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World Space Walk 2013

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Heute feiern wir die World Space Week mit einer Neuerung. Vier Analogastronauten-Teams auf der ganzen Welt werden, koordiniert vom Mission Control Center in Innsbruck, gleichzeitig arbeiten und ihre Experimente durchführen.

Die Raumanzug Testkandidaten werden Aufgaben zu Beweglichkeit und um Mobilität durchführen, während sie folgende Anzüge tragen:

Diese Experimente sind Teil des WSW 2013 Experiments D-TREX, durchgeführt vom österreichischen Weltraum Forum.

“D-TREX ist ein Planungstool, basierend auf statistischen Messungen, die den durchschnittlichen Zeitunterschied zwischen Experimenten, die mit einem Raumanzug durchgeführt werden (Außenbordeinsatz – EVA (Extra Vehicular Activities)) und der Durchführung derselben Aktivitäten ohne Anzug, zeigen sollen.” erklärt Analog Astronaut Luca Foresta. “D-TREX ist der Nachfolger zum DELTA© Experiment, welches wir im Rahmen der Mars2013 Mission des österreichischen Weltraum Forums in Marokko im heurigen Jahr durchgeführt haben.

Während der DELTA© Kampagne, führten Analog Astronauten sechs Experimente durch. Zuerst mit dem Aouda.X Anzug und danach ohne Anzug. Dabei wurden unterschiedliche Aspekte der Beweglichkeit beleuchtet, unter anderem der Gang über unebene Oberflächen oder die Geschicklichkeiten von Händen und Fingern beim Gebrauch von kleinen technischen Geräten. Die Analog Astronauten haben dabei vordefinierte Bewegungsmuster auf einem 9 mal 20 Meter großen Hindernisparkour ausgeführt.

“Wenn wir uns in der Zukunft auf eine bemannte Mission zum Mars vorbereiten, benötigen wir soviel Wissen wie möglich über die Machbarkeit und Grenzen von Arbeiten mit dem Raumanzug auf Planetenoberflächen. Für den ersten World Space Walk haben wir die großartige Möglichkeit gleich mit vier unterschiedlichen Teams, die Raumanzüge entwicklen, zusammenzuarbeiten und den gleichen Aufgabenkatalog für die Teilnehmer bereitzustellen. Mit verschiedenen Teams in verschiedenen Anzügen kann man natürlich keinen exakten Vergleich machen, aber wir können uns darüber klar werden, wie Raumanzüge die Beweglichkeit des Raumfahrers beeinträchtigen. Das heutige Experiment ist ein kleiner, aber wichtiger Meilenstein, unterschiedliche Analog Raumanzugsysteme annähernd zu vergleichen.” so Gernot Grömer, der Obmann des österreichischen Weltraum Forum.

Science Conference MARS2013 – Ergebnisse der Marokko-Mission liefern neue Impulse für die Mars-Analogforschung

Im Februar dieses Jahres fand unter der Leitung des Österreichischen Weltraum Forums (ÖWF) ein Mars Analog-Feldtest mit internationaler Beteiligung in Marokko statt. Am 25. und 26. Mai präsentierten die Forscher die Ergebnisse der ersten Datenanalysen auf der „Mars2013 Science Conference“ an der TU Wien.

Über 100 Mitarbeiter aus 23 Nationen forschten in der Nordsahara im Rahmen einer groß angelegten Marssimulation. Dabei untersuchten 17 sorgfältig ausgewählte Experimente Arbeitsabläufe, Hardware und Sicherheitsaspekte einer zukünftigen bemannten Expedition zum Roten Planeten. Erstmals wurden etwa die Verzögerungsfaktoren gemessen, die ein Mars-Astronaut im Raumanzug gegenüber einem Feldforscher ohne Raumanzug hat. Im Schnitt benötigen die meisten typischen Aktivitäten 1,3mal so lange wie ohne Anzug.


Video bei YouTube ansehen / Watch video on youtube

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Trotz der Einschränkungen, welche die Feldarbeit unter Raumfahrtbedingungen mit sich bringt, und bewusst ohne Vorkenntnisse der lokalen Geologie konnten die Forscher in sehr kurzer Zeit Wasseraktivität in der Testregion nachweisen. Daraus lässt sich schließen, dass die Suche nach Wasser auf anderen Planeten mit einer Kombination aus Astronaut und Rover wesentlich schneller und erfolgreicher gelingen kann als mit ausschließlich robotischen Methoden.

Mit der Wärmebildmessung konnte eine neue Strategie zur Entdeckung von Höhleneingängen erfolgreich angewandt werden. Ebenso testeten Analogastronauten ein aufblasbares Notfall-Zelt für Astronauten von der Technischen Universität Wien und drei robotische Fahrzeuge.

