6. September 2022
Experimente zu Kühlkleidung, Tanken im Weltall und Fahrradfahren in Schwerelosigkeit auf dem 39. DLR-Parabelflug

Back in Bor­deaux mit dem A310 Ze­ro-G

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Airbus A310 ZERO-G: Bereit für die 39. DLR-Parabelflugkampagne
Air­bus A310 ZE­RO-G: Be­reit für die 39. DLR-Pa­ra­bel­flug­kam­pa­gne
Bild 1/5, Credit: DLR/Xiomara Bender

Airbus A310 ZERO-G: Bereit für die 39. DLR-Parabelflugkampagne

Nach zwei Jah­ren in Pa­der­born fin­det vom 29. Au­gust bis zum 8. Sep­tem­ber 2022 die 39. Pa­ra­bel­flug­kam­pa­gne der Deut­schen Raum­fahr­t­agen­tur im DLR erst­ma­lig wie­der in Bor­deaux statt.
Experimente im Innenraum des Flugzeugs
Ex­pe­ri­men­te im In­nen­raum des Flug­zeugs
Bild 2/5, Credit: DLR/Xiomara Bender

Experimente im Innenraum des Flugzeugs

Beim 39. DLR-Pa­ra­bel­flug sind zehn Ex­pe­ri­men­te aus den Be­rei­chen Bio­lo­gie, Hu­man­phy­sio­lo­gie und Ma­te­ri­al­wis­sen­schaf­ten, Tech­no­lo­gie und Phy­sik in die Schwe­re­lo­sig­keit an Bord, un­ter an­de­rem die Ex­pe­ri­men­te „Space­bi­ke“, bei dem Pro­ban­den un­ter Welt­raum­be­din­gun­gen in die Pe­da­le tre­ten, das „Ze­ro Boil-Off Tank“-Ex­pe­ri­ment zur Be­fül­lung von Raum­fahr­zeu­gen mit Treib­stoff so­wie „Cool­F­ly“, das die Wir­kung von Kühl­klei­dung auf den mensch­li­chen Kreis­lauf un­ter­sucht. Im Bild sieht man letz­te Ar­bei­ten an den Ex­pe­ri­men­ten vor den Flug­ta­gen.
Experiment „Spacebike“
Ex­pe­ri­ment „Space­bi­ke“
Bild 3/5, Credit: ©DLR/Xiomara Bender

Experiment „Spacebike“

Das Ex­pe­ri­ment Space­bi­ke der Deut­schen Sport­hoch­schu­le Köln und der Hoch­schu­le Aa­chen un­ter­sucht, in­wie­weit sich die An­steue­rung von mensch­li­chen Mus­keln durch das Ge­hirn bei ei­ner „nor­ma­len“ Be­we­gung in Schwe­re­lo­sig­keit ver­än­dert. Es ist ei­nes von ins­ge­samt zehn Ex­pe­ri­men­ten, die beim 39. DLR-Pa­ra­bel­flug an Bord sind.
Experiment „Zero Boil-Off Tank“
Ex­pe­ri­ment „Ze­ro Boil-Off Tank“
Bild 4/5, Credit: ©DLR/Xiomara Bender

Experiment „Zero Boil-Off Tank“

Im Pa­ra­bel­flug wol­len For­schen­de vom Zen­trum für an­ge­wand­te Raum­fahrt­tech­no­lo­gie und Mi­kro­gra­vi­ta­ti­on (ZARM) an der Uni­ver­si­tät Bre­men ein Kon­zept für die Be­fül­lung und den Trans­fer von Flüs­sig­treib­stof­fen in der Schwe­re­lo­sig­keit tes­ten.
Experiment „CoolFly“
Ex­pe­ri­ment „Cool­F­ly“
Bild 5/5, Credit: ©DLR/Xiomara Bender

