcus Wandt ist der erste ESA-Astronaut, an dem dieses Experiment durchgeführt wird. Zum ersten Mal überhaupt weltweit findet bei der Messung mit Marcus Wandt ein Echtzeit-MRT bei einem Astronauten statt.

BRAIN-DTI: Wie passen sich Gehirne an Weltraumbedingungen an?
Aus der Sicht des Gehirns ist das Leben im Weltraum sehr anstrengend. Das Innenohr meldet dem Gehirn, dass der eigene Körper fällt, aber die Augen zeigen, dass sich nichts bewegt. Da sich die Flüssigkeit in den Kopf verlagert, interpretiert das Gehirn diesen zusätzlichen Druck normalerweise als Zeichen dafür, dass er auf dem Kopf steht – aber im Weltraum gibt es kein Oben oder Unten. Die innere Uhr könnte signalisieren, dass sie nach einem Arbeitstag auf der Internationalen Raumstation müde ist, aber Astronauten erleben alle 24 Stunden 16 Sonnenauf- und -untergänge.

Trotz all dieser widersprüchlichen Signale passt sich das Gehirn an, und innerhalb weniger Tage schweben die Astronauten durch ihr Zuhause im Weltraum, als wären sie dort geboren. Aber das Gehirn scheint auch von der Vergangenheit zu profitieren. Erfahrene Astronauten brauchen weniger Zeit, um sich an die Schwerelosigkeit zu gewöhnen als Neulinge, selbst wenn die Missionen Jahre auseinander liegen. Forscher der Universitäten Antwerpen, Lüttich und Leuven in Belgien haben die „Brain-DTI“-Studie entwickelt, an der auch die Ludwig-Maximilians-Universität München beteiligt ist. Sie wollen mehr darüber erfahren, wie sich die Gehirne von Astronauten an die Bedingungen des Weltraums anpassen.

PK-4: Plasmen in Schwerelosigkeit erforschen
Mit dem Plasmakristallexperiment PK-4 lassen sich Prozesse, die eigentlich auf atomarer Ebene ablaufen, für das menschliche Auge sichtbar machen. Plasma ist ein ionisiertes – also ein elektrisch leitendes – Gas. Wenn es zusätzlich Staubteilchen oder andere Mikropartikel enthält, werden diese aufgeladen und es entsteht ein „komplexes Plasma“. In der Schwerelosigkeit können sich die Teilchen frei ausbreiten und geordnete, dreidimensionale Kristallstrukturen bilden. Die Wissenschaftler gewinnen so grundlegende Erkenntnisse, die zu langfristigen Anwendungen in der Weltraumphysik, der Plasmaphysik und -technologie, der Fusionsforschung sowie bei technischen Flüssigkeiten führen sollen.

So werden Fortschritte in der Halbleiter- und Chiptechnologie, in der Entwicklung moderner Antriebe, Ventile und Stoßdämpfer sowie jüngst auch im medizinischen Bereich beim Abtöten multiresistenter Keime bei der Wundbehandlung und der Desinfektion möglich. Die Plasmaexperimente werden im Auftrag der Deutsche Raumfahrtagentur im DLR und der Europäischen Weltrauorganisation ESA durchgeführt. Wissenschaftlich beteiligt sind die Universitäten Gießen und Greifswald. Marcus Wandt wird während seiner Mission auf der ISS gemeinsam mit dem wissenschaftlichen Team auf dem Boden die 19. Experimentkampagne von PK-4 durchführen.

ANITA-2: Prima Klima oder dicke Luft auf der ISS?
In einer abgeschlossenen Umgebung wie im Inneren der Internationalen Raumstation, muss die Luftzusammensetzung überwacht werden, um die Gesundheit der „Bewohner“ sicherzustellen. Die Hauptbestandteile der Kabinenluft wie Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid werden bereits durch das Lebenserhaltungssystem der Raumstation überprüft. Das Analysing Interferometer for Ambient Air-2 (ANITA-2) kann jedoch bis zu 33 wichtige chemische Verunreinigungen nahezu in Echtzeit aufspüren. ANITA saugt im Betrieb alle sechs Minuten Umgebungsluft an und untersucht sie mit Hilfe von Infrarotsensoren. Denn jeder Stoff in der Luft kann einem bestimmten Lichtspektrum zugerechnet werden. Nach der Analyse, die nur wenige Minuten dauert, wird neue Luft angesaugt und überprüft. Auf diese Weise erhält man eine detaillierte Aussage darüber, wie sich die Luft in der Station zusammensetzt und wie sie sich über die Zeit verändert. ANITA-2 wurde bei der OHB System AG entwickelt und von dem deutschen ESA-Astronauten Matthias Maurer im Jahr 2021 in Betrieb genommen.

