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Bemannte Raumfahrt 2000

Endeavour (STS 99)

113 Millionen Quadratkilometer der Erdoberfläche wurden mit 2 hochauflösenden Radargeräten abgetastet. In einem 30 x 30 Meter Raster erreichte man dabei eine Genauigkeit von 16 Metern Höhenunterschied. Das in den USA entwickelte SIR-C arbeitet in einem langwelligeren Bereich, überdeckt dabei aber ein breiteres Wellenspektrum als das in Deutschland entwickelte und gebaute System X-SAR. Beide Geräte waren bereits zuvor getestet worden. Im Unterschied zu den Vorgängermissionen befanden sich die Detektoren aber nicht nur im Laderaum des Shuttle sondern auch auf einem 60,95 Meter langen Ausleger aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, Stahl und Titan. Durch die Überlagerung der reflektierten Mikrowellen erhöht sich die Genauigkeit des Systems gewaltig. Die berechneten dreidimensionale Bilder waren 30-fach genauer als alle vorherigen.

Zur Gewinnung der Radarbilder wurden pro Sekunde 1500 Impulse von 10 bis 50 Mikrosekunden Länge im Frequenzbereich von 300 MHz bis 30 GHz ausgesandt. Dazu wurde während der Mission eine Gesamtenergie von 900 kWh benötigt. Radarimpulse durchdringen Wolken und Dunst und werden an der Oberfläche der Erde reflektiert. Unterschiedliche Materialien reflektieren bestimmte Wellenlängen besser oder schlechter. Aus dem gesamten Wellenspektrum lässt sich deshalb auch die Zusammensetzung des Bodens bestimmen (Größe der Objekte, Feuchtigkeitsgehalt, Material). Die Reflexion hängt außerdem vom Beobachtungswinkel ab. Aus der geringfügigen Differenz im Winkel zwischen Ladebucht und dem Ende des Auslegers können also weitere Rückschlüsse gezogen und dreidimensionale Bilder gewonnen werden. Während der Mission wurde zunächst etwa 1% der gewonnenen Daten zur Erde übermittelt. Hier berechneten spezielle Computer daraus Bilder mit relativ grober Auflösung. Die übrigen Daten, insgesamt mehr als 9000 Gigabyte, wurden auf knapp 300 Magnetbandkassetten aufgezeichnet. Deren gründliche Auswertung wurde nach dem Flug auf der Erde vorgenommen.

Die Daten können für die unterschiedlichsten Untersuchungen verwendet werden. Natürlich erstellt man aus ihnen genauere Karten mit präzisen Höhenangaben. Sie lassen aber auch Rückschlüsse zu auf das Vorkommen von Bodenschätzen oder auf günstige Standorte für Mobilfunkstationen und Industriebetriebe. Nützlich sind sie auch bei geologischen Untersuchungen und besseren Modellen zu Erdbeben, zur Plattentektonik und zu Vulkanaktivitäten. Sichtbar werden aber auch die Abholzung von Wäldern, Umweltschäden und Klimaveränderungen. Selbst Archäologen finden auf den Aufnahmen verschüttete Siedlungen. Die Daten spielen auch in der Flugzeugnavigation, Verkehrsplanung und bei der Entwicklung besserer Navigationssysteme für Autos eine große Rolle.

Ebenfalls an Bord der Endeavour befand sich das Experiment EarthKAM. Dabei handelt es sich um eine fernsteuerbare Kamera, mit der elektronische Fotos der Erdoberfläche gemacht werden können. Die Kamera wird dabei von amerikanischen Schülern über das Internet gesteuert. Die Bilder werden nach ihrer Übermittlung zur Erde im Unterricht verwendet. Während des Fluges gelangen mehr als 2000 Aufnahmen.

Weitere Untersuchungen betrafen Effekte der Schwerelosigkeit auf Knochen, Muskeln und Immunsystem, das Auftreten von Bewegungsstörungen nach dem Raumflug und die Reaktivierung von Viren (Epstein-Barr), die in nahezu jedem Menschen vorkommen aber normalerweise keine Schäden anrichten. Bei geschwächtem Immunsystem können sie sich aber erneut vermehren und zu Erkrankungen führen. Ein weiteres medizinisches Experiment betraf spezielle Funktionen des Immunsystems (Neutrophile, Monozyten, cytotoxische Zellen, Zytokine). Außerdem wurden ein HDTV-Camcorder sowie ein GPS-Navigationssystem getestet und bei der Landung Untersuchungen zum Flugverhalten des Shuttle bei starken Seitenwinden angestellt. Erwähnt werden soll auch der Test eines alternativen Urinsammelsystems. Der Ausfall der Toilette würde derzeit noch den Abbruch der Mission bedeuten. Ein zuverlässiges und einfaches Urinsammelsystem soll diesen Risikofaktor in Zukunft ausschließen. Während der Mission STS 99 wurden deshalb verschieden geformte Sammelbehälter für Frauen und Männer getestet. Damit wurden auch Vorarbeiten für ein Filtersystem angestellt, mit dem in der Internationalen Raumstation Trinkwasser aus Urin gewonnen werden soll.

Bis auf eine entladene Batterie im EarthKAM-System und ein Leck an einem kleinen Stickstofftriebwerk verlief die Mission fehlerfrei. Die Endeavour landete nach elftägigem Flug am Kennedy Space Center.

Sojus TM 30 (Mir 28)

Unter der Regie der privaten MirCorp (60% davon gehört ENERGIA) hatte die 28. MIR-Besatzung die Aufgabe, die Station für den kommerziellen Einsatz vorzubereiten. Neben wissenschaftlichen Forschungen sollen vor allem verwertbare Materialien hergestellt werden. Außerdem soll die Station in Zukunft auch im Medien- und Unterhaltungssektor eine Rolle spielen. Für zahlungskräftige Kunden wird MIR zudem touristisches Reiseziel werden.

