Am 20. Juli 2019 jährt sich zum 50. Mal die historische Mondlandung, bei der die Astronauten Neil Armstrong und Buzz Aldrin zum ersten Mal die Mondoberfläche betreten. Diese Leistung war der Höhepunkt des "Space Race" und ist die Krönung der NASA im Weltraum geblieben. In den kommenden Jahren wird die NASA versuchen, zum Mond zurückzukehren, wo sich ihnen mehrere andere Weltraumagenturen anschließen werden.
Um sich auf diese möglichen Missionen vorzubereiten, hat eine Gruppe von Kosmonauten kürzlich ein Isolationsexperiment gestartet, das eine langfristige Mission zum Mond simulieren wird. Es heißt SIRIUS-19-Experiment und begann heute um 14:00 Uhr. Ortszeit (04:00 Uhr PDT; 07:00 Uhr EDT) am Institut für biomedizinische Probleme der Russischen Akademie der Wissenschaften (IBMP) in Moskau.
Dieses Experiment ist eine Kooperation zwischen dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der französischen Weltraumagentur - National Studies for Space Exploration (CNES) - der russischen Weltraumagentur (Roscosmos) und der NASA. Für dieses analoge Experiment werden drei weibliche und drei männliche Kosmonauten die nächsten 122 Tage in der simulierten IBMP-Mondanlage (auch bekannt als NEK Habitat) in Moskau verbringen.
Diese Einrichtung wurde im Rahmen der Mars500-Studie verwendet, einer Reihe kooperativer Isolationsexperimente, die von Roscosmos und der ESA von 2007 bis 2011 durchgeführt wurden, um eine Langzeitmission zum Mars zu simulieren. Diese Einrichtung wurde für Mondmissionen umfunktioniert und ist nun Teil des SIRIUS-Programms, das darauf abzielt, die Herausforderungen zu bewältigen, die sich aus langfristigen Mondmissionen ergeben.
Christian Rogon, SIRIUS-Projektmanager am DLR, erklärte kürzlich in einer Pressemitteilung des DLR:
„Nur biomedizinische Forschung dieser Art wird zukünftige Reisen zu anderen Himmelskörpern ermöglichen. Sechs dieser Experimente wurden in Deutschland entwickelt. Bevor jedoch eine sinnvolle Forschung auf dem Mond durchgeführt werden kann, müssen die Besatzungen geschult werden, um eine solche Mission erfolgreich abzuschließen. Dafür müssen sie wie in SIRIUS-19 in der Lage sein, lange unter Bedingungen zu leben, unter denen sie aufgrund der völligen Isolation und eines hohen Leistungsdrucks einer Mischung aus psychischem Stress ausgesetzt sind. Nur so können wir mehr über das isolierte Zusammenspiel von Körper und Geist lernen. “
Das Kommando über dieses Experiment hat der 44-jährige russische Kosmonaut Evgeny Tarelkin, der 2012 ins All ging und im Rahmen der Expedition 33/34 sechs Monate an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) verbrachte. Zu ihm kommen die amerikanischen Astronauten Reinhold Povilaitis und Allen Mirkadyrov sowie die russischen Kosmonauten Daria Zhidova, Anastasia Stepanova und Stephania Fedeye.
"Das Interessante für SIRIUS-19 ist, dass die Besatzung zu gleichen Teilen aus Männern und Frauen besteht", sagte Rogon. „Wie geht eine gemischtgeschlechtliche Crew mit den Herausforderungen der Isolation um? Wie geht es mit möglichen Pannen um? Wie reagiert es auf erhöhten Leistungsdruck? Das sind alles faszinierende Fragen, und wir sind sehr gespannt auf die Antworten. “
Das Experiment beginnt mit einer dreitägigen Reise zum Lebensraum, die die Zeit simuliert, die benötigt wird, um den Mond zu erreichen. Kurz danach werden sie ein simuliertes Rendezvous mit dem Teil des Lebensraums durchführen, der das Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) darstellt - eine geplante Raumstation, die im nächsten Jahrzehnt mit dem Bau beginnen wird - und die nächsten 100 Tage damit verbringen, a Reihe von Experimenten.
