ISS und Horizons Die ISS und die Mission Horizons von Alexander Gerst Freya Scheffler-Kayser DLR RD-RM
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DLR.de • Folie 1 ISS und Horizons • Freya Scheffler-Kayser • 26. Februar 2018
ISS und Horizons
Die ISS und die Mission Horizons von Alexander Gerst
Freya Scheffler-Kayser DLR RD-RM
DLR.de • Folie 2 ISS - Exploration • Scheffler-Kayser • 26. April 2016
ISS-Historie
• Anfang der 1980er Jahre planten die Supermächte USA und UdSSR je eine
große Raumstation:
• Freedom (USA)
• Mir 2 (UdSSR)
• Finanzielle Zwänge führten in den USA zur Kooperation mit Japan und Europa.
• Der Fall des Eisernen Vorhangs ermöglichte die Kooperation auch im Weltall:
1993 Verschmelzung der beiden Projekte zur International Space Station ISS
• ISS-Aufbau startete im November 1998 und dauerte bis Juni 2011.
• Auch jetzt kamen/kommen noch neue Elemente dazu:
• entfaltbares Modul der US-Firma Bigelow (Frühjahr 2016)
• zusätzlicher US-Dockingport (Sommer 2016)
• neues russisches Forschungsmodul MLM (Ende 2018)
• zwei weitere russische Module (2018)
• Die technischen Systeme der ISS sind derzeit für einen Betrieb bis 2028
zertifiziert.
DLR.de • Folie 3 ISS - Exploration • Scheffler-Kayser •26. April 2016
Die ISS als internationales Kooperationsprojekt
• 17 Länder im ISS-Programm:
• USA, Russland, Japan, Kanada, Europa
(Belgien, Dänemark, Deutschland,
Frankreich, Italien, Niederlande, Norwegen,
Schweden, Schweiz, Spanien,
Großbritannien, Portugal, Rumänien)
• über 160 Flüge zur ISS
• 260 Astronauten aus 18 Ländern (~12/Jahr):
• USA, Russland, Japan, Kanada, Italien,
Frankreich, Deutschland, Belgien,
Niederlande, Schweden, Vereinigte
Königreich, Brasilien, Dänemark,
Kasachstan, Malaysia, Südafrika, Südkorea,
Spanien
• Ca. 2.460 Experimente von >3.300
Wissenschaftlern aus 101 Ländern!
davon ca. 600 ESA Experimente, ~ 50% mit D
(Quelle Nasa: ISS Utilisation Statistics Increment 0 bis 54; April 2017)
;
> Vortrag > Autor • www.DLR.de • Folie 4 Dokumentname > Datum
Folie 5 > ISS – Exploration > Scheffler-Kayser > 30. April 2015
ISS - eine einzigartige Umgebung
- größtes Kooperationsprojekt der Menschheit
Umlaufbahn US PORT Truss
• ~ 400 km Bahnhöhe Attachment Sites
• 28.000 km/h – 90 Minuten pro Orbit RUSSIA
-RUSSIA -US PORT
• überfliegt 85% der Erdoberfläche
Truss
• mit 95% der Erdbevölkerung
-Attachment
Weltraumumgebung
• Mikrogravitation (Schwerelos) Sites
• Kosmische Strahlung US
-USStarboard Truss
Starboard DESTINY
-DESTI
• Vakuum Attachment Sites
• Extreme Temperaturunterschiede Truss NY Japanese
KIBO Exposure
-KIB -Japanes
-Attachment
ISS-Nutzungskonzept EXTERNAL
Facility
• 6 Astronauten permanent seit 2009 + Sites -EXTERN O e
PAYLOAD COLUMBUS
1 ab 2018 -COLUMB
• Multidisziplinär einsetzbare Labore FACILITY
AL Exposure
• Externe Plattformen US
• Austausch- und rückführbare PAYLOA Facility
@ESA
Nutzlasten
D
2014: Preis Westfälischer Frieden FACILITY
an die Astronauten der ISS
DLR.de • Folie 6 • Die Mission Blue Dot – Leben und Forschen auf der ISS • Johannes Weppler • 20. Oktober 2014
Die ISS-Logistikflotte
Crew
• Sojus (RUS)
• Space Shuttle (USA) (außer Dienst)
• Boeing CST-100
kommerziell
• SpaceX Dragon V2 (in Vorbereitung)
Fracht
• Progress (RUS)