Experiment „CoolFly“

Das Ex­pe­ri­ment „Cool­F­ly“ der Cha­rité Ber­lin un­ter­sucht die Wir­kung von Kühl­klei­dung auf den mensch­li­chen Kreis­lauf. Es ist ei­nes von ins­ge­samt zehn Ex­pe­ri­men­ten, die beim 39. DLR-Pa­ra­bel­flug an Bord sind.
  • Die 39. Parabelflugkampagne der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR findet vom 29. August bis zum 8. September in Bordeaux statt.
  • Es sind vier Experimente aus dem Bereichen Biologie und Humanphysiologie und sechs Experimente aus der Grundlagenphysik, Technologie und Materialwissenschaften mit an Bord.
  • Themen sind unter anderem das Betanken von Raumfahrzeugen im Orbit, die Auswirkung von Kühlkleidung auf den menschlichen Blutkreislauf und die Steuerung von Muskeln unter Schwerelosigkeit.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Forschung in Schwerelosigkeit

Premiere für „Spacebike“, das „Zero Boil-Off Tank“-Experiment und „CoolFly“

Die 39. Parabelflug-Kampagne der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR findet vom 29. August bis zum 8. September 2022 nach zwei Jahren erstmalig wieder in Bordeaux statt. „Wir freuen uns, nach vier Kampagnen, die aufgrund der Corona-Pandemie vom Flughafen in Paderborn aus stattgefunden haben, nun wieder in die ‚alte Heimat‘ des DLR-Parabelflugs zurückzukehren“, sagt Dr. Katrin Stang, Leiterin des Parabelflugprogramms der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR. „Die Bedingungen in Deutschland waren sehr gut, doch die Infrastruktur in Bordeaux ist nach über 20 Jahren Parabelflug mit der Firma Novespace für unsere Bedürfnisse optimal.“

Vom französischen Heimatflughafen des A310 Zero-G starten in dieser Zeit zehn Experimente aus den Bereichen Biologie, Humanphysiologie und Materialwissenschaften, Technologie und Physik in die Schwerelosigkeit. Neu mit dabei sind die Experimente „Spacebike“, bei dem Probanden unter Weltraumbedingungen in die Pedale treten, das „Zero Boil-Off Tank“-Experiment zur Befüllung von Raumfahrzeugen mit Treibstoff sowie „CoolFly“, das die Wirkung von Kühlkleidung auf den menschlichen Kreislauf untersucht. Die sieben weiteren Experimente sind bereits bei früheren Kampagnen mitgeflogen. Hier werden die Daten anhand neuer Testpersonen erweitert oder neue Fragestellungen oder Materialien getestet. Gestartet wird an drei Flugtagen vom 6. bis zum 8. September, wobei zum ersten Mal auch ein Chefredakteur von Flightradar24 mit an Bord sein wird.

Spacebike: Schwitzen in Schwerelosigkeit

Das Experiment Spacebike von Forschenden der Deutschen Sporthochschule Köln und der Hochschule Aachen untersucht, inwieweit sich die Ansteuerung von menschlichen Muskeln durch das Gehirn bei einer „normalen“ Bewegung in Schwerelosigkeit verändert. Hierzu fahren Probandinnen und Probanden auf einem stationären Fahrradergometer, dem Spacebike, während die zentrale Nervenaktivität im Gehirn mittels EEG (Elektroenzephalographie) und die daraus resultierende Aktivierung der Muskeln mittels EMG (Elektromyographie) aufgezeichnet werden. Die Analyse der Daten soll zeigen, ob dabei Unterschiede im Vergleich zur Aktivität unter normaler Schwerkraft auftreten und wie die jeweilige Motorik davon beeinflusst wird. Das Forschungsthema ist nicht nur für die Raumfahrt und Exploration interessant, sondern auch für den Rehabilitationsprozess bei Gehirnschädigungen, etwa durch einen Schlaganfall. Constanze Badali, Doktorandin im Projekt bei Prof. Stefan Schneider, Deutsche Sporthochschule Köln: „Der erste Flugtag war sehr aufregend, aber alles hat wunderbar geklappt. Das Radfahren auf dem SpaceBike hat unser Proband gut gemeistert. Wir freuen uns auf den nächsten Flugtag!“

