Deep Space Gateway

Sie wird seit Jahren von den internationalen Raumfahrtorganisationen geplant, aber erst vor ein paar Tagen rückte sie durch die Berichterstattung der Medien ins öffentliche Interesse: Die sogenannte Cislunar Station, oder auch das „Deep Space Gateway“ (DSG), das sich eben im cislunaren Raum, also zwischen Erde und Mond befinden soll. Man könnte nun einwenden, dass man hier nicht wirklich von „Deep Space“ sprechen sollte, da wir uns immer noch im Bereich von Mond und Erde bewegen. Aber die Bezeichnung hat weniger mit der Position als vielmehr mit dem Zweck des Projektes zu tun. Dazu später mehr.

Was hat man sich nun also unter diesem Gateway vorzustellen?
Im Grunde handelt es sich um eine weitere Raumstation mit mehreren Modulen, in denen die Astronauten arbeiten, forschen und wohnen können. Des weiteren wird es ein Modul für die Energiegewinnung und den Antrieb („PPB“ genannt) geben, ein Modul mit einer Luftschleuse für Außenbordaktivitäten und ein Logistikmodul namens ESPRIT alias LCUB (Logistics Communication and Utilization Bay), welches den PPB in seinen Funktionen unterstützen soll. Plus zeitweilig natürlich die Orion-Kapsel für den Transport der Besatzung zur Station bzw. zurück zur Erde. Die Kapsel wird anfangs auch als Kommandozentrale der noch unfertigen Station fungieren. Erstmals in der bemannten Raumfahrt wird man übrigens beim Antriebsmodul des DSG Ionentriebwerke einsetzen. Weitere Energiequelle sind Solarpanele mit 40kW Leistung.

Ebenfalls vorgesehen sind daneben noch ein Roboterarm und ggf. auch ein robotischer Mondlander.

(Ich empfehle übrigens wirklich einen Klick auf die obigen Links. Sie enthalten sehr gut aufbereitete Grafiken zum Aufbau des DSG, plus sehr viele weitere Informationen.)

Das DSG. Bildquelle: NASA

Das DSG. Bildquelle: NASA

Insgesamt ist das Deep Space Gateway aus Ressourcengründen zunächst wesentlich kleiner als die ISS. Mit sechs Mitgliedern wäre das DSG bereits überbesetzt. Auf der ISS ist diese Teamgröße hingegen Standard, und wenn es absolut sein müsste, könnte sie auch neun Menschen beherbergen. Allerdings gibt es beim DSG von vornherein die Option, es um zusätzliche Module zu erweitern. Wie groß das Gateway also am Ende tatsächlich sein wird, steht noch nicht fest.

 

Die neue Station wäre im Gegensatz zur ISS auch nicht permanent besetzt. Nach den bisherigen Plänen sollen zunächst vier Besatzungsmitglieder für nur wenige Wochen im Jahr auf der Station arbeiten.

Während der restlichen Zeit können die Bordinstrumente selbständig laufen und ihre Daten an die Kontrollzentren funken. Hierfür sehen die Planer unter anderem einen Orbit vor, der – ganz grob erklärt – die Station in elliptischen Bahnen den Mond umkreisen lässt. Der Abstand zum Mond beträgt dabei zwischen 1.500 und 70.000 km.

Gemeinsam umkreisen Mond und Station wiederum die Erde. Dabei nähert sich die Station regelmäßig einem der Mondpole an und kann dies für genauere Messungen und Untersuchungen nutzen.

Auf diese Art kann die Station im All „geparkt“ und gleichzeitig weiter genutzt werden. Was sich so trivial anhört, ist im Detail allerdings doch etwas komplizierter: (1)

Insgesamt sind bei diesem Modell drei Körper (Erde, Mond, Raumstation) zu berücksichtigen, nicht nur zwei (Erde, Raumstation) wie bei der ISS. Alleine schon die genannte regelmäßige Annäherung an den Mond und dessen Schwerkraft bewirkt Bahnabweichungen, die anschließend wieder korrigiert werden müssen. (Kanada schlägt hierfür übrigens ein Solarsegel als Hilfssystem vor.)

Je höher die Anzahl der Parameter, desto komplexer und somit fehleranfälliger werden jedoch die Berechnungen. Gleichzeitig müssen sie aber eine gewisse Toleranz aufweisen, um natürliche Schwankungen und kleinere technische Fehler oder Ungenauigkeiten auszugleichen. All das ist um so wichtiger, als man das Deep Space Gateway in Notfällen bei weitem nicht so schnell erreichen kann wie die ISS. Letztere umkreist die Erde in nur 400 km Höhe. Der Mond und somit später auch das DSG ist mit rund 384.000 km aber fast tausendmal so weit entfernt.

