Alle Infos zur Zeitkapsel – fast alle jedenfalls …

Im Jahr 2018 wird Alexander Gerst ein zweites Mal auf der Internationalen Raumstation leben und arbeiten. Neben vielen wissenschaftlichen Experimenten, Geräten und Instrumenten wird er dabei auch ein ganz außergewöhnliches Objekt an Bord haben: eine Zeitkapsel.
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Die Wünsche von Schülerinnen und Schülern aus ganz Deutschland für die Zukunft, dazu Fotos aus dem Alltag vieler Menschen – das sind einige der Inhalte der Zeitkapsel, die im Jahr 2018 zusammen mit Alexander Gerst an Bord der Internationalen Raumstation viele Male unseren Planeten umkreisen wird. Nach der Rückkehr zur Erde wird der deutsche ESA-Astronaut die Kapsel dem Haus der Geschichte in Bonn übergeben, wo die Aluminiumkugel anschließend ein halbes Jahrhundert lang aufbewahrt wird: Denn erst am 50. Jahrestag des Starts der Weltraum-Mission darf die Kapsel wieder geöffnet werden.

Eine Reise durch Raum und Zeit

Der Flyer zum Zeitkapsel-Projekt wurde per E-Mail an über 30.000 Schulen verschickt.
Der Flyer zum Zeitkapsel-Projekt wurde per E-Mail an über 30.000 Schulen verschickt.

„Projekt_4D“ heißt die Zeitkapsel-Aktion des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Denn nach einer mehrmonatigen Reise durchs All, also durch den dreidimensionalen Raum, wird die Kapsel gewissermaßen durch die Zeit reisen, die auch als vierte Dimension bezeichnet wird. Mit dem Aufruf an alle Schulen des Landes möchte das DLR Kinder und Jugendliche auf die Raumfahrt-Mission von Alexander Gerst aufmerksam machen und die Schülerinnen und Schüler für Forschung und Technik begeistern. In den Schulen können Teams gebildet werden, die sich Gedanken über die Zukunft machen: Wie soll unsere Welt in 50 Jahren aussehen? Was sollten wir verbessern, welche Probleme vorrangig lösen? Und welche Ziele setzen sich die jungen Menschen von heute für ihr eigenes Leben? Haben sie auch Botschaften an die junge Generation von morgen? Ob Umweltfragen oder Konflikte und Krisen, ob kleine Alltagsprobleme oder große Politik – die Schülerinnen und Schüler können bis zum 30. Juni 2017 ihre Ansichten formulieren und mit einem Foto ihres Teams einsenden. Gesammelt werden die Beiträge von der Stiftung Lesen, die bei diesem Projekt Kooperationspartner des DLR ist. Infos und die Mail-Adresse zur Einsendung finden sich hier.

Fotos als Alltags-Schnipsel

Hier einige der fotografischen „Alltags-Schnipsel“, die uns inzwischen zugeschickt wurden.
Hier einige der fotografischen „Alltags-Schnipsel“, die uns inzwischen zugeschickt wurden.

Kaum hatten DLR und Stiftung Lesen die Zeitkapsel-Aktion bei den Schulen bekannt gemacht, da fragten auch schon viele Erwachsene über die Sozialen Medien nach, ob sie nicht ebenfalls an dem Projekt teilnehmen könnten. Also hat das DLR spontan eine zusätzliche Aktion beschlossen: Wer mitmachen will, kann bis zum 30. Juni 2017 Fotos aus dem Alltag von heute ans DLR schicken – und je nach Anzahl der Bilder wird eine Auswahl in der Zeitkapsel mitgenommen. Heutzutage nennt man solche fotografischen „Alltags-Schnipsel“ auch „Slices of Life“. Und es dürfte in 50 Jahren ja wirklich interessant sein, diese fotografischen Momentaufnahmen aus dem Leben von heute zu betrachten …

