Happy Birthday, Columbus: 10 Jahre Forschung in der Schwerelosigkeit

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat die Entwicklung und Fertigung des ISS-Moduls im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA betreut, ist auf Forschungsebene mit Experimenten aktiv und leitet vom Columbus-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen aus den Betrieb.

Insgesamt 161 ESA-Experimente wurden im Columbus-Labor durchgeführt, wie auch Experimente von 67 internationalen Partnern und kommerziellen Nutzern. Mehr als hundert Astronauten waren dazu an Bord – beginnend  mit Hans Schlegel, der das Columbus-Modul im Rahmen der Mission STS-122 in Betrieb nahm. Alexander Gerst wird im Juni 2018 für seine ISS-Mission "Horizons" zu dem Labor in 400 Kilometer Höhe zurückkehren.

Alexander Gerst kehrt 2018 auf die ISS zurück

Ein Arbeitsplatz, der bei dem deutschen ESA-Astronauten viele Erinnerungen weckt – wie etwa der improvisierte Einsatz von Rasierschaum, um beim Einbau des EML-Schmelzofens Sägespäne einzufangen. An die erfolgreiche Arbeit von 2014 kann Alexander Gerst anknüpfen, wenn er nun im Sommer den Probensatz der Anlage austauschen wird, um eine neue Serie von materialphysikalischen Experimenten zu ermöglichen.

Rund 80 Wissenschaftler und Ingenieure am Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum des DLR (GSOC) betreuen die europäischen Aktivitäten auf der ISS: Seit bereits mehr als 87.600 Stunden überwacht und koordiniert das Columbus-Kontrollzentrum des GSOC nun den Betrieb im Columbus Modul an der ISS.

In dieser Zeit sicherte die Bodencrew nicht nur den Routinebetrieb, sondern musste auch ständig neue Herausforderungen bewältigen. Dazu gehörten Softwareupdates des hochspeziellen Betriebssystems ebenso wie Reparatur und Wartung der lebensnotwendigen Systeme, wie etwa der Austausch einer 70 Kilogramm schweren Wasserpumpe.

Wissenschaftliches Neuland

So konnte das Weltraumlabor in seiner zehnjährigen Geschichte stets neues wissenschaftliches Terrain erschließen. Dazu gehört auch die Erforschung von  Magnetfeldern und Grundlagen zur Entwicklung von Schutzschilden mithilfe des Magnetic Field Experiment "MagVector/MFX". Im "Biolab" hingegen konnten Wissenschaftler das Wachstumsverhalten von Pflanzen und Mikroorganismen in der Schwerelosigkeit erforschen.

Mit Spannung wird auch die Fortsetzung der Plasmakristall-Experimente und der Experimente zur Mensch-Roboter-Interaktion mit dem intelligenten DLR-Roboter Justin erwartet:

Die Apparatur "PK-4" erlaubt es physikalische Prozesse in einem Modellsystem für Flüssigkeiten und Festkörpern auf "atomarer" Ebene zu untersuchen. Bereits die Entdeckung der Plasmakristalle 1994  führte dazu, dass die Lehrbücher der Physik umgeschrieben werden mussten. Mit der für den Herbst geplanten neuen Experimentreihe im Columbus-Labor hebt das DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum Datenschätze für die nächsten Jahrzehnte.

Das DLR-Institut für Robotik und Mechatronik bereitet derzeit zwei Folgeexperimente im Rahmen des Projekts METERON vor. Die Astronauten an Bord der ISS werden im Columbus-Labor den humanoiden Roboter Justin im DLR Oberpfaffenhofen per Tablet steuern. Mittels einer einfachen Befehlseingabe aus der Ferne soll der Roboter komplexe Aufgaben selbstständig ausführen. In der zweiten Jahreshälfte ist dann ein Co-Worker-Experiment mit Alexander Gerst geplant. Der deutsche ESA-Astronaut wird mit  einem Tablet von der ISS aus die nächste Entwicklungsstufe des zukünftigen Robonauten testen – das intelligente Zusammenfügen von Elementen für den Aufbau eines Gerätes oder einer Marsstation.

Internationale Zusammenarbeit

Die Internationale Raumstation ISS ist das größte Technologieprojekt aller Zeiten: Der "Außenposten" der Menschheit im All wird derzeit gemeinsam von den USA, Russland, den Mitgliedsstaaten der Europäischen Weltraumorganisation ESA, Kanada und Japan betrieben. Das DLR-Raumfahrtmanagement koordiniert dabei die deutschen Beiträge zu den ISS-Programmen der ESA, in Bezug auf Ausbau, Betrieb und Nutzung der Station und ist federführend bei der Umsetzung des nationalen Nutzungsprogramms. 

Bei der Vorbereitung, Durchführung und Auswertung der deutschen und europäischen Weltraumexperimente werden die Wissenschaftler durch das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) unterstützt. 

Für die Ausbildung der Astronauten und des Betriebsteams des Columbus-Labors ist das Europäische Astronautenzentrum (EAC) zuständig, in Zusammenarbeit mit der DLR-Einrichtung Raumflugbetrieb und Astronautentraining. Das Columbus-Kontrollzentrum im DLR Oberpfaffenhofen führt den Betrieb des ISS-Moduls in enger  Abstimmung mit den Astronauten sowie den Kontrollzentren der NASA in Houston und Huntsville durch.

Der Artikel wurde uns mit freundlicher Unterstützung vom DLR zur Verfügung gestellt und ist zuerst auf dessen Website erschienen.