Sinn und Zweck der Station
Raumfahrt ist verhältnismäßig teuer kostet Geld. Steuergelder. Daher gehört die mal neugierig, mal skeptisch, mal abfällig gestellte Frage „Wozu soll das denn gut sein?“  mittlerweile schon zu den Standardreaktionen, wenn irgendwas oder irgendwer ins All geschossen wird. Beantworten wir sie also:

  1. Die ISS ist in die Jahre gekommen und kann nicht ewig weiter betrieben werden. Bisher ist 2024 das anvisierte Ende. Die Anzahl der Jahre, die da noch drangehängt werden könnten, ist gering. Allerdings gibt es weiterhin Bedarf an Forschung unter Weltraumbedingungen, so dass für einen nahtlosen Übergang Ersatz geschaffen werden soll, bevor wir die ISS aufgeben.
  2. Der Namensbestandteil „Gateway“ kommt bei der neuen Station nicht von ungefähr. Wie oben schon erwähnt, befindet sie sich sich viel weiter entfernt von der Erde (und deren Schwerkraft) als die ISS. Somit wird sie nicht nur eine Rolle als Forschungsstation erfüllen, sondern später auch als „Bahnhof“ für Missionen zum Mars und ggf. weiteren Zielen im Sonnensystem. Denn wenn man mit einem kompletten Raumfahrzeug nicht erst die Schwerkraft überwinden muss, sondern direkt im All starten kann, eröffnen sich ganz andere technische Möglichkeiten für zukünftige Missionen:

    „Alle Szenarien für Reisen zu unserem Nachbarplaneten gehen von einer Montage des Mars-Raumschiffs im Weltraum aus. Mit einem Ionentriebwerk ausgestattet, könnte es zum Beispiel von einer Mondumlaufbahn aus starten. Mit dieser Art von Antrieb benötigt man viel weniger Treibstoff als mit herkömmlichen chemischen Triebwerken. Dadurch wird die Nutzlast des Raumschiffes größer.“

    (Quelle: ESA -Koordinator und Astronaut Thomas Reiter im Interview mit der FAZ.)

  3. Hinzu kommt die Rolle der Station beim Aufbau einer internationalen Mondbasis, dem sogenannten „Moon Village„. Ein Plan, den neuerdings auch die USA (mal wieder…) ins Auge gefasst haben. Umgekehrt ist auch denkbar, das DSG für den ersten Check-Up sowie als als Quarantäneort für Rückkehrer zu nutzen. Das wäre nicht nur für bemannte, sondern auch für robotische Missionen nützlich, vor allem wenn es sich um Sample Return Missions handelt, die also Proben von anderen Himmelskörpern an Bord haben. Nimmt man sie für eine erste Analyse auf der Station in Empfang, entfiele auch zunächst das Risiko, bei der Durchquerung der Erdatmosphäre bzw. der Landung auf den letzten Metern zerstört oder kontaminiert zu werden.

Wer macht mit?
In die Planung involviert sind bisher ESA (Europa), NASA (USA), JAXA (Japan), Roskosmos (Russland) und CSA (Kanada). Allerdings hat Roskosmos erst vor wenigen Tagen eine Vereinbarung für konkrete Beiträge Russlands unterschrieben.

Geht es nach den Vorschlägen Russlands, so sollen sich später auch weitere Länder wie Brasilien, China und Indien beteiligen können. (Ob der seltsame Mensch im Weißen Haus da mitspielt, muss man allerdings bezweifeln.)

Wie sieht der Zeitplan aus?
Konkret geplant wird die Station seit ca. drei Jahren. Die Idee an sich ist allerdings fast dreimal so alt.

Die US-amerikanische Transportkapsel Orion (2) sowie die Trägerrakete „Space Launch System“ (SLS) sind bereits in Entwicklung. Mit 130 Tonnen Nutzlast übersteigt das SLS sogar die Kapazität der Saturn V um 12 Tonnen und bricht damit deren Rekord. Das SLS soll 2019 zunächst das europäische Servicemodul im Orbit platzieren. Ab 2022 folgen weitere Teile. Der eigentliche Zusammenbau beginnt mit dem PPB, danachwürde planmäßig das erste Habitat folgen.

Allerdings gibt es schon heute Probleme mit dem Zeitplan. Der erste Start des SLS sollte eigentlich bereits 2018 stattfinden, wurde aber wegen diverser Probleme auf 2019 verschoben:

„A missed delivery date for the European-made service module set to power NASA’s Orion crew capsule, snags in the welding of parts of the SLS core stage due to low weld strength, and a tornado that struck a production site in New Orleans were some of the major problems identified in a Government Accountability Office report (…).“

(Quelle: https://spaceflightnow.com/2017/04/28/nasa-confirms-first-flight-of-space-launch-system-will-slip-to-2019/ )

Ende der 2020er Jahre soll der Bau abgeschlossen sein. Für die Zeit danach ist ein Upgrade von Antrieb und Habitat vorgesehen, um dann auch eine Langzeitmission von ca. einem Jahr Dauer durchführen zu können. Diese wäre gleichzeitig ein Test für eine Marsmission unter weit realistischeren Bedingungen als dies bisher bei den sogenannten Analogmissionen auf der Erde möglich war.

Es ist also nicht a priori zu befürchten, dass wegen der Pläne für DSG und Mondstation der zunächst favorisierte Mars als Ziel in Vergessenheit geraten wird, wie es wohl für einige den Anschein hat. Im Gegenteil: Die Station ist tatsächlich, wenn alles gut läuft, sowohl strategisch als auch technisch ein erster und richtiger Schritt in Richtung Mars.