Nach der planmäßigen Ankopplung am 6. April wurde zunächst das Lebenserhaltungssystem in Gang gesetzt. Danach bestand die Hauptaufgabe im Auffinden und Abdichten eines bereits von der Vorgängerbesatzung festgestellten Lecks. Zaljotin und Kaleri trennten alle Verbindungsleitungen zu den am Bug angedockten Modulen und verschlossen sie. Da noch immer Luft entwich, musste das Leck im Zentralmodul sein. Es wurde schließlich festgestellt, dass die Luke zum seit 1997 beschädigten und enthermetisierten Modul SPEKTR undicht war. Das Problem konnte schnell behoben werden. Anschließend wurden die Module nach und nach wieder geöffnet und an die Hauptsteuerung der Station angeschlossen. Gewartet oder repariert wurden das Temperaturkontrollsystem, die Energieversorgung, das Lebenserhaltungssystem, die Kommunikationsanlagen, die Lageregelung und das Belüftungssystem. Aus dem seit Februar angedockten Versorgungsraumschiff PROGRESS M1-1 wurde verstärkt Luft in die Station gepumpt, so dass sich der Luftdruck normalisierte. Spezielle biologische Reinigungsanlagen und Luftfilter sorgten dafür, dass sich die Qualität der Luft in der Station deutlich verbesserte. Außerdem wurden filmartige Ablagerungen in der Station dokumentiert und beseitigt und die Ventilationsfilter gereinigt, wodurch auch der Geräuschpegel gesenkt werden konnte. Zu den Routinearbeiten gehörten ebenso Untersuchungen zur Korrosion innerhalb der Station (Experiment KORROZIA), Umwelt- und Strahlungsmessungen (Experimente INDICATOR, DAKON, FANTOM T, DOZA A1 und SELY) sowie zerstörungsfreie Tests der strukturellen Teile der Station (PROCHNOST). Dabei wurde die Festigkeit der verwendeten Materialien über Messungen der Leitfähigkeit ermittelt. Erstmals installiert wurde ein System zur Übertragung digitaler Daten zur Erde. Mit diesem wurde im weiteren Verlauf der Mission ein großer Teil der Experimentierergebnisse an die Bodenstation übermittelt.

Am 25. April startete der unbemannte Frachter PROGRESS M1-2, der zwei Tage später ankoppelte. Vorher wurde PROGRESS M1-1 mit Abfällen beladen und abgekoppelt. Bei mehreren Triebwerkszündungen analysierten die Kosmonauten die Triebwerksabgase mit einem Spektroskop (Experiment RELAKSATSIJA). Mit dem neuen Transportraumschiff kamen Ausrüstungsgegenstände und Versorgungsgüter. Kurz vor dem Abschluss der Mission, Anfang Juni, wurde auch dieser Frachter mit Abfall beladen aber erst im August abgekoppelt.

Am 12. Mai stiegen die beiden Kosmonauten für 4 Stunden und 52 Minuten aus der Station aus, um sie von außen zu inspizieren und den gegenwärtigen Zustand per Video zu dokumentieren. Außerdem stellten sie fest, dass an einem vor einigen Monaten ausgefallenen Solarzellenmodul ein Kurzschluss entstanden war. Sie demontierten mehrere Materialproben und Apparaturen, die bei vorherigen Missionen angebracht worden waren. Darunter befand sich auch eine Dünnschichtsolarzelle. Des weiteren testeten Zaljotin und Kaleri ein neuartiges Reparaturverfahren (Experiment GERMETISATOR). Dabei verschlossen sie ein in einer Platte vorhandenes Loch mit einer speziellen Dichtungsmasse.

Wissenschaftliche Untersuchungen hatten zum großen Teil die Station selbst zum Gegenstand. Neben den bereits erwähnten Umwelt- und Risikofaktorenmessungen (Luftqualität, Druck, Lärm, geladene Partikel, Strahlung) und Experimenten zum strukturellen Zustand der Station wurden Wechselwirkungen mit der umgebenden Atmosphäre erforscht (AMO). Medizinische Tests betrafen die Entwicklung von Körper- und Muskelmasse sowie das sensorische und motorische Reaktionsvermögen der Raumfahrer nach längerem Flug. Dazu wurden Augenreaktionen erfasst (OPTOVERT 2) und Reaktionstests vorgenommen (REGULJATSIJA).

Weitere wissenschaftlich-technische Experimente betrafen die Erforschung von Gravitationsprozessen in Gasen und Flüssigkeiten (Experiment ALIS 2), die Messung langwelliger Gammastrahlung (BOOKET), die Ermittlung gegenwärtiger Leistungsgrenzen bei der optischen Erkundung des Tiefseebodens vom Weltraum aus (LINZA), die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen hochenergetischen Strahlungsspitzen von der Sonne und seismischer Aktivität auf der Erde einerseits und zwischen Sonnenaktivität und Störungen der Magnetosphäre der Erde andererseits (Experiment MARIA 2). Während der Mission MIR 28 wurde das Wachstum von rotem Senf, Chinakohl und anderen Samenpflanzen in einem Mini-Gewächshaus beobachtet (ORANJERIJA), das Verhalten von Tropfen in einem neuartigen Kühlsystem untersucht (PELENA 2), Plasma-Staub-Strukturen unter Mikrogravitation studiert (PLASMA CRYSTAL), die Reaktionen von Mikroorganismen auf bestimmte Medikamente analysiert (REKOMB K), der Neutronenfluss im erdnahem Weltraum gemessen (RYABINA) und der Einfluss kosmischer Strahlung auf High-Tech-Komponenten überprüft (Experiment SPIKA). Einen großen Teil der Zeit nahm auch die Verbesserung von Methoden zur Beobachtung und Aufzeichnung von gefährlichen Naturphänomenen vom Weltraum aus ein (Experiment URAGAN). Insbesondere wurden Waldbrände, Sturmgebiete und Eisschollen im Südpazifik unter die Lupe genommen. Technologischen Charakter hatte das Experiment VULNA 2A. Hier wurden unterschiedliche Formen für Treibstofftanks getestet. Lang anhaltende chaotische Bewegungen von Treibstoffen in nur teilweise gefüllten Tanks beeinflussen die Qualität der Schwerelosigkeit und kann auf sensible Experimente stark beeinflussen. Zum Einsatz kam auch der multispektrale Scanner MOMS 2P, mit dem Bilder von der Erdoberfläche gemacht wurden. Komplettiert wurde das Arbeitsprogramm durch das materialwissenschaftliche Experiment BIOSTOIKOST und Untersuchungen zu möglichen Wechselwirkungen zwischen elektromagnetischen Anomalien und Erdbeben, Taifunen und anderen natürlichen Phänomenen (Experiment SPRUT). In der letzten Woche des Raumfluges wurde verstärkt trainiert und dabei die Herzaktivität gemessen.

Der 73-tägige Flug der 28. MIR-Besatzung endete mit einer punktgenauen Landung in der Nähe der kasachischen Stadt Arkalyk. Durch starke Winde verlief diese allerdings unsanft.

Atlantis (STS 101)

Hauptaufgaben der Atlantis-Mission waren Wartungsarbeiten, ein Außenbordeinsatz zur Montage von Kränen und Halterungen sowie das Anheben der Flugbahn der internationalen Raumstation. Die Atlantis absolvierte außerdem ihren ersten Flug nach einer grundlegenden Modernisierung.