Wartungsarbeiten an Experimenten mit deutscher Beteiligung
Marcus Wandt wird während seiner Mission auch Wartungsarbeiten an Experimenten mit deutscher Beteiligung durchführen. So wird er unter anderem für das Experiment DOSIS 3D MINI die sogenannte DOSIS Main Box neu installieren. Das Experiment soll unser Verständnis der Strahlungsumgebung an Bord der ISS erweitern. Bereits seit 2012 führt das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin gemeinsam mit internationalen Partnern das Experiment im europäischen Columbus-Modul der ISS durch. Dabei wird dort die Verteilung der Strahlenbelastung mit passiven und aktiven Strahlungsdetektoren bestimmt und eine 3D-Dosiskarte der gesamten ISS erstellt.

Zudem wird Marcus Wandt vorbereitende Kalibrierungen in der Material Science Laboratory (MSL) Anlage vornehmen, damit nach seiner Mission dort weitere Experimentläufe stattfinden können. MSL ist ein Ofen, in dem Erstarrungsversuche mit metallischen Legierungen in Schwerelosigkeit zum technologischen Fortschritt in industriellen Gießprozessen von maßgeschneiderten, nachhaltigen Hightech-Materialien auf der Erde – beispielsweise von neuartigen und leichteren Flugzeugturbinenschaufeln und Batteriegehäusen – beitragen sollen. Dafür werden in unterschiedlichen ISS-Schmelzöfen im Material Science Laboratory (MSL) Proben aufgeschmolzen und wieder erstarrt. Denn unter Schwerelosigkeit gelingt das wegen verminderter Strömungen präziser als im Labor auf der Erde. An diesen Versuchen sind unter anderem das DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum, ACCESS Aachen e.V. sowie die Universität Kiel beteiligt. Für seinen Einsatz wurde Markus Wandt vorab an der Bodenanlage MSL EM (Engineering Model) im Institut für Materialphysik im Weltraum durch das MSL Operations Team des DLR- MUSC trainiert.

Gute Zusammenarbeit zwischen Deutschland und Schweden in der Raumfahrt
Deutschland und Schweden arbeiten in der Raumfahrt eng zusammen. Ein Beispiel ist hier die Deutsch-Schwedische Kooperation in den Studierendenprogrammen REXUS/BEXUS (Raketen-/Ballon-Experimente für Universitäts-Studenten), und TEXUS (Technologische Experimente unter Schwerelosigkeit), die von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR gefördert und geleitet werden, sowie das DLR-MAPHEUS-Forschungsraketenprogramm mit material- und lebenswissenschaftlichen Experimenten. MAPHEUS (Materialphysikalische Experimente Unter Schwerelosigkeit) wird vom DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum, dem DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin und der MORABA der DLR-Einrichtung Raumflug und Astronautentraining betrieben und dient als Entwicklungs- und Technologietransfer-Plattform für Forschung unter Weltraumbedingungen. Die Studierenden aus Deutschland und Schweden starten ihre eigenen Experimente auf Höhenforschungsraketen und -ballonen vom Esrange Space Center des schwedischen Raumfahrtunternehmens SSC, das über die Startinfrastruktur im nordschwedischen Kiruna verfügt. Die nächsten TEXUS-Starts sollen Ende Januar 2024 stattfinden, direkt im Anschluss daran der Start von MAPHEUS-14 im Februar 2024.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Axiom-3 auf Crew-Dragon zur ISS

Der Beitrag DLR: Start des schwedischen ESA-Astronauten Marcus Wandt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA 12. September 2023.

