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Sternstunde

Im Raumschiff zur Arbeit

Andreas Menn Quelle: Frank Beer für WirtschaftsWoche
Andreas Menn Redakteur Innovation & Digitales

Der deutsche Astronaut Alexander Gerst bereitet sich in Köln auf den Flug zur Internationalen Raumstation vor. In einer der exklusivsten Ausbildungen der Welt lernt er Tauchen, Russisch - und wie man Raumkapseln im All repariert.

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Eingeschlossen in einer Kapsel zu leben - für die meisten Menschen ist das ein Horrorszenario. Für Alexander Gerst ist es ein Karrieretraum. Der deutsche Astronaut wird im Februar 2014 mit einer Sojus-Rakete zur Internationalen Raumstation ISS fliegen: Im Raumschiff zur Arbeit. Die ISS ist derzeit der entfernteste Außenposten der Menschheit. Ein halbes Jahr lang ist sie Gersts Labor, Wohnzimmer und Schauplatz des größten Abenteuers seines Lebens.

Seit dreieinhalb Jahren bereitet sich der 36-jährige auf seinen Einsatz vor - und absolviert eine der exklusivsten Ausbildungen der Welt. Die erfahrensten Wissenschaftler schulen ihn für Experimente, die er an Bord durchführen wird, bringen ihm bei, Roboter zu steuern und sich in der Schwerelosigkeit zu bewegen. Er lernt Elektrotechnik, Russisch - und wie man Raumkapseln im All repariert.

Die Vorbereitung auf einen Raumflug ist aber auch eine permanente Härteprobe.  "Ihre Ausbildung nimmt die Astronauten rund um die Uhr in Beschlag", sagt Hans Bolender, Leiter der Trainingsabteilung im Europäischen Astronautenzentrum EAC in Köln. "Sie müssen ständig dazu lernen, viel reisen - und mit permanentem Druck zurechtkommen." Denn in der Astronautenausbildung jagt eine Prüfung die nächste.

Astronaut Gerst kann sich trotzdem nichts Schöneres vorstellen. "Es ist der beste Beruf der Welt", sagt er. Seinen künftigen Arbeitsplatz kennt er schon bis ins Detail. Denn in Köln stehen in einer Halle, in die zehn Einfamilienhäuser passen würden, originalgetreue Kopien des Transportraumschiffs ATV und des Raumlabors Kolumbus - jenem Teil der ISS, in dem die Europäische Weltraumagentur Esa ihre Experimente durchführt.

Ins All fliegen, um die Erde zu begreifen

Es ist ein knapp sieben Meter langer Zylinder, der an allen Seiten mit Schubladen, Knöpfen und Monitoren eingerichtet ist. Im All wird der promovierte Geologe Gerst hier unter anderem Experimente durchführen, die die Flüssigkeitsverteilung im Erdkern nachvollziehen. "Wir bauen sozusagen eine Mini-Erde, die simuliert, wie die echte Erde Wärme nach außen transportiert", sagt Gerst. Forscher versprechen sich Hinweise darauf, wie das Magnetfeld unseres Planeten entsteht.

Auch eine Mütze mit Sensoren wird Gerst sich regelmäßig überstreifen, um seine Gehirnströme zu messen. Die Forscher wollen so herausfinden, wie sich das Gehirn bei Schwerelosigkeit verändert. Ihre Annahme: es wird sich auf andere Sinne umstellen, ähnlich wie nach einem Schlaganfall, der eine bestimmte Hirnregion beschädigt. Vielleicht ermöglichen die Erkenntnisse im Columbus-Labor neue Therapien, mit denen Schlaganfallpatienten schneller gesund werden.