Langlebiger Datenträger

Aber wie kommen die Daten überhaupt in die Kapsel? Wie werden sie dort aufbewahrt? Und wie kann man sicherstellen, dass die vielen Informationen auch in 50 Jahren noch ausgelesen werden können. Dafür enthält die Kapsel einen ganz speziellen Datenträger, nämlich eine sogenannte M-Disc im Blu-Ray-Format. Während bei herkömmlichen Speichern wie DVDs, CDs oder USB-Sticks die Gefahr besteht, dass die Daten über die Jahre und Jahrzehnte „verblassen“ und dann eines Tages nicht mehr lesbar sind, ist diese Disc auch über lange Zeiträume gegen dieses „digitale Vergessen“ immun. Um ganz sicher zu gehen, übergibt das DLR außerdem ein Duplikat des Datenträgers an das Haus der Geschichte. Diese „Backup-Version“ wird zusammen mit einem heutigen Abspielgerät eingelagert, denn es ist ja nicht klar, ob es in 50 Jahren überhaupt noch heutige Player gibt. Zusätzlich wird das Museum die Daten immer wieder auf neue Technologien übertragen, wenn in einigen Jahren oder Jahrzehnten möglicherweise ganz andere technische Verfahren entwickelt sein sollten.

Eine Zeitkapsel – drei Kugeln

Der erste Prototyp der Zeitkapsel in der Lehrwerkstatt des DLR in Braunschweig. Damals wog sie noch 700 Gamm, war 15 Zentimeter groß und hatte 4 Millimeter Dicke.  Die finale Version mit 13 Zentimetern Durchmesser und 3 Millimetern Wandstärke wiegt weniger als 500 Gramm.
Der erste Prototyp der Zeitkapsel in der Lehrwerkstatt des DLR in Braunschweig. Damals wog sie noch 700 Gamm, war 15 Zentimeter groß und hatte 4 Millimeter Dicke. Die finale Version mit 13 Zentimetern Durchmesser und 3 Millimetern Wandstärke wiegt weniger als 500 Gramm.

Die Zeitkapsel selbst ist eine Hohlkugel aus Aluminium. Sie hat einen Außendurchmesser von 13,3 Zentimetern (bei 3 Millimetern Wandstärke) und besteht aus zwei Halbkugeln, die mit einem Schraubgewinde verbunden werden. Damit ist sie gerade groß genug, um den Datenträger mit seinen 12 Zentimetern Durchmesser aufzunehmen. Nerd-Wissen am Rande: Dass DVDs (und damit auch die M-Disc) 12 Zentimeter Durchmesser haben, hat angeblich mit folgendem Sachverhalt zu tun: DVDs haben ihre Größe von CDs übernommen – und als darüber entschieden wurde, wie viel Speichervolumen eine CD haben soll, orientierte man sich an Beethovens 9. Symphonie: Die sollte auf jeden Fall auf eine CD passen. Das ergab dann die besagten 12 Zentimeter Durchmesser, die bei Erfindung der DVD übernommen wurden. Wie auch immer: Hergestellt wurde die Zeitkapsel-Kugel von Auszubildenden am DLR-Standort Braunschweig, die hier großartige Arbeit geleistet haben: Denn aus einem Aluminiumblock zwei Halbkugeln zu fräsen, die eine nur 3 Millimeter dünne Wand haben – das ist schon großes Kino!

Auszubildende und Betreuer im DLR Braunschweig mit der fertigen Zeitkapsel.
Auszubildende und Betreuer im DLR Braunschweig mit der fertigen Zeitkapsel.

Insgesamt sind von den Azubis im März und April 2017 drei Kugeln gefertigt worden. Eine davon wird mit Alex im Weltraum sein. Die zweite Kapsel dient zur Sicherheit als Reserve: Sie würde mit identischen Inhalten an das Museum übergeben, falls die Weltraum-Kapsel aus irgendeinem Grund beschädigt werden oder verloren gehen sollte – quasi „verschollen im Weltraum“! Das dritte Exemplar dient bei der Vorbereitung zu Testzwecken – etwa um die Haltbarkeit der Kugel während der starken Vibrationen beim Start oder den harten Ruck bei der Landung zu überprüfen. Um das auf der Erde zu testen, gibt es Rütteltische: Darauf wird das baugleiche Testobjekt nicht einfach kräftig geschüttelt, sondern es wird exakt das Profil eines Starts und der Rückkehr nachgefahren.