12. September 2023 – Axiom Space hat die vier Besatzungsmitglieder benannt, die während der Ax-3-Mission bis zu 14 Tage an Bord der ISS verbringen werden. Marcus wird als Missionsspezialist unter dem Kommando des Chefastronauten von Axiom Space, Michael López-Alegría, dienen, der als Doppelbürger sowohl die USA als auch Spanien vertritt.

Ax-3 wird die erste kommerzielle bemannte Raumfahrtmission mit einer/einem von der ESA gesponserten Astronautin/Astronauten sein. Die Mission von Marcus heißt Muninn und wird von der ESA und der schwedischen Raumfahrtagentur (SNSA) unterstützt.

„Die ESA unterstützt eine neue Generation von Weltraumforscher:innen, die den kommerziellen Zugang zum Weltraum mit neuen Ideen, Konzepten und Forschungen für sich nutzen. Ein vielseitigerer Zugang für Menschen zum Weltraum wird die europäische Wirtschaft und das Wissen jenseits der Erde voranbringen“, sagt Daniel Neuenschwander, ESA-Direktor für Programme für astronautische und robotische Exploration.

Die beiden anderen Ax-3-Besatzungsmitglieder sind Walter Villadei, ein Oberst der italienischen Luftwaffe und Pilot der Mission, und Missionsspezialist Alper Gezeravci aus der Türkei. Marcus, Walter und Alper haben umfassende Flugerfahrung und haben alle in der Luftwaffe ihres jeweiligen Landes gedient. Marcus arbeitete als Test- und Kampfpilot für die schwedische Luftwaffe.

„Diese Crew verändert das Verständnis dafür, wie Regierungen und Raumfahrtbehörden die Vorteile der Mikrogravitation nutzen können. Die Axiom-3-Mission wird einen Wandel bewirken und die europäischen Nationen werden sich als Pioniere der aufstrebenden kommerziellen Raumfahrtindustrie positionieren“ sagte Michael, ehemaliger NASA-Astronaut und Kommandant der Axiom-Mission 1.

„Dank Marcus arbeitet Europa zum ersten Mal mit einem kommerziellen Raumfahrtunternehmen bei der Durchführung eines Astronautenflugs zur Internationalen Raumstation zusammen. Die ESA unterstützt ihre Mitgliedstaaten bei ihren Bemühungen, zu zeigen, wie schnelle Missionen mit kurzer Dauer zu guter Wissenschaft, Öffentlichkeitsarbeit und Bildung zur Förderung von MINT und zum Nutzen des Lebens auf der Erde führen können“, sagt Frank De Winne, ESA-Programmmanager für die ISS.

Eine SpaceX Falcon 9-Rakete wird die Ax-3-Besatzung an Bord eines SpaceX Dragon-Raumschiffs vom Kennedy Space Center der NASA in Florida, USA, zur Internationalen Raumstation bringen. Nach dem Andocken an das Orbital-Labor wird Marcus bis zu 14 Tage lang Forschungs- und Bildungsaktivitäten in der Mikrogravitation durchführen.

Der schwedische Astronaut durchläuft derzeit ein Ausbildungsprogramm, um im Weltraum zu leben und zu arbeiten und die hohen Anforderungen für die bemannte Raumfahrt zu erfüllen. Die Ausbildung von Marcus findet in Europa, den USA, Kanada und Japan statt.

Über die Europäische Weltraumorganisation
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist das Tor Europas zum Weltraum.

Die ESA ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürger:innen in Europa und weltweit zugutekommen.

Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Österreich, Belgien, Tschechische Republik, Dänemark, Estland, Finnland, Frankreich, Deutschland, Griechenland, Ungarn, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Spanien, Schweden,die Schweiz und das Vereinigte Königreich. Lettland, Litauen, die Slowakei und Slowenien sind assoziierte Mitglieder.

Die ESA hat eine formelle Zusammenarbeit mit vier Mitgliedstaaten der EU aufgebaut. Auch Kanada nimmt im Rahmen eines Kooperationsabkommens an bestimmten ESA-Programmen teil.

Dank der Koordinierung der Finanzressourcen und Kompetenzen ihrer Mitgliedstaaten kann die ESA Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen. Des Weiteren arbeitet sie eng mit der EU bei der Verwirklichung der Programme Galileo und Copernicus und mit Eumetsat bei der Entwicklung von Meteorologiemissionen zusammen.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Axiom-3 auf Crew-Dragon zur ISS

Der Beitrag ESA: Marcus Wandt fliegt mit der 3. Axiom-Space-Mission zur ISS erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR 4. November 2022.

