Schwerelosigkeit in Häppchen

Der A 300 mit Spezialausstattung für ESA-Parabelflüge
2 November 2004

Bei ihrer 38. Parabelflugkampagne brachte die ESA vom 26. bis 28. Oktober wieder einmal Forschern und Ingenieuren das Schweben bei. 13 internationale Teams konnten an Bord des Spezial-Airbus A300-B2 der ESA 30 Mal pro Flug für je 22 Sekunden im freien Fall experimentieren. Das Spektrum der ausgeführten Experimente reichte von der biologischen Grundlagenforschung bis zu technologischen Tests künftiger Ausrüstungen für das europäische Raumstationsmodul Columbus.

Als VIPs waren für die drei Flüge der Kampagne zudem Parlamentarier aus Belgien sowie Journalisten aus Deutschland und Großbritannien eingeladen. Und so ganz nebenbei konnte die Europäische Weltraumorganisation ESA bei den diesjährigen Flugkampagnen, in der Regel finden zwei pro Jahr statt, auch noch zwei Jubiläen begehen, denn im Dezember 1984, also vor zwanzig Jahren führte die ESA in den USA ihre erste Parabelflugkampagne durch. Vor zehn Jahren schließlich wurden die Türen des „fliegenden Teppichs“ auch studentischen Experimenten geöffnet.

Begehrte Forschungsplätze im A 300

Doch bevor der speziell ausgestattete Airbus für den ersten Flug der dreitägigen Kampagne vom Boden abhebt, haben die Götter den Schweiß harter Arbeit gesetzt. Die beteiligten Forschungsgruppen mussten mit ihren Experimenten vielmonatige Vorbereitungs- und Auswahlprozeduren durchlaufen und durften sich nun zu den glücklichen Auserwählten zählen, denn der Andrang um die begehrten Plätze im Flugzeug ist groß. Immer mehr Forschungsinstrumente für die Internationale Raumstation ISS werden vor ihrem Einsatz im Weltraum bei den kurzen Schwerelosigkeitsphasen erprobt, um später teure Fehlschläge in der Erdumlaufbahn zu vermeiden. Und bei manchen Versuchen wird die Wirkung der Schwerkraft, wie wir sie alle unbewusst auf der Erde erleben, außer Kraft gesetzt, um die Wirkmechanismen anderer physikalischer Einflüsse auf verschiedenste Prozesse zu untersuchen.

Nicht weniger glücklich waren die eingeladenen Gäste, denn das Erlebnis der Schwerelosigkeit war bisher nur wenigen Erdenbürgern vergönnt. Die belgischen Politiker machten sich ein Bild über die anstrengende aber interessante und sinnvolle Arbeit von Forschern aus Universitäten ihres Landes und bestätigten, dass die von ihnen bewilligten Gelder gut angelegt seien. Die Journalisten wiederum werden in Ihren Publikationen über das auch für sie einmalige Erlebnis und die Arbeit der Wissenschaftler, Ingenieure und Studenten an Bord des Flugzeugs berichten.

Safety first

Auch Journalisten können fliegen

Aber nun ist alles im Flugzeug verstaut und von den Verantwortlichen der französischen Firma Novespace, die im Auftrag der ESA die Parabelflüge durchführt, abgenommen. Dabei achten sie peinlichst darauf, dass alle Geräte, Werkzeuge und andere Utensilien so befestigt sind, dass sie später nicht davon schweben können und eine Gefahr darstellen. Der Staubsauger ist zum Schluss das wichtigste Werkzeug, um auch kleinste Teilchen zu beseitigen.

Nachdem die Technik bereit ist, werden alle Teilnehmer einen Tag vor dem ersten Flug noch in die Flugabläufe eingewiesen und als wichtigste Maßnahme die Sicherheitseinrichtungen an Bord erklärt. Die Passagiere erhalten einen blauen Arbeitsanzug der ESA, wodurch sie sich eindeutig von der Sicherheitscrew einschließlich Bordarzt unterscheiden, die orange eingekleidet sind.

Im Wechselbad der Gefühle

Am Dienstagmorgen beginnt schließlich der erste Flug. Flugkapitän Gilles Le Bassic steuert der Airbus A 300 nach dem Start vom Flughafen Bordeaux-Mèrignac in die speziell überwachte Flugzone über dem Atlantik. Bei schlechtem Wetter in diesem Gebiet kann die Mannschaft aber auch auf das Mittelmeer ausweichen. Bereits beim Anflug auf das Zielgebiet wird nicht nur im Cockpit hart gearbeitet, die 13 Teams bereiten ihre Experimente vor und prüfen alles ein letztes Mal.

