Matthias Maurer auf dem Weg zur Internationalen Raumstation ISS

Bilderbuchstart von Cape Canaveral in Florida – Die Mission „Cosmic Kiss“ hat begonnen

Mit „Cosmic Kiss“ wird für ihn ein lang gehegter Wunsch wahr: Der gebürtige Saarländer Dr. Matthias Maurer ist als vierter Deutscher am 10. November 2021 um 21:03 Uhr Ortszeit (11. November 2021, 03:03 Uhr Mitteleuropäischer Zeit, MEZ) zur Internationalen Raumstation ISS aufgebrochen.

Der 51-jährige Materialwissenschaftler aus St. Wendel ist seit Juli 2015 Mitglied des Astronautenkorps der Europäischen Weltraumorganisation ESA und wurde am 14. Dezember 2020 für seine erste ISS-Mission nominiert. Matthias Maurer ist zudem der zweite Europäer, der als Missions-Spezialist an Bord einer SpaceX-Dragon-Raumkapsel mit der Seriennummer 210 und dem Namen „Endurance“ (Ausdauer) des kommerziellen NASA-Crew-Programms gemeinsam mit den NASA-Astronauten Raja Chari (Kommandant), Thomas Marshburn (Pilot) und der NASA-Astronautin Kayla Barron (Mission-Spezialistin) zur Raumstation fliegt. Die vierköpfige Besatzung wurde in acht Minuten und 48 Sekunden auf Orbitalhöhe und -geschwindigkeit gebracht, um ihre Reise zur Internationalen Raumstation anzutreten. In der Zwischenzeit war die erste Stufe der Trägerrakete Falcon 9 zur Erde zurückgekehrt, um wiederverwendet zu werden.

 

 

Maurer ist Mitglied der ISS-Expedition 66 und soll voraussichtlich bis April 2022 auf der Raumstation leben und arbeiten. Mehr als 100 internationale Experimente, darunter 36 aus Deutschland, stehen auf seiner Agenda. Die Falcon-9-Rakete startete vom bekannten Launch-Pad 39 A am Kennedy Space Center der NASA auf Merrit Island (Florida). Diese Startrampe nutzte die US-Raumfahrtbehörde bereits in den 1960er-Jahren für ihr „Apollo“-Mondprogramm.

 

„Wir sind alle sehr ruhig, das ist sicher ein Erfolg des Trainings“, sagte Matthias Maurer wenige Tage vor seinem Start. „Wir sind sehr konzentriert. Wenn wir in der Kapsel sitzen, wird die Aufregung sicher kommen. Ich bin kein Superheld und möchte auch keiner sein, hinter meiner Arbeit stecken viele, viele Leute.“

 

Das Docking, also die Ankunft an der Raumstation, ist 22 Stunden nach dem Start für den 11. November, 19:10 Uhr Ortszeit (12. November 2021, 01:10 Uhr MEZ) vorgesehen und wird auf NASA-TV übertragen.

 

Experimente aus Deutschland im Gepäck

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist vielfältig in die Mission eingebunden: Die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR mit Sitz in Bonn ist für die Auswahl und Koordination der Experimente und Beiträge deutscher Universitäten und Hochschulen sowie aus der Industrie verantwortlich. Ebenso führen DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler eigene Experimente durch. Das Columbus-Kontrollzentrum der ESA, beheimatet im Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum des DLR im bayerischen Oberpfaffenhofen, ist verantwortlich für die Planung und Durchführung der Experimente, die im europäischen Columbus-Modul auf der Raumstation stattfinden. Von hier aus gehen die Daten der Experimente an die nationalen Nutzerkontrollzentren und von dort aus zu den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und den beteiligten Partnern aus der Industrie.