4. November 2022 – Ein komplexes Raumfahrtprojekt während des Studiums auf die Beine stellen – von der Idee über die Planung und den Bau der Experimente bis hin zum Flug auf einer Forschungsrakete – das ermöglicht das deutsch-schwedische Programm REXUS/BEXUS (Raketen-/Ballon-Experimente für Universitäts-Studenten) der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR und der Schwedischen Nationalen Raumfahrt-Agentur (SNSA). Zwischen dem 4. und 7. November 2022 sollen die beiden Forschungsraketen REXUS 27 und REXUS 28 vom Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Nordschweden starten. Mit an Bord sind die Experimente von fünf Studierenden-Teams von Universitäten aus der Schweiz, Belgien, den Niederlanden und Deutschland. Die Raketen werden bei dem parabelähnlichen Flug eine Höhe von etwa 80 Kilometern erreichen, wobei für rund zwei Minuten Schwerelosigkeit herrscht.

„Die Startkampagne musste leider aufgrund der Pandemie mehrmals verschoben werden, was für alle Beteiligen eine große Herausforderung war“, erklärt Dr. Michael Becker, Leiter des REXUS/BEXUS-Programms der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. „Deshalb freuen wir uns sehr, dass beide Forschungsraketen nun starten können, und sind gespannt auf die Auswertung und Ergebnisse der Experimente.“

Wenn die Forschungsrakete REXUS 27 in Richtung Stratosphäre abhebt, hat sie drei Experimente an Bord. Mit dem Experiment HADES (Hayabusa-capsule active dynamic re-entry stabilisation) erforschen Studierende der Fachhochschule Westschweiz (HES-SO) die dynamische Stabilität einer Wiedereintrittskapsel in der Atmosphäre. Das Team FLORENCE (Flow boiling regime in microgravity conditions experiment) der Katholischen Universität Löwen, Belgien, untersucht mit seinem Experiment die Strömung in Kühlkanälen eines simulierten Raketentriebwerk-Modells bei geringer Schwerkraft.

3D-Druck unter Weltraumbedingungen
Ein Verfahren der additiven Fertigung, auch 3D-Druck genannt, untersucht das Team AIMIS (Additive manufacturing in space) der Hochschule München. Unter Weltraumbedingungen werden während des REXUS-Flugs mehrere Säulen aus photoreaktivem Kunstharz durch eine formgebende Öffnung gepresst (extrudiert) und anschließend unter UV-Licht ausgehärtet. Der Versuch dient dem Nachweis eines stabilen Fertigungsprozesses. Die gefertigten Stäbe werden anschließend auf ihre Materialeigenschaften untersucht. Zukünftig soll diese Methode die Herstellung größerer Strukturen, wie Teile von Raumstationen oder Raumschiffen im Weltraum ermöglichen.

Robotertechnik für den Einsatz im Weltraum
Der Start der REXUS-28-Rakete ist für den 7. November 2022 geplant. An Bord befinden sich zwei Experimente von Studierenden der Technische Universität Delft, Niederlande, und Universität Stuttgart. Das Experiment SPEAR (Supersonic Parachute Experiment Aboard REXUS) der TU Delft testet einen selbst entwickelten Hemisflo-Fallschirm unter Überschallbedingungen für sogenannte Wiedereintrittssysteme. Dafür wird eine Kapsel mit unterschiedlichen Sensoren am höchsten Punkt der Flugbahn aus der Spitze der REXUS-Rakete ausgeworfen und von dem Fallschirm abgebremst.

