Raumfahrt: Kurztrip ins All

Wie verhalten sich Geckos, Bakterien oder Knochenzellen unter den extremen Bedingungen des Weltalls? Die Foton-M3-Mission macht sich nun auf, das herauszufinden.

Maike Pollmann

Ein Alltag ohne Gravitation ist schwerlich vorstellbar – beeinflusst sie doch jeden einzelnen Schritt von uns. Doch in welchem Maße spielt sie eine Rolle in unserem Leben? Können wir überhaupt ohne sie? Spätestens in Zeiten, in denen wagemutige Menschen sich schon auf dem Weg zum Mars sehen, werden diese Fragen aktuell. Die damalige Sowjetunion schickte bereits 1985 die erste unbemannte Foton-Kapsel in den Orbit, um dem nachzugehen – als Vorbild diente das russische Wostok-Raumschiff, in dem Juri Gagarin 1961 als erster Mensch ins All flog.

Am 14. September 2007 wird nun voraussichtlich die 15. Mission starten – inzwischen auch mit europäischer und amerikanischer Beteiligung. Nach nur neun Minuten soll der 6500 Kilogramm schwere Satellit Foton M3 seinen Orbit in fast dreihundert Kilometern Höhe erreichen. Von nun an bleiben der Kapsel zwölf Tage um die Erde 189 Mal zu umrunden, bevor sie wieder in die Erdatmosphäre eintritt und in dem Grenzgebiet zwischen Russland und Kasachstan landet.

Insgesamt besteht sie aus drei Modulen: einem Batteriepack, dem Service-Modul und dem so genannten Wiedereintrittsmodul, das aus einer Kugel mit einem Durchmesser von rund zwei Metern besteht und in dem alle Experimente untergebracht sind. Während der kurzen Stippvisite im All wollen die Wissenschaftler nun erforschen, wie sich die Schwerelosigkeit und die dort herrschenden extremen Bedingungen auf verschiedenen Organismen und Materialien auswirken.

Bärtierchen | Vier verschiedene Bärtierchenarten, darunter auch die hier abgebildete Art Milnesium tardigradum, starteten am 14. September 2007 im Rahmen der Foton-M3-Mission mit einer Rakete für zehn Tage in den Weltraum – und haben als erste lebende Tiere einen Weltraumspaziergang überlebt, wenn auch mit einigen Verlusten. Bisher war nur von Flechten und Bakterien bekannt, dass sie sowohl dem Vakuum als auch der ionisierenden sowie kosmischen Strahlung trotzen können. Was die Bärtierchen so widerstandsfähig macht, ist bislang noch unklar.

So befinden sich etwa dreißig Buntbarschlarven der Universität Hohenheim an Bord. Forscher um Reinhard Hilbig wollen anhand des Wachstums von kleinen steinartigen Körnchen im Innenohr der Fische, so genannten Otolithen, wichtige Erkenntnisse über den Gleichgewichtssinn sammeln. Außerdem mit von der Partie: vier verschiedene Bärtierchen-Arten aus der Universität Stuttgart.

Ralph Schill und sein Team wollen mit dem Weltraumflug herausfinden, wie die Tiere die lebensfeindlichen Bedingungen im Weltall vertragen und ob sie sich weiterhin fortpflanzen können. Bekannt ist bislang, dass die Bärtierchen selbst gegen die tiefsten Minusgrade, UV-Strahlung und radioaktive Strahlung und sogar kurzfristige starke Hitze gut gewappnet sind.

Außerdem sollen auch Molche, Geckos und Schnecken mitgeführt werden. Die Nasa entwickelte dafür eigens Apparaturen, die die Tiere mit Wasser versorgen. Besonders interessiert die Forscher, wie sich die Mirkogravitation auf organisches Gewebe und Knochenzellen auswirkt. Denn die Schwerelosigkeit löst Prozesse im menschlichen Skelett aus, die zu Verlust an Knochenmasse führen und damit Osteoporose ähneln.

Die letzten Vorbereitungen | Die biologischen Proben müssen so spät wie möglich präpariert werden, damit sie beim Start der Foton-M3-Rakete so frisch wie möglich sind.

Weitere Experimente an Bord untersuchen das Verhalten von Flüssigkeiten und Öl bei verschiedenen Temperaturen. Auf der Erde dämpft die Gravitation gewisse Effekte, so dass die Wissenschaftler sich in der Schwerelosigkeit bessere Ergebnisse der Versuche erhoffen. Andere Versuche beschäftigen sich mit Kristallwachstum in der Schwerelosigkeit. In derselben Weise werden auf der Erde parallel Kristalle hergestellt. Ein Vergleich nach dem Flug soll zeigen, welche Rolle die Gravitation im Kristallisationsprozess spielt.

Einige Proben werden direkt mit dem rauen Klima des Weltalls konfrontiert. An der Außenseite des Satelliten befindet sich das Experiment Biospan, das beispielsweise Steine, die Mikroorganismen enthalten, dem fast perfekten Vakuum, kosmischer und solarer Strahlung und den extremen Temperaturen aussetzt. Allerdings öffnet sich die schützende Abdeckung erst im sicheren Orbit und schließt sich vor dem Absinken zur Erde.

Diese Luxus genießen nicht alle Mitreisenden: John Parnell von der Universität von Aberdeen und seine Kollegen befestigen einige schottische Felsstücke, die ebenfalls organisches Material enthalten, an den Hitzeschild der Kapsel. Wenn sie zwanzig Minuten vor der Landung in die Erdatmosphäre eintritt, müssen die Proben Temperaturen von bis zu 2000 Grad Celsius und enormem Druck standhalten. Mit dieser Härteprobe wollen die Forscher herausfinden, ob die Organismen überleben und somit vielleicht ein Transport von Planet zu Planet mittels Meteoriten möglich wäre.

Nun bleib es nur die Daumen für den Start zu drücken, denn das erste Modell nach dem Umbau von Foton- zur Foton-M-Serie stürzte 2002 durch Versagen der Sojus-Trägerrakete nach rund einer halben Minute nur einige hundert Meter entfernt in ein Waldgebiet. Der Start von Foton-M2 im Mai 2005 dagegen war erfolgreicher – die Landekapsel kehrte nach 16 Tagen heil zur Erde zurück.