Allerdings bleibt die Frage nach der Finanzierung. Das Budget der NASA wurde seit Apollo ziemlich eingedampft, was den prozentualen Anteil am Haushalt angeht, und bei der ESA habe ich manchmal den Eindruck, dass eher einzelne Ländersüppchen gekocht werden, statt wirklich konsequent gemeinsame Anstrengungen für ein gemeinsames großes Ziel zu unternehmen. Irgendwie fehlt mir da trotz einer Reihe von interessanten Missionen etwas der Biss und auch der rote Faden. Allerdings ist mir natürlich bewusst, dass das aufgrund der ESA-Organisationsstruktur zu einem gewissen Grad unvermeidlich ist.

Das DSG wird nach meinem persönlichen Dafürhalten in absehbarer Zeit Realität werden. Beim Moon Village bin ich aber auch auf lange Sicht skeptisch, jedenfalls was die (inter)nationalen Raumfahrtagenturen angeht. Ich halte es mittlerweile für wahrscheinlicher, dass gewisse Privatinitiativen schneller sein werden, wenn auch vielleicht nicht so schnell wie sie selbst vollmundig verkünden. Desgleichen bei Reisen zum Mars.

Ich lasse mich aber gerne überraschen und eines Besseren belehren.

—-

(1) Wer sich etwas genauer über den Near Rectiliniear Halo Orbit informieren möchte, findet => hier <= einen guten Einstieg.

(2) Die Orion ist übrigens ein Überbleibsel des früheren US-Amerikanischen Mondprogramms „Constellation„. Ein Vorhaben, das unter Bush ins Leben gerufen, dann aber wegen zu großer Verzögerung und Kosten unter Obama wieder gecancelt wurde. Orion sollte eigentlich 2014 den Jungfernflug antreten. Tja…

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Die Astronautin. Ich bin verwirrt.

Bisher war noch keine deutsche Frau im All, aber das soll sich jetzt ändern. In Bremen wurden heute sechs Finalistinnen vorgestellt, die in einem knapp ein Jahr dauernden Bewerbungs- und Auswahlverfahren aus rund 400 Kandidatinnen ausgesucht wurden. Zwei von diesen sechs wiederum sollen für einen zehntägigen Aufenthalt auf der ISS trainiert werden. Diese Finalistinnen sind hochqualifiziert, darunter eine (lt. WDR 2) Eurofighter-Pilotin, eine Astrophysikerin, eine Meteorologin – alle gut ausgebildet, offensichtlich fit und höchstwahrscheinlich eine brauchbare Ergänzung für jedes Team auf der ISS.

So weit, so gut. Stutzig macht allerdings Folgendes: Die Kandidatinnen wurden nicht wie z.B. Alexander Gerst im üblichen Verfahren von ESA und DLR rekrutiert und präsentiert, sondern von einem Bremer Manpower-Unternehmen namens HE Space. Das Ganze läuft unter dem Titel „Die Astronautin“ und hat eine eigene Webpräsenz. Doch dort ist von Partnern die Rede, die samt und sonders kommerzielle Unternehmen sind. ESA und DLR finden sich in dieser Liste erstmal nicht:

dieastronautin
Screenshot http://www.dieastronautin.de, 01.03.2017

Film, Fitnessberatung, PR-Unternehmen, Business-Consultants, „Management Concept“, Kommunikationsberater. Es ist zu bezweifeln, dass diese Firmen sonderlich viel von Raumfahrt und Medizin verstehen. Eher nehme ich als Außenstehende an, dass sie sich rein finanziell bzw. als geschäftliche Berater an Auswahl und Training der Damen beteiligt haben und beteiligen werden. Und so wird als Ansprechpartner für die Presse in der Tat der Partner Loesch Hund Liepold genannt. Das ist in einem solchen Zusammenhang zwar ungewöhnlich, aber auch kaum zu beanstanden. Nur: Wie fand dann überhaupt die Beurteilung und Auswahl der Kandidatinnen statt? Deren physische und psychische Eignung festzustellen ist ja nun beileibe kein trivialer Vorgang, den man ein paar Fitnessberatern wie Five & Fit überlassen könnte.

Ah, OK, die Grundauswahl hat das DLR übernommen. Im Gegenzug hat der Vorgang ihnen die medizinischen Daten von 400 jungen Frauen beschert. Gut, eine Win-Win-Situation für HE Space und DLR. Aber wie geht es weiter? Nun geht es doch eigentlich überhaupt erst richtig los, denn wenn die Damen wie anvisiert 2020 zur ISS wollen, müssen sie zügig und ernsthaft ins Training einsteigen. Und das ist aufwändig und teuer.

Die teilweise Auflösung erfolgte heute umgehend: „Die Astronautin“ hat heute(!) … [Trommelwirbel] … ein sogenanntes „Crowdfunding“ gestartet.