Das Experiment ROACH2 (Robotic in-Orbit Analysis of Cover Hulls 2) von Studierenden der Universität Stuttgart beschäftigt sich mit der Frage, wie Beschädigungen an Raumstationen oder Raumschiffen, die beispielsweise durch Weltraumschrott verursacht wurden, repariert werden können. Das Team entwickelte einen Roboter, der sich mithilfe von Elektroadhäsion (das Aneinanderhaften zweier Materialien, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt wird) in der Schwerelosigkeit auf Oberflächen von Raumfahrzeugen fortbewegen kann. „Rover wie ROACH 2 sollen in Zukunft auf der Außenhaut einer Raumstation laufen, um Schäden zu begutachten. Dabei setzen wir auf Elektroadhäsion – die Kraft, die Luftballons an der Wand hält, nachdem sie an den Haaren aufgeladen wurden. Dazu kombinieren wir ein Experiment auf einer Höhenforschungsrakete mit einem kleinen Rover, der sich in der Rakete fortbewegt“, erklärt Natascha Bonidis für das ROACH2-Team. „Das REXUS-Programm bietet uns eine ideale Möglichkeit, diese Technologiedemonstration durchzuführen und zusätzlich noch eine professionelle Betreuung durch Experten.“

„Dieses einzigartige Experiment soll nachweisen, dass diese Technologie für die extreme Umgebung des Weltraums geeignet ist“, erklärt Dr. Michael Becker. Mithilfe von Sensoren und Kameras in der Höhenforschungsrakete wird das Experiment überwacht und im Anschluss ausgewertet. Zukünftig könnten mit dieser Technologie Roboter entwickelt werden, die Schäden auf der Oberfläche von Raumfahrzeugen erkennen und vor Ort reparieren.

REXUS und BEXUS: ein Programm für den wissenschaftlichen Nachwuchs
Das deutsch-schwedische Programm REXUS/BEXUS (Raketen-/Ballon-Experimente für Universitäts-Studenten) bietet seit 2007 Studierenden aus Deutschland, Schweden und ESA-Mitgliedstaaten die Möglichkeit, eigenständig auf Raketen und Ballonen wissenschaftliche Experimente zu fliegen. Sie bekommen so praktische Erfahrungen bei der Vorbereitung und Durchführung eines Raumfahrtprojekts.

Um an dem Programm teilzunehmen, müssen die Studierenden einen Experimentvorschlag einreichen. Nach einer Vorauswahl werden die Teams zur Deutschen Raumfahrtagentur in Bonn eingeladen, um ihr Experiment vorzustellen. Die ausgewählten Experimente erhalten einen Platz auf einem Stratosphärenballon oder einer Forschungsrakete. Während einer Trainingswoche werden die Experimentkonzepte von Raumfahrtingenieuren und -experten überprüft, und die Teams lernen die Raketen- und Ballonsysteme kennen. Die REXUS/BEXUS-Ingenieure unterstützen die Studierenden auch während der Bauphase der Experimente.

Der nächste Aufruf für Experimente-Vorschläge wird voraussichtlich Mitte 2023 veröffentlicht. Jeweils die Hälfte der Raketen- und Ballon-Nutzlasten stehen Studenten deutscher Universitäten und Hochschulen zur Verfügung. Die schwedische Raumfahrtagentur SNSA hat den schwedischen Anteil für Studierende der übrigen Mitgliedsstaaten der Europäischen Weltraumorganisation ESA geöffnet.

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

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Höhenforschungsraketen

Der Beitrag DLR: REXUS/BEXUS-Programm zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: DLR.

25. August 2021 – Die Arktis erwärmt sich deutlich schneller als andere Teile der Erde. Dabei tauen in den Regionen nördlich des Polarkreises unter anderem Permafrostböden auf und setzen das gegenüber CO₂ vielfach wirkungsvollere Klimagas Methan frei. Ebenso gasen subpolare Feuchtgebiete Methan aus. Vom 14. bis 27. August 2021 findet die internationale Forschungskampagne MAGIC 2021 statt. Ausgehend von Kiruna/Schweden erfassen die rund 80 Forschenden Klimagasquellen und -senken in Skandinavien. Drei Messflugzeuge, 20 Ballons und drei Erdbeobachtungssatelliten liefern Daten zur Region. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt sich mit in-situ-Messungen auf der DLR eigenen Cessna Grand Caravan und mit CHARM-F (CH₄ Atmospheric Remote Monitoring) einem neuentwickelten Flugzeug getragenen Lidar-Instrument zur Methan- und CO₂-Detektion. Eine weltraumtaugliche Variante des Lidars soll ab 2027 bei der Satellitenmission MERLIN zur globalen Methan-Detektion aus dem All eingesetzt werden. Der bei MAGIC 2021 verwendete Demonstrator unterstützt die Vorbereitung dieser deutsch-französischen Mission. An MAGIC 2021 sind insgesamt 17 Forscherteams aus sieben Nationen unter Leitung der französischen Raumfahrtagentur CNES und Forschungseinrichtung CNRS beteiligt.