„Die Internationale Raumstation ISS ist ein Ort, an dem sich einzigartige Möglichkeiten für die Wissenschaft ergeben. Astronauten leben und arbeiten auf der Raumstation unter den Bedingungen der Mikrogravitation“, erläutert die DLR-Vorstandsvorsitzende Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, „für Matthias Maurer ist jetzt für sechs Monate die Raumstation sein Zuhause. Er wird einen großen Teil seiner Zeit wissenschaftlichen Arbeiten in den Bereichen Humanphysiologie, Physik, Biologie, Materialwissenschaften und Strahlenschutz widmen. Allein 36 seiner Experimente kommen aus Deutschland. Dazu gehören auch Technologien, die die Art und Weise, wie wir auf der Erde leben und arbeiten, verändern werden.“

Die deutschen Experimente der „Cosmic Kiss“-Mission umfassen Grundlagenforschung wie anwendungsorientierte Wissenschaft und Technologietests aus den Bereichen Lebens- und Materialwissenschaften, Physik, Medizin, Künstliche Intelligenz oder Erdbeobachtung. Zudem steht ein umfangreiches Nachwuchs-Programm für Schülerinnen und Schüler auf der Agenda von Matthias Maurer.

„Matthias Maurer ist der zwölfte deutsche Astronaut im Weltraum und einer von aktuell sieben aktiven Astronautinnen und Astronauten der ESA. Er plant mehr als 100 wissenschaftliche Versuche, spannend sind sie alle und im Fokus steht vor allem auch der Nutzen und die Wertschöpfung durch die Experimente für uns Menschen auf der Erde. Im Zeichen der Pandemie geht es zum Beispiel darum, in der Schwerelosigkeit Oberflächen zu entwickeln, die das Wachstum von Keimen und Bakterien hemmen. Wenn wir das hinbekommen, sehe ich Anwendungen in Krankenhäusern und im öffentlichen Raum. In einem weiteren Experiment geht es um einen Sportanzug, der mit Elektroschocks Muskel- und Knochenschwund reduziert. So ein Anzug ist für Astronauten wichtig, kann aber auch vielen Millionen Menschen auf der Erde helfen, beispielsweise in der Physiotherapie“, betont Dr. Walther Pelzer, DLR-Vorstandsmitglied und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, die im Auftrag der Bundesregierung die deutschen ESA-Beiträge verantwortet. Deutschland ist innerhalb der ESA der größte Beitragszahler für das ISS-Programm.

 

Forschung im All für die Menschen auf der Erde

Im Gepäck von „Crew-3“ sind auch weitere „Cosmic Kiss“-Experimente aus Deutschland: Das Experiment DOSIS 3D misst bereits seit 2012 die Strahlung innerhalb und außerhalb der ISS. Für DOSIS 3D MINI wird nun zusätzlich zu den Detektoren, die im europäischen Columbus-Labor montiert sind, ein zweiter Satz von Detektoren mit Matthias Maurer zur ISS fliegen. Diese neuen Detektoren sollen von Maurer u.a. auch im russischen Teil der ISS installiert werden, insgesamt kann dann an 21 Stellen auf der ISS gemessen werden und ein 3D-Modell der Strahlenbelastung auf der Raumstation generiert werden. Die wissenschaftliche Leitung von DOSIS 3D liegt beim DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln.

Bei „Easy Motion“ – EMS geht es um einen speziellen Anzug, der die Astronauten auf der ISS beim täglichen Sporttraining unterstützen soll: Denn wir können uns nur fortbewegen, weil Muskeln in Rumpf und Gliedmaßen unserem Körper Stabilität verleihen. Dabei arbeiten sie auf der Erde gegen die Schwerkraft und trainieren sich so selbst. Um Muskelschwund und den dadurch bedingten Knochenabbau in Schwerelosigkeit zu verhindern, ist Elektro-Muskel-Stimulation (EMS) eine moderne Trainingsmethode, bei der Muskelpartien durch schwache Stromimpulse angespannt werden. Wird diese erhöhte Grundspannung mit einem gezielten Muskeltraining kombiniert, kann das den Erfolg deutlich erhöhen. An Bord der ISS wird Matthias Maurer erstmals mit einem speziellen EMS-Anzug sein Trainingsprogramm verbessern, das aus Laufen, Radfahren und Krafttraining besteht. Die wissenschaftliche Leitung des Projekts liegt bei der Charité Universitätsmedizin Berlin.