Alain Souchier erklärt Cliffbot experiment (c) ÖWF (Rafael Stanuch)

Alain Souchier erläutert sein Cliffbot experiment (c) ÖWF (Rafael Stanuch)

Neu ist auch die Erhebung statistischer Daten über die Verletzungsrisiken bei Mars-Simulationen. Daraus soll in Zukunft eine Datenbank entstehen, welche eine Prognose von Verletzungsrisiken bei Feldversuchen ermöglicht. So haben Feldforscher ein etwa vierfach erhöhtes Verletzungsrisiko bei Bagatellverletzungen gegenüber dem Personal des Kontrollzentrums, während die Stressbelastung vergleichbar ist. Dr. Gernot Grömer, ÖWF-Vorstand resümiert: “MARS2013 hat gezeigt, dass auch ein kleines Land wie Österreich – hier zusammen mit Partnern aus 23 Nationen – wertvolle Beiträge in den spannendsten Bereichen der Raumfahrt liefern und damit die nächste Generation von Forschern inspirieren kann. Mit entsprechender politischer Unterstützung könnten wir damit einen Spitzenplatz in der europäischen Marsforschung anpeilen.” Insgesamt 50 Teilnehmer nahmen an den zahlreichen Fachvorträgen sowie an einem Plenary Workshop teil und verfolgten eine Liveschaltung zu dem „SpaceUp Paris“ im ESA Hauptquartier. Bereits im Vorfeld trafen sich die Leiter der beteiligten Forschungseinrichtungen und diskutierten eine verstärkte Positionierung von Analogforschung in den Weltraumwissenschaften.

Puli Rover & Aouda.X (c) ÖWF (Katja Zanella-Kux)

Ungarischer Google Lunar X-Prize Rover mit dem Aouda.X Mars-Anzug. (c) ÖWF (Katja Zanella-Kux)

Die Forscher werden ihre Erfahrungen aus der Mars2013-Mission nun in die Entwicklungsarbeit weiterer Projekte für bemannte Marsexpeditionen einfließen lassen. Einige Teilnehmer werden ihre Ergebnisse außerdem in einer Special Edition des renommierten Fachjournals “Astrobiology” publizieren. Einzigartiges Bildmaterial von der Expedition finden Sie hier: mars2013.oewf.org

Interview mit Nina Sejkora über Unicamp & MARS2013

Nina Sejkora hat schon zweimal am Uni Camp für Jugendliche zwischen 15 & 18, wo sie jeweils eine Woche lang in die Welt der Wissenschaft reinschnuppern konnte, teilgenommen. Mittlerweile studiert sie Physik in Innsbruck, ist ÖWF Mitglied und Principal Investigator für das MARS2013 Studentenexperiment Peniculus.

Nina Sejkora im Mission Support Center Innsbruck. (c) ÖWF (Daniel Föger)

Nina Sejkora im Mission Support Center Innsbruck. (c) ÖWF (Daniel Föger)

ÖWF: Nina, wie bist du auf das Unicamp aufmerksam geworden und wie waren die Wochen für dich?
Das erste Mal beim Uni Camp war ich 2011. Damals hat meine Mutter mich darauf aufmerksam gemacht. Ich war sofort begeistert von der Idee und wusste sofort, dass der Astrophysik-Workshop ideal für mich war, also hab ich mich angemeldet. Die Woche hat mir dann so gut gefallen, dass ich mir, nach  dem Ende des Uni Camps 2011, sicher war, dass ich im nächsten Jahr wieder mitmachen wollte.
Das Uni Camp 2012 wies einige Unterschiede zu dem im Vorjahr auf. Doch das bedeutet nicht, dass es nicht trotzdem eine tolle Woche war. Ein Unterschied, wahrscheinlich sogar der Hauptunterschied, bestand in der Aufgabenstellung. Während wir 2011 eine (fiktive) robotische Mission zum Saturnmond Enceladus planten, war die Aufgabe 2012 wesentlich praxisnaher. Diesmal war es nicht mit der bloßen Planung auf dem Papier getan, sondern wir mussten uns für ein Experiment entscheiden (an sich schon kein sehr einfacher Prozess, da das Experiment interessant, aber mit unseren Mitteln machbar sein sollte), dieses planen und die nötige Hardware bauen. Und das in nur einer Woche!
Ein Höhepunkt der Woche kam gleich am Anfang. Am Montag mussten wir früh aufstehen (was manchen schwer viel), doch wir wurden dafür belohnt. Wir sahen uns, anlässlich der Landung von Curiosity, den Live-Stream aus dem Jet Propulsion Laboratory an und fieberten während den „seven minutes of terror“ mit den Ingenieuren und Wissenschaftlern mit. Die erfolgreiche Landung und Curiosity’s erste Bilder vom Gale Crater wurden von uns mit einem Sekt-Frühstück gefeiert. Was auch einigen in Erinnerung bleiben wird, sind die Verwicklungen, die sich ergeben, wenn Raketen in Bäumen landen, oder wie viel Spaß man haben kann, wenn man im Toys ‘R Us nach einem Spielzeug mit geeignetem Motor sucht…

ÖWF: Oh! Ihr habt die Spielzeuge nur gekauft, um an den jeweiligen Motor zu kommen? ;)
Genau ;)

ÖWF: Wirst du 2013 wieder beim Unicamp dabei sein?
Ich weiß nicht, ob ich als Teilnehmerin beim Uni Camp 2013 vom 4. bis 10. August in Innsbruck dabei sein werde aber ich bezweifle es. Ich habe mich jedoch für das Femtech Sommerpraktikum beim ÖWF beworben und wenn ich die Stelle bekomme, wäre ich als Betreuerin beim ÖWF Workshop “Astrophysik – Mission to the Edge” dabei. Hierbei geht’s um eine der geheimnisvollsten Regionen des Sonnensystems, die jenseits der Umlaufbahn des Neptuns beginnt: Der Kuipergürtel, eine Art “zweiter Astroidengürtel”, dessen bekanntester Vertreter der Zwergplanet Pluto ist. Millionen von Kometen und Astroiden ziehen dort ihre Bahnen, oft knapp außerhalb der Reichweite unserer besten Teleskope. Beim Uni Camp 2013 soll ein Missionskonzept für eine unbemannte Asteroidenmission geplant werden, die genau diesen “weißen Flecken” auf unserer astronomischen Landkarte erforscht.