Das Zeitkapsel-Projekt ähnelt also in gewisser Weise den Verfahren, wie sie bei „echter“ Raumfahrt-Hardware üblich sind: Für Geräte und Instrumente werden da auch oftmals die originale Flughardware plus eine Backup-Version und schließlich ein Test-Modell (auch Ingenieurmodell genannt) hergestellt – und auch da gibt es die entsprechenden Tests. Übrigens gilt das auch für das „Paperwork“: Man kann schließlich nicht irgendeinen beliebigen Gegenstand zur ISS schicken. Nur was die strengen Auflagen in Sachen Sicherheit erfüllt, darf an Bord! Da geht es um Druck und Entflammbarkeit, Gewicht und Größe und auch um Ausgasung. Ihr kennt das vielleicht von Textilien, die vor der ersten Wäsche manchmal einen leicht chemischen Geruch haben. Da man auf der ISS nicht eben mal die Fenster aufmachen kann, würde dadurch die Atemluft belastet … Auch für die Zeitkapsel und ihre Inhalte mussten daher viele Angaben zur Materialbeschaffenheit zusammengetragen und an die Safety-Experten der ESA und NASA übermittelt werden.

Papierflieger und außerirdische Materie

Im Inneren der Kugel befindet sich nicht nur der Datenträger mit den Dateien. Auch einige symbolische Objekte sind darin enthalten – immer in kleinen Metallzylindern verpackt, die ebenfalls von DLR-Auszubildenden stammen, und zwar aus dem DLR-Standort Köln.

Eine zehnjährige Schülerin hat den Mini-Papierflieger gefaltet, der in der Zeitkapsel mit ins All fliegen wird.
Eine zehnjährige Schülerin hat den Mini-Papierflieger gefaltet, der in der Zeitkapsel mit ins All fliegen wird.

Dazu gehört ein winzig kleiner Papierflieger, den ein zehnjähriges Mädchen gefaltet hat. Er misst gerade einmal etwas mehr als einen Zentimeter Spannweite. Der Typ des Mini-Fliegers (Schwalbe oder manchmal auch Taube genannt) ist übrigens genau derselbe, den Alexander Gerst (natürlich in Originalgröße) auf seiner ersten ISS-Mission im Jahr 2014 mit an Bord hatte – hier ein interessantes Video dazu.

Während das Papierflugzeug für die Luftfahrt steht, wird das Thema Raumfahrt bzw. Weltraum durch Meteoriten-Bruchstücke symbolisiert: In der Zeitkapsel befinden sich gleich mehrere kleine Stückchen außerirdischer Materie – auch extrem seltene Stücke! Darunter ist ein kleines Bruchstück, das von einem Asteroiden stammt und weitgehend aus Eisen besteht. Der schwarze „Klumpen“ wurde an einer Seite nachträglich durchgeschnitten und poliert, sodass er dort strahlend silbern wie ein Spiegel glänzt. Er stammt von einem viele Tonnen schweren Brocken, der 1947 in Sibirien einschlug – einer der größten Meteoriten-Einschläge der jüngeren Geschichte! Der Meteorit ist unter dem Namen Sikhote-Alin bekannt (so hieß die Region, in der der Meteorit niederging).

Diese Bruchstücke von außerirdischer und irdischer Materie sind in der Kapsel. Von links nach rechts: Ein Stück des geheimnisvollen Meteoriten NWA 7325, der vielleicht vom Merkur stammt, ein Stück Moldavit, eine dünne Scheibe Mondgestein, ein kleines Steinchen vom Mars und ein Stück eines Asteroiden, das nachträglich aufgeschnitten und poliert wurde, sodass die Schnittfläche spiegelblank ist.
Diese Bruchstücke von außerirdischer und irdischer Materie sind in der Kapsel. Von links nach rechts: Ein Stück des geheimnisvollen Meteoriten NWA 7325, der vielleicht vom Merkur stammt, ein Stück Moldavit, eine dünne Scheibe Mondgestein, ein kleines Steinchen vom Mars und ein Stück eines Asteroiden, das nachträglich aufgeschnitten und poliert wurde, sodass die Schnittfläche spiegelblank ist.

