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MAPHEUS
Spritztour ins All für die Forschung
Redaktion / Pressemitteilung des DLR
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20. Februar 2018

Seit zehn Jahren gibt es das MAPHEUS-Höhenforschungsprogramm, das Wissenschaftlern die Möglichkeit bietet, Experimente in Schwerelosigkeit durchzuführen. Die Raketen erreichen eine Höhe von knapp 250 Kilometern, für mehr als sechs Minuten herrscht dabei Schwerelosigkeit. Erstmals wurde nun eine ausgemusterte militärische Raketenstufe für den Flug verwendet.

MAPHEUS-7

An Bord der von MAPHEUS-7 starteten am 17. Februar 2018 sechs Experimente in die Schwerelosigkeit. Geborgen wurde die Nutzlast am 19. Februar 2018. Bild: DLR (CC-BY 3.0) [Großansicht]

247,6 Kilometer Höhe und mehr als sechs Minuten Schwerelosigkeit erreichte die zweistufige Forschungsrakete MAPHEUS-7, die das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am 17. Februar 2018 um 8 Uhr vom Raketenstartplatz ESRANGE startete. An Bord waren sechs Experimente, die unter Quasi-Schwerelosigkeit durchgeführt werden sollten. Außerdem diente der Flug der Qualifizierung des neu entwickelten Trägersystems S31-Improved Malemute.

365 Kilogramm Nutzlast beförderte die Höhenforschungsrakete dabei auf eine suborbitale Flugbahn: Auf MAPHEUS-7 waren neben einem Wiederflug des Röntgenradiographiemoduls X-RISE (X-Ray Investigation in Space Environment) und dem Zellmembranexperimentmodul MemEx (Membran Experiment) drei vollständig neu entwickelte Module und ein Strahlungsmessgerät als Mitflieger in MemEx an Board. Im Experiment GraScha (Granularer Schall) wurde die Schallübertragung in granularen Packungen untersucht. Das Experimentmodul RAMSES (Random-Motion of Micro-Swimmers Experiment in Space) untersuchte das dreidimensionale Clusterverhalten von phototaktisch getriebenen Teilchen in der Schwerelosigkeit.

Im Bereich Gravitationsbiologie stand auf MAPHEUS mit dem Modul CELLFIX erstmals ein Experiment zur Untersuchung des Einflusses der Schwerkraft auf Stammzellen und Neuronen zur Verfügung. Ein weiteres Experiment untersuchte die Intensität der Höhenstrahlung während des Aufstiegs und Flugs von MAPHEUS. Die Nutzlast wurde nach ihrem Flug durch die Schwerelosigkeit von einem Fallschirmsystem gebremst und am 19. Februar 2018 erfolgreich geborgen. Die aufgezeichneten Experimentdaten werden in den nächsten Wochen ausgewertet.

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Insbesondere für die Raumfahrtmedizin dürften die Ergebnisse des Experiments MemEx sein, dass sich mit biophysikalischen Veränderungen von Zellmembranen in der Schwerelosigkeit befasste. Untersuchungsobjekt sind künstlich hergestellte Lipidmembranen, die wie die Biomembran von Zellen aus einer Lipiddoppelschicht bestehen. "In der Doppelschicht sind Lipide und Proteine frei beweglich", sagt Dr. Jens Hauslage vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin. In MemEx wurde dieses Mal der Einbau von Ibuprofen in künstliche Vesikel untersucht, da schon im Vorfeld bekannt ist, dass sich Medikamente in Schwerelosigkeit verändert in biologischen Membranen einbauen und wirken. "Bereits vorausgegangene Experimente bei 22 Sekunden Schwerelosigkeit im Parabelflug gaben uns erste Anhaltspunkte, dass sich die Fluidität von Biomembranen in der Schwerelosigkeit ändert. Jetzt sind wir gespannt auf die Auswertung der Proben, mit der wir direkt nach der Bergung von MAPHEUS-7 beginnen."

Das MAPHEUS-Höhenforschungsprogramm (MAterialPHysikalische Experimente Unter Schwerelosigkeit) läuft seit 10 Jahren. Der jährliche Flug, vorbereitet und durchgeführt durch die Abteilung Mobile Raketenbasis (MORABA) des DLR, ermöglicht den Wissenschaftlern einen unabhängigen und regelmäßigen Zugang zu Experimenten in Schwerelosigkeit. Dabei gehen in diesem Programm Fortschritte in Messtechniken und die Realisierung hochentwickelter Flughardware Hand in Hand mit richtungsweisenden Experimenten im Bereich der Eigenschaften metallischer Flüssigkeiten und deren Erstarrung sowie der Dynamik ungeordneter Systeme und der Schwerkraftwahrnehmung biologischer Systeme.

Die Abteilung MORABA (Mobile Raketenbasis) des DLR, die die Raketenflüge im MAPHEUS-Programm plant und durchführt, setzt mit dem erfolgreichen Flug von MAPHEUS-7 die Erweiterung ihrer zweistufigen Trägersystemfamilie um die Kombination S31 - Improved Malemute um. Die aus militärischen Altbeständen überlassene Raketenstufe Improved Malemute wurde dabei so angepasst, dass sie den Erfordernissen einer Zweitstufe auf einem Forschungsraketenträger gerecht wird.

"Aerodynamische und flugdynamische Auslegung sowie die Entwicklung von Zwischenstufenstruktur, Leitwerkstrukturen, Nutzlastadapter und Zündsystem wurden von MORABA mit Unterstützung des DLR-Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik geleistet", sagt Missionsleiter Frank Scheuerpflug. Der wissenschaftlichen Forschungsgemeinde steht damit ein Trägersystem mit einer Leistungsfähigkeit zur Verfügung, die mittelschweren Nutzlasten den Zugang zu sechsminütigen Mikrogravitationsbedingungen ermöglicht, aber auch für Hyperschall- oder Atmosphärenforschung genutzt werden kann.

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