Kohlendioxid (CO₂) und Methan (CH₄) sind die beiden bedeutendsten anthropogenen Treibhausgase. Insbesondere der Eintrag von Methan in die Erdatmosphäre ist noch zu wenig erforscht. In Skandinavien gibt es verschiedene Methan-Quellen, die entweder menschlichen Aktivitäten entspringen (Förderung und Verteilung von Gas und Öl) oder natürlichen Ursprungs sind (Feuchtgebiete, Torfmoore, Seen). In diesen feuchten Regionen finden organische Abbauprozesse unter Ausschluss von Luft statt, wobei Methan natürlich entsteht.

„Für die Klimaforschung sind diese Daten enorm wichtig. Denn diese Emissionen sind nur unzureichend quantifiziert“, erläutert Dr. Susann Groß, Leiterin der DLR-Programmdirektion für Raumfahrtforschung und -technologie. „Kontinuierliche Messungen in der Region sind aufgrund der geringen Bevölkerungsdichte, des langen Winters und der Wetterbedingungen eher selten. Die Forschenden wollen verstehen, welchen Einfluss die natürlichen Methanquellen haben und wie sie sich mit der Erderwärmung verändern.“

Die hohen geografischen Breiten gelten zudem als Senke für atmosphärisches CO₂. Hier ist von Interesse, ob sich die Aufnahme des CO₂ in der Biosphäre durch die starke Erwärmung der Arktis verringert und sich das arktische Ökosystem von einer Senke zu einer Quelle entwickelt.

Von der bodennahen Grenzschicht bis in die Stratosphäre

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erfassen die Klimagaskonzentrationen von der bodennahen Grenzschicht bis hinauf in die Stratosphäre in 3 Ebenen. In der Stratosphäre lassen sie im Rahmen der Kampagne Ballons bis in Höhen von 40 Kilometer aufsteigen, die mit Fernerkundungs- und in-situ Instrumenten die Konzentrationen erfassen. Das französische Forschungsflugzeug ATR-42 fliegt in rund sechs Kilometern Höhe und trägt erstmals das DLR-Lidar CHARM-F an Bord. Dieses misst die Methan- und CO₂-Konzentrationen mittels Laser zwischen Flugzeug und Boden.

Im Tiefflug entlang der bodennahen Grenzschicht fliegt die Cessna des DLR und misst direkt die Konzentration in rund 500-1.500 Meter Höhe. Eine Twin Otter des Britischen Polarforschungsinstituts (BAS) ergänzt diese Messungen durch Sondierung der Landoberfläche und dessen Temperatur, mithilfe eines passiven Fernerkundungsinstruments des Jet Propulsion Laboratory der NASA. Die koordinierten Messungen sollen im Rahmen der AMPAC-Initiative gemeinsam ausgewertet werden.

Kleinste Konzentrationsunterschiede verraten Methanquellen

„Wir wollen herausfinden, wo in Nordskandinavien die Methanemissionen herkommen und wohin sie transportiert werden“, erläutert Dr. Andreas Fix vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. „Gleichzeitig erproben wir unser hochpräzises Lidar. Dessen Technologie wird zukünftig auf dem deutsch-französischen Klimasatelliten MERLIN für eine kontinuierliches Methan-Monitoring aus dem All eingesetzt werden.“ Diese Technik erlaubt es, Methan und CO₂ mit eigener Lichtquelle, dem Laser, unabhängig vom Sonnenlicht aus großer Entfernung und mit hoher Genauigkeit zu messen. Besonders vielversprechend ist die erstmalige Kombination aus dem Treibhausgas-Lidar mit einem Lidar der französischen Forschungsorganisation ONERA, das gleichzeitig vom Bord der ATR-42 das Windfeld misst. Die Forschenden hoffen auf diese Weise, die Treibhausgasflüsse vom Flugzeug aus direkt bestimmen zu können.