Wenn Meteoriten andere Himmelskörper treffen, sprengen sie dort gelegentlich Materiebrocken aus der Kruste, die dann ins All hinausgeschleudert werden und durch den Weltraum „vagabundieren“. Manche von ihnen geraten dann in den Bann der Erdanziehung und schlagen schließlich auf der Erde ein. So findet man auf der Erde vereinzelt Gestein, das vom Mond oder sogar von Mars stammt – beide Himmelskörper sind ja von Einschlagskratern übersät. Zwei solcher Stücke – eine dünne Scheibe Mondgestein und ein winziger Splitter vom Mars – sind ebenfalls in der Zeitkapsel. Auch ein ganz besonderes Stück irdischen Materials ist darin enthalten: Es handelt sich um einen sogenannten Moldavit – ein grünliches Glas. Entstanden sind diese seltsamen Formationen, die wie ein unpolierter Edelstein (manche sagen auch wie die Scherbe einer grünen Bierflasche) aussehen, als vor etwa 15 Millionen Jahren ein gewaltiger Meteorit im heutigen Nördlinger Ries einschlug. Diese Landschaft wirkt heute wie ein sanft abfallender Talkessel – in Wirklichkeit aber ist es ein riesiger Meteoritenkrater, der allmählich durch Wind, Wetter und Erosion wieder aufgefüllt und am Rand „abgeschliffen“ wurde. Was dieser Krater mit dem grünen Glas zu tun hat? Beim damaligen Einschlag entstand eine solch enorme Hitze, dass das Gestein aufgeschmolzen wurde. Und so wie auch normales Glas vereinfacht gesagt aus Sand (und anderen Zutaten) besteht, wurde das Gestein damals durch die hohen Temperaturen in Glas verwandelt.

Der rätselhafteste Stein der Welt!

Der rätselhafteste Stein der Welt unterm Mikroskop.
Der rätselhafteste Stein der Welt unterm Mikroskop.

Spätestens ab hier wird die Sache mit der Zeitkapsel zu einer unglaublichen Geschichte! Die drei Stücke außerirdischer Materie und das geschmolzene Glas – der Moldavit – stammen vom Meteoritensammler Stefan Ralew. Er versorgt gelegentlich das DLR_School_Lab Berlin – eines der vielen DLR-Schülerlabore – mit Nachschub. Denn dort können Schülerinnen und Schüler bei einem Mitmach-Experiment Meteoritengestein unter dem Mikroskop untersuchen. Und als der Experte von dem Projekt mit der Zeitkapsel und den Wünschen der Kinder für die Zukunft erfuhr, fand er es so faszinierend, dass er noch ein ganz besonderes Geschenk hinzufügte: ein kleines Stück des rätselhaftesten Steins der Welt! Der seltsame Stein, der von einer grünlichen Kruste überzogen ist, wurde 2012 in Marokko gefunden. Er ist unter der Bezeichnung NWA 7325 bekannt – und bis heute in der Fachwelt heiß diskutiert! Analysen in Fachlaboren zeigten zunächst, dass er nicht von der Erde stammt. Aber aufgrund der chemischen Zusammensetzung kann er auch nicht vom Mond oder vom Mars und auch nicht von einem Asteroiden kommen. Erst die Daten der NASA-Sonde MESSENGER, die den Merkur untersuchte, ergaben eine große chemische Übereinstimmung zwischen der Merkurkruste und dem Fundstück. Daher nimmt man an, dass es sich um den einzigen bekannten Merkur-Meteoriten handeln könnte. Sicher ist das allerdings nicht. Sollte der Stein nicht vom Merkur stammen, würde die Sache allerdings nur noch mysteriöser: Dann wäre es sogar denkbar, dass er von einem Planeten stammt, den wir nicht mehr kennen – vielleicht weil er in der Frühzeit des Sonnensystems mit einem anderen Himmelskörper kollidiert ist (solche Zusammenstöße hat es anfangs offenbar gleich mehrfach gegeben, als das Sonnensystem noch jung war). Aber das sind „wilde Spekulationen“ und die Merkur-These ist bisher die naheliegendste Erklärung … So oder so: Rätselhaft bleibt der Stein allemal. Er enthält übrigens kaum Eisen; das deutet darauf hin, dass er von einem Planeten stammt, weil dort das schwere Eisen ins Innere zum Kern „gesunken“ ist. Die grüne Farbe stammt von Chromverbindungen; sie ist hier im Bild gut zu erkennen.

Ein Spielzeugauto kommt ebenfalls in die Kapsel – und zwar ein kleiner DeLorean.
Ein Spielzeugauto kommt ebenfalls in die Kapsel – und zwar ein kleiner DeLorean.