Pauken für die Weltraummission

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Astronautenkorps der ESA Quelle: dpa/dpaweb
Indian Institute of Technology Quelle: Rohan Sethi
Auswärtiges Amt Quelle: photothek/Auswärtiges Amt
Wirtschaftsprüfer Quelle: dapd
Lufthansa-Pilot Quelle: dpa
Google Quelle: dapd
Henri-Nannen-Schule Quelle: dpa/dpaweb

Auf den Einsatz im Orbit muss sich Gerst minutiös vorbereiten - schließlich kann ihm kein Experte mehr zur Hand gehen, wenn er an Bord nicht mehr weiter weiß. 1800 Stunden lang paukt Gerst Grundwissen zur Raumfahrt: Welche Raumfahrtprogramme gibt es? Wie funktionieren Raketen? Die Antworten spult er inzwischen souverän ab.

Doch um Astronaut zu werden, muss Gerst auch Ingenieur, Elektrotechniker, Materialwissenschaftler und Biowissenschaftler werden. Und das alles in kurzer Zeit. Dazu reist der Deutsche monatelang zwischen Deutschland, Russland, den USA, Kanada und Japan hin und hier. "Eine Ausbildung wie im Schlaraffenland", schwärmt der Raumfahrer.

Eine der spektakulärsten Aufgaben, die Gerst im Erdorbit erwartet, sind Außenbordeinsätze. Dafür trainiert er in Köln in einem zehn Meter tiefen Wassertank, um die Schwerelosigkeit zu simulieren. Die Handgriffe sitzen inzwischen. Aber ob der Kopf mitspielt, wird Gerst erst im Weltraum erfahren. "Wenn Sie zum ersten Mal frei im All fliegen", sagt Ausbilder Bolender, "ist das psychologisch schwer zu verarbeiten."

Die zwölf Männer auf dem Mond

Damit sich Gerst in solchen Situationen auf seine Kollegen verlassen kann, trainiert er mit ihnen regelmäßig, im Team zu arbeiten. Gemeinsam bewältigen sie Aufgaben an Computerbildschirmen, die sich nur lösen lassen, wenn alle klar und schnell kommunizieren. Das Training soll auch Gemeinsinn stiften. "Es wird schwierig, wenn Sie sechs Monate lang mit fünf anderen in einer Konservendose eingesperrt sind", sagt Bolender, "und sie weder lüften noch hinausgehen können, um sich die Beine zu vertreten."

Lernbedingungen wie an der Elite-Uni

Gerst ist solche Bedingungen immerhin schon aus der Antarktis gewohnt, wo er insgesamt ein Jahr lang in einer Forschungsstation lebte. "Wir konnten uns monatelang nicht duschen", sagt er. "Und neue Leute lernten wir nur kennen, wenn welche einflogen." Auf der ISS allerdings muss er sich mit seinen Kollegen auch fließend auf Russisch unterhalten. Auch Sprachkurse sind darum Teil der Astronautenschulung.

Die Lernbedingungen am Astronautenzentrum gleichen denen einer Eliteuniversität. Denn das Europäische Astronautenkorps - so nennt die ESA ihr Raumfahrerteam - besteht derzeit nur aus 14 Männern und Frauen. Davon trainieren in Köln höchstens acht gleichzeitig. Sie werden ausgebildet von 35 Instrukteuren - so heißen hier die Dozenten. Es gibt sogar Mitarbeiter, die sich nur um die Familien der Astronauten kümmern. Die bekommen die Raumfahrer in spe nämlich drei Jahre lang praktisch kaum zu sehen.

