Der Marsanzug - entwickelt in Österreich#
In einem internationalen Raumfahrtprojekt arbeitet der österreichische Astrophysiker Mag. Gernot Grömer von der Universität Innsbruck an der Entwicklung eines Raumanzuges, der den extremen Bedingungen auf dem Mars standhalten kann. Der 45 kg schwere Anzug ist aus hitze- und reißfestem Kevlar gefertigt, dem Material, aus dem kugelsichere Westen gemacht sind. Selbst bei mehreren Tonnen Belastung reißt der aluminiumbeschichtete Stoff nicht. Er ist so temperaturbeständig, dass er bei -150 °C immer noch geschmeidig ist und auch bei über +150 °C keine Anzeichen von Beschädigung zeigt.
Marsmenschen in den Dachstein Eishöhlen#
Es ist stockdunkel, klirrend kalt und um sie herum nur Fels und Eis. Zwar gibt es auf dem Mars kein gefrorenes Wasser, sondern nur gefrorenes Kohlendioxid, aber dennoch sind die Bedingungen in der Dachstein-Eisriesenwelt denen auf dem Mars schon ziemlich ähnlich.
So findet hier ein ungewöhnliches Experiment statt: Ein vierköpfiges Forscherteam testet unter möglichst realistischen Einsatzbedingungen den Raumazug AOUDA, mit dem Menschen auf dem Mars nach Spuren von Leben suchen sollen. Auch die dazugehörige Elektronik und das benötigte Werkzeug sollen überprüft werden. Denn die ganze Mission wäre umsonst, würden Astronauten erst auf dem Mars herausfinden, dass ein entscheidender Handgriff mit dem über Jahre entwickelten Anzug nicht durchführbar ist.
Es gilt, in voller Montur eine Probe aus dem Höhleneis zu gewinnen, diese zu bergen und danach einer Analyse auf Lebensspuren zu unterziehen. Mehr als eine Stunde Teamwork ist nötig, bis sich Gernot Grömer, Astrophysiker von der Universität Innsbruck, in seinen 40kg schweren Anzug aus aluminiumbeschichtetem Kevlar hineingezwängt hat. Nun ist sein Gesichtsfeld eingeschränkt, die Bewegungsmöglichkeiten sind die eines trägen Käfers mit Außenskelett. Auf dem Rücken trägt Grömer einen Hochleistungsrechner, der alle Funktionen überwacht.
Im Eis der Höhle wurde eine ausgesuchte Stelle mit winzigen Partikeln infiziert, die Lebensspuren simulieren. Nun kommt der Bohrer zum Einsatz. In dem engen Anzug ist das Hantieren mit dem über einen Meter langen Gestänge eine Schweiß treibenden Aktion. Der CO2-Wert in der Atemluft erreicht ein kritisches Ausmaß.
Nun wird sich zeigen, ob die mühsamen Vorarbeiten auf der Erde zum Erfolg führen, ob der Raumanzug das ermöglicht, wofür er entwickelt wurde. Wenn es auf der Erde Leben unter selbst extremsten Bedingungen gibt, warum dann nicht auch außerhalb der Erde?
Interview Mag. Gernot Grömer, Astrophysiker#
Was reizt Sie an der Entwicklung eines Marsanzugs?
Dass man ein Stück weit die größte Reise unserer Generation vorbereitet: Unsere Zeit wird als jene Epoche in Erinnerung bleiben, wo wir zu Neuen Welten aufgebrochen sind.
Wie sind Sie auf die Idee gekommen?
Jules Verne & Co. Vieles in der Raumfahrt wurde in Science Fiction vorweggenommen, wir sind nur die „Ausführenden“.
Warum das alles?
Wie auch immer eine reale Marsexpedition aussehen wird, ein kleines Stück davon wird unsere (rot-weiß-rote) Handschrift tragen.
Was überträgt sich aus Ihrem Beruf auf Ihr Privatleben?
Der manchmal unbändige Antrieb, hinter die Dinge zu blicken und zu schauen, was hinter dem Horizont liegt.
Was ist die wichtigste Eigenschaft, die ein Astrophysiker mitbringen muss?
Geduld, Durchhaltevermögen und die Fähigkeit zu improvisieren.
