23. Januar 2016

Krebs­for­schung in Schwe­re­lo­sig­keit mit TE­XUS 53

Bil­der­buch­start von TE­XUS 53 am 23. Ja­nu­ar 2016 in Kiru­na
Bild 1/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

Bilderbuchstart von TEXUS 53 am 23. Januar 2016 in Kiruna

Bei fros­ti­gen mi­nus 30 Grad, aber kla­ren und ru­hi­gen Wet­ter­ver­hält­nis­sen ist die DLR For­schungs­ra­ke­te TE­XUS 53 plan­mä­ßig am 23. Ja­nu­ar 2016 um 9.30 Uhr vom nord­schwe­di­schen Raum­fahrt­zen­trum Es­ran­ge bei Kiru­na nach nur ei­nem Count­down ge­star­tet und er­reich­te ei­ne Flug­hö­he von 253 Ki­lo­me­tern. Al­le Ex­pe­ri­men­te ver­lie­fen nach ers­ten Er­kennt­nis­sen no­mi­nell.
Schild­drü­sen­zel­len un­ter dem Mi­kro­skop
Bild 2/3, Credit: Universitätsklinikum Magdeburg.

Schilddrüsenzellen unter dem Mikroskop

An­hand von iso­lier­ten mensch­li­chen Schild­drü­sen-Krebs­zel­len wol­len die Wis­sen­schaft­ler der Uni­ver­si­tät Mag­de­burg frü­he Gen­ver­än­de­run­gen er­fas­sen. Das Zy­toske­lett ist rot ein­ge­färbt, wäh­rend die Zell­ker­ne blau ge­färbt sind.
TE­XUS 53 wird zum Start­turm trans­por­tiert
Bild 3/3, Credit: DLR (CC-BY 3.0).

TEXUS 53 wird zum Startturm transportiert

Die in­te­grier­te Nutz­last von TE­XUS 53 wird auf den Trans­port­wa­gen ver­la­den und an­schlie­ßend in den Start­turm ge­fah­ren, wo die Mo­to­ren be­reis an der Ram­pe mon­tiert sind.

Höhenforschungsrakete des DLR trägt fünf Experimente ins Weltall

Am 23. Januar 2016 haben fünf Experimente deutscher Wissenschaftler an Bord einer TE­XUS-Forschungsrakete des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen "kurzen Abstecher" in die Schwerelosigkeit gemacht: Rund sechs Minuten lang konnten die Versuche aus Biologie, Physik und Materialforschung ohne den Einfluss irdischer Schwerkraft ablaufen. Die Experimente sollen unter anderem dazu beitragen, Fragen aus der Krebsforschung zu beantworten und Solarzellenen zu optimieren. Die TEXUS-53-Rakete war um 9.30 Uhr vom Raumfahrtzentrum Esrange bei Kiruna in Nordschweden gestartet und hatte die Experimente in eine Höhe von 253 Kilometern getragen.

Den Mechanismen, die in Krebszellen ablaufen, wollen Forscher der Universität Magdeburg auf die Spur kommen. In Ihrem Experiment THYROID untersuchen sie daher den Einfluss der Schwerelosigkeit auf isolierte menschliche Schilddrüsen-Krebszellen. "Mit den Ergebnissen wird es für uns noch besser möglich sein, frühe Genveränderungen zu erfassen und deren Bedeutung für den Stoffwechsel in den Zellen abzuschätzen", erklärt Projektleiterin Prof. Daniela Grimm. Frühere Experimente in Schwerelosigkeit hatten bereits bewiesen, dass kurze Phasen der Schwerelosigkeit sowohl die Struktur als auch die Gene der Zellen beeinflussen. Außerdem scheint Langzeit-Schwerelosigkeit in der Lage zu sein, Änderungen beim Zellwachstum hervorzurufen und die Bösartigkeit dieser Zellen abzumildern. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Forschung an Krebszellen unter Schwerelosigkeit neue Erkenntnisse ermöglicht, die bei der Entwicklung von neuen Ansätzen für Antikrebs-Wirkstoffe hilfreich sein können. Auf dem TEXUS-53-Flug wollen die Wissenschaftler vor allem die Gene und Proteine der Krebszellen detailliert bestimmen.

Wie können Solarzellen künftig einen besseren Beitrag zur Energiegewinnung leisten?