Das Team wird auch einen Tagesablauf haben, der die Lebens- und Arbeitsbedingungen an Bord der LOP-G simuliert. Dies umfasst tägliche Gesundheits- und Fitnessprüfungen, sportliche Aktivitäten, Sicherheitstraining, regelmäßige Reinigung und Wartung sowie Andock- / Abdockungsverfahren. Sie erhalten auch regelmäßige Lieferungen von Lebensmitteln und Vorräten, die wie die ISS alle 30 Tage stattfinden.
Um die Dinge interessant zu halten, muss sich die Crew während ihres Aufenthalts auch mit unerwarteten Entwicklungen auseinandersetzen. Wie Rogon erklärte:
„Da die Monotonie, auf engstem Raum zu arbeiten, zu einer großen Herausforderung werden kann, muss die Besatzung auch auf unerwartete technische Ausfälle und Fehlfunktionen reagieren, z. B. auf eine fünftägige Unterbrechung der Kommunikation mit der Bodenkontrolle.“
Das Team wird acht Stunden am Tag wissenschaftliche Experimente durchführen, von denen insgesamt 70 vorbereitet wurden - sechs davon wurden vom DLR zur Verfügung gestellt. Das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln nutzt diese Mission beispielsweise, um ein neues Trainingsprogramm zu testen, mit dem Astronauten das manuelle Andocken von Raumfahrzeugen an Raumstationen üben können.
Das Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart hat unter der Leitung des ehemaligen deutschen Astronauten Reinhold Ewald ein Projekt entwickelt, das sich auf Docking-Manöver konzentriert. Für dieses Experiment müssen die sechs Kosmonauten simulieren, wie das neue russische Raumschiff PTK Federatsiya gesteuert und an das LOP-G angedockt wird.
Darüber hinaus hat die Deutsche Sportuniversität Köln zwei Experimente entwickelt, um die effektivsten Trainingsmethoden zur Bekämpfung der Auswirkungen der Schwerkraft auf die Physiologie und Psychologie der Astronauten zu untersuchen. Dazu gehören Muskelatrophie und Knochendichteverlust, aber auch eine verminderte kardiovaskuläre Gesundheit, Sehbehinderung und geistiges Wohlbefinden.
Schlafärzte des Berliner Charité-Krankenhauses testen auch, ob Schlafentzug isoliert die Leistung und das Nervensystem gut ausgebildeter „Kosmonauten“ beeinflusst. Darüber hinaus testet die Fachhochschule Beuth in Berlin spezialisierte Silber- und Graphitoberflächen, um festzustellen, ob diese bei Langzeitmissionen eine bakterielle Kontamination verhindern oder bekämpfen können.
Zusätzlich wird die Besatzung an einer simulierten Mission zur Mondoberfläche teilnehmen. "Genau in der Mitte der SIRIUS-Isolationsstudie werden vier" Kosmonauten "in einer kleinen Kapsel auf der Mondoberfläche landen", sagte Rogon. "Dort werden sie in Raumanzügen mehrere" Mondwanderungen "durchführen, Proben sammeln und eine" Siedlung "auf dem Mond vorbereiten - ein ganz besonderes Erlebnis."
Während der letzten 30 Tage des Experiments simuliert die Besatzung auch die Durchführung von Oberflächenerkundungen mit ferngesteuerten Rovers. Sie werden auch mehrere weitere Docking-Simulationen durchführen und das letzte ihrer Experimente beenden, bevor sie nach Moskau zurückkehren.
Dies ist das dritte SIRIUS-Experiment, von dem das erste 2017 stattfand (SIRIUS-17). Für dieses Experiment verbrachten drei NASA-Astronauten und drei Roscosmos-Kosmonauten siebzehn Tage im IBMP-Lebensraum. In den kommenden Jahren sind mehrere weitere Simulationen mit zunehmender Dauer geplant, darunter eine achtmonatige Mission im Jahr 2020 und eine zwölfmonatige Mission im Jahr 2021 (SIRIUS-20 und 21).
Diese und andere Experimente tragen dazu bei, Weltraumagenturen und Astronauten auf die nächste Generation der Monderkundung vorzubereiten, deren Lehren auch für zukünftige Missionen zum Mars und zu anderen astronomischen Körpern gelten werden.
