9. Juni 2021

Vom Pa­ra­bel­flug zur Raum­sta­ti­on: Tech­no­lo­gie­tests für ISS-Missi­on Cos­mic Kiss in Schwe­re­lo­sig­keit

Retinale Mikrozirkulation in der Schwerelosigkeit
Re­tina­le Mi­kro­zir­ku­la­ti­on in der Schwe­re­lo­sig­keit
Bild 1/6, Credit: Nicolas Courtioux/Novespace

Retinale Mikrozirkulation in der Schwerelosigkeit

Mi­kro­zir­ku­la­ti­on ist der Teil des mensch­li­chen Blut­kreis­laufs, der sich in den kleins­ten Blut­ge­fäßen wie­der­fin­det. Auf die­ser Ebe­ne fin­den der Gas­aus­tausch und der Aus­tausch le­bens­wich­ti­ger Nähr­stof­fe statt. Im Ex­pe­ri­ment des Uni­ver­si­täts­kli­ni­kums Düs­sel­dorf wer­den die­se kleins­ten Blut­ge­fäße im Au­ge, ge­nau­er ge­sagt, das Ge­fäß­netz­wer­kes des Au­gen­hin­ter­grun­des, dar­ge­stellt.
Experimente im Innenraum des Flugzeugs
Ex­pe­ri­men­te im In­nen­raum des Flug­zeugs
Bild 2/6, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Experimente im Innenraum des Flugzeugs

Beim 36. DLR-Pa­ra­bel­flug sind ne­ben acht Ex­pe­ri­men­ten aus den Be­rei­chen Hu­man­phy­sio­lo­gie, Tech­no­lo­gie und Phy­sik auch meh­re­re Tech­no­lo­gie­tests für die ISS-Missi­on Cos­mic-Kiss mit an Bord.
Experiment zur Stabilisierung von Lageregelungssystemen
Ex­pe­ri­ment zur Sta­bi­li­sie­rung von La­ge­re­ge­lungs­sys­te­men
Bild 3/6, Credit: Nicolas Courtioux/Novespace

Experiment zur Stabilisierung von Lageregelungssystemen

Im Rah­men der 36. DLR-Pa­ra­bel­flug­kam­pa­gne wer­den die La­ge­re­ge­lungs­ei­gen­schaf­ten und das Zu­sam­men­wir­ken von FDAs (Fluid­dy­na­mi­schen Ak­tua­to­ren) mit­tels ei­nes 13 Zen­ti­me­ter Kan­ten­län­ge mes­sen­den wür­fel­för­mi­gen Frei­flug­mo­dells un­ter­sucht. Aus den Frei­flug­ver­su­chen kön­nen dann wei­ter­füh­ren­de Er­kennt­nis­se zum Ein­satz von FDAs als zu­künf­ti­ge La­ge­re­ge­lungs­ak­tua­to­ren in Sa­tel­li­ten ge­won­nen wer­den.  
Technologietest "Retinal Diagnostics"
Tech­no­lo­gie­test "Re­tinal Dia­gno­stics"
Bild 4/6, Credit: Nicolas Courtioux/Novespace

Technologietest "Retinal Diagnostics"

"Re­tinal Dia­gno­stics" zählt zu den Tech­no­lo­gie­tests, die Mat­thi­as Mau­rer wäh­rend sei­ner Missi­on auf der ISS durch­füh­ren wird. Das Pro­jekt des DLR-In­sti­tuts für Luft- und Raum­fahrt­me­di­zin in Köln un­ter­sucht mög­li­che Ver­än­de­rung an den Seh­ner­ven wäh­rend Raum­fahrt­mis­sio­nen.
Airbus A310 ZERO-G: Bereit für die 36. DLR-Parabelflugkampagne
Air­bus A310 ZE­RO-G: Be­reit für die 36. DLR-Pa­ra­bel­flug­kam­pa­gne
Bild 5/6, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Airbus A310 ZERO-G: Bereit für die 36. DLR-Parabelflugkampagne