Einige Stunden nach dem Kopplungsmanöver wurde zunächst der Ausstieg ausgeführt. Die Astronauten Voss und Williams inspizierten und sicherten zunächst einen bei der Mission STS 96 installierten Kran (Orbital replacement unit Transfer Device) und vollendeten die Montage des russischen Krans STRELA auf dem inneren Kopplungsadapter von UNITY. Danach wechselten sie eine defekte Kommunikationsantenne und montierten 8 Halterungen sowie ein Kamerakabel. Der Ausstieg dauerte 6 Stunden und 44 Minuten.

Nach den erfolgreichen Arbeiten im freien Weltraum wurden die Luken zur Station geöffnet und zunächst Luftproben an verschiedenen Stellen genommen. Untersucht wurde auch die Luftzirkulation und die Kohlendioxidkonzentration. Zu deren Verbesserung wurden Luftfilter gewechselt sowie mehrere Luftschläuche verlegt, verstärkt und mit einer bessren Schalldämpfung versehen. An den fünf Arbeitstagen in der Station wurden außerdem 4 Batterien im SARJA-Modul gewechselt, aufgeladen und getestet. Dazu gehörte auch die Elektronik, die das geregelte Auf- und Entladen der Batterien steuert. Turnusmäßig gewechselt wurden Feuerlöscher, Rauchmelder, Kühlventilatoren und die Speichereinheit eines Radio-Telemetriesystems. Unter der Aufsicht von Susan Helms wurden mehr als 1000 Kilogramm Nutzlast in die Station transportiert. Dazu gehörten Bekleidung, Müllsäcke, 4 gefüllte Wasserbehälter, eine IMAX-Filmkamera, ein Laufband, ein Fahrradergometer, Werkzeug und Bücher. Damit alles sinnvoll untergebracht werden konnte, wurden zusätzliche Lagereinrichtungen im hinteren Teil von SARJA installiert.

Drei Antriebsperioden sorgten dafür, dass die Bahn der ISS um mehr als 40 Kilometer angehoben wurde. Damit befindet sich die Station in einer idealen Position für das Ankoppeln des Wohn- und Antriebsmoduls SWESDA, das Mitte Juli in den Orbit gelangte.

Im Shuttle wurden während des Fluges nur wenige Experimente durchgeführt. So wurden Proteinkristalle für medizinische und analytische Zwecke hergestellt. Kommerziell wurde menschliches Alpha Interferon 2b gewonnen, das gegen Hepatitis B und C sowie gegen Melanome, Leukämie und das Kaposi-Sarkom wirksam ist. Im Rahmen des Protein Crystal Growth - Biotechnology Ambient Generic - Experiments (PCG-BAG) wurden insgesamt 504 verschiedene Proben aktiviert. Dabei wurden die kristallbildenden Komponenten erst in der Schwerelosigkeit zusammengebracht. Danach verdunstete die verdünnende Flüssigkeit und der Kristallbildungsprozess setzte ein. Komplettiert wurde das wissenschaftliche Forschungsprogramm durch ein Experiment in der ASTOCULTURE-Handschuhbox. Hier wurden 1000 Sojabohnensamen Bakterien mit dem rs-GFP-Gen ausgesetzt. Dadurch entstehen Pflanzen, die das fremde Gen in ihr Erbgut einbauen. In der Schwerelosigkeit funktioniert dieses Verfahren effizienter als auf der Erde. Transgene Pflanzen sollen in Zukunft nicht nur resistenter gegen Schädlinge sein, sondern auch Medikamente produzieren können.

Zu den Routineaufgaben der STS 101-Crew gehörten die Untersuchungen zur Virus-Reaktivierung in der Schwerelosigkeit, zur Funktion des Immunsystems, zur Zusammensetzung der Kabinenluft und zur Navigation nach GPS-Daten. Derartige Navigationssysteme sollen sowohl in der Internationalen Raumstation als auch im Rettungsfahrzeug Crew Return Vehicle zum Einsatz kommen. Außerdem wurde ein Halbleitersensor getestet, mit dem auch größere Objekte in der Umlaufbahn erfasst werden können (bis zu 22,6 Bogenminuten). Der zu 100% erfolgreiche Flug ging am 29. Mai mit einer Nachtlandung in Florida zu ende.

Swesda

SWESDA (zu deutsch: Stern) ist das russische Wohn- und Navigationsmodul der im Aufbau befindlichen Internationalen Raumstation ISS. Es ist etwa 13 Meter lang und hat eine Masse von 21 Tonnen. SWESDA verfügt über 4 Kopplungsaggregate, drei am kugelförmigen Übergangsteil am Bug und eines am Heck. Hier befinden sich auch Anschlüsse und Pumpen, die angelieferten Treibstoff zu den Tanks des Moduls SARJA weiterleiten. Unbemannte Transporter (PROGRESS, ATV) legen deshalb hier an. Es können aber auch bemannte Raumfahrzeuge (SOJUS) andocken. Unterstützt werden derartige Manöver vom automatischen Anäherungskontrollsystem TORU.

Der hermetisch verschließbare Heckabschnitt dient außerdem als Ausstiegsschleuse und Stauraum. Im Mittelteil befinden sich Steuereinrichtungen, Lebenserhaltung, hygienische Einrichtungen, die Küche, Trainingsgeräte und drei Wohnkabinen. Mit dem Kopfteil wurde Zwesda mit dem bereits seit November 1998 im Weltraum befindlichen Modul SARJA verbunden. Bei der Kopplung am 26. Juli übernahm in der Endphase SARJA die aktive Rolle. An den beiden anderen Stutzen sollen "oben" ein Energieversorgungsmodul mit einem Gittermast, acht Solarzellenflächen (etwa 20 Kilowatt Leistung) sowie einem Manipulator und "unten" ein universelles Docking- und Lagermodul ankoppeln, in dem sich auch zusätzliche Einrichtungen zur Lebenserhaltung befinden. SWESDA selbst verfügt über zwei Solarzellenflächen mit einer mittleren elektrischen Leistung von ca. 5 Kilowatt und ist mit einem in Deutschland entwickelten intelligenten Datenmanagementsystem ausgerüstet.

Termine und Konfiguration der Station veränderten sich in der Vergangenheit mehrfach. Sie sind deshalb in einer gesonderten Datei nachzulesen.