Zero Boil-Off Tank: Die Tankstelle im Orbit

Flugzeuge in der Luft betanken - dies ist bereits seit vielen Jahren mit Hilfe von speziell entwickelten Technologien möglich. Das Auffüllen von Raumfahrzeugen und Satelliten im Weltall konnte hingegen bis heute nicht realisiert werden. Das Forschungsprojekt Zero Boil-Off Tank Experiment - Befüllung und Transfer soll dabei helfen, dies zu ändern. Das Hauptproblem bei der Betankung im Orbit ist, dass die Kapillarkräfte innerhalb des Treibstoff-Tanks, je nach Größe und Beschleunigung, in der Schwerelosigkeit dominieren. Dies nimmt Einfluss auf die Flüssig- und Gasphase des Treibstoffs, wobei nicht sichergestellt werden kann, dass die gewünschte Flüssigphase dann am Auslass des Tanks auftritt oder der Gasauslass flüssigkeitsfrei ist.

Die Betankung im Weltall wäre ein großer Vorteil, da so die Lebensdauer von Satellitenmissionen deutlich verlängert werden könnte. Außerdem benötigen zukünftige Langzeit-Raumfahrtmissionen die Lagerung und den Transfer von Treibstoffen im Weltraum. Im Parabelflug wollen Forschende vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) an der Universität Bremen nun ein Konzept für die Befüllung und den Transfer von Flüssigtreibstoffen in der Schwerelosigkeit testen. Eine erfolgreiche Durchführung ist die Voraussetzung für ein geplantes Experiment auf der Internationalen Raumstation ISS, das in deutsch-amerikanischer Zusammenarbeit stattfinden soll.

CoolFly: Kühlung für den menschlichen Kreislauf

Der menschliche Körper besitzt die Fähigkeit, den Blutdruck beim Wechsel vom Liegen oder Sitzen in eine aufrechtstehende Position stabil zu halten. Dies wird als Orthostase-Reaktion bezeichnet. Bei starker Beschleunigung oder einer Änderung der Schwerkraftverhältnisse, wie sie etwa Astronautinnen und Astronauten ausgesetzt sind, kommt es häufig zu gesundheitlichen Problemen. Das Experiment CoolFly der Charité Berlin untersucht im Parabelflug-Experiment, inwieweit sich eine leichte Absenkung der Körpertemperatur durch kühlende Bekleidung stabilisierend auf die Orthostase-Reaktion von Testpersonen auswirkt. „Wir sind sehr froh, dass alle unsere Probanden es gut vertragen haben. Nach Aussage unserer Probanden funktioniert die Kühlung hervorragend. Wir sind gespannt auf die Auswertung der Daten“, resümiert Dr. Oliver Opatz nach dem ersten Flugtag.

Gelingt es den Forschenden diesen positiven Effekt nachzuweisen, dann könnte solch eine Kühlkleidung zukünftig in der Raumfahrt zum Einsatz kommen – insbesondere bei Langzeitmissionen zu Mond oder Mars. Interessant wäre diese Methode auch, um auf der Erde in Hitzestressszenarien eingesetzt zu werden. Beispiele hierfür sind etwa Einsätze von Feuerwehrleuten oder auch die Behandlung von Intensiv-Patienten im Krankenhaus, wo eine externe Kühlung positive Auswirkungen auf den Verbrauch von bestimmten Kreislauf-stabilisierenden Medikamenten gezeigt hat.

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 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.

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    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    Deut­sche Raum­fahr­t­agen­tur im DLR
    Telefon: +49 228 447-120
    Königswinterer Str. 522-524
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  • Dr. Katrin Stang
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