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Die ISS – ein Labor im All

In ungefähr 400 Kilometern Höhe umkreist die Internationale Raumstation ISS die Erde. Sie ist der größte künstliche Himmelskörper, den Menschen bisher geschaffen haben. Sechs Astronauten können dort leben und wissenschaftliche Experimente aus den Bereichen Medizin, Biologie, Physik und Chemie machen. Diese Experimente wären auf der Erde nicht möglich. TK-Logo erklärt Euch, wie die ISS ins All kam, was die Menschen dort lernen wollen und wie die Astronauten im Weltraum leben.

So sah die ISS am 17. April 2010 aus

Manche bezeichnen sie als die höchstgelegene Baustelle der Welt: die Internationale Raumstation ISS, sprich "ei-es-es". Das ist die englische Abkürzung für "International Space Station". Seit 1998 errichten Astronauten ein riesiges Forschungslabor im All, rund 400 Kilometer über der Erde. Zusammen mit den Sonnensegeln hat sie Ausmaße von ungefähr 110 x 80 x 45 Metern. Damit hätte sie ziemlich genau auf einem Fußballfeld Platz. Allerdings wäre es nicht möglich, sie von dort oder irgendeinem Platz auf der Erde in einem Stück ins Weltall zu befördern. Es gibt bisher einfach keine Rakete, die stark genug dafür wäre. Denn die ISS wiegt mittlerweile ungefähr 400 Tonnen, das ist so viel wie 300 mittelgroße Autos.

Ein riesiges Puzzle im WeltraumDeshalb muss die ISS wie ein riesiges dreidimensionales Puzzle aus vielen einzelnen Teilen im Weltraum zusammengesetzt werden. Die Puzzleteile nennt man Module. Sie werden auf der Erde gebaut und mit Raketen oder Raumfähren in die Umlaufbahn transportiert. 1998 flog das erste Modul ins All, seitdem gab es etwa vierzig weitere Flüge. Mittlerweile ist das "ISS-Puzzle" beinahe komplett. Es besteht aus Servicemodulen, in denen die Technik für den Betrieb der Station und zur Kommunikation mit der Erde untergebracht ist. Hier können die Astronauten auch wohnen. Außerdem gibt es vier verschiedene Labore, je eines von den US-Amerikanern, den Japanern, den Russen und den Europäern. Sie sind bis ins letzte Eckchen vollgestopft mit Geräten und Materialien für Experimente, um den kostbaren Platz gut auszunutzen. Und schließlich besitzt die Raumstation viele große Sonnensegel, die Sonnenlicht in Strom umwandeln.

Wenn mal wieder ein neues Bauteil zur ISS transportiert wird, klinkt es sich entweder ferngesteuert automatisch in schon vorhandene Elemente ein oder es wird von einem riesigen Roboterarm an die richtige Stelle verfrachtet. Er ist 18 Meter lang, hat sieben Gelenke und an jedem Ende einen Greifer. So kann er sich wie eine Raupe außen an der Raumstation entlang bewegen und fast überall heran kommen. Die Astronauten steuern den Roboterarm aus dem Inneren der ISS. Wenn der Einbau eines Moduls sehr kompliziert ist oder es nicht genau passt, müssen die Astronauten die Raumstation verlassen und auf einem Weltraumspaziergang selber Hand anlegen. Dabei verschrauben sie zum Beispiel Teile miteinander oder verlegen Kabel und probieren zu reparieren, wenn etwas klemmt.

Spaziergänge im All

Ein spezieller Anzug schützt die Astronauten

Vielleicht hast Du schon mal im Fernsehen gesehen, wie sich die Astronauten in ihren dicken weißen Raumanzügen außen an der Raumstation entlanghangeln? Diese Anzüge schützen bei den Ausflügen ins All vor der starken Strahlung der Sonne, herumschwirrenden Teilchen und den extrem heißen und kalten Temperaturen des Weltalls. Weil die ISS schon beinahe außerhalb der schützenden Erdatmosphäre fliegt, kann die Sonne nahezu ungehindert auf sie einstrahlen. Dann kann es über eintausend Grad Celsius heiß werden. Wenn die Raumstation dagegen nicht von der Sonne beschienen wird, ist es sehr kalt, weil die isolierende Atmosphäre fehlt. Außerdem liefern Sauerstoffflaschen Luft zum Atmen, die es im luftleeren Weltraum nicht gibt. Und damit die Astronauten nicht versehentlich davonschweben, sind sie über ein Kabel mit der Raumstation verbunden.

Das sieht fast aus wie bei einem Taucher. Und ein bisschen fühlen sich die Astronauten auch so, in der Schwerelosigkeit des Weltalls und eingeschlossen in ihren Raumanzügen. Sie können sich nicht so leicht bewegen und keine kraftvollen Arbeiten ausführen. Um in den Anzügen einigermaßen mobil zu sein, trainieren sie schon auf der Erde für solche Einsätze – zum Beispiel abgetaucht auf dem Boden eines Schwimmbeckens.