Ebenfalls aus der Humanphysiologie stammt das Experiment „Thermo-Mini“, das zum großen Teil bereits mit SpaceX-23 am 29. August 2021 zur Raumstation gebracht worden ist: Ein längerer Aufenthalt im Weltall führt zu einem dauerhaften Anstieg der Körperkerntemperatur. Dieses „Space Fever“ ist eine potenzielle Gefahr für die Gesundheit der Astronautinnen und Astronauten – vor allem bei Sport und Außenbordeinsätzen. Mit Thermo-Mini werden bei Matthias Maurer die Körperkerntemperatur und zirkadiane Rhythmik durch einen miniaturisierten Thermosensor nicht-invasiv an der Stirn aufgezeichnet. Die gewonnen Daten sollen Erkenntnislücken schließen und vor allem beweisen, dass der Mini-Thermosensor für den Langzeiteinsatz im Weltraum geeignet ist. Auf der Erde kann der Minisensor in extremen Umgebungen wie in Bergwerken und bei Feuerwehreinsätzen aber auch im Krankenhaus angewendet werden. Thermo-Mini wird im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) organisiert. Wissenschaftlich geleitet wird das Projekt vom Zentrum für Weltraummedizin an der Berliner Charité. Der miniaturisierte Sensor, kommerziell von Dräger GmbH erhältlich, wurde von der KORA Industrie-Elektronik GmbH für die Nutzung im Weltraum angepasst. Matthias Maurer trägt bei seinem Flug zur ISS das Stirnband von Thermo-Mini.

 

Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

 

 

„Cosmic Kiss“ – Der „Marathon“ in Schwerelosigkeit läuft

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) – PM vom 06.12.2021

Rückblick auf die ersten drei Wochen des deutschen ESA-Astronauten Matthias Maurer auf der Internationalen Raumstation

 

Cosmic Kiss – bislang im Zeitplan

Seit dem 12. November 2021 leben und arbeiten der deutsche ESA-Astronaut Matthias Maurer sowie seine NASA-Kolleginnen und Kollegen Kayla Barron, Raja Chari und Thomas Marshburn auf der Internationalen Raumstation ISS. In diesen drei Wochen hat der Saarländer schon viel erlebt. „Nach einem etwas holprigen Start mit widrigen Umständen wie mehrmaligen Startverschiebungen und Sicherheitsvorkehrungen, weil Trümmerteile der ISS zu Nahe kamen, ist die `Cosmic Kiss‘-Mission jetzt erfreulicherweise voll im Zeitplan. Matthias Maurer hat in den ersten drei Wochen ein starkes Tempo vorgelegt und etwas Zeit wieder reingeholt. Das ist sehr wichtig, weil die Arbeitszeit der Astronauten – die sogenannte Crewzeit – auf der ISS eine besonders wertvolle Ressource ist. Sie wird für Forschung, Nachwuchsförderung und Wartungsarbeiten gebraucht. All das hat Matthias bereits in den ersten drei Wochen erledigt“, betont Volker Schmid, „Cosmic Kiss“-Missionsleiter in der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR.