• ATV (ESA) (außer Dienst)
• HTV (JPN)
• SpaceX Dragon (USA)
kommerziell
• OrbitalATK Cygnus (USA)
DLR.de • Folie 7 ISS - Exploration • Scheffler-Kayser • 30. April 2015
Deutschlands Beteiligung an der ISS
• Deutsche Forschung auf der ISS
seit März 2001
• Columbus-Labor (seit Februar 2008 im Orbit)
• Columbus-Kontrollzentrum in
Oberpfaffenhofen
• MUSC (DLR Köln-Porz): Eins von acht Hans Schlegel in Columbus
Nutzer-Zentren zur Unterstützung der
Experimentatoren
• ATV = Automated Transfer Vehicle
• Jules Verne 2008 Columbus-Kontrollzentrum
• Johannes Kepler 2011
• Eduardo Amaldi 2012 MUSC-Kontrollzentrum
• Albert Einstein 2013
• George Lemaître 2014
• ATV-Weiterentwicklung zum MPCV-ESM
(Europäisches Service Module für das
amerikanische Mehrzweck-
Mannschaftsfahrzeug Orion) ATV im Anflug auf die ISS
Start in 2019/20 geplant ORION mit MPCV-ESM
DLR.de • Folie 9 > Vortrag > Scheffler-Kayser • Dokumentname >26. April 2016
ISS-Astronauten (2001 bis heute)
• Köln-Porz ist Standort des europäischen Astronautenzentrum EAC
• 18 europäische Astronauten; 17 geflogen auf 25 Missionen
• Bisher drei deutsche ISS-Astronauten:
• Thomas Reiter 2006
• Hans Schlegel 2008 (Installation Columbus Labor)
• Alexander Gerst 2014
und wieder in 2018
DLR.de • Folie 10 ISS und Horizons • Freya Scheffler-Kayser • 26. Februar 2018 Alexander Gerst • geb. 3.Mai 1976 in Künzelsau • Doktor in Geophysik mit Spezialgebiet Vulkanismus • Auswahl zum Astronautenanwärter im Mai 2009 mit fünf weiteren Astronauten aus über 8000 Bewerbern • ISS-Mission Blue Dot im Mai – November 2014 • A. Gerst war der elfte deutsche Astronaut im All
DLR.de • Chart 11 > Blue Dot –Shaping the Future> Freya Scheffler-Kayser • DLR Blue Dot …. > 6. February 2015 Die M von Alexander Gerst • Start: 28. May 2014 • Landung: 10. November 2014 • Missionsdauer: 166 Tage • Erstmal kehrt ein europäischer Astronaut direkt zur Heimatbasis in Köln ins “envihab” für seine medizinische Betreuung zurück • Erster Flug für einen Deutschen seit 2008 • Alexander ist der elfte Deutsche im All • Mehr als 100 Experimente aller ISS Partner; 39 ESA Experiments in acht Domänen • Extra Vehicular Activity (EVA) • Öffentlichkeitsarbeit http://www.dlr.de/dlr/desktopdefault.aspx/tabid- 10768 http://alexandergerst.esa.int/
DLR.de • Folie 12 ISS und Horizons • Freya Scheffler-Kayser • 26. Februar 2018 Tagesablauf auf der ISS • Während einer Erdumkreisung befindet sich die ISS 45 Min. im Sonnenlicht und 45 Min. im Erdschatten • 16 Sonnen Auf- und Untergänge • Tag und Nacht wie in Europa GMT (= MEZ - 1 Std.) • Kein Schichtbetrieb • 8 Stunden Schlaf • 8 Stunden Arbeit • Übrige Zeit: Körperpflege, Einnahme von Mahlzeiten, Fitnesstraining, Freizeit und Erholung • Samstags: vier Stunden Arbeitszeit • Sonntags und an speziellen Feiertagen frei. Raumstation Live: https://isslive.com/
DLR.de • Folie 15 ISS und Horizons • Freya Scheffler-Kayser • 26. Februar 2018
EVA = Extra-vehicular Activity
Weltraumspaziergang
• Außeneinsätze nötig für Reparatur, Wartung und
Installation von Experimenten
• Training auf der Erde in Wasserbecken mit Modellen
der ISS
• Zwei Raumanzugsysteme:
• ORLAN (RUS)
• EMU = Extravehicular Mobility Unit (USA)DLR.de • Folie 16 > Vortrag > Scheffler-Kayser • Dokumentname > 26.4.2016
