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Raumfahrt - Fünf Jahre Forschungslabor Columbus in der Schwerelosigkeit

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Von außen sieht es aus wie eine glänzend polierte Tonne, im Inneren enthält es hingegen jede Menge Möglichkeiten für wissenschaftliches Arbeiten in der Schwerelosigkeit - das europäische Forschungsmodul Columbus fliegt seit fünf Jahren an der Internationalen Raumstation ISS durch das Weltall. Betrieben und überwacht wird es aus dem Columbus-Kontrollzentrum im Deutschen Raumfahrt-Kontrollzentrum des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Am 7. Februar 2008 saßen die Flugdirektoren dort besonders gespannt an ihren Konsolen: Um 20.45 Uhr mitteleuropäischer Zeit startete das Space Shuttle Atlantis vom amerikanischen Kennedy Space Center mit dem Forschungsmodul an Bord zur Raumstation. "Der Erwartungsdruck war enorm hoch", erinnert sich Gerd Söllner, leitender Flugdirektor der Columbus-Mission 1E.

Doch zunächst wurde die Geduld aller Beteiligten auf eine Probe gestellt: Der geplante Start am 6. Dezember 2007 wurde abgebrochen, weil nicht alle Treibstoffsensoren des Shuttles funktionierten. Die Astronauten reisten wieder ab und kehrten zu Training und Familien zurück. Am 7. Februar 2008 waren dann alle technischen Probleme behoben, und das Forschungsmodul startete zu seinem Bestimmungsort etwa 400 Kilometer über der Erde. "Wir saßen natürlich alle schon während des Starts an unseren Konsolen", sagt Flight Director Gerd Söllner. "Knapp zwei Stunden nach dem Start erhielten wir dann schon die ersten Telemetriedaten der Experimente, die an der Außenseite des Forschungsmoduls installiert werden sollten." Diese mussten auch schon während des Flugs zur Raumstation minimal beheizt werden, damit die empfindlichen Instrumente den Transport überstanden. Columbus schlummerte da noch unbeteiligt in der Ladebucht des Shuttles.

Verschollene Kommandos aus dem Kontrollraum

Zwei Tage später - am 9. Februar - wurde Columbus mit einem Roboterarm aus dem Shuttle gehoben und an der Raumstation angekoppelt. Das europäische Forschungsmodul war bereit für die Inbetriebnahme. Wie beim Einzug in ein neues Haus schalteten die Ingenieure des DLR nach und nach die wichtigsten Funktionen ein: Strom und Heizung funktionierten. "Alles, was für die Minimalversorgung wichtig war, war da - aber alle weiteren Kommandos kamen nicht am Forschungsmodul an." Im Columbus-Kontrollzentrum und in Houston startete die fieberhafte Suche nach dem Fehler. Bereits seit 2001 hatten die Ingenieure am Ablauf der Mission gefeilt, minutiöse Pläne aufgestellt und für mögliche Fehler konkrete Abläufe vorgesehen. Schließlich war die Ursache gefunden: Ein Hauptcomputer der NASA auf der ISS leitete die Kommandos aus Oberpfaffenhofen nicht an Columbus weiter. "Dieser Fehler war einfach nicht vorhersehbar", sagt Gerd Söllner. "Damit war unser lange vorher festgelegter Ablaufplan erst einmal zerschossen."

Anderthalb Tage brachte das die sorgfältig erstellte Timeline in Rückstand. Während eine Mannschaft im Kontrollraum an der Konsole die aktuellen Arbeiten durchführte, grübelte einen Raum weiter das "Anomaly Resolution Team" über der optimalen Umplanung. "Dafür ist ein Kontrollzentrum nun mal da." Die Crew im Weltraum mit dem deutschen Astronauten Hans Schlegel wurde erst einmal mit dem Einbau der Hardware beschäftigt, installierte die Experimentierracks, löste Sicherheitsschrauben. Insgesamt 13 Tage arbeitete das Columbus-Team im Kontrollraum rund um die Uhr in Vollbesetzung, um das Forschungsmodul und seine Experimentanlagen in Betrieb zu nehmen.