 

Cosmic Kiss – Gut unterwegs im Wissenschaftsmarathon

Einen wahren Wissenschaftsmarathon aus rund 100 internationalen Experimenten – 36 davon aus Deutschland – soll Matthias Maurer während seiner „Cosmic Kiss“-Mission absolvieren. Bereits in den ersten drei Wochen hat der Saarländer an acht deutschen Experimenten gearbeitet. So hat er zum Beispiel im Experiment Thermo-Mini einen neuen miniaturisierten Temperatursensor getestet, um die Veränderung der Körpertemperatur und die zirkadiane Rhythmik bei Langzeitaufenthalten im Weltall zu untersuchen. So werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dem sogenannten „Space Fever“ als potenzielle Gefahr für die Gesundheit der Astronautinnen und Astronauten – vor allem bei Sport und Außenbordeinsätzen – auf den Grund gehen. Mit Atemgas-Analysen wird im Experiment MetabolicSpace unter anderem die Leistungsfähigkeit von Matthias Maurer untersucht und die Technologie weiter ausgetestet.

Das tragbare System schränkt dabei seine Beweglichkeit nicht ein, so dass er frei und ungehindert trainieren kann. Die ersten beiden Durchläufe hat der promovierte Werkstoffwissenschaftler schon erfolgreich absolviert. Auch ein wichtiger Baustein für die körperliche Fitness sind Untersuchungen zum Zustand von Muskeln- und Knochen. Im Experiment Myotones haben Matthias Maurer und Thomas Marshburn nicht-invasiv Tonus, Elastizität und Steifigkeit ihrer Skelettmuskeln mit Hilfe eines kleinen Handgeräts gemessen und bewertet, um auf diese Weise zur Entwicklung von Gegenmaßnahmen zu Muskel- und Knochenschwund beizutragen. Mit einer Augenlinse aus dem klinisch-diagnostischen Routinebetrieb und einem Tablet hat Matthias Maurer im Projekt Retinal Diagnostics Bilder seiner Netzhaut aufgenommen, um Augenveränderungen und -bewegungen zu erkennen und dem sogenannten Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS) auf den Grund zu gehen.

Außerdem hat der deutsche ESA-Astronaut für das Experiment Dosis 3D Mini alle Sensoren im europäischen Columbus-Modul sowie in den Verbindungsknoten Node 1 und 3 sowie im Aussichtsmodul Cupola angebracht. Mit den winzigen Messeinheiten soll der Strahlungsbelastung innerhalb der Raumstation auf den Grund gegangen werden. Für das Experiment Touching Surfaces hat Matthias Maurer neuartige Oberflächen auf deren antimikrobielle Wirksamkeit unter Weltraumbedingungen untersucht und getestet. Denn Langzeitaufenthalte in einer Raumstation führen dazu, dass sich aus den mitgeschleppten Mikroorganismen eine eigene Mikroflora entwickelt, die die Gesundheit an Bord beeinträchtigen kann.

Moderne Werkstoffe nach Maß – beispielsweise für neuartige und leichtere Flugzeugturbinenschaufeln und Motorgehäuse – werden in einem ganz besonderen Schmelzofen im All entwickelt. Für diese Forschung hat Matthias Maurer bereits 19 Schmelz- und zwei Kalibrationszyklen im sogenannten Elektromagnetischen Levitator (EML) ausgeführt. Zu guter Letzt hat der Saarländer mit den Vorbereitungen zum Elektro Muskel Stimulation (EMS)-Projekt begonnen. Hier testet er ab dem 6. Dezember 2021 einen neuen Anzug, der Astronautinnen und Astronauten zukünftig vielleicht beim Training unterstützen soll. „Matthias Maurer hat insgesamt bei den Experimenten ein immenses Tempo vorgelegt und auf seinem Wissenschaftsmarathon trotz zusätzlicher Hindernisse deutlich Strecke gemacht. Das ganze Team hat hier sehr gut zusammengearbeitet und alles ist gut im Zeitplan. Wir freuen uns auf die weiteren Monate der Mission“, fasst Volker Schmid den Fortschritt der Mission im Bereich Forschung zusammen.