Essay#
Dresscode für den Roten Planeten #
Österreichische Forscher entwickeln einen Weltraumanzug, in dem vielleicht eines Tages Menschen den Mars untersuchen werden. In Innsbruck gibt es dafür ein eigenes Labor.#
Mit freundlicher Genehmigung übernommen aus: DIE FURCHE (Donnerstag, 5. Jänner 2012)
Von
Raimund Lang
Der Mars hat seit jeher gleichermaßen Fantasie und Erkenntnisdrang beflügelt. Innerhalb der Weltraum-Community besteht seit Langem ein Disput über die Frage, ob man Menschen zum Mars schicken oder die Erforschung weiterhin mobiler Robotik überlassen soll. Sollten eines Tages tatsächlich Astronauten über die rötliche Oberfläche des Mars spazieren, werden sie jedenfalls einen Raumanzug benötigen, der nicht nur vor den widrigen Bedingungen des Planeten schützt (trockene Wüsten, eine Durchschnittstemperatur von minus 55 Grad Celsius und Windstärken von bis zu einigen hundert Kilometer pro Stunde). Er soll die Crew mittels integrierter Hochtechnologie zudem aktiv bei der Exploration unterstützen. Dafür muss er etliche Routineaufgaben automatisiert selbsttätig erledigen: etwa die Kontrolle des Sauerstoffvorrats, die Kommunikation mit der Bodenstation oder die Dokumentation der entnommenen Proben.
Foto: © ÖWF/Fotostudio Lang
Foto: © ÖWF/Fotostudio Lang
Eine indische Prinzessin#
Weltweit arbeiten nur vier Forschungsgruppen an der Entwicklung eines Marsanzugs, drei davon in den USA. Die vierte Gruppe ist das Österreichische Weltraumforum (ÖWF), ein als Verein organisiertes Netzwerk heimischer Weltraumexperten. Seit 2007 treiben sie die Arbeit an ihrem Anzug „Aouda.X“ voran. Benannt ist er nach der indischen Prinzessin aus Jules Vernes „In 80 Tagen um die Welt“. Das angehängte X bringt den experimentellen Charakter der Forschung zum Ausdruck.
„Der Anzug ist in seiner derzeitigen Form noch nicht für reale Weltraumaufenthalte konzipiert“, stellt ÖWF-Vorstand Gernot Grömer klar. „Seine Funktion ist es, die Anforderungen eines Aufenthaltes auf dem Mars möglichst wirklichkeitsnah zu simulieren.“ Dazu dienen Feldtests in extremen Umgebungen. So wurde der Anzug im Sommer 2010 auf dem Kaunertaler Gletscher in knapp 2800 Meter Höhe getestet. Ein knappes Jahr später folgte eine simulierte Marsmission in der spanischen Wüste. Bei diesen Tests muss der Träger des Anzugs verschiedene Aufgaben erfüllen – wie Gesteinsproben entnehmen, sich durch unwegsames Terrain bewegen oder ein Fahrzeug fernsteuern. Der Ablauf wird penibel überwacht, die Ergebnisse werden anschließend ausgewertet. Die dabei gewonnen Erfahrungen sollen in eine künftige bemannte Marsmission einfließen. Das ÖWF sei nicht nur innerhalb der heimischen Weltraumszene gut vernetzt, erzählt Grömer. „Wir haben auch gute Kontakte zu den Weltraumagenturen, vor allem zur ESA.“ So war beim vorjährigen Feldtest in Spanien der ESA-Rover Eurobot dabei. Versuche sollten zeigen, wie gut sich das 750 Kilogramm schwere Gefährt angesichts eingeschränkter Bewegungsfreiheit im Raumanzug bedienen lässt.