Eine generelle Herausforderung bei der Messung von Treibhausgasen sind deren äußerst geringe Konzentrationsunterschiede. Denn auch nahe starker Quellen sind die Werte meist nur weniger als ein Prozent gegenüber der Hintergrundkonzentration erhöht. Eine äußerst sensitive und präzise Messung ermöglichen in-situ Methanmessungen nahe über dem Boden. „Über die Lufteinlässe der DLR-Cessna erfassen wir mit unseren Geräten die Konzentration der Klimagase Methan und CO₂ direkt am Ort des Flugzeugs“, erklärt Dr. Anke Roiger vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. „Dazu messen wir gleichzeitig den dreidimensionalen Wind. Das erlaubt uns, erhöhte Konzentrationen und Quellen am Boden zu verbinden sowie deren Quellstärke abzuschätzen.“

Rund um das nordschwedische Kiruna kann die DLR-Cessna in einem Radius von 300 Kilometern eingesetzt werden. „Für die Messflüge im Sichtflug über die weiten Waldgebiete Nordskandinaviens benötigen wir eine ausreichend hohe Wolkenuntergrenze und gute Sicht, um abgestimmt mit den anderen Maschinen der Forschungskampagne zu fliegen“, sagt Testpilot Dr. Marc Puskeiler von den DLR-Flugexperimenten. „Herausforderungen für die Flugplanung sind die oft sehr kurzfristig, teilweise noch im Flug modifizierten Flugmuster sowie die wenigen Flugplätze für Ausweichlandungen und Tankstopps in diesem sehr dünn besiedelten Gebiet.“ Nach Möglichkeit der Wetterbedingungen fliegt die DLR-Cessna koordiniert mit der französischen ATR-42 und der britischen Twin Otter. Erste Ergebnisse der Mission werden für 2022 erwartet.

Forschungskampagne Magic 2021

Um ihre Verteilung der beiden bedeutendsten anthropogenen Treibhausgase Kohlendioxid (CO₂) und Methan (CH₄) in der Atmosphäre und die damit verbundenen Emissionen besser verstehen zu können, wurde 2017 die Initiative MAGIC (Monitoring Atmospheric composition and Greenhouse gases through multi-Instrument Campaigns) gestartet. Nach drei vorbereitenden Kampagnen in den letzten Jahren auf dem französischen Festland findet die Kampagne 2021 in Nordnorwegen, Schweden und Finnland, mit besonderem Fokus auf den natürlichen und anthropogenen Methanemissionen statt. In die Forschungsarbeiten fließen auch Beobachtungen der Satelliten OCO-2 (NASA), Sentinel-5P (ESA) sowie MetOp (ESA-EUMETSAT) ein.

In der großangelegten internationalen Forschungskampagne arbeiten die französischen Einrichtungen CNRS, CNES und Onera gemeinsam mit dem Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Swedish Space Corporation, dem Finnischen Meteorologischen Institut, der Universität Groningen, dem King’s College London, dem British Antarctic Survey sowie dem Jet Propulsion Laboratory der NASA zusammen. Die Finanzierung erfolgt hauptsächlich durch CNES, CNRS und ESA, mit einem Beitrag von Eumetsat sowie dem DLR.

Deutsch-Französische Klimamission MERLIN

Der deutsch-französische Kleinsatellit MERLIN (Methane Remote Sensing LIDAR Mission) ist eine Klimamission, die das Treibhausgas Methan in der Erdatmosphäre beobachten soll. Mit Hilfe eines Lidar-Instruments (Light Detecting and Ranging) wird MERLIN ab dem Jahr 2027 aus einer Höhe von rund 500 Kilometern das Treibhausgas in der Erdatmosphäre aufspüren und überwachen. Ziel der dreijährigen Mission ist unter anderem die Erstellung einer globalen Weltkarte der Methankonzentrationen. Außerdem soll die Mission Aufschluss darüber geben, in welchen Regionen der Erde Methan in die Atmosphäre eingebracht wird (Methanquellen) und in welchen Gebieten es ihr wieder entzogen wird (Methansenken).

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Klimawandel

Der Beitrag DLR: Auf den Spuren der Methanquellen in Skandinavien erschien zuerst auf Raumfahrer.net.