Atlantis (STS 106)

Die Atlantis koppelte am zweiten Flugtag an die Internationale Raumstation an. Hauptaufgaben waren der Transport von Versorgungsgütern, die Vorbereitung der Station auf die Ankunft der ersten Stammbesatzung und Montagearbeiten außerhalb der Station. Am 11. September stiegen Lu und Malentschenko für 6 Stunden und 14 Minuten aus, um einen ca. 2 Meter langen Ausleger mit einem Magnetometer zu montieren und mehrere Kabel zwischen SARJA und dem neuen Modul SWESDA zu verlegen. Das Magnetometer gehört zu einem Navigationssystem, mit dem die Lage der Station im Raum anhand der Richtung und Stärke des Erdmagnetfeldes bestimmt werden kann. Von den insgesamt 9 Kabeln dienen 4 der Energieversorgung, 2 gehören zu einem stationsweiten Videosystem, 2 sind Datenleitungen zur Steuerung der Solarzellen von SARJA über die Orientierungssysteme von SWESDA und ein Glasfaserkabel verbessert in Zukunft die Kommunikation bei Ausstiegsmanövern.

Nach dem Öffnen der 12 Luken wurde zunächst die Qualität der Luft im neuen Modul SWESDA überprüft. Zu den insgesamt rund 3 Tonnen Material, die aus einem Doppel-Spacehab-Modul in der Ladebucht der Atlantis und aus dem angedockten Transportraumschiff PROGRESS M1-2 entladen wurden, gehörten Nahrungsmittel, Bekleidung, 6 gefüllte Wasserbehälter, medizinische Ausrüstung, ein Amateurfunkgerät, Computer nebst Zubehör und persönliche Artikel der ersten Stammbesatzung. Außerdem wurden zwei Raumanzüge vom Typ ORLAN in der Ausstiegsschleuse installiert, drei zusätzliche Batterien mit Ladekontrollgeräten, Spannungs- und Stromstabilisatoren in SWESDA montiert, zwei ältere Batterien in SARJA ausgetauscht und Konverter zum Energieaustausch zwischen amerikanischen und russischen Systemen eingebaut. Demontiert und zur Erde zurück gebracht wurde das Annäherungs- und Kopplungssystem TORU im hinteren Teil von SARJA. Zu den Montagearbeiten der Crew gehörte auch die Installation einer Toilette, eines Sauerstoffgenerators vom Typ Elektron, bei dem auf elektrolytischem Wege Sauerstoff aus Wasser gewonnen wird, eines Kohlendioxidfilters und eines Laufbandes. Dieses ist auf einer speziellen Plattform montiert, die von der Außenwand der Station weitgehend isoliert ist. Dadurch sollen sich die beim Training der Raumfahrer entstehenden Bewegungen nicht auf die gesamte Station übertragen und somit empfindliche Experimente stören können. Desweiteren wurden Ladestationen für angedockte Raumschiffe in SWESDA installiert, Feuerlöscher und Schutzmasken für Notfälle betriebsbereit gemacht und Arbeiten am Ventilationssystem ausgeführt. Der Geräuschpegel war nach diesen Arbeiten nach Aussage der Crew nicht höher als im Shuttle. Nach knapp 8 Tagen koppelte die Atlantis von der Station ab und umrundete diese mehrfach. Dabei wurden mit Hand- und Videokameras Bilder der ISS gemacht, um die Fortschritte beim Auf- und Ausbau zu dokumentieren. Während des gemeinsamen Fluges wurde die Bahn der Station in 4 Antriebsperioden um etwa 22,5 Kilometer angehoben.

Im Shuttle flogen mehrere Experimente mit, die weitgehend automatisch abliefen. Dazu gehörten Untersuchungen zum Einfluss der Schwerelosigkeit auf die Entwicklung des Nervensystems von Fruchtfliegen sowie zu Veränderungen des Erbgutes von Nierenzellen und der Bildung von Nierengewebe (Commercial Generic Bioprocessing Apparatus), Experimente von Schülern und Studenten verschiedener amerikanischer Schulen in Spezialbehältern (Getaway Special 782 und Space Experiment Module 8), die Erprobung eines aus kleinen, autonomen Einheiten bestehenden Mess- und Aufzeichnungssystems, das seine Daten drahtlos an eine Zentrale übermittelt (HTD 1403 Micro Wireless Instrumentation System) und die Demonstration der Funktionsfähigkeit eines neuen, preiswerten Systems zur Gewinnung großer und reiner Proteinkristalle (Protein Crystal Growth Enhanced Gaseaus Nitrogen Devar). Dabei werden Materialproben auf der Erde schockgefroren und in einem Gefäß mit flüssigem Stickstoff untergebracht. Im Weltraum siedet und verdampft der Stickstoff dann langsam und gibt damit die Kristallisation der Proben frei. Diese geschieht sehr langsam, wodurch extrem große Proteinkristalle entstehen. Proteine spielen bei allen Lebensprozessen im menschlichen Körper eine große Rolle. Große Kristalle lassen sich durch Röntgenstrahlung gut untersuchen und ihr Aufbau feststellen.

Weitere Routineexperimente betrafen die Navigation mit Hilfe des Global Positioning Systems, die Reaktivierung ruhender Viren in der Schwerelosigkeit, die Funktion des Immunsystems und die Untersuchung von Gleichgewichtsstörungen und der Wiederanpassung an die Schwerkraft nach dem Raumflug. Die Atlantis landete bei Nacht auf dem Gelände der NASA in Florida.

Discovery (STS 92 / Z1 / PMA 3)

STS 92

Die Discovery koppelte zwei Tage nach dem Start an die internationale Raumstation an. Aufgrund eines Defekts an der Ku-Band-Antenne waren während der gesamten Mission keine Fernsehübertragungen möglich. Einige weitere Probleme, darunter ein Kurzschluss, konnten durch die Crew relativ schnell gelöst werden. Am 14. Oktober wurde das 9 Tonnen schwere Gitterstrukturelement Z1 (Z steht für Zenit Port) mit dem Manipulator des Shuttles aus der Ladebucht der Discovery gehievt und an den vorgesehenen Andockplatz am Modul UNITY manövriert. Dabei orientierte sich Astronaut Wakata auch mittels verschiedener Kamaras, die in der Ladebucht des Shuttle und in UNITY installiert waren. Als die entsprechenden Sensoren die korrekte Position des Bauteils anzeigten, wurde der Verschlussmechanismus ausgelöst.

Die Astronauten McArthur und Chiao stiegen am 15. Oktober für 6 Stunden und 28 Minuten aus dem Shuttle und verbanden 10 elektrische Kabel mit den entsprechenden Anschlüssen. Außerdem verlagerten sie die S-Band-Antenne aus ihrer Startposition. An ihrem endgültigen Standort wird sie erst bei der nächsten Shuttle-Mission installiert. Im S-Band werden Daten über das TDRS-System mit maximal 192 kBit pro Sekunde übertragen. Die Space To Ground Antenna (Weltraum-Boden-Antenne) hingegen erlaubt eine Datenrate von bis zu 50 MBit pro Sekunde und ist für die gleichzeitige Übertragung von 4 Videokanälen gedacht. Sie wurde während des Ausstieges in ihre endgültige Position gebracht. Schließlich montierten McArthur und Chiao eine Werkzeugbox für zukünftige Einsätze.

