Was Astro-Alex im All macht

Weltraumspaziergang inklusive

Von Manfred Lindinger
 - 19:00
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Vier Jahre nach seiner ersten Mission ist Alexander Gerst abermals zur Internationalen Raumstation (ISS) aufgebrochen. Gemeinsam mit der amerikanischen Astronautin Serena Auñón-Chancellor und dem russischen Kosmonauten Sergej Prokopjew hob er am Mittwochmittag pünktlich um 13.12 Uhr deutscher Zeit vom russischen Kosmodrom in Baikonur in Kasachstan an Bord einer Sojus-Kapsel ab. Zwei Tage benötigen die drei Raumfahrer für den Flug zum Außenposten, der in einer Höhe von etwa 400 Kilometern um die Erde kreist. Dort werden Gerst und seine beiden Kollegen das nächste halbe Jahr verbringen. Von August an wird Gerst als erster Deutscher das Kommando über die ISS übernehmen. Auch mindestens ein Außenbordeinsatz steht für den Zweiundvierzigjährigen auf dem Programm.

Gerst wird die meiste Zeit im europäischen Forschungslabor Columbus verbringen, das seit 2008 fester Bestandteil der ISS ist. Dort erwarten ihn fast 70 Experimente, die extra für die Mission Horizons entwickelt wurden und amerikanische Raumfrachter im Mai anlieferten. Der überwiegende Teil stammt aus Deutschland und wird von Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) betreut.

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„Astro-Alex“ Richtung ISSDeutscher Astronaut Gerst startet erfolgreich ins All

Körperfunktionen unter Kontrolle

Von vielen Experimenten erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse in der Biologie, Medizin und in der Materialforschung. So wird Alexander Gerst kurz nach seiner Ankunft das Fluoreszenzmikroskop Flumias in Betrieb nehmen. Damit können zum ersten Mal lebende Zellen in der Schwerelosigkeit sichtbar gemacht und ihr Verhalten detailliert studiert werden. Beim Experiment Myotones, das Wissenschaftler der Berliner Charité und der Universität von Southampton entwickelt haben, sollen biomechanische Eigenschaften der Skelettmuskulatur in der Schwerelosigkeit untersucht werden. Um dem Muskel- und Knochenschwund im All entgegenzuwirken, muss Gerst – wie alle Astronauten auf der ISS – täglich mindestens eineinhalb Stunden trainieren. Wie effektiv dieses Training ist, und wie dadurch die biomechanischen Eigenschaften der Muskulatur beeinflusst werden, sind ungeklärte Fragen, die der Sensor beantworten soll.

Ein weiteres medizinisches Experiment heißt „MetabolicSpace“, ein tragbares Analysesystem, das Gersts Körper- und Stoffwechselfunktionen überwachen wird. Die Sensoren messen die Konzentration der ein- und ausgeatmeten Gase sowie die Atmungsfrequenz. Sie registrieren zudem Herzschlag und Körpertemperatur. Da das Gerät keine Kabel und Schläuche benötigt, soll es die Überwachung und Auswertung der Fitness der Astronauten etwa während des täglichen Trainings erleichtern und verbessern. Gerst soll an Bord der ISS die Funktionskleidung Spacetex-2 tragen, die für einen besonders guten Wärmeaustausch an der Körperoberfläche sorgt. Denn in der Schwerelosigkeit kommt es beim täglichen Training schnell zu einem Hitzestau, die Körpertemperatur kann auf mehr als 39 Grad steigen.

Kältelabor für die Quantenphysik

Um das Instrument Asim zu installieren und in Betrieb zu nehmen, wird der Deutsche einen längeren Außenbordeinsatz unternehmen müssen. Das Instrument, das er außen am Columbus-Labor montieren soll, wird mindestens zwei Jahre lang die Gewitter messen, die sich in den hohen Bereichen der Erdatmosphäre abspielen. Diese starken elektrischen Entladungen lassen sich von der Erde aus nur schwer erforschen. Von der ISS aus sollen auch globale Flugrouten von Vögeln und Fledermäusen verfolgt und aufgezeichnet werden, auch um Umwelt- und Klimaveränderungen zu erforschen. Winzige an den Tieren angebrachte Sender funken beim Projekt Icarus ständig Daten zur ISS. Diese werden gesammelt und an Bodenstationen weitergeleitet.

Außerdem wird Gerst mit Granulaten, heißen und kalten Gasen experimentieren, und deren physikalisches und chemisches Verhalten in der Schwerelosigkeit studieren. Einige Gase wird er so stark abkühlen, dass darin quantenphysikalische Effekte auftreten. Die Gasatome verlieren ihre Individualität und beginnen im Kollektiv zu schwingen, so als handele es sich um ein einzelnes Superteilchen. Bislang wurden solche Effekte, die man zum Bau präziser Atomuhren oder Quantencomputer nutzen kann, bei Parabelflügeln studiert, bei denen nur für kurze Zeit eine Schwerelosigkeit erzeugt wird.

Hilfe von einem Roboterassistenten

Im Columbus-Modul wird der deutsche Astronaut auch ein bekanntes Experiment vorfinden: den Electromagnetic Levitator, kurz EML. In dem Schmelzofen, den Gerst mit einer schnellen Kamera ausrüsten soll, wird er wieder schwebende Metalltropfen studieren und versuchen, Legierungen herzustellen, die auf der Erde nicht erzeugt werden können. Um die vielen Experimente handhaben zu können, hat Gerst vor seinem Start ein Übungsprogramm absolviert. Auf der ISS wird ihm ein besonderer Assistent zur Seite stehen, der ihn bei den Routineaufgaben unterstützen soll. Der Roboter Cimon, entwickelt vom DLR und Industriepartnern, kann dank reichlich Künstlicher Intelligenz Gesichter und Stimmen erkennen. Mit ihm soll die Mensch-Maschine-Interaktion über längere Zeit erprobt werden.

Auf der ISS befindet sich auch eine „Zeitkapsel“ des DLR. Die wenige Zentimeter große Aluminiumkugel enthält die Wünsche und Zukunftsvorstellungen von Schülern aus Deutschland. Im Inneren sind auf einem Chip Fotos von Social-Media-Nutzern gespeichert. Sie zeigen Alltagsszenen der Jugendlichen. Gerst wird die Zeitkapsel auf der ISS versiegeln und nach seiner Rückkehr der Stiftung Haus der Geschichte in Bonn übergeben. Dort soll sie 50 Jahre lang verwahrt und erst dann wieder geöffnet werden.

Quelle: F.A.Z.
Manfred Lindinger
Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.
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