Von der Strahlenbiologie bis zur Materialphysik

Seit fünf Jahren laufen mittlerweile Experimente aus den verschiedensten Bereichen in der glänzend polierten "Tonne" mit dem technischen Innenleben. Gravitationsbiologie, Strahlen- und Astrobiologie, Humanphysiologie oder auch Materialphysik gehören zu den Forschungsgebieten: Wie funktioniert der Knochen- und Muskelabbau des Menschen? Wie verhalten sich Pflanzen in der Schwerelosigkeit? Welche Eigenschaften haben Kristalle? Wie verhält sich die Strömung im Erdinneren? Gesteuert werden die Experimente aus verschiedenen Kontrollzentren in Europa - wie zum Beispiel dem MUSC, dem Nutzerzentrum für Weltraumexperimente am DLR Köln. Von dort aus führen die Wissenschaftler ihre Experimente im Biolab an Bord des Forschungsmoduls Columbus durch. Das Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen wartet das Modul und ermöglicht den Experimentbetrieb. "Wir haben unseren Kontrollraum auch heute noch rund um die Uhr besetzt", erläutert Gerd Söllner. "Zwar mit kleinerer Mannschaft, aber dennoch 24 Stunden und sieben Tage in der Woche."

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Quelle: DLR

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STS122-S-058 (7 Feb. 2008) --- The Space Shuttle Atlantis and its seven-member STS-122 crew head toward Earth-orbit and a scheduled link-up with the International Space Station (ISS). Liftoff from Kennedy Space Center's launch pad 39A occurred at 2:45 p.m. (EST). The launch is the third attempt for Atlantis since December 2007 to carry the European Space Agency's (ESA) Columbus laboratory to the station. During the mission, the crew's prime objective is to attach the laboratory to the Harmony module, adding to the station's size and capabilities. Onboard are astronauts Steve Frick, commander; Alan Poindexter, pilot; Leland Melvin, Rex Walheim, ESA's Hans Schlegel, Stanley Love and ESA's Leopold Eyharts, all mission specialists. Eyharts will join Expedition 16 in progress to serve as a flight engineer aboard the ISS.

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S122-E-005032 (7 Feb. 2008) --- Backdropped against the blackness of space, the STS-122 external fuel tank (ET) begins its relative separation from the Space Shuttle Atlantis. An STS-122 crewmember recorded the scene with a digital still camera. The fan-shaped bright area is the result of ET venting after orbiter separation. What happens in this nominal occurence is that the residual cryogenics in the tank heat up to some extent and the pressure increases, popping the relief valve. The residual LOX and LH2 spray out of the tank and are quite noticeable with the light reflection.

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STS122-S-007 (7 Feb. 2008) --- After suiting up, the STS-122 crewmembers pause alongside the Astrovan to wave farewell to onlookers before heading for launch pad 39A for the launch of Space Shuttle Atlantis on the STS-122 mission. From the right are astronauts Steve Frick, commander; Alan Poindexter, pilot; Leland Melvin, Rex Walheim, European Space Agency's (ESA) Hans Schlegel, Stanley Love and ESA's Leopold Eyharts, all mission specialists. The launch will be the third attempt for Atlantis since December 2007 to carry the ESA Columbus laboratory to the International Space Station (ISS). During the 11-day mission, the crew's prime objective is to attach the laboratory to the Harmony module, adding to the station's size and capabilities. Eyharts will join Expedition 16 in progress to serve as a flight engineer aboard the ISS.

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Hans Schlegel bei Columbus-EVA

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S122-E-009914 (18 Feb. 2008) --- European Space Agency (ESA) astronaut Hans Schlegel, STS-122 mission specialist, poses for a photo near a window on the aft flight deck of Space Shuttle Atlantis shortly after undocking from the International Space Station, which is visible through the window.

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STS122-S-074 (20 Feb. 2008) --- Space Shuttle Atlantis touches down on runway 15 of the Shuttle Landing Facility at NASA's Kennedy Space Center, concluding the 13-day STS-122 mission. Onboard are NASA astronauts Steve Frick, commander; Alan Poindexter, pilot; Leland Melvin, Rex Walheim, Stanley Love, Daniel Tani, and European Space Agency (ESA) astronaut Hans Schlegel, all mission specialists. Main gear touchdown was 9:07:10 a.m. (EST). Nose gear touchdown was 9:07:20 a.m. Wheel stop was at 9:08:08 a.m. Mission elapsed time was 12 days, 18 hours, 21 minutes and 44 seconds. During the mission, Atlantis' crew installed the new Columbus laboratory, leaving a larger space station and one with increased science capabilities. The Columbus Research Module adds nearly 1,000 cubic feet of habitable volume and affords room for 10 experiment racks, each an independent science lab.

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Quelle: NASA

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