ÖWF: Seit wann begeistert dich die Astrophysik?
Astronomie interessiert mich schon lange, schon als ich klein war hat mein Vater mir die Sterne und Planeten gezeigt. Ich habe letztens sogar eine Zeichnung von mir gefunden, die ich gezeichnet habe, als ich noch nicht ganz 4 Jahre alt war. Auf der Rückseite hat meine Mutter vermerkt, dass es dich dabei um „Jupiter, Pluto, Sterne, Meer, Seesterne“ handelt :). Dass Astrophysik jedoch das Feld ist, in dem ich später einmal arbeiten und forschen möchte, ist mir erst seit wenigen Jahren klar. Ich glaube sogar, dass das Uni Camp einen nicht unwesentlichen Einfluss auf meine Entscheidung gehabt hat :).

Die beiden Solarzellen des Peniculus Experiment inMarokko gemeinsam mit anderen MARS2013 Experimenten.(c) ÖWF (Katja Zanella-Kux)

Die beiden Solarzellen des Peniculus Experiment inMarokko gemeinsam mit anderen MARS2013 Experimenten. (c) ÖWF (Katja Zanella-Kux)

ÖWF: Du warst am MARS2013 Studentenexperiment Peniculus beteiligt. Was war das genau für ein Experiment und welche Rolle hast du dabei ausgefüllt?

Zuerst möchte ich etwas zur Entstehungsgeschichte von Peniculus sagen. Dr. Gernot Grömer hat uns erzählt, dass der größte Feind von Solarzellen am Mars der Sand ist. Bei den beiden Mars Rover Spirit und Opportunity hatte man erwartet, dass die Stromversorgung nach wenigen Monaten aufgrund der zu dicken Staubschicht auf den Solarpanelen abbricht. Opportunity ist nur deshalb nach neun Jahren immer noch funktionstüchtig, weil seine Solarzellen von Staubteufeln gereinigt wurden. Aufgrund dieser Informationen überlegten wir uns, dass es doch vernünftig wäre, die Zellen automatisch reinigen zu lassen, da man sich ja nicht immer auf so günstige Fügungen, wie einen Staubteufel zur rechten Zeit verlassen möchte.
Also bauten wir zwei Holzrahmen für die zwei Solarzellen des ÖWF und statteten eine davon außerdem mit zwei motorgetriebenen Bürsten aus, die die Oberfläche von Sand befreien sollten. Ursprünglich hatten wir beabsichtigt Peniculus so zu programmieren, dass er sich automatisch jeden Tag für einige Minuten einschaltet, doch dafür reichten Zeit und personelle Ressourcen nicht aus. Um verwertbare Daten von dem Experiment zu bekommen, schlossen wir an jede Solarzelle ein Voltmeter an, um zu sehen, ob sich der Energieoutput der gesäuberten Zelle gegenüber der ungesäuberten verbesserte. Meine Hauptaufgabe während des Uni Camps war, zusammen mit Vanessa, anhand eines mathematischen Modells eine wissenschaftliche Prognose zu stellen, welche Ergebnisse wir uns von dem Peniculus-Experiment erwarteten.
Am Ende von MARS 2013 stellte sich jedoch heraus, dass unsere Prognose sich nicht erfüllte. Der Energieoutput von gesäuberter und ungesäuberter Zelle war am Ende genau gleich.
Übrigens, die Namensfindung für unser Experiment war mindestens genauso interessnt. Der Name auf den sich das Team schließlich einigte, „Peniculus.X“ stammt aus dem Lateinischen: „peniculus“ bedeutet kleine Bürste und das „X“ steht für „Experiment“.

ÖWF: Marokko, Innsbruck, MARS2013 – wie war das für dich? Wie lief die Zusammenarbeit?

Nina (ganz rechts) im Flightplan Raum im Mission Support Center. (c) ÖWF (Daniel Föger)

Nina (ganz rechts) im Flightplan Raum . (c) ÖWF (Daniel Föger)

Ich war nicht in Marokko, doch ich war die ganzen vier Wochen im Mission Support Center, als Mitglied des Flightplan Teams. Anfangs (im Herbst 2012) war ich noch als Mitglied des Remote Science Support (RSS) Teams eingeteilt, doch nachdem Flightplan so stark unterbesetzt war, kam ich in dieses Team. Die Arbeit bei MARS 2013 war eine wunderbare Erfahrung, die ich auf keinen Fall missen möchte.
Die Zusammenarbeit zwischen Feld und MSC lief, nach einigen Startschwierigkeiten in der Prep-Week, sehr gut. Nach dem Ende der ersten Woche waren die größten Schwierigkeiten bezüglich interner Kommunikation im MSC und der Kommunikation mit der Field Crew identifiziert und auch großteils beseitigt. Flightplanning war zwar besonders am Anfang viel Arbeit, doch, bis auf gewisse Unstimmigkeiten, die nun mal auftreten, wenn so viele Leute zusammenarbeiten, lief die Zusammenarbeit gut.