Richtig gelesen. Die erste Trainingsphase der Damen soll durch Spenden aus der Bevölkerung finanziert werden. Konkret stellen sie sich das folgendermaßen vor:

„Mit Erreichen der Fundingschwelle von 50.000 Euro finanzieren wir:

Tauchschein 10.400 Euro
Training Grundlagen Raumstation 19.600 Euro
Überlebenstraining 19.600 Euro

Mit Erreichen des Fundingsziels von 125.000 Euro finanzieren wir außerdem:

Trainings für Fitness, Russische Sprachkenntnisse und Medienkompetenz 21.400 Euro
Belastbarkeitstraining 43.400 Euro
Technische Grundlagenkenntnisse – Raumfahrttechnik Seminare 10.700 Euro

Mit Überschreiten des Fundingsziels verwirklichen wir:

Parabelflüge 87.500 Euro
Sozialkompetenz-Training 16.000“

Quelle: https://www.startnext.com/dieastronautin

Zeitrahmen für die Spendensammlung: 60 Tage.
Joah… Kann man probieren. Wirkt aber doch irgendwie alles seltsam improvisiert. Vom späteren Platz in einer Raumkapsel ganz zu schweigen; alleine da sind wir bei Größenordnungen von 80 Millionen Euro. Orion, SpaceX, Boeing, Russland oder China schweben „Die Astronautin“ als Taxiunternehmen wohl vor. Schon stand ich vor dem nächsten Rätsel. Wo soll das ganze Geld dafür denn dann schon wieder her kommen? Spätestens da ist doch Feierabend mit Spenden? Da müssen doch mal Profis ran? Die Verwirrung auch in meiner Twitter-Timeline wuchs mit jedem neuen Detail aus Bremen. Aber man ist ja einigermaßen gut vernetzt, und so wandten wir uns an einen mir auch persönlich bekannten Herrn, der in die ganze Veranstaltung nun auch involviert schien:

„Proud to be on the team that is enabling the first female German astronaut to fly to ISS in 2020. These are the final six!“
(https://twitter.com/timmermansr/status/836890845299245056)

„If ESA supports them, as a European agency, surely there are some reports about that somewhere online?“
(https://twitter.com/Leaving_Orbit/status/836896392517992449)

Die Antwort war allerdings wiederum reichlich kryptisch:

„The support structure is being developed by the team right now. News will be shared when things are final“
(https://twitter.com/timmermansr/status/836899666486837249)

Moment. Wie jetzt? Die Damen müssten eigentlich schleunigst mit dem Training loslegen, aber das Unterstützernetzwerk in der Raumfahrt wird erst jetzt überhaupt in Angriff genommen? Das kann doch nicht sein? Mehr Details waren heute allerdings nicht in Erfahrung zu bringen. Was wohl auch so gewollt ist. Warum auch immer.

Darf ich ganz ehrlich sein? Ich finde diese Vorgehensweise ziemlich merkwürdig. Warum wurden diese Frauen nicht von der ESA rekrutiert, wie alle männlichen Astronauten auch? Hatten sie sich nicht beworben? Waren sie für deren Standards nicht gut genug? Eine jetzt vielleicht doch stattfindende aber noch halb unterm Deckel gehaltene Beteiligung der Raumfahrtbehörde an „Die Astronautin“ hätte in der Außenwirkung salopp gesagt einen Touch von „Och, is ja ’n Ding! Die Mädels können ja echt was?! Na, dann machen wir vielleicht doch mal mit.“ Der Beigeschmack ist jedenfalls seltsam. Eine Rektrutierung und Ausbildung auf dem üblichen Weg wäre meines Erachtens wesentlich besser gewesen.

Aber gut, gehen wir also mal davon aus, dass die ESA (oder sonstwer) da jetzt mit einsteigt und mit dafür sorgt, dass diese zwei Damen tatsächlich zur ISS kommen. „It will happen“, laut Aussage des bereits zitierten Herrn. Was machen die Damen dann da? Ferien wohl kaum. Forschung also? Was denn, und vor allem für wen? „… Um dort unter anderem „Aufschlüsse zu hormonellen Veränderungen, Sehbeeinträchtigung und psychologische Auswirkungen zu liefern“, heißt es in der Pressemitteilung des DLR. Prompt taucht bei mir schon das nächste Fragezeichen auf. Der weibliche Zyklus hat eine durchschnittliche Länge von ca. 28 Tagen und umfasst die Follikelphase (~50%), den Eisprung und die Lutealphase(~50%). Was sollen da zehn Tage auf der ISS bringen? Und sollte man dann nicht auch mehrere Zyklen hintereinander, damit der Körper sich überhaupt erst einmal umstellen kann…?

Aber auch hier wartete eine weitere Überraschung in den Medien, denn über die Rolle der Damen auf der ISS scheint man sich nicht ganz einig zu sein. Die im Hinblick auf das ganze Unterfangen eher pessimistische „ZEIT“ zitiert den Sprecher des DLR mit der Aussage, die Auswahl sei ja eigentlich „auf den speziellen Fall einer kommerziellen Weltraumtouristin zugeschnitten“ gewesen. Claudia Kessler, Initiatorin von „Die Astronautin„, gibt im Widerspruch dazu bekannt, die erste Deutsche im All solle „nicht als Angestellte einer staatlichen Einrichtung wie der NASA oder ESA, sondern im Auftrag von HE Space, die die Astronautenzeit dann an potenzielle Nutzer verkaufen kann“ zur ISS.

Mooomang! Was denn nun? Touristin, Forschungsobjekt oder Forscher? Und biddewas? Ein durch Spenden und – im Fall einer Beteiligung der ESA – dann teilweise evtl. steuerfinanziertes Projekt soll am Ende kommerziell werden? Und die Arbeitsergebnisse kommen dabei wem zugute? Werden die wenigstens offengelegt? Kann man das alles bitte mal ein wenig transparenter machen, bevor das Hurrageschrei und Spendengebettel losgeht? Es mag ja sein, dass das alles völlig konsistent ist und seine Ordnung hat, aber erkennbar ist die für Außenstehende zum jetzigen Zeitpunkt nun wirklich nicht.