Am 16. Oktober arbeiteten Wisoff und Lopez-Alegria 7 Stunden und 7 Minuten lang außenbords. Zunächst lösten sie die Halterungen für den dritten Kopplungsadapter PMA-3 (Pressurized Mating Adapter) in der Ladebucht der Discovery. Danach fungierten sie für Wakata, der erneut den Manipulatorarm bediente, als zusätzliche Augenpaare. Langsam wurde der 1,5 Tonnen schwere Adapter an seine vorgesehene Position dirigiert. Als diese erreicht war, wurden ferngesteuert mehrere Verbindungsbolzen aktiviert. Die weiteren Verbindungen wurden erst nach einer Tempearturangleichung realisiert.

Beim dritten Einsatz im freien Weltraum montierten McArthur und Chiao zwei Stromkonverter an Z1 und verlegten weitere Kabel. Außerdem bereiteten sie die Haltevorrichtungen für die Ankunft des Solarzellenmoduls vor. Schließlich installierten sie eine zweite Werkzeugbox. Der Ausstieg am 17. Oktober dauerte 6 Stunden und 48 Minuten.

Am 18. Oktober fand der letzte Außenbordeinsatz (6:56 h) der Mission statt. Die Astronauten Wisoff und Lopez-Alegria testeten dabei zunächst einen Verriegelungsmechanismus an Z1 und brachten einen Kabelschacht in Position, durch den Verbindungsleitungen zum im Januar 2001 einteffenden US-Labor DESTINY laufen sollen. Dann führten beide einen gesteuerten Flug innerhalb der Ladebucht der Discovery durch, wobei sie das neue Rettungssystem SAFER einsetzten. SAFER ist eine auf dem Rücken der Raumfahrer montierte Rettungshilfe mit Antriebsdüsen, die mit Stickstoffgas betrieben werden. Das Systen ist für den Fall gedacht, dass ein Raumfahrer während eines Außenbordeinsatzes trotz der vorgesehenen Sicherungsleine den Kontakt mit dem Shuttle oder der Station verliert.

Mit den Triebwerken der Discovery wurde die Bahn des Komplexes während dreier halbstündiger Antriebsphasen um etwa 8 Kilometer angehoben. Gleichzeitig wurden strukturelle Tests durchgeführt. Nach den erfolgreichen Montagearbeiten im Weltraum wurden die Gyroskope angewärmt und kurzzeitig auf 100 Umdrehungen pro Minute angefahren. Außerdem wurden innerhalb des Moduls UNITY Kabel zum neuen Kopplungsadapter verlegt sowie Computerausrüstung und Filmzubehör (IMAX) in die Station transportiert und ein Experiment zur Züchtung von Proteinkristallen in der Schwerelosigkeit ins Shuttle gebracht. Das Experiment war mit der Atlantis im September in die Station gelangt. Routineexperimente betrafen die Erfassung von GPS-Daten zur Navigation und den Test eines Halbleiter-Sternsensors zur Bahnverfolgung großer und heller Ziele. Damit soll die Navigation in der Nähe der Station erleichtert werden.

Die Discovery landete wegen schlechten Wetters an beiden möglichen Landeorten zwei Tage später als ursprünglich geplant auf dem Gelände der Edwards Air Force Base in Kalifornien.

Z 1 und PMA 3

Z1 ist ein Aluminiumrahmen, in dem 4 Gyroskopkreisel zur Lageregelung der Station nebst Motoren und Heizungen installiert sind. Die Gyros haben jeweils eine Masse von 315 kg und erreichen eine maximale Drehzahl von 6600 Umdrehungen pro Minute (14000 ft-lb/sec). Außerdem sind 2 Kommunikationsantennen für Daten und Videobilder montiert. Z1 wird in der Aufbauphase der Station auch Träger eines Gittermastes mit mehreren großen Solarzellenflächen sein. Deshalb gehören Stromkonverter zur Ausrüstung.

Der Pressurized Mating Adapter 3 besteht ebenfalls im wesentlichen aus Aluminium. Er ist konisch geformt, etwa 2,4 m hoch und besitzt an beiden Enden Ringe unterschiedlicher Größe. Der größere ist an die US-Module angepasst und enthält passive Kopplungsmechanismen amerikanischer Bauart. Der kleinere Ring trägt einen russischen Kopplungsmechanismus vom Typ APAS. PMA 3 enthält eigene Anlagen zur Lebenserhaltung (Heizung, Licht, Luftzirkulation). An der Außenseite sind Kabelstränge zur Verbindung mit anderen Modulen angebracht. Dazu gehören Stromversorgung, Datentransfer und Kühlmittelleitungen. Um Tempraturverluste zu vermeiden und zur Erhöhung der Sicherheit in der Station insgesamt ist der Adapter außen mit einer wärmeisolierenden Schicht und mit einem Mikrometeoritenschutz umhüllt.

Sojus TM 31 (ISS 1)

ISS 1

Nach dem planmäßig verlaufenen Start koppelte das Sojus-Raumschiff mit der ersten ISS-Dauerbesatzung am 2. November an die internationale Raumstation. Die ersten Arbeiten betrafen die Aktivierung lebenswichtiger Systeme, so der Wasseraufbereitung, eines Kohlendioxidabsorbers (VODSUCH), der Küche und der Toilette. Außerdem wurden Computer für ein US-Kommunikationssystem und die zentrale Steuerung des SWESDA-Moduls installiert.

In den folgenden Wochen wurden vor allem die Systeme der Station aktiviert und getestet, auftretende, kleinere Fehlerquellen lokalisiert und beseitigt sowie neue Hardware in Empfang genommen und eingebaut. Erste wissenschaftliche Arbeiten betrafen das Wachstum von Proteinkristallen, Experimente amerikanischer Schulkinder mit Pflanzen und einer elektronischen Kamera (EarthKAM), Erdbeobachtung, Materialtests, medizinische Untersuchungen sowie Messungen der Luftqualität und Geräuschentwicklung in verschiedenen Bereichen der Station. Zusätzlich installiert wurden ein Sauerstoffgenerator "Elektron", ein Computernetzwerk, ein Amateurfunksystem im SARJA-Modul, Datenleitungen zum unteren Kopplungsaggregat des SWESDA-Moduls (Zwesda-Nadir) sowie eine Handsteuerung und ein Monitor für das TORU-System, mit dem unbemannte Transportraumschiffe von der Station aus gesteuert werden können, wenn das automatische System fehlerhaft arbeitet. Ein erster Test dieses Systems verlief erfolgreich.