 

Cosmic Kiss – Zeit für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von morgen

Eigentlich sollte am 2. Dezember 2021 ein Kontakt ganz besonderer Art stattfinden: Matthias Maurer hätte mit der Wolfgang Kubelka Realschule (WKR) in Schondorf und der Beruflichen Schule Direktorat 1 in Nürnberg in Funkkontakt treten und bis zu 20 Fragen der wissensdurstigen Schülerinnen und Schüler beantworten sollen. Doch eine Umplanung führte dazu, dass dieser sogenannte ARISS-Call nun verschoben werden muss. So wird das DLR_School_Lab in Braunschweig – eines von insgesamt 15 Schülerlaboren des DLR – am 10. Dezember 2021 der erste dieser Kontakte sein. „Wir freuen uns schon riesig auf diesen Austausch. Ich mache das jetzt schon zum dritten Mal und es ist immer wieder schön, die Begeisterung der Schülerinnen und Schüler zu spüren, wenn sie über Funk dem Astronauten ihre Frage stellen dürfen“, freut sich Frank Fischer, Leiter des DLR_School_Labs in Braunschweig.

Außerdem hat Matthias Maurer schon seine ersten beiden sogenannten Inflight Calls absolviert. Beim ersten am 19. November 2021 hat er live zu den Vertretern des ESA „Intermediate Ministerial Meetings“ (IMM21) – einer kleinen ESA-Ministerratskonferenz – in Porto gesprochen. Beim zweiten hat er Fragen von Schülerinnen und Schülern sowie Lehrerinnen und Lehrern im Planetarium in Bochum beantwortet. Die Aktion des European Space Education Ressource Office (ESERO), das an der Ruhr-Universität in Bochum zuhause ist, wurde per Livestream an alle interessierten Schulen und Planetarien in Deutschland übertragen.

 

Cosmic Kiss – ein Weltraumausstieg und ein neues Dockingmodul

Eigentlich sollte am 30. November 2021 der erste Außenbordeinsatz (Extra Vehicular Activity, EVA) während der „Cosmic Kiss“-Mission stattfinden. Die US-Astronauten Thomas Marshburn und Kayla Barron sollten die Raumstation für sechseinhalb Stunden verlassen, um eine defekte Funkantenne zu ersetzen. Doch wegen einer Sicherheitsmeldung zu sich nähernden Weltraumtrümmern musste der Einsatz abgesagt und auf den 2. Dezember 2021 verschoben werden. Die Crew arbeitete sehr schnell und effizient. Bereits zur Halbzeit lagen die Astronauten mehr als eine Stunde vor dem Zeitplan.

Matthias Maurer leistete bei diesem Einsatz von der ISS aus mit dem Roboterarm Canadarm2 Unterstützung für seine beiden Crewmitglieder. Außerdem wurde ein neues, russisches Modul an der ISS angebracht, das zusammen mit dem ebenfalls neuen Element Nauka einen weiteren Dockingknoten bildet. „Prichal wurde am 26. November 2021 auf einem Progress-Transporter automatisch an die Raumstation angekoppelt und bietet nun fünf neue Andockpunkte. Auch Weltraumausstiege sind von dem neuen Knoten aus möglich. Damit ist die ISS also wieder ein Stück flexibler geworden“, erklärt DLR-Missionsmanager Volker Schmid.

 

Cosmic Kiss – Was kommt als Nächstes?

Am 6. und 7. Dezember 2021 soll CIMON, das in Deutschland entwickelte und weltweit einzigartige intelligente Astronautenassistenzsystem ausgepackt und nach langer Pause wieder getestet werden. Dabei handelt es sich noch nicht um einen wissenschaftlichen Einsatz, sondern um einen Funktionstest. Denn der freifliegende Roboter hatte zuletzt Anfang Februar 2020 mit Luca Parmitano gearbeitet. CIMON wird später in der Mission noch ein wichtiges Softwareupdate bekommen, bevor er dann im April 2022 mit neuer Software ausgestattet, Matthias Maurer unterstützen soll.