Ob die Solarenergie zukünftig eine wachsende Rolle bei der globalen Energiegewinnung spielen kann, hängt neben den Speichermöglichkeiten vor allem von der Effizienz und Qualität der einzelnen Solarzellen ab. Diese zu optimieren, ist Ziel des Experiments von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Systeme und Bauelemente-Technologie (IISB) in Erlangen und der Universität Freiburg. "ParSiWal-2" (Bestimmung der kritischen Einfanggeschwindigkeit von Partikeln bei der gerichteten Erstarrung von Solarsilizium im Weltall) untersucht den unerwünschten Einbau von Siliziumnitrid (Si3N4)-Partikeln, der bei der Kristallisation von Siliziumkristallen auftreten kann. Da dieser Einbau die Qualität der Solarzellen mindert, gilt es herauszufinden, wie sich dies bei der Produktion zukünftig vermeiden lässt. Bereits auf dem Flug von TEXUS 51 im April 2015 hatten die Wissenschaftler mit dem Vorläuferexperiment ParSiWal den Einbau von Siliziumkarbid (SiC)-Partikeln erfolgreich untersucht.

Lasertechnologie für die Raumfahrt

Optische Laser werden bereits in vielen Forschungsbereichen angewendet, etwa in der Klimaforschung, um Spurengase in der Atmosphäre aufzuspüren, oder in der Astrophysik. Beim Experiment "FOKUS-1B" (Faserlaser-basierter optischer Kammgenerator unter Schwerelosigkeit) wird ein am Max-Planck Institut für Quantenoptik entwickelter optischer Laser (Frequenzkamm) auf seine Anwendungsfähigkeit in der Raumfahrt getestet.

Im KALEXUS-Experiment (Kalium-Laser-Experimente unter Schwerelosigkeit) der Universität Berlin haben die Wissenschaftler die Eigenschaften spezieller miniaturisierter Lasersysteme (ECDL) zur Kalium-Spektroskopie untersucht. Im Experiment soll getestet werden, ob diese Technologie auch auf Raketenflügen angewendet werden kann. Dies ist ein wichtiger Schritt im Hinblick auf den Einsatz bei zukünftigen Weltraummissionen.

Auch Pflanzen können Schwerelosigkeit wahrnehmen

Wie nehmen Lebewesen Schwerelosigkeit wahr? Dieser Frage geht das Experiment CAMELEON von Wissenschaftlern der Universität Tübingen nach. Dazu messen sie in einer Modellpflanze, der Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana), den Gehalt von Kalzium-Ionen während des TEXUS-Fluges. Pflanzen nutzen Calcium, Signalketten, zum Beispiel bei der Wahrnehmung von Schwerkraft bzw. Schwerelosigkeit. Aus früheren Untersuchungen auf Parabelflügen ist bekannt, dass unter Schwerelosigkeit bereits nach wenigen Sekunden eine Zunahme des Kalziumgehaltes auftritt und über 20 Sekunden zu beobachten ist. Da auf einem TEXUS-Flug sechs Minuten Experimentierzeit in Schwerelosigkeit zur Verfügung stehen, wollen die Wissenschaftler prüfen, wie lange sich der erhöhte Kalziumwert hält und ob es zu einer für Schwerelosigkeit spezifischen Schwankung des Kalziumgehaltes kommt.

Im gesamten TEXUS-Programm wurden seit 1977 rund 320 wissenschaftliche Experimente durchgeführt, 70 Prozent davon im Auftrag des DLR und etwa 30 Prozent im Rahmen einer Beteiligung durch die Europäische Weltraumorganisation ESA. Mit den Startvorbereitungen und der Durchführung der TEXUS-53-Kampagne hat das DLR Raumfahrtmanagement die Firma Airbus Defense & Space in Bremen beauftragt. Weiterhin beteiligt sind die Firma OHB-System AG in München und die Mobile Raketenbasis des DLR (MORABA) in Oberpfaffenhofen. Die zweistufige Trägerrakete VSB-30 wurde gemeinsam von den brasilianischen Raumfahrtorganisationen DCTA (Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial) und IAE (Instituto de Aeronáutica e Espaço), der MORABA, sowie der schwedischen Raumfahrtorganisation SSC entwickelt.

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