Und schon erfolgt über den Bordlautsprecher die Ankündigung der ersten Parabel. Bevor die Schwerelosigkeit einsetzt, wird der Körper im aufsteigenden Ast der Parabel zunächst einer erhöhten Schwerkraft ausgesetzt, das Blut schießt in den Kopf. Zum Glück dauert dieser Zustand nur wenige Sekunden und schon kommt das Kommando „Injection“ aus dem Lautsprecher. Plötzlich wird der Körper ganz leicht und strebt gegen die Decke der Kabine. Wer sich nicht an einem der überall verteilten Bänder oder Griffe festhält, schießt langsam aber unaufhaltsam durch die Kabine. Ein unbeschreiblicher Zustand des Schwebens setzt ein, der nach 20 bis 22 Sekunden jedoch wieder abrupt aufhört.
Erneut wirkt erhöhte Schwerkraft auf den Körper, die kurzzeitig maximal das Doppelte der Erdschwerkraft erreicht. Dieses Wechselbad der Gefühle durchlaufen alle Passagiere im Lauf von zwei Stunden 31-mal. Schwerelosigkeit in Häppchenform. Leider können die meisten Mitglieder der Forschungsteams diese einmalige Erfahrung nur eingeschränkt genießen, denn sie sind ja zum Arbeiten an Bord gegangen.

Das Hirn spielt verrückt

Der Autor des Beitrags, Olaf Göring als Versuchsperson eines belgischen Experiments

Und auch ein Teil der VIPs wurde in der zweiten Hälfte des Fluges als Versuchsperson eingesetzt. Sie bildeten gewissermaßen die Reservecrew für ein wichtiges medizinisches Experiment, weil nicht alle die wechselnde Belastung des Körpers gut vertragen und dann bei ihrer Arbeit abgelöst werden müssen. Übelkeit ist bei ihnen die Folge und die Arbeitsfähigkeit wird stark eingeschränkt.

Bei dem Experiment eines internationalen Teams unter Leitung von Prof. Thonnard aus Belgien wurde der Einfluss der Schwerkraft auf die Koordinierung von Hand- und Augenbewegungen beim Bewegen eines Objekts mit einer Hand untersucht. Dabei nahmen verschiedene Kameras und Sensoren die Hand- und Augenbewegungen bei einer vorgegebenen Bewegung des rechten Arms auf. Und tatsächlich ist das menschliche Gehirn auf die irdische Schwerkraft „trainiert“, denn beim Einsetzen der Schwerelosigkeit spielt das Hirn verrückt, die Armbewegung lässt sich für einen Moment nicht steuern und erst nach ein paar Sekunden ist der gewohnte Bewegungsrhythmus wieder hergestellt. Aber wir sind lernfähig und so reagierte das Gehirn nach 14 Parabeln Training fast wieder normal.

Für das Diplom schweben

Dipl.-Ing Roland Sommer und Sabrina Schwarz von der Universität Erlangen

Vier der 13 Teams stammten aus Deutschland beziehungsweise hatten deutsche Teilnehmer, deren Versuche in einem gesonderten Artikel vorgestellt werden. Eine junge Forschergruppe der Universität Erlangen um Dipl.-Ing. Sommer untersuchte beispielsweise die Bildung von Rußpartikeln bei Verbrennungsvorgängen, ein auch optisch interessanter Versuch. Für das Projekt interessiert sich besonders die Automobilindustrie. Zur Mannschaft gehörte Sabrina Schwarz, eine junge Ingenieursstudentin, die im Rahmen des Forschungsprojektes ihre Diplomarbeit schreibt. Es dürfte nur wenige Diplomanden geben, deren Arbeit unter derart außergewöhnlichen Bedingungen stattfindet. Vielleicht eine künftige deutsche Astronautin, die ihre Forschungen auf der ISS fortsetzt?

Nach drei Tagen mit arbeits- und erlebnisreichen Parabelflügen ist für die Teams nun wieder der Alltag eingekehrt und die Auswertung der gewonnenen Daten hat begonnen.

Die Parabelflugkampagnen der ESA werden für weitere Forscher mit neuen Ideen und Experimenten fortgesetzt, die nächste findet bereits im März 2005 statt.

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