Forschung in der Schwerelosigkeit
Die Passagiere eines Raumschiffes, das sich in einer Umlaufbahn befindet, spüren keine Schwerkraft. Durch den Wegfall dieser Naturkonstante kann die Wirkung anderer Kräfte in Medizin, Biologie, Physik, Chemie und Technik erforscht werden. Schon der deutsch-polnische Raumfahrtpionier Hermann Oberth erwähnte in seinem 1923 erscheinenen Werk "Die Rakete zu den Planetenräumen", dass die Schwerelosigkeit für die Forschung einen Nutzen bringen könnte.
Mercury bis Sojus
Bereits an Bord der Mercury- und Wostok Kapseln wurden Experimente, die die Schwerelosigkeit (bzw. Mikrogravitation) nutzten, durchgeführt. Scott Carpenter führte bei Mercury-Atlas 7 im Jahr 1962, der zweiten bemannten Orbitalmission der USA, als erster US-Astroanut solche Experimente durch, ebenso wie Gordon Cooper bei Mercury-Atlas 9, der letzten Mercury Mission.Mit der sojetischen MissionWoschod 1 flogen erstmals Wissenschaftler ins All: Der Artzt Boris Borissowitsch Jegorow un der Ingenieur Konstantin Feoktistow. Auch bei den Apollo-Mondmissionen wurden "nebenbei" einige Schwerelosigkeits-Experimente durchgeführt.
Auf russischer Seite gab es Ende der 60er Jahre mehere Testmissionen mit der neuen Sojus-Kapsel. Im Rahmen dieser Missionen wurden ebenfalls Experimente durchgeführt: So wurde bei Sojus-6 das Schweißen im Weltraum erprobt. Nach dem Scheitern des Monsprogramms (vor allem wegen des mehrmaligen Versagens der N1 Rakete) entschloss man sich in der Sowjetunion, ein bereits geplantes Raumstationsprogramm zur Ausführung zu bringen. Es beinhaltete sowohl zivile als auch militärische Stationen und erhielt die Bezeichnung Saljut (russisch für Gruß, Salut)
Saljut - die ersten Raumstationen
Das Saljut Programm behinhaltete sowohl die seit 1964 unter dem Namen "Almas" (russisch für Diamant) militärischen Stationen als auch die darauf basierenden zivilen DOS (Abkürzung für Rus
Saljut 1
Die erste Saljut Station (Saljut 1) war so eine DOS Station. Nachdem Sojus 10 keine Druckdichte verbindung mit der Station herstellen konnte, dockte Sojus 11 im Juni 1971 erfolgreich an der Station an. Die dreiköpfige Crew führte 3 Wochen lang neben technischen Experimenten vor allem biomedizinische Selbstversuche durch, bei denen es darum ging, wie der menschliche Körper auf die Schwerelosigkeit reagiert. Beim Wiedereintritt von Sojus 11 öffnete sich jedoch fehlerhafterweise ein Druckausgleichventil, und die Besatzung, die keine Raumanzüge trug, kam ums Leben.
Saljut 1 mit angedockter Sojus Bild: NASA
Saljut 2 war die erste militärische Almas Sation, die ins All kam. Sie explodierte jedoch vor Ankunft der ersten Besatzung. Die erste militärische Station, auf der eine Besatzung arbeitete, war dann Saljut 3.
Saljut 4
Die zweite erfolgreich gestartete DOS Station war Saljut 4 (Fehlstarts wurden unter der nichssagenden Bezeichnung "Kosmos"
verschleiert). Sie wurde nacheinander von 3 Sojus-Crews besucht. Diese Station besaß ein Sonnenteleskop, mit
dem die Kosmonauten unser Zentralgestirn untersuchten. Außerdem wurden Experimente zumPflanzenwuchs in der Schwerelosigkeit sowie mit Insekten
durchgeführt, und es erfolgten weitere medizinische Untersuchungen an den Kosmonauten.
Die folgende Station, Saljut 5, war die letzte rein militärische Almas Station.
Saljut 6
Die am 29. September 1977 gestartete Saljut 6 basierte auf den DOS Stationen, besaß jedoch einige Neuerungen. Unter anderem hatte sie einen zweiten Dockingadpter, sodass das Andocken von Versorgungsfahrzeugen sowie Sojuskapseln mit Besuchs-Crews möglich war.Saljut 6 diente neben Erdbeobachtungsaufgaben vor allem Werksoffuntersuchungen in der Schweelosigkeit.
grafische Darstellung von Saljut 6 Grafik: NASA
Skylab - erste US-Raumstation
Nach dem Ende des Apollo Programmsentschloss sich die NASA, ebenfalls eine Raumstation zu bauen; Pläne dazu gab es bereits seit den 1960er Jahren.Skylab bestand im Wesentlichn aus einer umgebauten Staurn-Oberstufe, der ein Kopplungsmodull eine Luftschleuse, ein Sonnenteleskop und Solarzellenfächen hinzugefügt wurden. Diese wurde mit einer zweistufigen Saturn V am 14. Mai 1973 gestartet.