Und noch was: Bitte wie will dieses Projekt in 60 Tagen auch nur 50.000 Euro zusammenbekommen? Auf Twitter haben sie weit weniger Follower als ich kleines Astro-Muttchen. Sie melden sich dort kaum zu Wort, gehen kaum auf Ansprache von Followern ein, sondern verstehen sich offenbar rein als Sender. Das können sich auf Twitter eigentlich nur ganz große Organisationen oder Promis mit Millionen von Followern leisten, ohne auf Dauer als arrogant oder ahnungslos dazustehen. Keinesfalls aber ein Startup, das von seinen Fans in kürzester Zeit ordentlich Kohle sehen will.
Obendrein werden auf der Facebook-Fanseite seit Eröffnung des Crowdfundings eher Erstaunen, Mitleidsbekundungen und Entsetzen laut, dass das Ganze über Spenden finanziert werden soll, statt als reguläre Astronautin der ESA. Ihre Webseite bietet zudem nicht einmal eine englische Version des Crowdfunding-Textes an. Damit ist schon mal die erste große Chance vertan, international finanzielle Unterstützung zu erhalten. Gerade heute, als der Wirbel um das Unterfangen am größten war, hätte direkt eine Übersetzung zur Verfügung stehen müssen. Zum Zeitpunkt dieses Blogposts sind gerade mal 1.100,- Euro von 27 Unterstützern zusammengekommen, und in den nächsten Tagen und Wochen wird das Interesse eher abflauen als zunehmen. Die heutige Chance ist somit sinnlos vertan. Wozu hat „Die Astronautin“ bloß Kommunikationsberater als Partner? Das Ganze ist m.E. eher ein Paradebeispiel, wie man nicht (nicht) kommunizieren sollte.

Fragen über Fragen. Ich bin gespannt, wie bzw. ob das weitergeht. Und was passiert eigentlich, wenn das Geld nicht zusammenkommt? Das DLR ist da nämlich etwas weniger optimistisch als der Herr auf Twitter: „‚Man kann nicht sagen, dass das Vorhaben gelingen wird – aber eben auch nicht, dass es scheitert‘, sagt Schütz vom DLR.“
(Quelle: ZEIT online)

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Nachtrag, 02.03.2017: Durch einen aufmerksamen Leser wurde ich darauf hingewiesen, dass der genannte Herr auf Twitter nicht im Auftrag der ESA auf der Veranstaltung unterwegs war. Der Text ist nun dahingehend angepasst.

Iridum, ISS, Iridium

Credit: Ute Gerhardt | Dortmund, 9. Dezember 2016, 20:55 UTC+1, Skywatcher Maksutov MC 127/1500, Canon EOS 1200D, ISO 200, 1/60s. Klick = Vergrößerung in neuem Fenster.

Credit: Ute Gerhardt | Dortmund, 9. Dezember 2016, 20:55 UTC+1, Skywatcher Maksutov MC 127/1500, Canon EOS 1200D, ISO 200, 1/60s. Klick = Vergrößerung in neuem Fenster.

Im Dezember hatte ich Glück: An acht aufeinanderfolgenden Tagen war das Wetter gut genug, um den zunehmenden Mond zu fotografieren. Eine der Aufnahmen, vom 9. Dezember, zeigt im oberen Viertel den sogenannten „Goldenen Henkel“: Am Terminator, der Tag- und Nachtgrenze also, wird das bogenförmige Gebirge Montes Jura bereits von der Sonne angestrahlt, während davor die vom Gebirgszug umfasste Ebene Sinus Iridum gerade eben noch im Schatten liegt. Das ist meist am 9. Tag nach Neumond für relativ kurze Zeit der Fall; ich habe es hier gerade eben noch erwischt.

Überhaupt: Der Mond. Dieses auffällige, dicke, helle Ding ist wohl für viele angehende Astrofotografen das Erste, was sie sich vorknöpfen. Um den Mond zu erwischen, braucht man nicht zwangsläufig ein Teleskop und auch keine Montierung mit Nachführung. Man findet ihn am Himmel leicht, er ist hübsch und abwechslungsreich, und man kann ihn auch in einer Einzelaufnahme ohne Stacking und sonstiges Gedöns gut einfangen. Meine Leser wissen das – ich habe sie ja mittlerweile oft genug mit Mondaufnahmen genervt beglückt.
Aber da oben am Himmel schwirrt ja noch viel mehr herum.
Zum Beispiel Satelliten.

