Prima Klima oder dicke Luft auf der ISS?

US-Astronaut Clayton Anderson mit ANITA in der ISS
6 Januar 2009

ANITA, die erste europäische ISS-Infrastruktureinrichtung mit maßgeblichem deutschen Beitrag, absolvierte in den vergangenen Monaten ihren erfolgreichen Praxistest an Bord der Internationalen Raumstation. Das im Auftrag der ESA bei Kayser-Threde in München gebaute Luftanalysegerät ist in der Lage, über 30 gasförmige Bestandteile der Kabinenluft simultan und nahezu online aufzuspüren und zu quantifizieren.

Das Luftanalysegerät ANITA (Analysing Interferometer for Ambient Air) wurde zwischen September 2007 und August 2008 erfolgreich im amerikanischen ISS-Labormodul Destiny eingesetzt. Mit ihm lassen sich durch optische Analysen bis zu 32 Spurengase in der Atemluft nachweisen, inklusive Formaldehyd, Ammoniak, Kohlenmonoxid, Methanol, Ethanol, Buthanol und Freon 218. Eine anspruchsvolle Auswertungssoftware ermöglicht kontinuierliche Messberichte.

Verbrauchsarme Messmethode

Handpumpe und Gasbeutel zur Entnahme nichtstationärer Luftproben

Die Funktionsweise von ANITA basiert auf der Fourier Transform Infrared (FTIR)-Technologie. Das Messprinzip nutzt die gasspezifischen Absorptionseigenschaften im Infraroten für den Nachweis und die Quantifizierung der Spurengase. Bei diesem Verfahren wird für die Messungen keine Trennung der Gase vorgenommen. Zur Verlängerung der Wechselwirkungsstrecke zwischen Licht und Luft wird eine Gaszelle automatisch mit der ISS-Atmosphäre aus dem Bereich, in dem ANITA installiert ist, befüllt und die Analyse durchgeführt. Nach der Messung wird das Gas in unverändertem Zustand wieder in die Kabine zurückgegeben. Da das Gerät lediglich Strom benötigt, sind keine weiteren Verbrauchsgüter erforderlich. Durch den zusätzlichen Einsatz von mobilen Gasbeuteln und einer Handpumpe können die Astronauten auch an jeder beliebigen Stelle der ISS Luftproben ziehen und von ANITA analysieren lassen.

Präziseste Daten

Die Experten zeigten sich sehr zufrieden mit den Ergebnissen der alle sechs Minuten vorgenommenen automatischen Messungen. Sie waren aber auch erstaunt darüber, dass neben den anzunehmenden Standardverunreinigungen Stoffe in der Kabinenluft registriert wurden, die man nicht erwartet hatte: So ließ sich beispielsweise anhand der Spuren des ausgetretenen Kühlmittels Freon 218 ein kleines Leck in einem russischen Kühlkreislauf nachweisen.
Ebenfalls überrascht zeigten sich die Wissenschaftler von der präzisen zeitlichen Auflösung der Messungen. Es konnten kleinste Veränderungen der Luftzusammensetzung bei Dockingmanövern, dem Öffnen der Luftschleusen oder im Verlauf bestimmter Experimente festgestellt werden.

Beitrag zur Crew-Sicherheit

Ansicht der Hauptbestandteile des FTIR-Interferometers

Das zurzeit weltweit einmalige Hightech-System ANITA kann somit einen wichtigen Beitrag für die Sicherheit der ISS-Besatzungen leisten, denn seine Messdaten haben gezeigt, wie wichtig eine zeitgenaue Analyse der Atemluft an Bord der ISS ist. Es wendet nicht nur Gefahren von der Crew ab, sondern verhindert auch eine unnötige Evakuierung der Raumstation im Falle einer zunächst nicht identifizierbaren Verunreinigung der Kabinenluft.

Schon Nachfolger in Sicht

Aus diesem Grund denkt man beim Münchner Hersteller Kayser-Threde und seinem norwegischen Projektpartner Sintef bereits über ANITA 2 nach. Diese Nachfolgeanlage wird als permanentes Überwachungssystem ausgelegt sein und wesentlich kleiner und leichter ausfallen als der Prototyp. Gleichzeitig soll er wiederum einen Vorläufer künftiger Luftanalysegeräte in bemannten Mondbasen oder an Bord bemannter Raumfahrzeuge für Explorations-Missionen darstellen.

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