Internationale Spitzenforschung auf der ISS
Heute: Hochphase der Nutzung
mit europäischer/deutscher Beteiligung
• Erforschung der fundamentalen
Lebensfunktionen
• Entwicklung neuer Methoden für Diagnostik
und Therapien für die Medizin
• Erweiterung des Horizontes in der Physik
• Verbesserung von Materialen und
Prozessen durch innovative Methoden
• Testumgebung für zukünftige Technologien Picture: NASA
und ExplorationDLR.de • Folie 17 >
Nutzungsergebnisse als Synthese (1)
Die Wissenschaft, Forschung und Technologiearbeiten auf der ISS tragen ganz
wesentlich zum Fortschritt unserer Gesellschaft und Wirtschaft bei. Besonders
die Bereiche Gesundheit/Medizin, Erde/Klima, Innovative Technologien, Wissen,
Wirtschaft und Inspiration/MINT profitieren davon.
Beispiele aus der Nutzung:
• Erforschen der Sonnenaktivität
• Physikalische Grundlagenforschung
• Anwendungsorientierte Materialwissenschaften
• Verbesserung des Gießverfahrens (Prozess) zur
Herstellung von leichten Turbinenschaufeln aus
Gamma-Titanaluminid (ACCESS, Aachen)DLR.de • Folie 18 > Vortrag > Autor • Dokumentname > Datum
Nutzungsergebnisse als Synthese (2)
• Medizinische Forschung und Humanphysiologie
• Physiologische Erkenntnisse und besseres
Verständnis von Krankheiten
• Neue Verfahren und Geräte zur Diagnose,
Behandlung und Therapie
• z.B. Knochenabbau bei Astronauten– Forschungen
zur deutlichen Verringerung von Osteoporose
• Neuartige Sensoren und Geräte zur Überwachung
von Körperfunktionen und Gesundheit
• ISS-Forschung erlaubt Laseroperationen am Auge,
auch wenn sich das Auge bewegt, (Projekt Eye
Tracking Device)
Auszeichnung für deutsches Forscherteam in 2015DLR.de • Folie 19 > Vortrag > Autor • Dokumentname > Datum
Nutzungsergebnisse als Synthese (3)
• Die ISS Plasma Forschung (MPG) hat zur Entwicklung von medizinischen
Geräten geführt, die Bakterien töten und zur schnelleren Wundheilung
beitragen.
• Alpha-Magnet-Spektrometer (AMS)
• Hinweise auf die Existenz dunkler Materie
• Neues Verständnis der Kosmischen StrahlungDLR.de • Folie 21
Die Mission HORIZONS
• ISS-Inkrement / Expedition 56/57
• Zeitraum: Juni 2018 bis Oktober 2018
• Erster deutscher ISS-Commander
(zweite Hälfte der Mission)
• Pilot
• Ausrichtung der Mission:
Astronautik, Robotik und Exploration Sergey Prokopyev
Alexander Gerst
• Ca. 60 Experimente aus Deutschland
und Europa, zusätzlich zahlreiche NASA Serena Auñón-Chancellor
und JAXA Experimente
• EVA ist zzt.
• Geplant: An- und Abdocken eines
SpaceX Dragon (CRS-15) und eines
HTV
• Geplant: Erstflug von SpaceX Dragon V2
und Boeing CST-100
@DLRDLR.de • Folie 22 > Vortrag > Autor • Dokumentname > Datum
Kommander - Rolle
• Zweiter Europäer nach dem Belgier Frank de Winne
• Übernahme A. Gerst von Andrew Feustel in Hand-over Zermonie Ende August und
Weitergabe an den Kosmonauten A.Ovchinin Ende Oktober
• Die Verantwortung entspricht etwa der eines Schiffkapitäns bei der Seefahrt:
• für die Crew an Bord verantwortlich; ihre Sicherheit und Gesundheit; sorgt für
keine Überbelatung der Crew
• Teambildung – Team Work: harmonisch, geschlossen, gegenseitiges Vertrauen
und Respekt auch bei Multi-Kulti; beginnt bereits am Boden während der
Missionsvorbereitung führt er die Crew durch das Trainingscurriculum.