Aufriss der Skylab-Station mit angedockter Apollo Kapsel Grafik: NASA
Der Start von Skylab erhielt die Missionsbezeichnung SL(Skylab)-1, darauf folgengeten drei bemannte Besuchscrew, die anbord von Skylab wissenschaftlihe Experimente durchführten. Diese Missionen wurden mit SL-2, SL-3 und SL-4 bezeichnet. Alle drei Crews flogen mit einer Apollo-Kapsel auf einer Saturn-1b Rakete zur Station und führten dort neben Erdbeobachtungs- und astronomischen Aufgaben Experimente in der Schwerelosigkeit durch.
SL-2
Der erste bemannte Besuch wurde mit Sl-2 bezeichnet. Die Crew bestand aus Kommandant Charles Conrad, Pilot Paul Weitz und Wissenschaftsastronaut Joseph Kerwin. Nach dem Eintreffen an der Raumstation musste die Crew zunächst mehrere komplizierte Außenbordeinsaätze unternehmen, da Skylab beim Start beschädigt worden war. Unter anderem waren einer der Solarzellenausläger und ein Hitzeschild abgerissen.In den verbleibenden 2 Wochen ihres Aufenthalts an der Station führte die Crew zahlreiche wissenschaftliche Expeimente (vor allem medizinisch) sowie Sonnen- und Erdbeobachtungen durch.
SL-3
Sl-3 war die zweite bemannnte Mission zur Skylab-Station, sie startete am 28. Juli 1973 mit den Astronauten Alab baen, Jack Lousma und Owen Garriot. Während dieser Mission, die 59 Tage dauert, wurden erneut zahlreiche Experimente durchgeführt.SL-4
Die letzte Skylab Mission war die längste: Sl-4 dauerte 84 Tage. Gerald Carr, Williams Pogue und Edward Gibson führten neben Experimenten vor allem Astronomische beobachtungen, unter anderem an dem Kometen Kohoutek, durch.Das Space Shuttle Programm
In den 1970er Jahren entwickelte die NASA ein neues bemanntes Raumschiffsystem. Die Hauptkomponente, der Orbiter, war nun wiederverwendbar und konnte neben bis zu 8 Astroanuten auch ca.20 Tonnen Fracht ins All und zurück zur Erde befördern. Bei zahlreichen Flügen wurden innerhalb der Druckkabine des Shuttles einige Schwerelosigkeitsexperimente durchgeführt.Spacelab
Von der Europäischen Raumfahrtagentur ESA wurde ein System entwickelt, dass den Shuttle in ein Labor verwandelte. Das Spacelab bestand aus einem Druckmodul, das über einen Tunnel von der Kabine des Orbiters aus zugäglich war, sowie "Paletten", auf denen Außenexperimente installiert weren konnten.
Es bestand auch die Möglichkeit, reine Palettenmissionen durchzuführen.
Spacelab Druckmodul und Pallate installiert in der Nutzlastbucht des Space Shuttles - Bild: NASA
Von der europäischen Industrie (maßgeblich DASA - heute EADS Astrium) wurden zwei opertionelle Druckmodule gebaut und an die NASA ausgeliefert
Das Spacelab-Druckmodul wurde im innereren mit standartisierten Experimentier-Racks ausgerüstet.
STS-9
Die erste Spacelab-Mission, STS-9, fand Ende 1983 statt. Die ESA erhilet als Gegenlesitung für das erste Druckmodul etwa die Hälfte der wissenschaftlichen Kapizitäten der Mission und durfte einen Astronauten stellen: den Deutschen Ulf Merbold.Insgesamt 57 europäische Experimente flogen bei dieser Mission, darunter 41 im physikalischen und 9 im biologischen / medizinischen Bereich. Als Bespiel sei hier das Material Science Double Rack (MSDR) erwähnt, das erneut bei den deutschen Missionen D1 und D2 (s.u.) eingsetzt wurde. Es entiehlt unter Anderem eine einrihtung zur Züchtung von hochreinen Kristallen.