Denn sie wissen, was sie tun

50 Jahre Weltraumforschung
La Silla ObservatoriumDie Sterne rotieren während einer Nacht um den südlichen Himmelspol am La Silla-Observatorium der ESO im Norden Chiles. Die diffusen Bereiche auf der rechten Seite des Bildes sind die Magellanschen Wolken, zwei kleinen Begleitgalaxien unserer Milchstraße. Die im Vordergrund sichtbare Kuppel beherbergt das 3,6-Meter-Teleskop mit dem HARPS-Instrument, dass dem zur Zeit erfolgreichsten Exoplanetenjäger der Welt. Das kastenförmige Gebäude unten rechts beherbergt das 0,25-Meter-TAROT-Teleskop, das so konstruiert ist, dass es besonders schnell auf Gammastrahlenausbrüche reagieren kann. Weitere Teleskope auf La Silla sind das 2,2-Meter-MPG/ESO Teleskop und das 3,6-Meter-New Technology Telescope, das erste Teleskop an dem aktive Optik zum Einsatz kam und somit Vorläufer aller modernen Großteleskope. La Silla war das erste Observatorium der ESO und ist nach wie vor eines der führenden Observatorien auf der Südhalbkugel. Quelle: Pressebild
ALMADer ESO-Fotobotschafter Babak Tafreshi hat dieses bemerkenswerte Bild der Antennen des Atacama Large Millimeter/submillimeter Arrays (ALMA) vor der Kulisse der prächtigen Milchstraße aufgenommen. ALMA ist eine internationale Einrichtung, die gemeinsam von Europa, Nordamerika und Ostasien in Zusammenarbeit mit der Republik Chile getragen wird. Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb des Observatoriums ist die ESO zuständig für den europäischen Beitrag, das National Astronomical Observatory of Japan für Ostasien und das National Radio Astronomy Observatory für den nordamerikanischen Beitrag. Das Joint ALMA Observatory übernimmt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA. Die Detailfülle in diesem Foto bestätigt die unübertroffenen Beobachtungsbedingungen für die Astronomie auf dem 5000 Meter hohen Chajnantor-Plateau in Chiles Atacama-Region. Die Aufnahme zeigt die Sternbilder Carina (der Schiffskiel) und Vela (das Segel). Die dunklen, schmalen Staubwolken der Milchstraße erstrecken sich von der Mitte links oben zur Mitte rechts unten. Der helle, orangefarbene Stern links oben ist Suhail im Sternbild Vela, der ähnlich orange gefärbte Stern in der oberen Bildmitte ist Avior im Sternbild Carina. Nahe dieser Sterne formen drei blaue Sterne ein „L“: die zwei linken davon gehören zum Segel, der rechte zum Schiffskiel. Genau in der Bildmitte zwischen diesen Sternen leuchtet der rosafarbene Carinanebel (eso1208). Quelle: Pressebild
Die MilchstraßeDie zentralen Bereiche unserer Heimatgalaxie, der Milchstraße, beobachtet im nahen Infrarot mit dem NACO-Instrument am Very Large Telescope der ESO. Da sie seit mehr als 16 Jahren die Bewegungen der Sterne in unmittelbarer Umgebung verfolgen, konnten Astronomen die Masse des Schwarzen Lochs bestimmen, das sich dort verbirgt. Quelle: Pressebild
 Das Handout der Zeitschrift «NATURE» zeigt eine Illustration eines schwarzen Loches in einem Kugelsternhaufen. Quelle: dpa
PferdekopfnebelDieses Gebilde nennen die Astronomen den Pferdekopfnebel. Die Farbkomposition des Nebels und seiner unmittelbaren Umgebung basiert auf drei Einzelbelichtungen im sichtbaren Licht, die am 1. Februar 2000 mit dem FORS2-Instrument am 8,2-Meter Kueyen-Teleskop auf dem Paranal aufgenommen und dem wissenschaftlichen Archiv des VLTs entnommen wurden. Quelle: Pressebild
WeihnachtsbaumhaufenDiese Farbaufnahme zeigt eine Himmelsregion namens NGC 2264, die die leuchtend blauen Sterne des Weihnachtsbaumhaufens und den Konusnebel enthält. Aufgenommen wurde das Bild durch vier verschiedene Filter (B, V, R und H-alpha) mit dem Wide Field Imager am La Silla Observatorium der ESO in 2400 Metern Höhe. Der abgebildete Nebel hat einen Durchmesser von etwa 30 Lichtjahren. Quelle: Pressebild
OrionnebelAuch diese Großfeldansicht des Orionnebels (Messier 42) entstand in Chile. Das VISTA-Infrarotdurchmusterungsteleskop am Paranal-Observatorium der ESO zeichnete den Nebel auf, der sich in einer Entfernung von 1350 Lichtjahren von der Erde befindet. Mit dem riesigen Gesichtsfeld des neuen Teleskops lässt sich der gesamte Nebel zusammen mit seiner Umgebung in einer einzigen Aufnahme abbilden. Beobachtungen im Infraroten ermöglichen es, auch in die Bereiche des Nebels vorzudringen, die sonst von Staubwolken verdeckt sind, und machen die aktiven, jungen Sterne sichtbar, die sich darin verbergen. Quelle: Pressebild