• hilft etwaige Konflikte zu lösen
• arbeitet intensiv mit dem Flugdirektor am Boden zusammen
• Schutz der ISS Elemente und Kennen der Experimente sowie des ISS Betriebes
• Postflight gewährleistet, dass die ISS-Crew die diversen „Postflight“ Aktionen, z.B. die
wichtigen medizinischen Nachuntersuchungen abschließt.DLR.de • Chart 23 > Lecture > Author • Document > Date
Mission Content and Overview about German Contributions
Cold Atoms Lab (CAL)
FARAGIS / EPICON EML Batch 2
FLUMIAS
MSL Batch 2 /
Demonstrator Physics and
Life TRANSPARENT-1
MyotonS Material
Sciences
Science Soft Matter Dynamics
SpaceConcrete - Beton
Bake In Space
Commercial Experiments Mobile Companion
Light Field Camera driven CiMON
Robotics
Experiments Inc. 56/57
MetabolicSpace A. Gerst SUPVIS-JUSTIN
SpaceTex-2 Schülerwettbewerb
Education 2018
Technology and Beschützer der Erde 2.0
and Public
Phtobioreacto (PBR) Astrophysics Outreach Studentenwettbewerb –
(später) Überflieger (3 Exp.)
Wireless Compose Zeitkapsel
ICARUS Hosentaschenexperimen
te II (5 Exp.)
MagVector / MFX-2
Kepler ISS (Columbus
MarconISSta ARISS Calls Eye)DLR.de • Chart 24 > Lecture > Author • Document > Date CIMON (nationale Beistellung) Crew Interactive MObile companioN Robotisches Assistance System mit künstlicher Intelligenz • persönlicher Assistent für Astronauten • frei schwebend • Kann Astronauten folgen. • Darstellung von Bildschirminhalten • Kommunikation über Künstliche Intelligenz
DLR.de • Folie 25 > Vortrag > Autor • Dokumentname > Datum FLUMIAS-Demonstrator • Technologiedemonstrator eines Fluoreszenz-Lebend-Zellen-Mikroskop • Beobachtung der Veränderungen in Zellen in der Schwerelosigkeit
DLR.de • Folie 26 EML = Electro Magnetic Levitator
DLR.de • Folie 27 > Vortrag > Autor • Dokumentname > Datum ICARUS • deutsch-russische Kooperation • 5 Gram schwere Sender zur Verfolgung von Tierwanderungen • Empfangsantenne auf dem russischen Teil der ISS ( im Feb. 2018 mit Progress 69 angekommen) • Installation während HORIZONS • Erforschung Tierwanderungen kann vielfältige Aussage über unsere Umwelt ermöglichen: Klimatische Veränderung; Artenschutz; Gesundheit (Ausbreitung von Krankheiten)
DLR.de • Chart 28 > Lecture > Author • Document > Date Beschützer der Erde 2.0 • Alexander Gerst wird 2018 zum zweiten Mal einen Blick aus der „Vogelperspektive“ auf die Erde werfen können. Städte, Wälder und Landstreifen und Gewässer geben ihm einen Eindruck, wie sich die Erde und das Leben auf ihr entwickelt und verändert. Die Beobachtung der Erde und ihres Ökosystems vom Weltall aus ist für uns auf der Erde von großer Bedeutung • Schülerwettbewerb ermutigt Schüler/innen einen anderen Blickwinkel einzunehmen und sich als Jungforscher mit der Fernerkundung aus dem All und dem Schutz der Lebensräume zu beschäftigen. • Ergänzt wird der Wettbewerb durch die Initiative ICARUS (International Cooperation of Animal Research Using Space) des Max-Planck-Instituts für Ornithologie, die mittels einer auf der ISS angebrachten Antenne, Vögel beobachten und dadurch Ökosysteme erforschen kann. • Wettbewerb für 9. + 10. Klasse; Start Anfang April mit Registrierung
DLR.de • Folie 29 > Vortrag > Autor • Dokumentname > Datum
Überflieger
• Wettbewerb zur Auswahl studentischer
Experimente
Neue Antriebstechnik:
• PAPELL – Uni Stuttgart
Als Pumpe bewegt ein so genanntes
Ferrofluid, (eine Flüssigkeit mit kleinsten
magnetischen Partikeln) mit der Hilfe von
Elektromagneten
Planeten Entstehung
• ARISE – Uni Duisburg-Essen
Zusammenballung von Glasperlen durch
elektrische Aufladung
• EXCISS – Uni Frankfurt
Entstehung von Chondren, Meteoriten:
eine Staubwolke wird Blitzen ausgesetztDLR.de • Chart 30 > Lecture > Author • Document > Date
PROJEKT_4D – Die Zeitkapsel
• Alexander Gerst etwas ganz Außergewöhnliches an Bord haben => Zeitkapsel
• Speziellen Datenträger mit den Wünschen von Kindern und Jugendlichen
für die Zukunft
• sowie eine Reihe von Dokumenten, die unsere Welt zum heutigen
Zeitpunkt repräsentieren.