ÖWF: Vielen Dank, Nina, dass du dir etwas Zeit für das Interview genommen hast. Viel Erfolg und Spaß weiterhin mit der Astrophysik! :-)

Weitere Informationen:

Sturzflug ins Ungewisse, Passepartout Sherpa III Airsampler 2 Neil Armstrong

Fertig montierte Yagi Antenne

Fertig montierte Yagi Antenne (c) OEWF (Daniela Scheer)

Donnerstag, 30. August:
Meteorologie gegen Bauchgefühl

Was macht die Medienbeauftragte des ÖWF bei gefühlten 40 Grad Celsius mit ein paar Metallstangen und einer japanischen Gebrauchsanweisung auf dem Dach eines Observatoriums? Sie baut eine 2 m YAGI-Antenne zusammen und sorgt damit für eine von mehreren Funkverbindungen zu unseren „Fluggeräten“ – und das ist immerhin auch eine Art von Kommunikation.

Eine kleine Vorhut des Ballonteams des ÖWF Polares Programms hat bereits heute Nachmittag das Grazer Lustbühel Observatorium in Beschlag genommen und das Dachgeschoss mit Kabeln, Laptops, Seilen, Stangen, Kisten, Funkgeräten, Decken, Werkzeug, noch mehr Schachteln und noch mehr Kabeln vollgestopft.

Die Vorbereitungen für die am Wochenende geplanten Starts von zwei Stratosphärenballons laufen sehr routinemäßig an. Schließlich haben wir seit der 50-Jahre-Sputnik Feier 2007 bereits acht Ballons von hier aus gestartet. Der Flug von Ballon Nr. 9 ist für morgen vorgesehen.

Die Nutzlastgondel Passepartout „Sherpa III Airsampler 2“ wird etwa 2 kg schwer sein und einiges an Technik enthalten: Neben Sensoren für Höhe, Druck, Feuchtigkeit und Temperatur, einem Bordcomputer namens STACIE (Stratosphere Telemetry And Control Interface Equipment) und einigen Spezial-Akkus wird auch ein speziell entwickeltes Gerät zum Filtern von Luftproben in großer Höhe mit dabei sein – der sogenannte Airsampler. Damit soll versucht werden, mikrobielles Leben in der Stratosphäre nachzuweisen.

Ob unsere Ballons – Nr. 10 ist am Samstag für die Jubiläumsveranstaltung zu Ehren von Victor Hess vorgesehen – an diesem Wochenende planmäßig starten werden, hängt allerdings selbst für die Meteorologen noch in den Wolken des aktuellen atlantischen Tiefdruckgebiets. Es bleibt also spannend…

Das Missionskontrollzentrum am Grazer Lustbühel

Das Missionskontrollzentrum am Grazer Lustbühel

Freitag, 31. August:
Sturzflug ins Ungewisse

Projektleiter Michael Taraba mit Sherpa III und Airsampler vor dem Start.

Projektleiter Michael Taraba mit Sherpa III und Airsampler vor dem Start.

Dichte graue Regenwolken nehmen uns am Morgen die Sicht auf den Sonnenaufgang. Ihren Inhalt geben sie vorerst nur tröpfenchweise preis, was uns vorsichtig optimistisch stimmt. Leichter Regen sollte unseren Stratosphärenballon „Sherpa III Airsampler 2“ auf dem Weg nach oben nicht aufhalten. Aus aktuellem Anlass trägt er den Beinamen „Neil Armstrong“  – nach dem ersten Mann auf dem Mond. Kurz nach dem Start gegen 9 Uhr öffnen sich allerdings die Schleusen und die Konsequenzen lassen nicht lange auf sich warten.

Bei einer maximalen Höhe von 1.353 m über dem Meeresspiegel verzeichnet die ÖWF-Balloncrew plötzlich ein Absinken des Ballons auf etwa 600-700 Meter. Danach erfolgt wieder ein Anstieg um etwa 200 Meter und schließlich beginnt ein gemächlicher aber diesmal unaufhaltsamer Sinkflug. Offenbar ist Passepartout Sherpa genau in die Schlechtwetterfront gedriftet und hat dort die Bekanntschaft einer Gewitterwolke gemacht. Im starken Regen sammelt sich viel Wasser auf der Ballonhülle, was ihn in der Folge wieder nach unten drückt anstatt ihn weiter aufsteigen zu lassen.

Ein Besuch in der Stratosphäre erscheint unserem Ballon heute demnach weniger verlockend als ein Rundflug über Graz und Umgebung. In Straßgang streift er nach Aussagen von Zeugen zuerst eine Straßenlampe, bevor er von einem Wohnhaus nach einmal den „Sprung“ auf ein Hochhaus schafft. Dort bleibt er gegen 9:45 Uhr hoch oben an einem Balkon hängen. Soweit – so gut. Wir können ihn orten und ein Suchteam macht sich auf den Weg um den Ballon und seine Nutzlast einzusammeln.