Gebraucht wurde TORU zum ersten Mal bei der Ankunft von PROGRESS M1-4 am 18. November aufgrund eines Softwarefehlers. Das unbemannte Transportraumschiff legte am Nadir-Port von SARJA an und brachte 2 Tonnen Bekleidung, Versorgungsgüter, Sauerstoff, Computer-Hardware sowie einige Geschenke der Familien der drei Raumfahrer. Mit dem Entladen und Inventarisieren der Fracht waren Shepherd, Gidzenko und Krikaljow mehrere Tage beschäftigt. Mit gekommen war auch eine neue Luftreinigungs-Anlage, die ein gleichartiges defektes Gerät in der Station ersetzte. Um für die ENDEAVOUR Platz zu machen, wurde PROGRESS M1-4 am 1. Dezember abgekoppelt und in einen Parkorbit, etwa 2300 Kilometer von der Station entfernt, gebracht. Das erneute Andocken erfolgte am 26. Dezember. Dabei kam eine neue Software zum Einsatz, die zuvor in den Computer des Raumschiffes überspielt worden war. Endgültig abgekoppelt wurde PROGRESS M1-4 am 8. Februar, unmittelbar vor der Ankunft der ATLANTIS.

Zwei Tage nach ihrem Start am 1. Dezember dockte die amerikanische Raumfähre ENDEAVOUR an die Station. Während außenbords ein Energiemodul montiert und angeschlossen wurde, verlegten die Männer der Stammcrew Kabel im Inneren der Station, so dass der Strom aus den neuen Solarzellen genutzt werden konnte. Außerdem wurden Forschungsmaterialien und Abfall in die Raumfähre transportiert, während man Versorgungsgüter in Empfang nahm. Bei einem gemeinsamen Experiment beider Besatzungen kamen autonome Messkapseln zum Einsatz, die ihre Werte zur Stabilität der Station drahtlos an einen Computer übermittelten.

Auch im Weltraum wurde das Weihnachtsfest gefeiert. Als Festessen gab es hydrierten Truthahn. Außerdem wurden längere Videokonferenzen mit Familienangehörigen durchgeführt. Nach dem erneuten Andocken des Frachters PROGRESS M1-4 wurde dessen Annäherungssteuerung ausgebaut. Sie soll zur späteren Analyse zur Erde gebracht werden. Das Frachtraumschiff diente der Stammbesatzung danach vor allem als Müllcontainer. Seine Triebwerke können aber auch für Bahnkorrekturen eingesetzt werden.

In der Folgezeit wurden vor allem biomedizinische Experimente durchgeführt. Dabei wurde u. a. die Herzaktivität bei sportlicher Belastung (Experiment Cardio-ODTN) gemessen. Außerdem wurde der Unterdruck-Anzug TSCHIBIS eingesetzt. Mit ihm wird die untere Körperhälfte einem Unterdruck (von 10 bis 60 mm Quecksilbersäule) ausgesetzt. Dadurch wird mehr Blut in die unteren Körperbereiche gepumpt. Dies bedeutet für den Blutkreislauf eine gewisse Entlastung. Weitere medizinische Untersuchungen betrafen die Menge und Verteilung des Blutes im menschlichen Organismus (Experiment SPRUT MBI). Dabei sind vor allem Veränderungen im Verhältnis zwischen zellularem und im Kreislauf befindlichem Blut interessant. Beim Experiment PARODONT wurde der Mundraum näher erforscht. Unter anderem wurden die Konzentration von Immunglobulin, das Mengenverhältnis von Krankheitserregern und Antikörpern sowie die einzelnen Bestandteile der Mikroflora in der Mundhöhle bestimmt. Dazu wurden Speichelproben und Zahnabstriche genommen und eingefroren. Die Experimente PROGNOS und BRADOZ dienten der Entwicklung einer Echtzeit-Vorhersagemethode und der genaueren Bestimmung der tatsächlichen Strahlenbelastung der Besatzung. Dazu kamen neben bewährten Dosimetern auch neuartige Systeme zum Einsatz, die Thermoluminiszenz, Halbleitermaterialien und Samen höherer Pflanzen als Detektoren verwenden. Neben der Strahlendosis können so auch die direkten biologischen und genetischen Auswirkungen festgestellt werden. URAGAN beschäftigte sich mit der Erprobung boden- und weltraumgestützter Systeme zur Vorhersage natürlicher oder vom Menschen verursachter Katastrophen auf der Erde. Auch beim Experiment Crew Earth Observation (CEO) ging es um die Beobachtung und Dokumentation besonderer Formationen auf der Erde. Dazu zählten u.a. große Flussdeltas in Süd- und Ostasien, Korallenriffe, Überflutungsgebiete, Gletscher, Einschlagkrater, Erdfalten und ökologisch sensitive Flächen sowie Wetterphänomene wie El Nino. Bei IDENTIFIKATSIJA ging es um die strukturellen Belastungen der Station bei Kopplungsmanövern, Kurskorrekturen, sportlichen Aktivitäten der Besatzungsmitglieder sowie Außenbordarbeiten. Dazu wurden Beschleunigungswerte in unterschiedlichen Teilen der Station mit linear-optischen und konventionellen Systemen gemessen. Im Mittelpunkt des Experimentes TENZOR stand die Erprobung neuer Techniken, die Bewegungscharakteristik der ISS genauer bestimmen zu können. Dazu gehören Trägheitsmomente, der Luftwiderstand der wachsenden Station und die genaue Bestimmung ihres Schwerpunktes. Die Qualität der Mikrogravitation an Bord wurde beim Experiment IZGIB untersucht, während sich PRIVIATZKA mit Formveränderungen der Station befasste. Bei ISKAZHENIJE waren magnetische Interferenzen und ihre möglichen Auswirkungen auf die Durchführung von Experimenten sowie die Orientierung am Erdmagnetfeld Untersuchungsgegenstand.

Der normale Alltag der Stammbesatzung während der Mission sah im allgemeinen etwa folgendermaßen aus: Nach dem Aufstehen um 5 Uhr (Weltzeit) nahmen sich die drei Raumfahrer Zeit für Morgentoilette, Frühstück und idividuelle Information, meist per eMail. Außerdem ging man gemeinsam noch einmal den Tagesplan durch. Von 8 bis 16 Uhr, oft auch länger, wurde gearbeitet, unterbrochen von einer Mittagspause. Dann wurden die Aktivitäten des nächsten Tages besprochen. Außerdem waren täglich zwei Stunden Sport Pflicht (Bild links: Kommandant Bill Shepherd auf dem Fahrrad-Ergometer). Dazu befinden sich ein Fahrradergometer und ein Laufband an Bord der Station. Mit diesen Geräten traten allerdings massive Probleme auf. Die Wochenenden waren im wesentlichen frei und dienten der Entspannung. Ausnahmen gab es dabei allerdings, wenn Arbeiten am Lebenserhaltungssystem vorgenommen werden mussten sowie wenn ein Transporter oder ein Shuttle angedockt war.

