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Weltraum

Matthias Maurer reist zur ISS – mehr als 100 Experimente sind geplant

  • VonLukas Zigo
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Astronaut Matthias Maurer soll auf der Internationalen Raumstation ISS über 100 Experimente durchführen.

Köln – Für den Deutschen Matthias Maurer wird ein Traum wahr. Der 51-Jährige wird in der Crew-Dragon-Kapsel auf einer SpaceX-Rakete den Flug zur Internationalen Raumstation ISS antreten, um dort über einen Zeitraum von knapp sechs Monaten mehr als 100 Experimente durchzuführen, darunter 36 unter deutscher Leitung oder mit deutscher Beteiligung.

Viele der Experimente haben einen medizinischen Hintergrund. Der Astronaut diene in gewisser Weise auch als Modell für manche Aspekte des Alterns auf der Erde, erläutert Volker Schmid, Manager der Cosmic-Kiss-Mission, von der Deutschen Raumfahrtagentur. Die Effekte der Schwerelosigkeit bei längerem Aufenthalt im All seien analog zu vielen Symptomen des Alterns auf der Erde.

Matthias Maurer aus Deutschland, ESA-Astronaut in seinem Raumanzug.

Deutscher Astronaut: Material- und Medizinforschung im Vordergrund

„Der Körper braucht in der Schwerelosigkeit ja weniger Energie, das Herz muss weniger pumpen. Knochen- und Muskelmasse werden jedoch schnell abgebaut, wenn man kein regelmäßiges Training macht. Kreislauf, Gleichgewichtsorgan und Immunsystem müssen sich anpassen, und all das verursacht Stress. Und diese Effekte untersucht man ausgiebig, um Gegenmaßnahmen wie Medikamente und Therapien für den Einsatz auf der Erde und im All zu entwickeln“, führt Schmid weiter aus.

Die Materialphysik ist ein anderes Experimentierfeld, in dem der Astronaut forschen wird. Maurers Vorgänger Alexander Gerst hatte beispielsweise 2014 den EML-Schmelzofen auf der ISS eingebaut. „Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Legierung von Blei und Aluminium, und man will diese mischen, um neue Eigenschaften zu erhalten“, erklärt Schmid. „Wenn man diese Legierung auf der Erde zum Schmelzen bringt, sinkt das schwere Blei zu Boden und das Aluminium schwimmt oben. Das mischt sich also nicht wirklich. Aber auf der ISS hat man keine Schwerkraft. Unter diesen Bedingungen lassen sich viele neue Materialien viel besser untersuchen.“

Internationale Raumstation: Fliegender Roboter mit Künstlicher Intelligenz soll Astronauten unterstützen

Auf der ISS wird auch mit Beton experimentiert. Um Beton auf der Erde künftig vielleicht klimaneutraler herzustellen, sind CO₂-Einsparungen an vielen Stellen der Prozesskette nötig. Eine Grundlage dafür ist ein besseres Verständnis der Aushärtung von Beton. „Die Kristallisation von Beton ist ein sehr komplexer Vorgang“, so Schmid. Beim ISS-Projekt ‚Concrete Hardening/MASON‘ würden genau diese komplexen Mechanismen ohne störende Schwerkrafteinflüsse untersucht werden.

Künstliche Intelligenz ist ein weiteres großes Thema. 2018 hat Alexander Gerst das Assistenzsystem Cimon getestet. Dabei handelt es sich um einen frei fliegenden, medizinballgroßen Roboter mit Sprachsteuerung, der Astronauten bei ihrer täglichen Arbeit unterstützen soll. „Assistenzsysteme können neben der Raumfahrt auch auf der Erde zukünftig bei Training und bei Schulung große Bedeutung haben“, betont Schmid. „Gerade auch im Bereich Medizin und Pflege, auch im häuslichen Pflegebereich. Dort könnte das in zehn, 15 Jahren zur Anwendung kommen, wenn es weiterentwickelt wird.“

Medizinische Forschung auf der ISS – Wissenschaft erhofft sich Fortschritte in der Oberflächenhygiene

Die sogenannten Bioziden Oberflächen sind ein weiteres Untersuchungsfeld. Die ISS ist ein großes und isoliertes System mit eigenem Lebenserhaltungssystem. Keime gibt es dort trotz akribischer Hygiene. Manche Keimfilme können sogar Oberflächen schädigen. Mit speziellen, mikrostrukturierten Testoberflächen aus verschiedenen Materialien wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen, wie sich Keime im Alltagsbetrieb, zum Beispiel durch häufiges Berühren, auf solchen Oberflächen ohne Reinigung verhalten und entwickeln.

Davon erhoffen sich die Wissenschaftler:innen Aufschlüsse, die für künftige Langzeitmissionen zum Mond oder Mars wichtig sein könnten. Vor allem aber erwarten sie Hinweise zur möglichen Verbesserung der Hygiene zum Beispiel in Krankenhäusern oder öffentlichen Räumen, Einrichtungen und Verkehrsmitteln. „Wenn es gelingen würde, dass solche Oberflächen Keime an der Vermehrung und am Wachstum hindern, hätte man da einen sehr positiven Effekt erzielt“, sagt Schmid.

Atomforschung auf der ISS ermöglicht Prüfung von Quantenphysik

Das „Cold Atomics Lab“ der NASA ist eine andere Disziplin. Hier forschen deutsche und amerikanische Wissenschaftler:innen an Langzeitexperimenten mit Ultra-kalten Atomen in Schwerelosigkeit. Dabei werden die Atomwolken auf Temperaturen abgekühlt, die nur noch ein Zehnmilliardstel über dem absoluten Nullpunkt (in etwa minus 273 Grad Celsius) liegen. „Die ISS-Versuche ermöglichen die Überprüfung der Quantenphysik und unseres physikalischen Weltbildes mit einer Genauigkeit, die auf der Erde nicht erreicht werden kann“, erläutert Schmid. (Lukas Zigo/dpa)

Rubriklistenbild: © Nasa/dpa

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