Im Oktober 2016 hielt Stefan Gotthold einen Vortrag zur ISS-Fotografie an der Starkenburg-Sternwarte Heppenheim. Anschaulich legte er dar, dass man diesen größten aller künstlichen Satelliten durchaus auch ohne Profiausrüstung fotografieren kann. Dabei kann man die ISS entweder mit großer Brennweite schrittweise bei einem Transit vor Mond oder Sonne ablichten, so dass sie als Silhouette vor dem Himmelskörper erkennbar ist. Alternativ kann man auch mit kleiner Brennweite die Lichtspur bei ihrem Überflug festhalten. Zusammengesetzt aus vielen Einzelaufnahmen mit jeweils einem Teil der Spur, sieht man auf dem fertigen Komposit am Ende genau, wo die ISS entlang geflogen ist. Ich hatte schon zuvor davon gehört, und mich reizte die Idee, dass nicht nur die Crew der ISS Fotos diverser Gegenden von oben schießt, sondern auch umgekehrt die Bewohner der Städte und Dörfer ihrerseits die ISS fotografieren. Nach einem Blick auf heavens-above.com stellte ich schnell fest, dass ein Transit an meinem Wohnort erst wieder Mitte Januar 2017 vorkommen würde. (Aber fragen Sie jetzt bitte nicht, zu welch unmöglicher Uhrzeit…) Reine Überflüge zu geeigneten Zeitpunkten gab es allerdings doch einige. Als dann im Dezember auch endlich das Wetter wieder mitspielte, versuchte ich es.

Credit: Ute Gerhardt | ISS über Dortmund, 19. Dezember 2016, 18:14 UTC+1, Canon EOS 1200D, Tamron XR Di II LD Asp IF, 17mm, f/2.8, ISO 200, 5s, Komposit aus 39 Einzelaufnahmen. Klick = Vergrößerung in neuem Fenster.

Credit: Ute Gerhardt | ISS über Dortmund, 19. Dezember 2016, 18:14 UTC+1, Canon EOS 1200D, Tamron XR Di II LD Asp IF, 17mm, f/2.8, ISO 200, 5s, Komposit aus 39 Einzelaufnahmen. Klick = Vergrößerung in neuem Fenster.

Im Gegensatz zum Mond muss man hier allerdings schon im Voraus wissen, welchen Teil des Himmels man später fotografieren wird. Die Kamera erst beim Erscheinen der ISS auszurichten, funktioniert nicht, denn die Raumstation ist nur sehr wenige Minuten lang sichtbar. Man würde sie sonst verpassen. Wenn man die Himmelsrichtungen kennt, ist das allerdings kein Problem. Die ISS fliegt immer von westlicher in östliche Richtung über uns hinweg, und die genaueren Details nennt uns das schon verlinkte Tool „Heavens Above“. Bei kurzer Brennweite ist die Wahrscheinlichkeit doch ziemlich groß, dass man das richtige Areal abdeckt. Vorausgesetzt, man hat auch die richtige Höhe eingestellt, denn die kann beim Überflug doch ziemlich variieren.

Nun habe ich zwar ein Stativ mit Drei-Wege-Neiger, der mir auch Rektaszension und Deklination anzeigt, aber mit der Software (APT) und dem Fernauslöser hatte ich zunächst zu kämpfen, denn ich hatte noch nie zuvor schnell aufeinander folgende Serienaufnahmen gemacht. Der erste Versuch funktionierte zwar, aber die Aufnahmen waren leicht unscharf und lagen zeitlich zu weit auseinander. Dadurch ergaben sich beim fertigen Komposit große Lücken in der Lichtspur der ISS. Vorzeigbar war eigentlich erst der vierte Versuch, ohne APT, der oben zu sehen ist. (An dieser Stelle nochmal ein großes Dankeschön an Michael Khan vom Go-for-Launch-Blog für seine geduldige Fehleranalyse und Hilfe.)

Aber was sieht man da nun eigentlich? Es ist nicht, wie von einigen auf Twitter und Facebook vermutet, die Bordbeleuchtung der Raumstation, sondern es handelt sich auch hier, wie beim Mond, um reflektiertes Sonnenlicht. Die Bordbeleuchtung der ISS ist viel zu schwach, um auf Fotos sichtbar zu werden. Ihre Sonnenkollektoren hingegen bieten eine hervorragende Fläche für Reflexionen. Nun ist die ISS wie gesagt ziemlich groß, mit ihren 450 Tonnen Gewicht und 108 Metern Länge. Was ist mit kleineren Satelliten? Kriegt man die auch aufs Bild?

Es kommt drauf an. Wenn der jeweilige Satellit Flächen hat, die das Sonnenlicht ebenfalls gut reflektieren, dann stehen die Chancen gut, zumindest seine Reflexion zu fotografieren. (Den Satelliten beim Transit als Silhouette abzulichten, wie bei der ISS, dürfte hingegen für Amateure extrem schwierig werden.) Prima geeignet sind zum Beispiel die jeweils nur wenige Hundert Kilogramm schweren Iridium-Satelliten mit ihren Antennen. Letztere bestehen aus Aluminium, sind mit Teflon beschichtet und funktionieren als Spiegel so gut, dass ihre Lichtspuren von der Erde aus betrachtet zigfach heller als die Venus erscheinen können. Allerdings dauert dieses Schauspiel nur wenige Sekunden. Auf der anderen Seite gibt es aber über 60 dieser Satelliten und sie haben eine kurze Umlaufzeit. Aufgrunddessen kann man an ein und demselben Ort oft mehrere Flares pro Tag beobachten und fotografieren.

Credit: Ute Gerhardt | Iridium-Flare über Dortmund, 06. Januar 2017, 19:03 UTC+1, Canon EOS 1200D, Tamron XR Di II LD Asp IF, 17mm, f/2.8, ISO 200, 13s, Komposit aus 5 Einzelaufnahmen. Klick = Vergrößerung in neuem Fenster.