Sherpa III Neil Armstrong entschwindet in den wolkenverhangenen Himmel

Sherpa III Neil Armstrong entschwindet in den wolkenverhangenen Himmel

Kurz nachdem unsere Crew Sichtkontakt hergestellt hat, passiert allerdings etwas Unvorhergesehenes. Da unsere Ballons eine Vorliebe für Landungen in hohen Bäumen in unwegsamen Gebieten haben, wurde erstmals eine Vorrichtung zur ferngesteuerten Ablösung der Kapsel vom Ballon eingesetzt. Bevor das Bergeteam diese Apparatur allerdings planmäßig auslösen kann, aktiviert sie sich aus ungeklärter Ursache selbst. Das bewirkt, dass unsere Nutzlastgondel mit all ihren empfindlichen Geräten ungebremst aus dem 7. Stock auf den Boden kracht. Gleichzeitig nimmt die Ballonhülle mit dem Fallschirm wieder Fahrt auf und entschwindet in den Gewitterhimmel.

Sherpa III hängt an einem Balkon

Sherpa III hängt an einem Balkon

Alle Zeugen des Vorfalls befinden sich in sicherer Entfernung, die einzige Beteiligte, die Schaden nimmt, ist die Styrodur-Kapsel selbst. Nach eingehender Untersuchung der Nutzlast steht fest, dass sie an diesem Wochenende nicht noch einmal fliegen wird. Die zunehmende Verschlechterung des Wetters würde auch keinen weiteren Start zulassen. Somit muss unser Airsampler-Experiment weiter auf seinen Einsatz warten. Bei diesem Projekt wird versucht, in einer Höhe von 20-30 Kilometern Luft durch einen Filter zu pressen um darin Spuren von Leben zu finden. Dieses wird sich – sollte es dort oben tatsächlich existieren – nun wohl noch eine Weile vor uns verstecken können.

AO Marokko 2013

Wir laden offiziell zur Marokko Mars Analog Feldsimulation im Februar 2013 ein. Senden Sie uns Ihre Ideen & Experimente bis spätestens 1. Juni 2012.

Interview mit Oliver Simonsen

Porträtfoto Oliver Simonsens

Oliver Simonsens (c) ÖWF

Oliver Simonsen, Diplom Sportwissenschaftler, Sporttherapeut und Biomedical Support Engineer des ÖWF stellte uns für ein Interview zur Verfügung.

ÖWF: Oliver, wie bist du zum ÖWF gekommen? Seit wann bist du dabei und was machst du für das ÖWF?

Mein Interesse an dem Bereich der Raumfahrtphysiologie ist durch eine Äußerung eines Professors während einer sportwissenschaftlichen Vorlesung geweckt worden. Es ging dabei um den Abbau von Muskel- und Knochenmasse durch mangelnde Bewegung.

Sozusagen in einem Nebensatz fiel die Bemerkung, dass Astronauten in der Schwerelosigkeit genau unter dieser Widrigkeit leiden. Ich fand diesen Umstand besonders spannend und habe mich gleich nach der Vorlesung ins Internet begeben und in diesem Bereich recherchiert. Seitdem hat mich
dieses Thema nicht mehr losgelassen.

Im Rahmen meiner weiteren Recherchen bin ich dann mehrmals auf das ÖWF gestoßen. Dabei fand ich besonders spannend, nicht mehr den Mond als zu betretenden Himmelskörper zu betrachten, sondern gleich den Mars anzupeilen. Zu Beginn des Jahres 2010 hatte ich dann erstmals Kontakt mit Gernot Grömer aufgenommen und nach mehreren Interviews via Skype und einer raumfahrtphysiologischen Arbeit bin ich dann als Biomedical Support Engineer in das ÖWF aufgenommen worden.
Meine Hauptaufgabe besteht in der Vorbereitung und Begleitung von EVA (Extra-vehicular activity) Simulationen. Dabei geht es vornehmlich um die Feststellung der Einsatzfähigkeit sowie der medizinisch-physiologischen Begleitung der Astronauten.

ÖWF: Wie begleitest du EVAs des ÖWF?

Die Begleitung der EVAs geschieht meistens per Skype oder anderer Netzwerkmöglichkeiten von Hamburg aus. Meine beiden österreichischen Kollegen befinden sich dann im Kontrollzentrum in Innsbruck, während ich die Daten über den Astronauten nach Hamburg übermittelt bekomme. Glücklicherweise kann man also auch trotz vielen Kilometern Entfernung Kontakt halten und sich fachlich austauschen.

ÖWF: Welche körperlichen Voraussetzungen müssen Analog-Astronauten erfüllen, um für ein EVA überhaupt in Frage zu kommen?

Sie müssen 100%ig fit sein. Das heißt nicht, dass sie besonders stark und muskulös sein müssen. Vielmehr ist deren Ausdauer in Verbindung mit Kraft gefragt. Ein Bodybuilder wäre hierbei ziemlich fehl am Platze.
Bedenkt man das Gewicht des Anzugs Aouda X von annähernd 50kg, das manchmal über Stunden auch bei hohen Temperaturen getragen wird, kann man sich die körperlichen Strapazen vorstellen. Dabei ist man, wie z. B. jüngst in Rio Tinto, in steinigem, offenem Gelände unterwegs und hat zudem mit einer eingeschränkten Sicht durch den Helm und Störgeräuschen durch den Funkverkehr zu tun. Klaustrophobiker fallen also schon einmal aus der engeren Wahl heraus.