Ein internationales ProjektEs ist sehr kompliziert, so eine Weltraumstation aufzubauen. Viele Geräte mussten neu entwickelt werden, mit speziellen Materialien, die den extremen Bedingungen im Weltall standhalten können. Und alles muss sehr, sehr zuverlässig funktionieren, denn ins All kann man nicht mal eben einen Handwerker bestellen. Deshalb ist die ISS ein großes internationales Projekt, an dem Experten vieler Länder beteiligt sind. Sie teilen sich auch die enormen Kosten. 16 Nationen haben sich zusammengetan. Dazu gehören die USA, Russland, Japan, Kanada, Brasilien und elf europäische Staaten. Auch deutsche Astronauten waren schon auf der ISS: Thomas Reiter verbrachte 2006 166 Tage dort, und Hans Schlegel half 2008 dabei, das europäische Weltraumlabor Columbus an die ISS anzukoppeln.

Alles schwebt

Angehender Astronaut beim Training in der Schwerelosigkeit.

Auch das Leben und Arbeiten in der Raumstation ist ziemlich beschwerlich. Weil es im All keine Schwerkraft gibt, gibt es auch kein natürliches Oben und Unten mehr. Alles schwebt orientierungslos durch die Gegend. Essen muss befestigt werden, damit es nicht vom Teller fliegt, trinken kann man nur aus Tüten mit speziellen Strohhalmen. Duschen und Toiletten müssen besonders konstruiert werden – denn wegen der Schwerelosigkeit fließt das Wasser nicht mehr automatisch nach unten ab. Wer schlafen will, kann das eigentlich überall tun. Denn hinzulegen braucht man sich nicht – ohne Schwerkraft fühlt sich jede Lage im Raum für den Körper gleich an. Nur Anschnallen ist wichtig, damit man nicht wie ein Schlafwandler durch den Raum gleitet.

Übrigens... Die ISS rast mit einer Geschwindigkeit von 28.000 Stundenkilometern um die Erde und umrundet sie alle 90 Minuten ein Mal. Das ist zweihundert Mal so schnell wie ein Auto: Das bräuchte dafür zwölfeinhalb Tage, wenn es in flottem Autobahntempo von 140 Stundenkilometern unterwegs wäre. Von der Erde aus ist die ISS manchmal sogar zu sehen. Ob und wo man sie am Nachthimmel gerade beobachten kann, steht zum Beispiel auf Externe Verknüpfung

dieser Webseite.

Forschung im AllDie Schwerelosigkeit macht das Leben allerdings nicht nur beschwerlich sondern auch ziemlich interessant, denn von der Erde kennen wir diesen Zustand nicht. Er ist überhaupt der Grund für den Bau der ISS. Denn auf dieser Forschungsstation wollen Wissenschaftler untersuchen, wie das Leben und viele andere Prozesse aus Biologie, Physik und Chemie ohne Schwerkraft ablaufen. Aus ihren Beobachtungen und dem Vergleich mit Experimenten auf der Erde können sie dann darauf schließen, welche Rolle die Schwerkraft spielt.

Auf der Erde lassen sich keine Versuche ohne Schwerkraft machen. Denn anders als andere Kräfte, zum Beispiel magnetische oder elektrische, lässt sich die Schwerkraft nicht abschirmen oder per Knopfdruck dauerhaft ausschalten. Es ist noch niemandem gelungen, eine Maschine dafür zu bauen. Zwar gibt es die Möglichkeit, in speziellen Flugzeugen und Falltürmen für einige Sekunden den freien Fall zu erleben und damit nahezu Schwerelosigkeit. Aber das reicht für die meisten Experimente nicht aus. Wir können der Schwerkraft also nur dauerhaft entrinnen, wenn wir außerhalb der Erde sind.

Seit dem 2. November 2000 wird die ISS dauerhaft von Astronauten bewohnt. Mittlerweile ist dort Platz für sechs Personen. Sie bleiben für einige Monate dort und sind dafür zuständig, den allgemeinen Betrieb am Laufen zu halten, die Station weiter auszubauen und die wissenschaftlichen Experimente durchzuführen. Zum Beispiel untersuchen sie, wie und in welche Richtung Pflanzen ohne Schwerkraft wachsen. Das Leben in Schwerelosigkeit hat auch Auswirkungen auf den Menschen, zum Beispiel auf seinen Blutkreislauf. Überhaupt interessieren sich die Forscher dafür, wie der Mensch und andere Organismen auf die Bedingungen im Weltall reagieren. Denn vielleicht werden Menschen eines Tages viel länger durch den Weltraum reisen, als es bisher möglich ist. Die Wissenschaftler untersuchen aber auch technische Fragen, etwa wie sich geschmolzene Metalle verhalten, wenn sie gemischt werden. Ohne Schwerkraft können die Forscher erkennen, welche anderen Einflüsse es gibt und wie man sie beeinflussen kann. Das hilft, die Herstellungsverfahren für Materialien zu verbessern.

Linktipps Externe Verknüpfung

DLR (Deutsches Luft- und Raumfahrtzentrum)
Externe Verknüpfung

ESA (European Space Agency)
Externe Verknüpfung

Hier gibt es interessante Links und auch Filme, die einen Eindruck vom Leben und Arbeiten auf der ISS vermitteln.

Text: Uta Deffke

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