Credit: Ute Gerhardt | Iridium-Flare über Dortmund, 06. Januar 2017, 19:03 UTC+1, Canon EOS 1200D, Tamron XR Di II LD Asp IF, 17mm, f/2.8, ISO 200, 13s, Komposit aus 5 Einzelaufnahmen. Klick = Vergrößerung in neuem Fenster.

Genau das habe ich gestern erstmals ausprobiert. Da es sich im Prinzip um dasselbe Vorhaben handelt wie bei der ISS, ging ich beim Iridium-Flare auch technisch ganz ähnlich vor: Die Kamera wird vorab auf die passenden Koordinaten ausgerichtet, die Belichtungszeit beträgt einige Sekunden. In diesem Fall hatte ich allerdings 13 statt 5 gewählt, in der Hoffnung, den gesamten Flare auf eine einzelne Aufnahme bannen zu können. Drei Dinge stellten sich dabei heraus:

1. Ich hätte schon eher mit der Serienaufnahme anfangen müssen, denn erstaunlicherweise war der gestrige Flare über Dortmund (19:03 UTC+1) fast 50 Sekunden lang sichtbar. OK, ich wohne in einer relativ dunklen Gegend, aber damit hatte ich nicht gerechnet.
2. Meine Dachrinne passt farblich und stilistisch nicht in die Komposition.
3. Germanwings Flug 4U4062 DTM-MUC startete gestern mit 20 Minuten Verspätung.

Dummerweise war der A319 auf genau den zwei Aufnahmen mit drauf, die das Zentrum des Iridium-Flares erfasst hatten. Ich habe erst noch überlegt, ob ich seine Lichtspur aus dem Bild schneiden kann, musste dann über dieses Photobombing aber so grinsen, dass ich die Aufnahmen einfach so ließ. Better luck next time.

In diesem Sinne: Frohes neues Jahr und Clear Skies!

Nachtrag, 18.01.2017: Michael Khan weist in seinem Blog darauf hin, dass die aktuelle Generation von Iridium-Satelliten nun nach und nach außer Betrieb genommen und bis Mitte 2018 durch modernere Exemplare mit neuem Design ersetzt wird. Diese produzieren keine Flares mehr.

Herbst von oben und von unten

IMG_1425_kleinDer schönste Planet unseres Sonnensystems ist meines Erachtens doch die Erde, und der Herbst mit seinen großartigen Naturfarben steht für mich den anderen Jahreszeiten an Schönheit in nichts nach.

Dass man den Farbwechsel des Laubes sogar aus 400 Kilometern Höhe noch erkennen kann, zeigt dieser Tweet des japanischen Astronauten @Astro_Kimiya vom 19. Oktober 2016. Seine Aufnahme, die, soviel ich herausfinden konnte, vom Oktober 2015 stammt, zeigt den Fortschritt der Laubfärbung auf den japanischen Inseln (Honshu, um genau zu sein), gesehen von der ISS. Im Norden ist bereits viel Rot zu erkennen, im Süden immerhin einiges in den höher gelegenen Gegenden.

Auch meinen Lesern wünsche ich einen wunderschönen bunten Herbst! Genießen Sie die Farben; in ein paar Wochen sind sie schon wieder weg.

Kurz & Knapp, KW 24/2016: Soyuz, Erdbeobachtung, Principia-SpaceDiary & mehr

1. Noch vor Australien hat Neuseeland eine eigene Raumfahrtagentur gegründet:
„The New Zealand Government has announced the development of a new regulatory regime for space and high altitude activities. It will ensure the development of a peaceful, safe, responsible and secure space industry that meets New Zealand’s international obligations. The space and high altitude regulatory regime will include a new law – The Outer Space and High Altitude Activities Bill which is scheduled to be introduced in the House in August 2016, a treaty with the United States – the Technology Safeguards Agreement (TSA) and Accession to the United Nations Convention on Registration, both of which are currently undergoing Parliamentary treaty examination.“
=> http://www.mbie.govt.nz/info-services/sectors-industries/space

2. Projekt TeSeR: Airbus geht das Weltraumschrott-Problem an
„A new European project has been given the ambitious goal of cleaning up space for future generations. The Technology for Self-Removal of Spacecraft (TeSeR) program, introduced in May 2016, is being held to develop a prototype for a module which will ensure that a defunct spacecraft possesses no danger for other vehicles in space.“
=> http://www.spaceflightinsider.com/missions/earth-science/europe-develops-self-removal-technology-spacecraft/
(Zur Erinnerung, was da momentan so alles rumfliegt: „Stuff in Space is a realtime 3D map of objects in Earth orbit„)
http://stuffin.space/

3. Wie funktioniert das eigentlich mit den Soyuz-Kapseln?
Dieses Video erklärt’s: „Soyuz undocking, reentry and landing explained“

4. Das Erdbeobachtungsprogramm der ESA – eine schöne Übersicht:
„Der Drang nach neuen Erkenntnissen steigert den Bedarf an präzisen Satellitendaten, die für vielfältige praktische Anwendungen zur Beobachtung und zum Schutz der Umwelt benötigt werden. Exakt solche Daten stellt das Erdbeobachtungs-Programm der ESA zur Verfügung. Es umfasst einen Forschungs- und Entwicklungsbereich, der vor allem die Earth Explorer-Missionen beinhaltet. Hinzu kommt ein Erdbeobachtungsbereich, der die Bereitstellung von Erdbeobachtungsdaten zur operativen Nutzung zum Ziel hat.“
=> http://www.esa.int/ger/ESA_in_your_country/Germany/Das_Erdbeobachtungsprogramm_der_ESA