Vom 4. bis zum 11. Ju­ni 2021 fin­det die 36. Pa­ra­bel­flug­kam­pa­gne der Deut­schen Raum­fahr­t­agen­tur im DLR statt. Mit da­bei sind die­ses Mal un­ter an­de­rem meh­re­re Tech­no­lo­gie­tests, die der deut­sche ESA-Astro­naut Mat­thi­as Mau­rer wäh­rend der Cos­mic-Kiss-Missi­on auf der ISS durch­füh­ren soll.
Am Flughafen in Paderborn
Am Flug­ha­fen in Pa­der­born
Bild 6/6, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Am Flughafen in Paderborn

Der Air­bus A310 ZE­RO-G star­tet auch die­ses Mal wie­der von Pa­der­born aus. Der Flug­ha­fen dort bie­tet auch un­ter Co­ro­na-Auf­la­gen bes­te Be­din­gun­gen, um die For­schungs­flü­ge durch­zu­füh­ren.
  • Die 36. Parabelflugkampagne der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR findet vom 4. bis zum 11 Juni 2021 vom Flughafen in Paderborn aus statt.
  • Neben acht Experimenten aus den Bereichen Humanphysiologie, Technologie und Physik werden Technologietests für die ISS-Mission "Cosmic Kiss" durchgeführt.
  • Themen sind unter anderem die Gesundheitsvorsorge bei Weltraummissionen und gendergerechte Medizin.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Forschung in Schwerelosigkeit

Bei der 36. Parabelflugkampagne der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR, die vom 4. bis zum 11. Juni 2021 vom Flughafen in Paderborn aus stattfindet, werden unter anderem verschiedene Technologietests für die "Cosmic Kiss"-Mission des deutschen ESA-Astronauten Matthias Mauer vorab in Schwerelosigkeit durchgeführt. Dazu gehören "Retinal Diagnostics" zur Augengesundheit von Astronauten und "Thermo-Mini" zur Messung der menschlichen Körpertemperatur bei Weltraummissionen. Matthias Maurer wird im Herbst 2021 zur Internationalen Raumstation ISS starten. "Außer den beiden Technologietests sind auf dem Parabelflug wieder viele spannende Forschungsthemen mit dabei", verspricht Dr. Katrin Stang, Leiterin des Parabelflugprogramms der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. "Wir haben acht Experimente aus den Bereichen Humanphysiologie, Technologie und Physik an Bord."

Retinal Diagnostics und Thermo-Mini: Gesundheitsvorsorge bei Weltraummissionen

Zu den Technologietests, die Matthias Maurer während seiner Mission auf der ISS durchführen wird, gehört das Technologietransferprojekt "Retinal Diagnostics", bei dem aus der Forschung des DLR-Institutes für Luft- und Raumfahrtmedizin eine mobile KI-gestützte Diagnostik zur Problematik der Augengesundheit von Astronautinnen und Astronauten entwickelt wird. Die Untersuchungen sind aber auch für die neurologische Notfallmedizin auf der Erde bedeutsam.

Eine Veränderung an den Sehnerven ist eine der schwerwiegendsten Beeinträchtigungen, die Menschen auf Raumflügen erfahren können. Im Experiment auf der ISS soll daher zur Vorsorge und Diagnostik der Sehnervenkopf eines Astronauten mittels Aufnahmen mit einer sehr kleinen, leichten Kamera vermessen werden. Dies soll es ermöglichen, Änderungen nachzuverfolgen, aber auch den Erfolg von eingesetzten Gegenmaßnahmen ermitteln zu können. Auf dem Parabelflug wird die Handhabung der Kamera und des Zubehörs getestet. Zukünftig soll mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz das Gerät selbsttätig feststellen können, ob entsprechende Veränderungen am Auge des Astronauten oder der Astronautin vorliegen.

Ein weiterer Technologietest für die "Cosmic Kiss"-Mission ist Thermo-Mini. Mit dem System können die Wissenschaftler kontinuierlich die Körperkerntemperatur beim Menschen aufzeichnen. Bis dato wurde festgestellt, dass der Aufenthalt im All und dortige Aktivitäten zu einem signifikanten oder gar bedrohlichen Anstieg der Körperkerntemperatur führen. Die genauen Ursachen hierfür sind bislang unbekannt. Der Temperaturanstieg stellt eine potentielle Gefahr für Astronautinnen und Astronauten dar. Die miniaturisierte Hardware kann bequem als Stirnband getragen werden. Im Parabelflug wird das neue Modell rein technologisch auf seine Funktionalität getestet.