Im Januar wurden neben Wartungs- und Reparaturarbeiten an einem Batterieladegerät vor allem letzte Vorbereitungen für die Erweiterung der Station um das amerikanische Forschungslabor DESTINY getroffen. Als sich dessen Start verzögerte, beschäftigte man sich ausgiebiger mit der Inventarisierung der bereits vorhandenen Geräte, Ausrüstungen und Vorräte. In einer Computerdatenbank sind alle Artikel mit ihrer Anzahl und dem Lagerungsort aufgelistet. Zusätzlich wurden Havarieübungen durchgeführt. Das bisher noch eingeschränkte wissenschaftliche Programm sah biomedizinische und technologische Experimente vor. Dazu gehörten u.a. Vibrationsmessungen mit dem ursprünglich für den Space Shuttle entwickelten Messkomplex MACE (Middeck Active Control Experiment) sowie die Dokumentation von überwiegend natürlichen Phänomenen auf der Erde. Im Logbuch von William Shepherd wurden vor allem in den ersten Wochen wiederholt Hard- und Softwareprobleme mit den Computern vermerkt. Zur Lösung dieser Probleme wurde ein nicht unerheblicher Teil der Arbeitszeit aufgewandt. Der zentrale Server im ZWESDA-Modul arbeitet mit dem Betriebssystem Windows NT.

Nach der Montage des amerikanischen Labormoduls durch die STS 98-Mannschaft am 11. Februar aktivierte die Stammbesatzung gemeinsam mit der Crew des Shuttles ATLANTIS dessen Systeme. Dazu gehörten Luftventilation und -kühlung, die Steuerungen für interne Kommunikation, Lageregelung, Lebenserhaltung, Umweltdaten, Befehls- und Datenverarbeitung sowie die Energieversorgung. Zusätzlich installiert wurde ein Rack mit einem Luftaufbereitungssystem. Der Kohlendioxidabsorber konnte allerdings zunächst nicht in Betrieb genommen werden, da eine Pumpe defekt war. Aktiviert wurden aber die Bordcomputer, das Feuermelde- und Alarmsystem und die Lageregelungskreisel im Gitterelement Z1, deren Steuerung von Computern im Modul DESTINY übernommen wird. Der aktuelle Zustand des Labors wurde mit einer IMAX-Kamera dokumentiert.

Am 24. Februar unterbrach die Crew ihre Arbeiten im Labormodul und bestieg ihr Raumschiff. Der Kopplungsstutzen am hinteren Ende des ZWESDA-Moduls musste für die Ankunft des unbemannten Transportschiffes PROGRESS-M 44 frei gemacht werden. Deshalb koppelte Pilot Gidsenko das Sojus-Raumschiff ab, entfernte sich bis auf etwa 150 m von der Station, umflog diese teilweise und näherte sich von unten dem vorderen Teil des Moduls SARJA. Nach 31 Minuten Flugzeit koppelte SOJUS-TM 31 erneut an die ISS. Für den Fall, dass die Kopplung misslingen würde, waren vorher viele Systeme der Station deaktiviert worden. Diese wurden anschließend wieder hochgefahren. Am 26. Februar startete PROGESS-M 44 in Baikonur und dockte 2 Tage später an die Station. Das Transportschiff brachte Treibstoff, Ersatzteile, Bekleidung, Nahrung, Computer, Büromaterial und das erste ESA-Experiment PKE (Plasmakristall-Experiment). Bis zur Ankunft der DISCOVERY waren die Raumfahrer mit dem Entladen des Transporters und den Vorbereitungen für die Rückkehr auf die Erde beschäftigt.

Als die DISCOVERY am 10. März an die ISS andockte, begannen die unmittelbaren Vorbereitungen für die Heimkehr der drei Raumfahrer. Dazu gehörten vor allem Übergabeformalitäten, medizinische Tests und ein verstärktes körperliches Training. Auf einer gemeinsamen Pressekonferenz fasste der Kommandant der ersten ISS-Crew die Mission mit den folgenden Worten zusammen: "Wir bezogen einen unbewohnten Außenposten und besitzen jetzt eine voll funktionsfähige Station, in der die nächste Besatzung Forschung betreiben kann. Ich glaube, dies ist die Substanz unserer Mission."
Nach einem insgesamt erfolgreichen Flug kehrten Shepherd, Gidzenko und Krikaljow mit dem Shuttle DISCOVERY am 21. März zur Erde zurück.

TAXI Crew

Das Raumschiff Sojus TM 31 wurde von einer Gastbesatzung übernommen, die am 28. April 2001 in Baikonur startete. Zu ihr gehörten Talgat Mussabajew, Juri Baturin und der Weltraumtourist Dennis Tito. Sie landete am 6. Mai in der kasachischen Steppe.

Endeavour (STS 97 / P 6)

STS 97

Mit der Endeavour gelangte das erste seitliche Gitterstrukturelement P 6 mit Solarzellenpaneelen, Batterien und Radiatoren zur internationalen Raumstation. Es wurde nach dem Andocken am zweiten Flugtag mit dem Manipulator des Shuttle aus der Ladebucht gehoben. So konnten sich alle Teile des Moduls an die Temperaturen im freien Weltraum anpassen. Anschließend wurden mehrere Frachtboxen in die Kopplungsschleuse zwíschen Shuttle und UNITY transportiert. Die Besatzung der Station holte sie später dort ab. Werden vom Shuttle aus Außenbordeinsätze durchgeführt, dann wird der Druck im Shuttle abgesenkt. Dadurch gewöhnen sich die Außenbordarbeiter an einen niedrigeren Luftdruck, der später auch in ihren Raumanzügen herrscht. Die US-Astronauten atmen in ihren Raumanzügen reinen Sauerstoff. Durch den niedrigeren Druck blähen sich die Raumanzüge nicht so stark auf und können leichter gebaut werden. In der Raumstation dagegen herrscht normaler Luftdruck. Deshalb konnte erst nach Abschluss der Außenbordarbeiten der Druck ausgeglichen werden und ein kurzer Umstieg erfolgen.

Das Bild (Alle Fotos: NASA) zeigt oben in der Mitte das Modul UNITY, auf dem die Gitterelemente mit den Solarzellen, der S-Band-Antenne (rechts von UNITY) und einem ausgefahrenen Radiator (dünne Linie nach oben) sitzen. Darunter die Module SARJA und SWESDA sowie das SOJUS-Raumschiff.