Der Papierflieger und die Meteoriten-Stücke sind übrigens nicht die einzigen symbolischen Mini-Objekte in der Kapsel. Außerdem befinden sich auch für die DLR-Forschungsgebiete Verkehr und Energie kleine Mitgaben im Inneren der Aluminiumkugel. Für den Verkehr ist das ein Spielzeug-Auto – und zwar ein kleiner DeLorean. Science-Fiction-Fans wissen sicher auf Anhieb, was es damit auf sich hat und warum kein anderes Modell so gut in eine Zeitkapsel passt. Und eine von Schülerinnen und Schülern selbst gebaute Sonnenuhr steht symbolisch für die Sonnenenergie – und damit für die Hoffnung auf eine umweltneutrale Energieversorgung. Mal sehen, ob sie in 50 Jahren noch geht ;-)

Skizze der Zeitkapsel: Im Inneren sieht man die Anordnung der vier Metallzylinder. Aus den DVDs ist im Laufe des Projektes eine sog. M-Disc geworden.
Skizze der Zeitkapsel: Im Inneren sieht man die Anordnung der vier Metallzylinder. Aus den DVDs ist im Laufe des Projektes eine sog. M-Disc geworden.

Die vier Metallzylinder, in denen sich die symbolischen Objekte befinden, und auch die Ummantelung der M-Disc sind übrigens gut gepolstert – und zwar ganz überwiegend mit Luft! Ja, ihr habt richtig gelesen. Denn das Material, das die Dinge im Inneren der Kapsel vor Startvibrationen und anderen Erschütterungen schützt und abfedert, besteht zu einem Großteil aus Luft. Es handelt sich um ein sogenanntes Aerogel, das vom DLR-Institut für Werkstoff-Forschung entwickelt wurde. Das Material fühlt sich weich wie ein Marshmallow an und sieht auch so aus: strahlend weiß. Einer der großen Vorteile dieses Aerogels: Es verändert sich auch über lange Zeiträume nicht. Würde man dagegen herkömmlichen Schaumstoff nehmen, bestünde die Gefahr, dass er sich über die Jahrzehnte zersetzt. Schlimmstenfalls wäre dann ein klebriger „Brei“ in der Kapsel, wenn sie im Jahr 2068 geöffnet wird. Das Aerogel auf Silikat-Basis ist dagegen – vereinfacht gesagt – nichts anderes als Luft mit aufgeschäumtem „Sand“. Und es hält hohe Temperaturen aus, ist feuchtigkeitsabweisend (da siedeln sich dann keine Bakterien oder Pilze an) und eben langzeitbeständig.

Zaubertinte und ein geheimnisvoller Zettel

Dass der Stein, der möglicherweise vom Merkur stammt, ein großes Rätsel darstellt, ist klar. Aber die Zeitkapsel birgt noch andere Geheimnisse. Nichts davon wird verraten – nur so viel: Die Geheimnisse haben unter anderem mit einem Zettel und einer Zahl zu tun, mit „Zaubertinte“ und auch mit den Abmaßen der Kugel selbst und einigen Dateien, die auf dem Datenträger „versteckt“ sind. Damit alles sicher unter Verschluss bleibt, wird Alex die Kapsel an Bord der Raumstation versiegeln – wenn alles nach Plan verläuft bei einer Live-Übertragung mit hunderten von Kindern in Berlin. Ihr fragt euch jetzt vielleicht, ob Alex die Geheimnisse in der Kugel kennt. Ja, tut er – die meisten jedenfalls ;-)

Apropos Zaubertinte: Alex soll ja die Kapsel an Bord der ISS versiegeln und das Siegel – einen Aufkleber aus Goldfolie – auch unterschreiben. Aber welcher Stift schreibt auf Goldfolie und vor allem in Schwerelosigkeit. Und wie findet man das heraus? Das Problem ist ja, dass auf der Erde die Anziehungskraft die Tinte oder Flüssigkeit im Stift nach unten zieht – was aber in Schwerelosigkeit eben nicht mehr funktioniert. Um das zu simulieren, wurde der Stift eine Nacht lang „kopfüber“ in ein Glas gestellt und am nächsten Morgen eine Schreibprobe auf der Originalfolie gemacht. Hat funktioniert … Das kleine Beispiel soll nur zeigen: Oft sind es Details, die man testen muss, damit wirklich alles (hoffentlich) klappt.