5. Die NASA beschäftigt sich nur mit Raketen & Co.? Falsch.
„NASA challenge aims to grow human tissue to aid in deep space exploration“
=> http://www.spacenewsfeed.com/index.php/component/content/article?id=6421:nasa-challenge-aims-to-grow-human-tissue-to-aid-in-deep-space-exploration

6. Perfekt für die Regentage: Das ClearSky-Blog hat Bastelanleitungen (nicht nur) für Kinder zusammengetragen:
„Zum einen möchte ich astronomische Bastelbögen (Astronomie) beschreiben. Diese zeigen die Zusammenhänge und erklären z.B. Jahreszeiten und andere Himmelsphänomene. Zum anderen wird es den Bereich Raumfahrt geben. Hier gibt es viele Anleitungen zu bestimmten Raumsonden die man basteln kann.“
=> http://www.clearskyblog.de/2016/01/07/astronomische-bastelanleitungen-fuer-kinder/

7. Das Tagebuch der Principia-Mission des britischen Astronauten Tim Peake steht samt Zusatzmaterial für Lehrer zum Download bereit:
=> http://principiaspacediary.org/lessons/

Zum Wohl!

Eichenfässer

Eichenfässer, Credit: Gerard Prins, CC BY-SA 3.0

Es klingt wie ein Geschenk an die Besatzung, ist aber ein handfestes wissenschaftliches Experiment, an dem unter anderem auch die Universität von Tokio und die Tohoku-Universität in Sendai beteiligt sind: Die japanische Distillerie Suntory will einige ihrer Produkte zur ISS schicken, um sie in der dortigen Schwerelosigkeit reifen zu lassen:

H-II Transfer Vehicle No. 5, commonly known as “Kounotori5” or HTV5, is scheduled to be launched from JAXA’s Tanegashima Space Center on August 16 (Sunday) carrying alcohol beverages produced by Suntory to the Japanese Experiment Module aboard the International Space Station, where experiments on the “development of mellowness” will be conducted for a period of about one year in Group 1 and for two or more years (undecided) in Group 2.“ (Quelle: http://www.suntory.com/news/2015/12432.html)

Wieso und warum? Nun, offenbar haben die Hersteller festgestellt, dass eine Reihe von alkoholischen Getränken ein milderes Aroma entwickeln, wenn sie dabei möglichst wenig Temperaturschwankungen und Bewegung ausgesetzt sind. Genau das wäre auf der ISS gewährleistet. Obwohl die schottische Distillerie Ardberg von 2011 bis 2014 bereits ein ähnliches Experiment durchführte, sind die Zusammenhänge noch nicht abschließend geklärt. Die Proben der Schotten sind zwar schon wieder auf der Erde, ihre Studie mit den Analyseergebnissen ist allerdings noch nicht veröffentlicht.

Die These der Japaner lautet, dass die Entstehung hochkomplexer Moleküle aus Wasser, Ethanol und anderer für die Getränke typischer Stoffe für die Milde des Aromas von Bedeutung sind. Sie vermuten, dass die Konvektion bzw. deren Abwesenheit dabei eine entscheidende Rolle spielt. Konvektion kann man zum Beispiel gut beobachten, wenn man einen Topf voll Wasser auf einer Herdplatte erhitzt: Die untersten Wasserschichten werden als Erste heiß, verlieren dabei an Dichte und steigen aufgrunddessen nach oben auf. Gleichzeitig wird das noch kühle und dichtere Wasser von oben nach unten gezogen, wo es seinerseits erhitzt wird, aufsteigt, und so weiter. In einer Umgebung ohne Schwerkraft kann ein solcher Austausch jedoch nicht stattfinden, da die Dichte bzw. das Gewicht der einzelnen Flüssigkeitsschichten dort eben unerheblich ist. (Konvektion wäre hier allerdings noch über Änderungen in der Oberflächenspannung zu erreichen.)

Unterdrückt man die thermische Konvektion, kann man z. B. besonders gleichmäßige Kristalle züchten oder auch andere Materialeigenschaften erreichen, die unter normalen irdischen Bedingungen nicht zustande kämen. Es ist also wohl nicht ganz abwegig, diese Erkenntnisse auch auf die erwähnten Wasser-Ethanol-Plus-X-Moleküle zu übertragen.

Nneben dem Institut für Feststoffphysik der Universität Tokio wird auch das japanische Synchrotron-Strahlungsforschungs-Institut JASRI an der Analyse der Molekularstruktur mitwirken.

Der Weltraumwhisky ist im Anschluss an das Experiment nicht für den Verkauf vorgesehen. Sollte die These der Japaner sich als korrekt herausstellen, wäre die Herstellung von Whisky an Bord der ISS allerdings vielleicht eine Möglichkeit, deren Zukunft zu sichern. *hüstel* Im Umkehrschluss könnte man aber auch auf die Idee kommen, den Liebhabern der harten, rauchigen Whiskysorten Produkte anzubieten, die auf Rüttelplatten gereift sind. Die Geschmäcker sind ja bekanntlich verschieden… ^^