ÖWF: Mit welchen physiologischen Veränderungen ist während der Schwerelosigkeit zu rechnen?

Das größte Problem in der Schwerelosigkeit ist – wie der Name es schon verrät – die Abwesenheit der Schwerkraft, wie wir sie auf der Erde kennen. Der gesamte menschliche Körper ist darauf eingestellt, dass ihn die Gravitation gewissermaßen nach unten „zieht“. Fehlt diese Eigenschaft, so kommt es zunächst zu einer Umverteilung der Körperflüssigkeiten, die ja nun nicht mehr nach unten tendieren. Das Blut steigt dem Astronauten im wahrsten Sinne des Wortes zu Kopf.
Es kommt zu einer gesamten Umverteilung der Körperflüssigkeiten. Deshalb sehen Astronauten auch immer etwas dicklich im Gesicht aus, wenn sie z.B. Experimente auf der ISS erklären. Das Blut, das im Kopf zu viel vorhanden ist, fehlt nun in den Beinen. Diese sehen nun schlank bis schmal aus.
Da sich der Astronaut in der Mikrogravitation/Schwerkraft durch Abstoßen von den Wänden, mühelos gleiten lassen kann, benutzt er die Muskeln viel zu wenig. Dies wäre nicht unbedingt so schlimm. Allerdings ergibt dies keinen adäquaten Zug auf die Muskeln, so dass in Folge die Knochenmasse abnimmt.

Nicht vergessen darf man auch die starke Strahlung durch geladene Elementarteilchen und Sonnenwinde. Auf der Erde und in nahen Umlaufbahnen sind wir durch das Magnetfeld der Erde vor der kosmischen Strahlung geschützt. Begeben wir uns allerdings weiter in den Weltraum hinaus, gibt es kaum einen Schutz vor der elektromagnetischen Strahlung. Die Folge können Unfruchtbarkeit und Krebs sein. Alle Weltraumorganisationen arbeiten an einem Schutzsystem, welches wohl auf der Kombination von einem dickwandigem Schutzraum und Wassertanks fußen wird.
Wo wir gerade bei Gefahren im Weltraum sind. Eine Gefahrenquelle haben sich die Menschen auch im Weltraum selber geschaffen. Den Weltraumschrott. Dieser besteht aus unzähligen Teilen unterschiedlichen Materials in diversen Größen. Entstanden ist der Weltraumschrott aus abgesprengten Raketenteilen, ausgedienten Satelliten und weiteren Teilen, wie einem verloren gegangene Werkzeugkoffer. Außerdem soll bereits eine Plastiktüte im All gesichtet worden sein.

ÖWF: Über verlorene Sofas auf Autobahnen schmunzle ich regelmäßig, wenn ich Verkehrsnachrichten höre. Ein verlorengegangener Werkzeugkoffer im All erscheint ungleich kurioser. Ich hoffe, wir Menschen hinterlassen im All weniger Müll als auf unserer Welt. Aber zurück zu den Veränderungen in der Schwerkraft: Wie kann man diesen vorbeugen bzw. gezielt gegensteuern?

Es gibt zahlreiche Ansätze, um diesem Problem zu begegnen. So hatte z.B. Wernher von Braun die Vision, ein gigantisches kreisrundes, aber flaches Raumschiff zu bauen, welches kontinuierlich um seine Achse kreist. Durch die Nutzung der entstehenden Zentrifugalkraft wird eine künstliche Schwerkraft geschaffen. Allerdings müsste das Raumfahrzeug wirklich gigantische Ausmaße haben, damit die Schwerkraft der Erde simuliert werden kann.
Für bemannte Flüge z. B. zum Mars gibt es die Überlegung sogenannte Humanzentrifugen einzusetzen. Dabei handelt es sich um Geräte, ähnlich den Fahrgeschäften auf dem Jahrmarkt, mit einem langen Arm an dessen Ende der Astronaut festgeschnallt wird. Durch die Rotation wird auch in diesem Fall eine künstliche Gravitation erschaffen.
Weitere Möglichkeiten sind der Einsatz von Trainingsgeräten, wie man sie z.B. im Fitnessstudio kennt. Damit aber Gewichte wirklich schwer sind (eine 150 kg Hantel hat ja im Orbit kein Gewicht), muss man mittels Hydraulik oder Gummiwiderständen die Gewichte gewissermaßen „schwer machen“. Auch der Einsatz von Laufbändern und Cardio-Fahrrädern ist tägliches Geschäft auf der Raumstation.
Nur müssen dafür der Sportler festgebunden werden. Sie würden sonst wegfliegen, da sie sich von den Geräten immer wieder abstoßen.
Ansonsten gibt es weitere Erfindungen, wie einen Anzug, der mittels elastischer Bänder einen andauernden Widerstand inne hat. Sowie die Nutzung von „Rüttelplatten“, die das Knochenwachstum anregen sollen. Interessanterweise haben die damaligen Sowjets bereits in den 1980er Jahren diese Hilfsmittel erfunden.

ÖWF: Kannst du gewonnene Erkenntnisse auch zur Behandlung von „irdischen“ medizinischen Problemen anwenden? Wie genau?