Trotz des harten Programms ist in den vergangenen drei Jahrzehnten nur ein Kandidat abgesprungen. Denn die Aspiranten wissen schon vorher genau, was auf sie zukommt. Und sie sind bereit, Risiken einzugehen. So simuliert das Team in Köln auch Notfälle im All. "Im Notfall wissen wir genau, welche Schritte wir zu tun haben", sagt Gerst. "Angst bekommt man nur, wenn man die Kontrolle verliert"

Im schlimmsten Fall - einem Druckverlust in der Raumstation - muss das Team binnen drei Minuten in eine kleine Raumkapsel steigen, die Luken dicht machen und zurück zur Erde fliegen. Drei Mann sitzen darin fast so eng wie auf der Rückbank eines Fiat Panda. "Man sitzt drei Stunden in einer Embryo-Haltung", sagt Gerst. Beim Flug zerren so starke Kräfte an den Körpern der Astronauten, dass sie ihre Arme nicht mehr heben können. Der Pilot muss darum eine Steuerungseinheit auf den Schoss nehmen.

Katastrophen in der bemannten Raumfahrt

Nach der Landung auf dem Wasser müssen die Astronauten schnell aus ihrem Raumanzug schlüpfen und eine Schwimmweste anziehen, damit sie nicht im Meer versinken. Auch das trainiert Gerst: "Bei 35 Grad in einer winzigen Kapsel einen Raumanzug ausziehen - das muss man erst mal schaffen."

Viele Stunden verbringt Gerst auch damit, die Steuerung eines Roboterarms zu lernen, der außen an der Raumstation befestigt ist. Damit können die Astronauten Reparaturen durchführen oder neue Bauteile anbringen. Zu den weiteren Hausmeisteraufgaben im All, die die Raumfahrer blind können müssen, gehören der Wechsel von Filtern im Belüftungssystem, der Austausch kaputter Ventile, das Andocken neuer Weltraum-Module.

Forschung



Bei alldem müssen die Astronauten topfit bleiben. An Bord der ISS reichen zwei Stunden Sport am Tag gerade aus, um so wenig Knochen- und Muskelmasse wie möglich zu verlieren. Doch so viel Zeit bleibt selten. Darum steht schon vor einem Langzeiteinsatz ein rigides Trainingsprogramm auf dem Stundenplan. "Wir wollen die Astronauten so fit wie möglich auf die ISS bringen", sagt Trainingschef Bolender. "In der Schwerelosigkeit können sie schließlich auch keine Gewichte stemmen."

Reich werden Astronauten übrigens nicht: Ihre Gehälter richten sich nach deren Gehaltsstufen von Ingenieuren und Wissenschaftlern. Dabei wird Gerst, wenn er im Februar 2014 zur ISS aufbricht, wohl die weiteste Dienstfahrt der Welt bestreiten. Einer seiner Vorgänger, der deutsche Astronaut Ulf Merbold, hat einmal versucht, den Raketenflug per Kilometerpauschale abzurechnen. Was natürlich ein Scherz war. Der Antrag wurde dann auch abgelehnt. 

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