Raumstationen

Der Weltraum wird gerne als letzte Grenze bezeichnet, die es für die Menschen zu erforschen gilt. Der erste Schritt über diese Grenze sind die Raumstationen im Orbit um unseren Heimatplaneten.

1971 brachte die Sowjetunion ihre erste Raumstation "Salyut 1" in die Umlaufbahn. Die "Salyuts" waren Kombinationen aus einem "Soyuz"-Raumschiff und einem "Almaz"-Modul; zusammen etwa 15m lang, beinhalteten diese drei Bereiche zum Leben, Arbeiten der Kosmonauten und Lagern der Vorräte.

Die "Soyuz 11"-Crew verbrachte 24 Tage an Bord, starb aber tragischerweise bei der Rückkehr zur Erde. In den folgenden Jahren brachte die UdSSR weitere verbesserte "Salyut"-Stationen in den Weltraum und verlängerte nach und nach die Zeit, welche die Kosmonauten im All verbrachten. Es wurde das unbemannte Versorgungsschiff "Progress" entwickelt, das die Station mit Vorräten beliefern sollte.

Die USA eiferte den Russen 1973 mit "Skylab" nach, diese Station wurde aber bereits 1974, nachdem nur drei verschiedene Besatzungen auf ihr gelebt hatten, wieder aufgegeben. Beim Start war die Station beschädigt worden, ein Meteoriten-Schild war abgerissen und ein Solarpanel nicht vollständig entfaltet.

Die erste Crew führte Reparaturen durch. Während die USA in der Folge das "Space Shuttle"-Programm ausweiteten, konzentrierte sich die Sowjetunion weiter auf den langfristigen Aufenthalt im Weltall und brachte 1986 das erste Modul der "Mir"-Station ins All.

Seit dem waren fast immer Menschen außerhalb der Erde im Einsatz, lebten und arbeiteten an der Grenze zum Universum. 2001 wurde die alternde "Mir" kontrolliert zum Absturz gebracht, da Unterhalt und Wartung zu teuer geworden waren.

Seit 1998 befinden sich die ersten Module der "International Space Station Alpha" (ISS) in einem Orbit um die Erde und mit immer neuen Modulen, die hinzugefügt werden, ist sie inzwischen das größte menschengemachte Objekt im nahen (und fernen) Weltraum.

Die Aufgaben der ISS sind vielfältig und nicht nur rein wissenschaftlich. Es ist ein Projekt, an dem 16 Nationen beteiligt sind und das damit auch politische Ziele verfolgt, wenn diese Länder an gemeinsamen Projekten und Zielen auf der ISS arbeiten.

Für die Wissenschaft ist die Raumstation vor allem deshalb interessant, weil Experimente über längere Zeit in der Schwerelosigkeit durchgeführt werden können. Das ist ausreichend, um zum Beispiel Wachstumsprozesse von Organismen zu beobachten oder die Verbrennung von Treibstoffen ohne störende Erdanziehungskraft zu erforschen.

Aber auch die menschliche Besatzung ist Teil des Experiments, denn es wird erforscht, wie sich die menschliche Physiologie ändert, wenn er sich über längere Zeit in der Schwerelosigkeit aufhält. Diese Erkenntnisse können von Nutzen sein, wenn irgendwann die ersten bemannten Raumschiffe in Richtung Mars starten.

Raumstationen können auch als Sprungbrett dienen, um Raumschiffe zum Mars oder zum Mond zu schicken. Die Idee dabei ist, dass ein Raumschiff, das im Orbit zusammengestellt wird, größer sein kann, als wenn es direkt von der Erde startet. Kosten und Risiken könnten so reduziert werden.