Gendergerechte Medizin mit dem Experiment "STRONG"

Ein Wissenschaftsteam vom LMU Klinikum München führt mit dem Projekt "STRONG" ein Experiment zur so genannten "Gender-Medizin" durch, die geschlechtsspezifische Unterschiede im täglichen medizinischen Alltag beachtet. Mit diesem Forschungszweig soll die gängige Praxis geändert werden, in der sich Medikamente, medizinische Diagnosen und Behandlungsansätze vor allem an männlichen Patienten orientieren.

Das Team des LMU Klinikums hatte in der Vergangenheit Stressreaktionen von männlichen Probanden auf den Wechsel von normaler und doppelter Schwerkraft sowie Schwerelosigkeit im Rahmen eines Parabelflugs erforscht. Mit dem Experiment "STRONG" untersuchen die Wissenschaftler nun gezielt die hormonellen und immunologischen Reaktionen im weiblichen Körper auf den durch die unterschiedlichen Schwerkraftbedingungen hervorgerufenen Stress.

Deutsch-französische Kooperation bei TEKUS

Im Rahmen einer deutsch-französischen Kooperation werden im Projekt "TEKUS" Experimente durchgeführt, bei denen der Wärme- und Stofftransport in einer Flüssigkeit unter Schwerelosigkeit untersucht wird. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Cottbus und der Universität Le Havre in Frankreich erzeugen hierfür durch Anlegen eines elektrischen Feldes und eines Temperaturunterschiedes eine kontrollierte Strömung in einem Fluid. Mit den Erkenntnissen aus den Experimenten lassen sich beispielsweise Wärmetauscher optimieren. Wärmetauscher werden beispielsweise in Kühlsystemen oder Gasthermen eingesetzt. Während die Untersuchungen auf der Erde durch schwerkraftgetriebene Strömungsbewegungen überlagert werden, können die Effekte unter Schwerelosigkeit während des Parabelfluges ungestört beobachtet und mit Computermodellen verglichen werden. Die Experimente werden mit einer neuartigen Messtechnik durchgeführt und stellen wichtige Voruntersuchungen für ein weiteres Experiment dar, das im Herbst 2021 auf der Höhenforschungsrakete TEXUS-57 fliegen soll.

Die nächste DLR-Parabelflugkampagne wird vom 14. bis zum 24. Juli 2021 vom Flughafen in Paderborn aus mit zehn Experimenten aus den Bereichen Humanphysiologie, Biologie, Physik, Materialwissenschaften und Technologie stattfinden.

Der DLR-Parabelflug

Seit 1999 organisiert die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR regelmäßig Parabelflüge für biologische, humanphysiologische, physikalische, technologische und materialwissenschaftliche Fragestellungen. Das Forschungsflugzeug, der A310 ZERO-G der französischen Firma Novespace, wird jeweils ein- bis zweimal jährlich für wissenschaftliche Kampagnen des DLR, der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der französischen Raumfahrtagentur CNES genutzt. Eine DLR-Parabelflugkampagne besteht in der Regel aus drei Flugtagen mit zirka vier Flugstunden, an denen jeweils 31 Parabeln geflogen werden. Während jeder Parabel herrscht für etwa 22 Sekunden Schwerelosigkeit. Insgesamt stehen bei einer Flugkampagne etwa 35 Minuten Schwerelosigkeit - im Wechsel mit normaler und nahezu doppelter Erdbeschleunigung - zur Verfügung, die Forscher für ihre Experimente nutzen können. Bis zu 40 Wissenschaftler können an einem Flug teilnehmen, bei dem sich zwischen zehn und 13 Experimenten an Bord befinden.

Kontakt
  • Diana Gonzalez
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    Deut­sche Raum­fahr­t­agen­tur im DLR
    Stra­te­gie und Kom­mu­ni­ka­ti­on
    Telefon: +49 228 447-388
    Königswinterer Str. 522-524
    53227 Bonn
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  • Dr. Katrin Stang
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    Deut­sche Raum­fahr­t­agen­tur im DLR
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