Was passiert im Jahr 2068?

Wann immer Alex im Frühjahr 2018 ins All startet – sobald der Countdown für seinen Flug bei „null“ angekommen ist und die Rakete abhebt, beginnt ein neuer Countdown: Von diesem Moment an tickt die Uhr! Und zwar ein halbes Jahrhundert lang. Genau am 50. Jahrestag des Starts darf die Kapsel wieder geöffnet werden – keinen Tag früher! Das ist die Bedingung, unter der das DLR dem Haus der Geschichte die Zeitkapsel anvertraut. Das Haus der Geschichte ist übrigens eine unabhängige Stiftung und eine öffentliche Einrichtung der Bundesrepublik Deutschland und damit der beste und „offiziellste“ Ort zur Ausstellung und Verwahrung überhaupt.

Wenn sich der Mond aus unserer Sicht vor die Sonne schiebt, kommt es zu einer Sonnenfinsternis. Bild: SDO
Wenn sich der Mond aus unserer Sicht vor die Sonne schiebt, kommt es zu einer Sonnenfinsternis. Bild: SDO

Wer weiß? Vielleicht sind an dem Tag, an dem die Kapsel feierlich geöffnet wird, auch einige ältere Damen und Herren dabei, die als Kinder an der Aktion teilgenommen und ihre Zukunfts-Wünsche formuliert haben. Aber das wissen wir heute natürlich genauso wenig wie wir nicht vorausahnen können, was im Jahr 2068 sonst noch so alles passieren wird. Mit einigen wenigen Ausnahmen: So ist heute schon bekannt, dass sich kurz nach der Zeitkapsel-Öffnung genau auf der entgegengesetzten Seite der Erde die Sonne verfinstern wird! Klar, das hat nichts miteinander zu tun ;-) Am 31. Mai 2068 wird es nämlich eine totale Sonnenfinsternis geben, die von Neuseeland aus zu beobachten sein wird. Während sich das heute schon auf die Minute genau vorausberechnen lässt, ist ein anderes Himmelsereignis etwas problematischer: Es geht dabei um den Asteroiden Apophis. Er kreuzt immer wieder die Bahn der Erde und wird zum Beispiel im Jahr 2029 sehr knapp an unserem Planeten vorbeifliegen: in einem extrem geringen Abstand, nämlich nur etwas mehr als 30.000 Kilometer, also näher als viele Satelliten! Auch einige Jahre später, im Jahr 2036, rast der mit 300 Metern Durchmesser recht große Asteroid wieder an uns vorbei. Für beide Vorbeiflüge kann eine Kollision mit der Erde sicher ausgeschlossen werden. Doch jedes Mal, wenn der Asteroid von unserem Planeten angezogen und dann wieder ins All „hinausgeschleudert“ wird, bewirkt das eine kleine Änderung der Asteroiden-Bahn – und aus vielen Gründen ist das schwer über sehr lange Zeiträume vorauszuberechnen. Sollte Apophis dabei aber eine bestimmte Stelle im erdnahen Weltraum durchfliegen – man spricht von einem „Schlüsselloch“ –, könnte er auf Crashkurs mit der Erde geraten und im April 2068 tatsächlich unseren Planeten treffen. Die Wahrscheinlichkeit ist allerdings mit etwa 1:150.000 denkbar gering. Es bleibt also mit einiger Sicherheit dabei, dass die Zeitkapsel nicht nur die Reise ins All, sondern auch die letzten Tage ihrer Reise durch die Zeit gut überstehen wird. Vorausgesetzt natürlich, sie wird nicht vorher geöffnet! Das ist nämlich mit der Zeitkapsel im US-Staat Pennsylvania passiert, die eigentlich – wie unsere Kapsel – erst im Jahr 2068 wieder geöffnet werden sollte. Wer immer bei unserer Zeitkapsel auf die Idee kommen sollte, vorher schon mal reinzuschauen: Wehe! Wir haben einen Mechanismus eingebaut, der bei vorzeitiger Brechung des Siegels die Zeit auf das geplante Öffnungs-Datum vorschnellen lässt – weltweit ;-)