Und schließlich bekommt auch der Weltraumtourismus eine größere Rolle. 2001 war Dennis Tito der erste Tourist auf der ISS, der 6 Tage den Weltraum genoss. Zur Zeit sind die Kosten für einen solchen Ausflug noch sehr hoch, als dass wir Pauschalurlauber würden, mit zukünftigen Raumstationen, die tatsächlich Einrichtungen für Urlauber an Bord haben, könnte sich das ändern - auch wenn Reisen in den Weltraum in absehbarer Zeit nicht so günstig werden, wie an den nächsten Strand in einem sonnigen Land.

Um eine Raumstation mit Menschen zu unterhalten, müssen zahlreiche Punkte beachtet werden. Zunächst ist da die Versorgung der Crew mit Sauerstoff und die Filterung des abgeatmeten Kohlendioxids (CO2).

Der Sauerstoff wird auf der ISS aus Wasser gewonnen, welches mittels Elektrolyse in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten wird. Das CO2 wird von den Filtern absorbiert und ins Weltall entlassen, zusätzlich gibt es chemische Verfahren, bei dem CO2 mit Lithium reagiert und so aus der Luft entfernt wird. Weitere Filter entfernen Gerüche oder schädliche Verunreinigungen aus der Luft.

Wasser muss zur Verfügung stehen und auch recycelt werden, das ist nicht 100% effektiv, da es unter anderem bei Luftschleusen und durch den Sauerstoffgenerator verloren geht, sodass immer wieder Wasser von der Erde gebracht werden muss.

Die Temperatur muss kontrolliert werden, denn sie schwankt um mehrere Hundert °C zwischen Sonne und Schatten (-157 °C bis 121 °C).

Abfälle müssen entsorgt werden und es muss die Sicherheit der Crew im Rahmen der Möglichkeiten sichergestellt sein. Zur Sicherheit gehört der Schutz vor Feuer, das auf so engem Raum verheerend sein kann, und der Schutz vor Mikrometeoriten. Außerdem muss es im Notfall Fluchtmöglichkeiten geben, dazu ist immer eine "Soyuz"-Kapsel angedockt, die 2-3 Personen schnell zur Erde bringen kann. Die NASA arbeitet an einem Shuttle, dem "Crew-Return Vehicle" (CRV), das die ganze Besatzung im Fall der Fälle evakuieren kann.

Um größeren Objekten auszuweichen oder den Orbit zu korrigieren, müssen Steuerdüsen vorhanden sein. Kommunikation, Verfolgung der Station im All und Navigation müssen sichergestellt sein.

Ganz gleich, wie viel Energie und Wissen in die Entwicklung der ISS gegangen ist, auch sie wird nicht beliebig lange im Weltraum bleiben können, das erste Modul, das russische Zarya, mit dem alles anfing, hat eine geschätzte Lebenszeit von 15 Jahren und auch, wenn es wahrscheinlich einige Jahre länger halten wird, so ist die Lebensdauer der ISS über 2015 oder 2020 hinaus doch sehr fraglich.

Die Zukunft der bemannten Raumfahrt könnte nicht mehr in Händen von einzelnen Staaten oder Staatengemeinschaften liegen, sondern bei privaten Investoren.

Bigelow Aerospace hat bereits zwei, noch unbemannte Module im Weltraum. Genesis I und II sind aufblasbare Module, die 2006 und 2007 mit russischen Trägersystemen ins All geschossen wurden. Eine Raumstation aus diesen Modulen könnte den Astronauten und Weltraumtouristen mehr Platz bieten, als die ISS, da der Transport einfacher ist und sich die Außenhülle erst im Weltraum entfaltet. Der mehrschichtige Aufbau der Hülle wirkt dabei effektiv gegen Einschläge vom Mikrometeoriten.

Selbst wenn Staaten die nötigen Investitionen in zukünftige Raumstationen scheuen sollten, steht dem Weg des Menschen ins All nichts entgegen, solange es Visionäre gibt, die ihre Ziele verfolgen. Bei Bigelow Aerospace macht man sich inzwischen Gedanken um eine Mondbasis.


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