In unsere moderne Welt werden die Menschen immer mehr zu gewissermaßen sitzenden Raumfahrern. Bedingt durch die mangelnde Bewegung kommt es nicht mehr zu einem adäquaten Reiz auf die Muskulatur und das Herz-Kreislauf-System. Es ist sicherlich nicht neu, dass der Körper ohne Belastung verkümmert. Allerdings hat die Weltraummedizin zahlreiche Hypothesen untermauern können.
Ganz speziell kann man davon ausgehen, dass eine gewisse Schwingungsfrequenz des Körpers essenziell für den Erhalt von Muskulatur ist. Das liest sich jetzt etwas komisch, aber wenn man bedenkt, dass das Herz sich bewegt, die Verdauungsorgane nicht nur still im Körper liegen und sogar das Gehirn im Tagesrhythmus leicht an- und wieder abschwillt, kommt man zu dem Schluss, dass der Körper sich regelmäßig verändert.

Schwingungen macht man sich zu nutze, indem man z. B. muskelschwache Patienten auf Rüttelplatten stellt, die in bestimmten Frequenzen schwingen und damit die Schwingungen des Beckens beim Gehen nachempfinden. Durch diese Schwingungen werden die Muskeln aktiviert, was wiederum dem Knochenwachstum zugute kommt.

Dieses Training kann dann auch noch mit Krafttraining und Koordinationsübungen zeitlich kombiniert werden.

ÖWF: Wie haben gewonnen Erkenntnisse konkret die Entwicklung des Aouda.X beeinflusst? Kannst du Beispiele aufzeigen?

Bei dem Aouda.X handelt es sich um die Simulation eines druckbeaufschlagten Raumanzugs. Das heißt der Anzug ist wie ein autonomes Raumschiff konzipiert, in dem sich der Astronaut fortbewegt. Dabei kommt es bauartbedingt zu erheblichen
Widerständen in den Gelenken, die der Astronaut überwinden muss. Man kann also sagen, der Astronaut hat eine zusätzliche Schwerkraft in den Gelenken, die er gewissermaßen mit sich führt. Diese ist nicht nur nach unten, sondern in alle Himmels- , Verzeihung Marsrichtungen verteilt. Zwar ist dieser Trainingseffekt nicht speziell entwickelt worden, er hat sich vielmehr von selbst ergeben.
Weitere Erkenntnisse aus der Raumfahrtphysiologie sind zunächst nicht eingeflossen. Allerdings wird mittels Kühlung, Trinkwasserzufuhr und Lebensmittelbereitstellung sowie Einrichtungen für die Exkremente eine Wohlfühlumgebung geschaffen, die auf neuesten Erkenntnissen der terrestrischen Wissenschaft aufbaut.

ÖWF:Gab es während den EVAs des ÖWF aus sporttherapeutischer Sicht besonders dramatische/lustige/nervenaufreibende Momente?

Wir lassen bei dem sportwissenschaftlichen Institut der Uni Innsbruck unsere Analogastronauten regelmäßig, vor allem auch vor Simulationen, auf deren Fitness testen. Es stellte sich wenige Wochen vor eben einer Simulation heraus, dass einer der Astronauten nicht über die Fitness verfügte, die wir uns gewünscht hatten. Dabei war für uns auch der Druck hoch, ob er bis zum Beginn der Simulation die nötige Fitness erreichen würde. Wäre es nicht der Fall, hätten wir einen Astronauten weniger, was im Endeffekt weniger Experimente und eine Mehrbelastung der anderen Astronauten bedeutet hätte. Die wenigen Wochen hatten dann aber doch gereicht, um ihn topfit zu bekommen.

Lustig war, dass bei einer Simulation in einer Gletscherhöhle plötzlich gemeldet wurde, dass es „komisch“ riechen würde. Es stellte sich dann für die Biomedical Engineers die Frage, was das sein könnte und ob ein Gefährdungspotential bestünde, wie z. B. bei einer Mischung von Methan und Ammoniak. Es sollte also festgestellt werden, wie der Geruch definiert ist. Dabei hatte jeder der in der Höhle anwesenden eine andere Beschreibung des Geruchs. Interessanterweise waren das Geruchsempfinden und die Geruchsbeschreibung von Männern und Frauen sehr unterschiedlich. Letztendlich konnte aber Entwarnung gegeben werden und die Simulation war erfolgreich.

ÖWF: Würdest du selbst gern ins All fliegen?

Ich würde auf jeden Fall gerne in den Orbit fliegen. Die Aussicht auf die Erde hat jeden Astronauten zu einem anderen Menschen gemacht. Es muss wunderbar sein, auf diesen wunderbaren Planeten zu schauen und alle 90 Minuten die Sonne aufgehen zu sehen.

Ob ich allerdings in Richtung Mars aufbrechen würde, kann ich noch nicht wirklich beurteilen. Ich denke, dass mir die Zeit für einen Trip hin und zurück noch zu lang dauert. Wenn allerdings die Raketenantriebe mehr Schubkraft haben und der Flug zum roten Planeten kürzer wird, wäre ich dabei.