Foto: © ÖWF/Paul Santek
Foto: © Katja ZanellaKux
Aouda.X besteht aus drei funktionellen Schichten. Die unterste Schicht ist ein Overall, der winzige Kügelchen aus einer speziellen Salzmischung, einem sogenannten Phasenwechselmaterial, enthält. Dieses Material schmilzt bei Körpertemperatur und kühlt dadurch den Astronauten bereits, während er den Rest des Anzugs anlegt. Die zweite Schicht ist ein Exoskelett aus Bändern und künstlichen Gelenken. Die se sollen die Bewegungen des Trägers erschweren: „Das Exoskelett erlaubt es uns, die körperlichen Anstrengungen während einer realen Mission zu simulieren“, erklärt Grömer. In luftleerer Umgebung herrscht in einem Raumanzug nämlich Überdruck. Dadurch bläht sich der Anzug leicht auf und versteift sich – jede Bewegung erfordert zusätzlichen Kraftaufwand um den entgegen wirkenden Luftdruck zu überwinden. Das Exoskelett stellt diese Bedingungen nach und fungiert damit als Training für die körperliche Belastung auf dem Mars. In einem realen Marsanzug würde sich anstelle des Exoskeletts eine Neoprenhülle befi nden, innerhalb derer Überdruck aufgebaut wird.
Absolut wetterfest – draußen zu Hause#
Foto: © ADSinimages
Als äußerste Schicht von Aouda.X dient ein stabiler Oberkörperpanzer aus hoch widerstandsfähigen Aramidfasern und einer Aluminiumbeschichtung. Letztere schützt nicht nur vor elektrischer Aufladung, sondern reflektiert zudem Sonneneinstrahlung. Die Außenhülle trotzt Temperaturen von minus 110 bis plus 200 Grad Celsius ohne Beeinträchtigung der Materialfestigkeit. Zuletzt legt der Astronaut noch den Helm mit Sichtscheibe aus Plexiglas an, der mit dem Anzug luftdicht verschraubt wird. Im Helm endet ein Versorgungsschlauch, über den Flüssigkeit aufgenommen werden kann, eine Halterung bietet Platz für konzentrierte Nahrung in Riegelform. Zusätzlich enthält der Anzug jede Menge Elektronik und Computertechnik. Etwa Sensoren, die Körperfunktionen des Astronauten überwachen. Ein Belüftungssystem kontrolliert laufend den CO2-Gehalt der Atemluft und führt überschüssiges Kohlendioxid ab.
Wenn die Nase juckt...#
Der Anzug wiegt 45 Kilogramm, je nach Übung dauert es ein bis zwei Stunden, ihn anzuziehen. Er enthält etwa 40.000 Bauteile und mehrere Kilometer Kabel. Die reinen Materialkosten des Prototypen betragen rund 60.000 Euro. Bei den Vorbereitungen für eine bemannte Raummission gilt es, an scheinbar banale Details zu denken, die zu vergessen unangenehme Folgen haben kann. „Wenn man schwitzt, fängt die Nase an zu jucken“, nennt Grömer eines von vielen Beispielen. „Deshalb ist im Inneren des Helms ein Stück Schaumstoff angebracht, an dem man sich kratzen kann.“ Tests unter möglichst realen Umgebungsbedingungen sind unverzichtbar, um die Technologie mit Schwierigkeiten zu konfrontieren, die im Labor kaum abschätzbar sind. Was tun, wenn die Sichtscheibe beschlägt, der Funkkontakt abbricht oder das Klimasystem versagt? Dann ist Improvisationstalent gefragt. Die nächsten Feldtests für Aouda.X sind bereits in Vorbereitung. Noch heuer wird es in die Rieseneishöhle am Dachstein gehen. Die telemetrischen Daten des Anzugs werden dabei in Echtzeit an das kooperierende Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien übertragen. Für nächstes Jahr ist ein Test in der Wüste von Marokko geplant.
Nach einigen „Wanderjahren“ hat Aouda.X kürzlich an der Universität Innsbruck eine fixe Heimat gefunden. Knapp vor Weihnachten fand die feierliche Eröffnung des neuen Spacesuit Laboratory des ÖWF statt. Dies ist nicht nur eine schöne Anerkennung, sondern gibt den Entwicklern des ÖWF auch die Möglichkeit, ihren Marsanzug in akademischem Umfeld zu perfektionieren. Gernot Grömer ist fest davon überzeugt, dass innerhalb der nächsten paar Jahrzehnte eine bemannte Marsmission stattfinden wird, wahrscheinlich als Gemeinschaftsprojekt mehrerer Weltraumagenturen. „Ich bin zuversichtlich, dass dann zumindest Teile unserer Technologie mit an Bord sein werden.“
Quellen#