• symbolische „Mini-Objekte“
• Während einer Liveschaltung mit etwa 1000 Kindern
und Jugendlichen wird er die Zeitkapsel versiegeln.
•
• Nach ihrer Rückkehr zur Erde soll die Zeitkapsel dem Haus der Geschichte in
Bonn übergeben werden – und zwar unter der Maßgabe, dass sie erst am 50.
Jahrestag des Starts geöffnet wird.
• Wettbewerb für die Wünsche:
http://www.dlr.de/next/desktopdefault.aspx/tabid-11998/21076_read-49014/DLR.de • Chart 31 > Lecture > Author • Document > Date
Fliegendes Klassenzimmer II
DLR Jugendbildung
• Hosentaschenexperimente, die A.Gerst auf der ISS durch
führt und erklärt. Veröffentlichung auf der DLR Internetseite
„DLR_next“ www.dlr.de/next
• 3D-Druck: Verhalten (Dämpfungsmechanismus) von
Granularer Materie
• „Sendung mit der Maus“: Weltraum-Experiment Vorschlag
von Kindern (ähnlich zu 2014 Aktion42)
• Springende Bälle („Bouncing“) innerhalb einer Röhre, fixiert
und Floatend
• Elektrostatische Effekte zur Kristallisation
• Wie wiegt ein Astronaut sein Gewicht?
• Messung von Beschleunigung mit AstroPi und anderen
miniPCs, wie z.B. CALLIOPEDLR.de • Chart 32 > Lecture > Author • Document > Date
Implementierung über ESA:
Dokumente, Meetings, Boards etc.
• 1. Experiment Input : 2-Pager => ESR (Experiment Science Request) L-15 Monate
ESA PIM (Payload Integration Manager)
Review (ESA zuständige)
• Humanphysiologische Experimente müssen durch ein Medical Board; spezielle
Dokumentation (zunächst ESA approval und dann weiter zur NASA); hier gibt der
Astronaut seine Zustimmung
• Safety Meeting und Safety Documentation: Safety Data Package (Scharfe Kanten;
Toxisch; Material; Batterien; brennbar…)
• USOC: Prozeduren für Flight und fürs Training am Boden; genaue Zeitermittlung
und Verifizierung MOIC (Mission Operation Implementation Concept) und EST
(Experiment Sequence Test)
=> Flight readiness acceptance packagesDLR.de • Folie 33 Leben und Forschen auf der ISS • Johannes Weppler • 13. Januar 2016 Weitere Schulprojekte KEPLER ISS ARISS CALLS • Live-Videos der Erdoberfläche im • ARISS Events (10 Stück) (Schulen Schulunterricht nehmen über Amateurfunkt Kontakt • www.columbuseye.uni-bonn.de mit Alex auf
DLR.de • Chart 34 > Lecture > Author • Document > Date Öffentlichkeitsarbeit • In- Flight Calls • Start- und Landungsveranstaltungen • Soziale Medien • Sonstige Medien • Pressekonferenzen
DLR Mission Team
This Force is with Alexander
We are looking forward to see him in SpaceSie können auch lesen