Allerdings dürfen wir nicht vergessen, dass wir jetzt und hier bereits auf einem Trip durch das All unterwegs sind: Und zwar auf dem einem genialen Mutterschiff Erde, dass uns sämtliche Ressourcen für einige Milliarden Jahre zur Verfügung stellt, die wir zur Erhaltung unserer Art benötigen. Wir alle tragen die Verantwortung, dieses geniale Raumschiff zu erhalten und wir müssen uns jeden Tag dessen Fragilität vor Augen führen.


ÖWF: Nach diesen schönen und bedeutenden Schlussworten bedanke ich mich ganz herzlich für deine Zeit, die du in die ausführlichen Antworten gesteckt hast. Weiterhin viel Erfolg mit spannenden Projekten und bleib gesund! :-)

Marlen Raab

Neues vom TriPolar Projekt!

Ein Teil des TriPolar Sparkling-Science Projekts ist die Suche nach Lebensformen in der Stratosphäre. Zu diesem Zweck entwickeln 6 Schüler der Maturaklasse der HTBLA Eisenstadt gemeinsam mit dem Ballon Team des ÖWF und Biologen der Universität Innsbruck einen Air Sampler für hohe Luftschichten, der mittels eines Stratosphärenballons bis auf 35km Höhe transportiert werden wird.

Die Biologen erhoffen sich mit diesen Experimenten Aufschluss über die Verteilung von Kleinstlebewesen über die Atmosphäre zu bekommen und vielleicht sogar Lebewesen zu finden die nur in dieser Höhe vorkommen. Dabei muss man in Betracht ziehen, dass die Umweltbedingungen in der Stratosphäre sehr extrem sind. Es herrschen dort Temperaturen bis zu -50°C bei einem Druck bis zu einigen mBar mit einem zig-fachen der UV-Strahlung und Radioaktivität als auf der Erdoberfläche.

Die Parameter die an diesen Airsampler gestellt werden sind sehr hoch. Geringes Gewicht, Datenaufzeichnung bei tiefen Drücken, Temperaturen bis zu -50°C und natürlich Sterilisierbarkeit bei bis zu 120°C erleichtern die Entwicklungsarbeit nicht gerade. Dennoch ist es dem Team gelungen einen Airsampler zu konstruieren und zu bauen, der diesen Anforderungen entspricht.

 

Der Airsampler besteht mehr oder weniger aus handelsüblichen Teilen die dementsprechend angepasst wurden. Die Trichter und der Körper bestehen aus verklebten Teilen von Getränkeflaschen, genauso wie die Ventile, die von speziellen Erfrischungsgetränkeflaschen übernommen wurden. Das hat den Vorteil, dass billig konstruiert werden konnte und keine speziellen Fertigungsmethoden zur Anwendung kommen müssen. Und auch die Sterilisation wird in der  Lebensmittelindustrie mit ähnlichen Temperaturen durchgeführt.

 

 

 

 

Die Ventile werden mittels Modellbau Servos bewegt, was kleines Gewicht und wenig Stromverbrauch bedeutet. Als Ansaugmechanismus wurde ein kräftiger Modellbau Impeller gewählt,der bis in ungefähr 30km-35km Höhe noch genug Schub erzeugen kann um Luft (in dieser Höhe nur ca 10mBar Druck) durch den Filter zu saugen.

Gesteuert wird der ganze Ablauf des Ventil Öffnens und Schließens und Start des Impellers in bestimmten Höhen durch STACIE (Stratosphere Telemetry And Control Interface Equipment), den neu entwickelten Bordcomputer. Dieser wird seine Befehle über eine Servoschnittstelle an den Airsampler weitergeben und auch Zustandsdaten von diesem empfangen und zur Bodenstation schicken.
STACIE erlaubt weiters den Eingriff der Bodenstation mittels Befehlen die per Funk an die Ballonkapsel geschickt werden.

 

Anfang Februar wurden in den Werkstätten der HTBLA Eisenstadt gemeinsam die „Umweltverträglichkeitstests“ durchgeführt. Dabei wurde der Airsampler Prototype den extremen Umweltbedingungen, die in großer Höhe herrschen, ausgesetzt und zahlreiche Funktionstests durchgeführt. Nach Auswertung der Tests kann man sagen, dass der Airsampler in dieser Form recht gut funktioniert.

 

Folgende Tests wurden positiv abgeschlossen: Das Verhalten der Servos bei tiefen Temperaturen und sehr kleinen Drücken mit angeflanschten Ventilen, das Temperatur- und Leistungsverhalten des Impellers in Abhängigkeit des Drucks, der Durchfluß des Gesamtsystems in Abhängigkeit des Drucks, der vom Impeller erzeugte Unterdruck in Abhängigkeit des Drucks, die Funktionsweise des Servointerface und die Steuerbarkeit.

Die Biologen sind gerade dabei ein Sterilisations -Procedere für den Airsampler zu entwickeln. Dabei reicht es nicht die überall vorhandenen Kleinstlebensformen abzutöten, sondern es muss auch die tote Biomaterie entfernt werden, damit es bei der Auswertung der gesammelten Proben zu keinen Fehlinterpretationen kommt.

Am 21. April 2012 wird voraussichtlich der erste Airsampler Start in Graz/Lustbühel stattfinden. Bis es aber soweit ist, sind noch viele Tests durchzuführen und viel Entwicklungsarbeit zu leisten.

 

Michael Taraba

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