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HORIZONS
Experimente und eine Mondfinsternis
Redaktion / Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
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14. August 2018

Rund zwei Monate lebt und arbeitet der deutsche ESA-Astronaut Alexander Gerst nun auf der Internationalen Raumstation ISS. Während einige Experimente seiner horizons-Mission noch in den Startlöchern stehen, liefern andere Versuche bereits wissenschaftliche Ergebnisse. Ein Höhepunkt war bislang die Beobachtung der totalen Mondfinsternis aus dem All.

Mondfinsternis

Am 27. Juli 2018 fand die längste totale Mondfinsternis des 21. Jahrhunderts statt. Von der Internationalen Raumstation aus hatten die Astronauten die beste Sicht auf das Schauspiel. Bilder von dem Ereignis hat der deutsche ESA-Astronaut auf seinem Twitter-Account veröffentlicht. Foto: Alexander Gerst [Großansicht]

Am 27. Juli ereignete sich ein Naturschauspiel der besonderen Art: Die längste totale Mondfinsternis des 21. Jahrhunderts hielt die Menschen auf der Erde in Atem. Ein paar Glückliche hatten jedoch einen Logenplatz: Die Besatzung der ISS hatte wohl die beste Sicht auf das spektakuläre Ereignis. Einen Eindruck davon vermittelten die Bilder von Alexander Gerst. "Gerade ein Foto der Mondfinsternis von der Internationalen Raumstation aus gemacht. Schwierig einzufangen. Der leichte Blaustich kommt von der Atmosphäre, kurz bevor der Mond darin 'untergetaucht' ist", kommentierte der deutsche ESA-Astronaut die Aufnahmen auf seinem Twitter-Account.

Das FLUMIAS-Experiment, mit dem erstmals Bilder von lebenden Zellen in hoher Auflösung und in Echtzeit auf der ISS erstellt werden können, wurde in das "TangoLab-2" im amerikanischen Segment der Raumstation eingebaut und ab dem 3. Juli zehn Tage lang betrieben. In dieser Zeit hat die Anlage insgesamt 1,2 Terabyte Daten erzeugt. Es wurden sowohl Test-Bilder von fixierten Zellen aufgenommen, als auch von lebenden Zellen, um den Einfluss der Schwerelosigkeit auf das Zellskelett zu erforschen.

"Während der Mission wurden täglich Überblicksbilder zur Erde geschickt", berichtet Dr. Catharina Carstens, bei der DLR Raumfahrtagentur zuständig für das FLUMIAS-Experiment. "So konnte das Projektteam die Funktionsfähigkeit des Mikroskops überprüfen und war außerdem in der Lage, den Zustand der Zellen zu beurteilen und Experimenteinstellungen zu verändern." Am 16. Juli wurde FLUMIAS final abgeschaltet. Am 1. August wurde die Anlage ausgebaut und in die Dragon-Kapsel verbracht, mit der sie am 3. August zur Erde zurückgekehrt ist.

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Glück im Unglück hatten die Wissenschaftler beim Planetensimulator MagVector/MFX-2, der Wechselwirkungen des Erdmagnetfeldes untersucht: Bereits im Juni hatte die US-amerikanische Astronautin Serena-Aunon Chancellor die Anlage um zwei neue Sensorboxen mit jeweils 16 Sensoren ergänzt. Am 2. Juli wurde die Anlage in Betrieb genommen und mit der Untersuchung der Proben, die vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof wissenschaftlich betreut werden, begonnen.

Nach einem gelungenen Start der Experimentreihe gab es jedoch eine Anomalie, bei der ein Teil der Sensordaten nicht mehr aufgezeichnet werden konnte. Durch den Austausch des Boot-Sticks und einen erfolgreichen Reparatur-Eingriff von Alexander Gerst konnte dieses Problem jedoch schnell behoben werden. Inzwischen wurden weitere Proben erfolgreich untersucht, und die Experimente laufen wieder nominal - wenn auch mit kürzerer Dauer. "Wir sind froh, dass der Fehler so schnell behoben werden konnte", erklärt Volker Schmid, horizons-Missionsmanager im DLR. "Die Messungen müssen bald abgeschlossen werden, da die NASA die Kühlwasser- und Vakuumanschlüsse von MFX dann anderweitig benötigt."

Das Cold Atom Laboratory (CAL) der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA wurde Ende Mai im Destiny-Modul der ISS installiert. Die Anlage, mit der ultrakalte Quantengase untersucht werden sollen, befindet sich jetzt in der Phase der Inbetriebnahme. Inzwischen konnten die Projektwissenschaftler bestätigen, dass in der Anlage ultrakalte Wolken aus Rubidiumatomen erzeugt werden können. Diese sogenannten Bose-Einstein-Kondensate weisen Temperaturen von nur 100 Nanokelvin auf, also ein zehnmillionstel Kelvin über dem absoluten Temperaturnullpunkt. Ab September soll der wissenschaftliche Betrieb starten, an dem auch deutsche Wissenschaftler der Universitäten Ulm und Hannover beteiligt sein werden.

Ebenfalls bereit für eine neue Experimentserie ist das Plasmakristall-Experiment PK-4. Es untersucht komplexe Plasmen - also elektrisch leitende Gase, die mit Mikropartikeln angereichert wurden - unter Schwerelosigkeit. Hiervon erhoffen sich die Wissenschaftler grundlegende Erkenntnisse zur Festkörper- und Flüssigkeitsphysik, die auch in wirtschaftlichen Anwendungen, wie der Produktion von Mikrochips, sowie Antriebs- und Ventilflüssigkeiten, eingesetzt werden könnten.

Ein Hardwareupgrade, das mit einem Progress-Frachter zur ISS gebracht worden war, konnte nun in die Anlage eingebaut werden. Erste Funktionstests verliefen erfolgreich, so dass die nächste Experimentserie wie geplant beginnen kann. "Die Wissenschaftler haben lange auf dieses Upgrade gewartet und sind nun sehr glücklich über die ersten Test-Resultate", sagt Dr. Pascal Heintzmann, PK-4-Projektleiter in der DLR Raumfahrtagentur, und ergänzt: "Sie erhoffen sich damit eine erhebliche Qualitätsverbesserung für die künftigen Untersuchungen."

Die ESA Experimentanlage "Soft-Matter-Dynamics" wurde im Juni 2018 mit einer Dragon-Kapsel zur ISS transportiert und am 19. Juli im Columbus-Modul installiert. Die Anlage wurde zusammen mit den für Granulat-Experimente entwickelten CompGran-Messzellen in der letzten Juliwoche in Betrieb genommen. In dieser Anlage soll das Verhalten von Granulaten ohne den störenden Einfluss der Gravitation untersucht werden. Dafür sind bis Mitte November insgesamt vier Messkampagnen von je einer Woche Dauer geplant. In der Industrie könnten die Erkenntnisse etwa zur Prozessoptimierung von Schüttgütern wie Kohlenstaub, Mehl oder Getreide eingesetzt werden.

"Start frei" hieß es auch für das ARISE-Experiment, das am 16. Juli zum ersten Mal eingeschaltet wurde. Mit dem Experiment, das Studierende der Universität Duisburg-Essen beim Überflieger-Wettbewerb der DLR Raumfahrtagentur eingereicht hatten, soll der Prozess der Planetenentstehung erforscht werden. Um diese Vorgänge zu simulieren, werden winzige Glaskugeln in einer transparenten Kammer geschüttelt und der Austausch der elektrostatischen Ladungen mit einer Kamera beobachtet. Die Inbetriebnahme verlief problemlos, und auch die ersten Experimentläufe waren erfolgreich.

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