W.2. ISS

W.2.2. Columbus - das Modul der ESA

Seit 1985 liefen Planungen, ein so genanntes APM (attached pressurized module) - also ein angedocktes, unter Luftdruck stehendes Modul - als Labor für eine Raumstation zu entwickeln. Während seiner Fertigstellung wurde dieses in Columbus umbenannt und im Februar 2008 mit dem Space Shuttle Atlantis zur ISS gebracht.

Im Zuge der Realisierung der ISS ist die ESA inzwischen mit 8,3% an der Raumstation beteiligt (LOR08).

a) Aufbau

Columbus kann als ein bemanntes, fensterloses Raumschiff ohne Triebwerke beschrieben werden. Es hat einen Durchmesser von 5 Metern, eine Länge von 7 Metern, ist 12,8 Tonnen schwer und hat Platz für 3 Astronauten.

Das Forschungslabor wird "vorne rechts" - in Flugrichtung der ISS gesehen - positioniert. Daher sind ein Schutzschild aus Kevlar sowie mit Gold und Silber bedampfte Folien vorgesehen, die eine Kollision mit Weltraummüll überstehen sollen.

Der Schutzschild ist so dimensioniert, dass er den Einschlag eines 1,3 cm großen Teilchens mit einer Geschwindigkeit von 50.000 km pro Stunde überstehen wird. Größere Müllobjekte werden mit Radar und Teleskopen überwacht. Die ISS weicht ihnen gezielt aus, sobald sie ihr näher als einige Kilometer kommen.

Auch der Aufbau des Columbus Labors ist modular. Experimente werden in so genannten Drawer Racks, Schubladenschränken, angeliefert, die man sich etwa telefonzellengroß vorstellen kann. Columbus hat Platz für 16 solcher Experimentierschränke. Abgearbeitete Experimente werden als Schrank ausgebaut und gegen neu angelieferte Schränke ausgetauscht.

b) Arbeiten in Columbus

Figur WCO: Columbus Raumlabor im Schnitt dargestellt
Bild: ESA

Die ersten stattfindenden Experimente waren Proteinkristallisationsexperimente. Die Proteinkristalle wachsen in der Schwerelosigkeit viel schneller als auf der Erde. Ihre Struktur lässt sich später auf der Erde in diesen größeren Kristallen leichter im Mikroskop erforschen. Dies ist beispielsweise hilfreich bei der Entwicklung von Medikamenten. Zum ungestörten Kristallwachstum sollten möglichst perfekte Bedingungen vorherrschen. Eine Korrektur der ISS-Umlaufbahn wird während dieser Zeit vermieden.

Ein Beispiel eines Proteinkristallisationsexperiments zeigt die US 6 447 726 B1.

Ein Teil des Columbus Labors ist das Biolab. Dort werden die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf Zellen, Pflanzen und kleine Tiere untersucht. An ihnen wird erforscht, wie die Information der Schwerkraft verarbeitet wird, und ob sich Pflanzen als Nahrungsquelle im Weltraum kultivieren lassen (COL07).

Zitiertes Patentdokument
Patentnummer	Jahr	Titel
US 6 447 726 B1	2002	High density protein crystal growth

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