Am Mittwoch jährt sich der physische Zusammenbau der Internationalen Raumstation (ISS) im Orbit zum 25. Mal. Am 6. Dezember 1998 verband die Besatzung an Bord der Raumfähre Endeavour den in den USA gebauten Unity-Knoten mit dem in Russland gebauten Zarya-Modul und startete damit den modularen Aufbau der ISS. Ein Vierteljahrhundert später blicken wir auf die Meilensteine und Durchbrüche eines der beeindruckendsten Wunderwerke der Menschheit in Sachen Technik und internationaler Zusammenarbeit zurück.
Die ISS, die alle 24 Stunden 16 Mal mit einer Geschwindigkeit von acht Kilometern pro Sekunde die Erde umkreist, wird seit über 23 Jahren von Forschern bewohnt. Es ist das Produkt von fünf Raumfahrtagenturen aus 15 Ländern. NASA, Roscosmos (Russlands nationale Raumfahrtagentur), ESA (Europäische Weltraumorganisation), JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) und CSA (Canadian Space Agency) haben zum Aufbau und Betrieb der Station beigetragen.
Von der Tinte bis zum Orbit
Seine offizielle Reise begann in den frühen 1990er Jahren, als die Projekte „Freedom“ der Vereinigten Staaten (1984 von Präsident Ronald Reagan angeordnet) und Russlands Raumstationsprojekte Mir-2 Gefahr liefen, (im wahrsten Sinne des Wortes) nie in Gang zu kommen. Die Freiheit war in erster Linie aufgrund fehlender Mittel des Kongresses und steigender Kosten gefährdet, während Mir-2 teilweise aufgrund finanzieller Schwierigkeiten nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion am Abgrund stand.
Am 2. September 1993 unterzeichneten die beiden Nationen, die jeweils einen internationalen Verbündeten brauchten, um voranzukommen, eine Vereinbarung zur Bündelung ihrer Programme und zur Zusammenarbeit bei einer gemeinsamen Mission, die vor einigen Jahren völlig unwahrscheinlich gewirkt hätte. US-Vizepräsident Al Gore und der russische Premierminister Viktor Tschernomyrdin unterzeichneten den Pakt und markierten damit die formelle Konzeption des kosmischen Labors, das wir heute als ISS kennen.
Die folgenden Jahre umfassten eine Designüberarbeitung, um russische Technologie in die bestehenden amerikanischen Freiheitspläne einzubinden, einen Meilenstein im Jahr 1995, als die Atlantis der NASA an die russische Raumstation Mir ankoppelte (was die Frucht der einst weit hergeholten Zusammenarbeit verkörperte), und die Hinzufügung von Finanzierung und Zusammenarbeit aus Europa , Kanada und Japan im Jahr 1996 und Russlands Start von Zarya einen Monat vor Beginn der ISS-Montage. Das alles führte vor 25 Jahren zu dem Tag, an dem sich die Raumfahrttechnologien der beiden Nationen verbanden und damit den Todesstoß für das Weltraumrennen aus der Zeit des Kalten Krieges läuteten.
Die erste bemannte Mission begann am 2. November 2000, als der NASA-Astronaut Bill Shepherd und die Kosmonauten Yuri Gidzenko und Sergei Krikalev an Bord gingen. Die erste Besatzung verbrachte vier Monate im Weltraum und legte den Grundstein für die nachfolgenden Besatzungen. (Der Rekord für die längste Lebens- und Arbeitszeit im Weltraum wurde von Peggy Whitson aufgestellt, die 2017 665 Tage an Bord der ISS feierte.)
Das US-Labormodul wurde im Februar 2001 mit der Station verbunden und vergrößerte den Wohnraum an Bord der Station um 41 Prozent. Vier Jahre später ernannte der Kongress den US-amerikanischen Teil zu einem nationalen Labor. Die Auszeichnung war weit mehr als nur eine symbolische Geste (obwohl sie es auch war), sie öffnete die Tür zu Finanzierung und Forschung durch ein viel umfassenderes Spektrum von Institutionen, darunter Universitäten, andere Regierungsbehörden und Privatunternehmen. Im Jahr 2008 schlossen sich Labore aus Europa und Japan der ISS an.
Durch den Bau und die Erweiterung der ISS von 1998 bis 2010 wurden rund 900.000 Pfund an Modulen zusammengetragen. Die Station enthält Ausrüstung im Wert von rund 100 Milliarden US-Dollar, die rund um den Globus dreht.
Forschung und Durchbrüche
Während der mehr als 100.000 Erdumrundungen der ISS hat sie Durchbrüche in Bereichen erzielt, die von der Krankheitsforschung bis hin zu körperlichen Veränderungen durch die Schwerelosigkeit reichen.
Die Untersuchung, wie sich Proteine, Zellen und biologische Prozesse in der Mikrogravitation verhalten, hat die Forschung zu Alzheimer, Parkinson, Herzerkrankungen und Asthma vorangetrieben. Viele dieser Studien wären auf der Erde nicht möglich gewesen. Unterdessen haben Experimente zum Wachstum von Proteinkristallen zu Fortschritten bei der Entwicklung von Behandlungen für Erkrankungen wie Krebs, Zahnfleischerkrankungen und Duchenne-Muskeldystrophie geführt.
