Woran Gerst und Co. forschen

In der 2018er Horizons-Mission werden Alexander Gerst und seine Crew-Mitglieder Serena Maria Auñón-Chancellor und Sergey Prokopyev eine ganze Reihe Experimente absolvieren. Denn Twittern und medienwirksame Stunts machen die Astronauten in ihrer Freizeit. Eigentlich sitzen sie da oben, 400 Kilometer über der Erde, um zu arbeiten.

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Ihre Weltall-Experimente sollen Wissen generieren für die 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals) der Vereinten Nationen. Hier eine Übersicht der Top-5-Experimente.

Myotones

Dieses Experiment untersucht die biomechanischen Eigenschaften des ruhenden menschlichen Muskels mit einem nicht-invasiven Gerät, das so groß ist wie ein Smartphone. Es soll zeigen, wie das Muskelsystem auf Schwerelosigkeit reagiert.

- Warum auf der ISS?

Schwerelosigkeit beschleunigt den Muskel- und Knochenabbau. Forscher können so quasi den Alterungsprozess im Zeitraffer beobachten. 

- Wofür ist das gut?

Rehabilitations- und Trainingsprogramme auf der Erde zu verbessern. Es kann auch dabei helfen, Langzeitmissionen vorzubereiten und die Gesundheit von Astronauten zu erhalten.

- Um welche Ziele für nachhaltige Entwicklung geht es hier?

Gesundheit und Wohlergehen (3); Menschenwürdige Arbeit und Wirtschaftswachtum (8); Industrie, Innovation und Infrastruktur (9)

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Immuno-2

Das Immuno-2-Experiment will herausfinden, wie Stress das menschliche Immunsystem beeinflusst und möglicherweise schwächt. Es kombiniert biochemische und psychologische Faktoren - dazu gehört auch Stress durch Leben und Arbeiten in der Isolation, durch hohe Arbeitsbelastung und durch einen unterbrochenen Schlafrhythmus. Laut Experten kann Stress psychische Erkrankungen verursachen: Menschen werden so krank, dass sie nicht mehr arbeiten können. Immuno-2 kann möglicherweise zu neuen Therapien führen.

- Warum auf der ISS?

Die Weltraumstation ist eine einzigartige Lebensumwelt mit vielen Stressfaktoren: Isolation, Mikrogravitation, Strahlung und unregelmäßiger Schlaf.

- Wofür ist das gut?

Unser Verständnis für die Beziehung zwischen Stress, Gehirn und Immunsystem verbessern

- Um welche Ziele für nachhaltige Entwicklung geht es hier?

Gesundheit und Wohlergehen (3); Menschenwürdige Arbeit und Wirtschaftswachstum (8); Industrie, Innovation und Infrastruktur (9)

ICARUS

Keine Angst: bei diesem Tierversuch werden keine Tiere Schaden nehmen. Vögel auf der Erde werden mit kleinen Sendern ausgestattet, die in etwa 5 Gramm wiegen. Die Daten ihres Vogelzugs werden zur ISS gesendet. Darin enthalten sind der Aufenthaltsort der Vögel, wie schnell sie fliegen und welche Umweltbedingungen sie gerade antreffen. Es soll uns Menschen dabei helfen, Tierwanderungen besser zu verstehen.

- Warum auf der ISS?

Da die Raumstation über die Erde fliegt und dabei große Teile der Erdoberfläche überblickt, erhalten Wissenschaftler so eine größere Datendichte.

- Wofür ist das gut?

Die Auswirkungen des Klimawandels abschätzen und die Ausbreitung von Epidemien wie der Vogelgrippe besser verstehen

- Um welche Ziele für nachhaltige Entwicklung geht es hier?

Kein Hunger (2); Gesundheit und Wohlergehen (3); Leben unter Wasser (14); Leben an Land (15)

Cold Atoms Lab

Bei diesem Experiment geht es darum, die kleinsten Teilchen im Universum zu verstehen. Wissenschaftler erzeugen zunächst Wolken von Rubidium- und Kalium-Atomen und bremsen die Atombewegungen mit Laserlicht ab. Die Atome werden in einem magnetischen Feld gefangen und nur die langsamsten und kältesten Atome verbleiben dort. Wenn ihre Temperatur auf nahe den absoluten Nullpunkt fällt, verhalten sich die Atome wie ein einziges großes Atom: ein Bose-Einstein-Kondensat entsteht. Forscher wollen dieses Phänomen makroskopisch untersuchen.

- Warum auf der ISS?

Bose-Einstein-Kondensate existieren in Schwerelosigkeit länger.

- Wofür ist das gut?

Fortschritte in der Grundlagenforschung, Navigationssysteme verbessern sowie andere Satellitentechniken wie Atomuhren. Wir lernen dabei auch mehr über Geodäsie: über die geometrische Form der Erde, ihre Orientierung im Weltall und ihr Gravitationsfeld.

- Um welche Ziele für nachhaltige Entwicklung geht es hier?   

Hochwertige Bildung (4), Industrie, Innovation und Infrastruktur (9), Nachhaltige Städte und Gemeinden (11), Verantwortungsvoller Konsum und Produktion (12), Maßnahmen zum Klimaschutz (13)     

MagVector / MFX-2

MagVector untersucht die Wechselwirkungen zwischen dem Erdmagnetfeld und anderen Himmelskörpern. Dafür nutzt Alexander Gerst elektrisch gekühlte Hochtemperatursupraleiter.

Das Experiment begann bereits während Gersts erster ISS-Mission im Jahr 2014. Mit MFX wird die Wechselwirkung zwischen dem Erdmagnetfeld und einem variablen elektrischen Leiter untersucht, der sich mit hoher Geschwindigkeit durch ein Magnetfeld bewegt. Während der Horizons-Mission wird MFX-2 mit fortschrittlichen Sensoren ausgerüstet und an unterschiedlichen Proben ausprobiert, etwa an Meteoriten aus Nickel und Eisen. Diese Materialien sind seit Beginn unseres Sonnensystems größtenteils unverändert.

- Warum auf der ISS?

Das Erdmagnetfeld ist quasi "im Planetenmaßstab" verfügbar

- Wofür ist das gut?

Technik zum Schutz gegen Strahlung sowie für elektrische Flugzeuge entwickeln

- Um welche Ziele für nachhaltige Entwicklung geht es hier?

 Menschenwürdige Arbeit und Wirtschaftswachstum (8); Industrie, Innovation und Infrastruktur (9); Verantwortungsvoller Konsum und Produktion (12), Maßnahmen zum Klimaschutz (13)     

Das war nur ein kleiner Einblick in die Experimente auf der Internationalen Raumstation ISS. Mehr gibt es auf den Webseiten der NASA und der ESA.

Mehr dazu: Was Alexander Gerst als ISS-Kommandeur zu tun hat