Am 3. Dezember stiegen die Astronauten Tanner und Noriega für 7 Stunden und 33 Minuten aus dem Shuttle, führten Vorbereitungsarbeiten für die Montage des Energiemoduls aus und überwachten dessen Ankopplung. Anschließend verbanden sie mehrere Energie- und Datenkabel und lösten Verriegelungen am Ausfahrmechanismus der Solarzellenpaneele. Während sich Paneel 1 innerhalb von 13 Minuten ausfahren ließ, schlug dies beim zweiten Paneel zunächst fehl, da sich eine Verriegelung nicht löste. Dies gelang im zweiten Anlauf. Das Paneel wurde am vierten Flugtag in mehreren Etappen bedeutend langsamer als das erste ausgefahren. Beim schnellen Entfalten des ersten Paneels waren die Spanndrähte aus ihrer Führung gesprungen. Deshalb entschied man sich beim zweiten Paneel für ein anderes Verfahren.

Bei einem zweiten Ausstieg am 5. Dezember (6:37 h) verbanden Tanner und Noriega elektrische Leitungen zwischen dem neu entstandenen Gitterverbund Z 1 / P 6 und dem Modul UNITY. Alle 12 Batterien waren bereits aufgeladen und lieferten wenig später den ersten Strom für die Station. Außerdem wurden nicht mehr benötigte Temparturschutzabdeckungen abgebaut, die S-Band-Antenne an ihren endgültigen Standort verlegt, Kühlmittelleitungen installiert und die Verriegelung eines Radiators gelöst. Dieser wurde später ausgefahren und dient der Kühlung der Solarzellenflächen. Schließlich lösten Tanner und Noriega Kabel am zweiten Kopplungsadapter von UNITY. Dieser wird bei der Ankunft des Forschungsmoduls DESTINY an einen anderen Standort verlegt. Bei allen Arbeiten unterstützte Marc Garneau die Außenbordmonteure mit dem Manipulatorarm des Shuttle.

Der dritte Ausstieg am 7. Dezember (5:10 h) diente zum einen der Reparatur des ersten Solarzellenpaneels. Dazu wurde es kurzzeitig um etwa einen Meter wieder eingefahren. Anschließend wurden die Spanndrähte entwirrt und gespannt. Zum zweiten montierten Tanner und Noriega ein Gerät zur Messung des elektrischen Potentials in der Umgebung der Station an der Spitze des Solarzellenmoduls P 6. Bei hoher statischer Aufladung sollen Elektronen-Emitter dafür sorgen, dass keine Lichtbögen an den Paneelen entstehen. Schließlich installierten die beiden Astronauten ein Kamerakabel auf UNITY. Eine kleine Kamera wird beim nächsten Shuttle-Flug das Andocken des Labormoduls DESTINY erleichtern.

Am 8. Dezember öffneten die Raumfahrer die Luken zwischen den beiden Raumfahrzeugen. Sie transportierten Geräte, Versorgungsgüter und Abfälle und unternahmen ein gemeinsames Experiment, bei dem die Stabilität des Komplexes während kurzer Antriebsphasen getestet wurde. Nach dem Abkopplen umflog das Shuttle die Station. Währenddessen wurden detaiillierte Aufnahmen vor allem von den neuen Bauteilen gemacht. Die Endeavour landete planmäßig am 11. Dezember in Florida.

P 6

Insgesamt sechs Gittersegmente, davon vier mit jeweils zwei doppelten Solarzellenflächen, integrierten Batterien und Radiatoren werden am amerikanischen Teil der Internationalen Raumstation montiert. Eines der äußeren Segmente ist P 6. Es wurde zunächst auf dem Sockel Z 1 montiert und wird später an den endgültigen Platz verlagert.

Vollständig ausgefahren haben die Solarzellenflächen eine Spannweite von 73,15 m und eine Breite von 11,58 m. Das Modul hat eine Gesamtmasse von 15,75 t und seine mehr als 64000 Solarzellen liefern etwa 13 kW Leistung für die Station. Insgesamt sind 4 derartige Energiemodule geplant.

Jede Solarzellenfläche (Solar Array Wing) besteht aus einem faltbaren Gittermast, zwei faltbaren Solarzellenpaneelen, Spanndrähten zum Ausfahren oder Zurückziehen der Paneele sowie Einrichtungen zu deren Steuerung, zur Stabilisierung und Speicherung elektrischer Energie sowie zur Kühlung sämtlicher Anlagen. Der elektrische Strom gelangt über 82 Leitungen pro Paneel zu drei Ladesystemen mit je zwei Nickel-Wasserstoff-Batterien. Die Spannung wird auf etwa 140 V geregelt. Befindet sich die Station auf der Tagseite der Erde, so werden die Solarzellenflächen so gedreht, dass sie der Sonne eine maximale Fläche zuwenden. Theoretisch lassen sich dann 31 kW nutzbar machen. Die Ausrichtung der Flügel geschieht durch Schrittmotoren mit einer Genauigkeit von 1°. Es kann gleichzeitig Strom für die Steuerung, die Kühleinrichtungen und die Station bereitgestellt werden. Außerdem werden die Batterien geladen (maximal 3 x 8,4 kW pro Solarzellenfläche). Auf der Nachtseite liefern die Batterien dann Strom (maximal 3 x 6,6 kW pro Solarzellenfläche). Jede Batterie besteht aus 38 Einzelzellen, hat mit 38000 Lade-Entlade-Zyklen eine projektierte Lebensdauer von 6,5 Jahren und wiegt (auf der Erde) etwa 187 kg.

Das Kühlsystem besteht aus Kühlkörpern mit Kühlrippen, die direkten Kontakt zu den Wärme erzeugenden Teilen haben, mehreren Kühlkreisläufen mit Ammonium als Kühlmittel, elektrischen Pumpen und einem Radiator, der theoretisch 14 kW Abstrahlungsleistung besitzt. Alle Anlagen haben zusammen einen Leistungsbedarf von mehr als 6 kW, der somit nicht für eine Nutzung in der Raumstation zur Verfügung steht.

Alles in allem handelt es sich eher um ein kleines Kraftwerk als um eine gewöhnliche Solaranlage zur Stromerzeugung. Die komplexen Systeme werden durch mehrere Computer gesteuert, im Laufe des Betriebs der Raumstation gewartet und bei Notwendigkeit ausgetauscht. Das Energiemodul P 6 kostete etwa 1,2 Milliarden US Dollar.

Zuletzt aktualisiert am 30.06.2001

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Alle Fotos (c) NASA.

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