ISS-Forscher machten überraschende Entdeckungen über „kühle Flammen“, die bei extrem niedrigen Temperaturen brennen können. Die Forschung der Astronauten ist außerhalb der Mikrogravitation nahezu unmöglich zu untersuchen und hat unser bisheriges Verständnis der Verbrennung in Frage gestellt. Es könnte neue Grenzen bei Verbrennungsmotoren (ICE) eröffnen und es ihnen ermöglichen, sauberer und effizienter zu laufen.
Studien an Bord der Raumstation haben wesentlich zu unserem Wissen über Muskelschwund und Knochenschwund beim Menschen beigetragen. (ISS-Astronauten trainieren normalerweise mindestens zwei Stunden täglich, um diesen Erkrankungen vorzubeugen.) Die Untersuchung, wie sich ein längerer Aufenthalt in der Schwerelosigkeit auf den Muskelabbau und die Erholung auswirkt, lässt sich auch auf erdgebundene Patienten anwenden, die längere Zeit im Bett liegen. Darüber hinaus kann uns die Forschung dabei helfen, mehr über Erkrankungen wie Osteoporose zu erfahren, was zu besseren Präventionsmaßnahmen und Behandlungen führen kann. Es hat Wissenschaftlern auch dabei geholfen, umfassendere biologische Veränderungen in der Schwerelosigkeit besser zu verstehen, die sich auszahlen könnten, wenn Menschen den Mars besiedeln.
Auch auf der Erde haben Wasseraufbereitungssysteme, die darauf ausgelegt sind, Astronauten über lange Zeiträume hinweg zu versorgen, Früchte getragen. ISS-Astronauten recyceln 98 Prozent ihres Urins und Schweißes mithilfe hocheffizienter und kompakter Systeme. Dies hat zum Einsatz der Technologie in der Landwirtschaft, bei der Katastrophenhilfe und bei der Bereitstellung von Hilfsleistungen für weniger entwickelte Gebiete geführt.
ISS-Astronauten untersuchten das Bose-Einstein-Kondensat (BEC), einen „fünften Zustand der Materie“, der erheblich von bekannten Zuständen wie Feststoffen, Flüssigkeiten, Gasen und Plasmen abweicht. Im Jahr 2018 produzierte das Cold Atom Lab der ISS BEC im Orbit zum ersten Mal. Die kälteren Temperaturen im Weltraum und die fehlende Schwerkraft ermöglichen längere Beobachtungszeiten und helfen Forschern, mehr über das Verhalten von Atomen und BECs zu erfahren. Dies ist nicht nur für Quantenphysikstudien von entscheidender Bedeutung, es könnte auch bei der Entwicklung fortschrittlicherer Quantentechnologien in der Zukunft hilfreich sein.
Weitere Einzelheiten zu den Durchbrüchen der ISS finden Sie bei der NASA dedizierter Artikel aus dem Jahr 2020.
Stilllegung
Die ISS ist derzeit geplant zur Stilllegung im Januar 2031. (Russland plant derzeit den Abzug im Jahr 2028.) Die Infrastruktur aus den späten 1990er-Jahren altert schnell, und die Raumstation würde auf lange Sicht immer teurer und ihre Wartung unerschwinglich werden. Staatliche und kommerzielle Orbitallabore werden in den folgenden Jahren wahrscheinlich die Lücke schließen.
Wenn es soweit ist, wird die ISS einen kontrollierten Orbitabbruch durchlaufen. Was das bedeuten könnte, sagte Kirk Shireman, stellvertretender Manager des Raumstationsprogramms der NASA: angesprochen das Thema mit Space.com im Jahr 2011. „Wir haben viele Studien durchgeführt“, sagte er. „Wir haben eine Umlaufbahn und eine Geschwindigkeitsänderung gefunden, die unserer Meinung nach erreichbar ist, und es entsteht ein Trümmer-Fußabdruck, der sich vollständig im Wasser in einem unbesiedelten Gebiet befindet.“
Andrew Tarantola von Engadget schrieb über den bevorstehenden Untergang der ISS:
Ungefähr ein Jahr vor dem geplanten Stilllegungstermin wird die NASA zulassen, dass die ISS aus ihrer normalen 240-Meilen-hohen Umlaufbahn abrutscht, und ein unbemanntes Raumfahrzeug (USV) schicken, das an der Station andockt und dabei hilft, sie zurück zur Erde zu treiben. Die endgültige Besatzung der ISS wird evakuiert, kurz bevor die Station eine Höhe von 115 Meilen erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird das angeschlossene USV seine Raketen in einer Reihe von Deorbitalschüssen abfeuern, um die Station auf eine Einfangbahn über dem Pazifischen Ozean zu bringen.
Die NASA plant, alle verbleibenden Teile in ein abgelegenes Gebiet im Südpazifik zu leiten. „Wir haben an Plänen gearbeitet und die Pläne regelmäßig aktualisiert“, sagte Shireman. „Wir wollen nie in eine Situation kommen, in der wir die Station nicht sicher verlassen können. Es war von Anfang an Teil des Programms.“
Veranstaltung zum 25-jährigen Jubiläum der NASA
Die NASA veranstaltete am Mittwoch eine Live-Streaming-Veranstaltung anlässlich des Vierteljahrhunderts-Jubiläums der Verbindung der Module Zarya und Unity. Alle sieben Besatzungsmitglieder der STS-88-Space-Shuttle-Mission trafen sich mit dem stellvertretenden NASA-Administrator Bob Cabana (Missionskommandant) und dem ISS-Programmmanager Joel Montalbano, um den Meilenstein zu besprechen.
Sie können es hier ansehen: