Aus dem All für Alle

Ob Skihandschuhe oder “Space-frame” –
Immer mehr Unternehmen forschen auf der Raumstation

Wenn Skispringer Sven Hannawald abhebt, hat er vielleicht kalte Füße, aber bestimmt keine kalten Hände. Seine Handschuhe, genau wie die unzähliger anderer Ski-Fahrer, wurden anfangs für die Raumfahrt entwickelt. Und da müssen sie einem Temperatur-Unterschied von -250° bis +250° standhalten. Diese und viele weitere Errungenschaften, die für uns mittlerweile selbstverständlich sind, wie z.B. Rauchdetektoren oder kratzsichere Brillengläser, stammen ursprünglich aus der Raumfahrt-Forschung.
Auf der Internationalen Raumstation (ISS) führt die Besatzung seit Oktober 2002 Experimente in verschiedenen Bereichen durch. Internationale Firmen, wie zum Beispiel Audi und Airbus, investieren viel Geld in die Forschung unter Schwerelosigkeit. Auf der ISS mieten sie Experimentier-Schränke, so genannte Racks, um neue Materialien zu entwickeln oder bestehende zu verbessern. So hat Airbus für sein neues Flugzeug-Modell A 380 eine spezielle Legierung entwickelt, die der Aufhängung der Tragflächen genügend Elastizität und gleichzeitig Stabilität gibt, um ein Flugzeug dieser Größenordnung möglichst sicher und Treibstoff sparend betreiben zu können. Die Eigenschaften dieser Verbindung wurden im Weltraum erforscht, weil sie unter Einfluss der Schwerkraft nicht in dieser Qualität hergestellt werden kann. Die Automobil-Industrie verwendete diese Erkenntnisse ebenfalls. Im Audi A8 wurde diese Legierung als Grundlage für die so genannten Druckguss-Knotenpunkte verwendet. Diese Entwicklung erhöht die Sicherheit bei einem Unfall, denn die Fahrgastzelle wird zusätzlich gesichert. Audi-Ingenieure nennen dieses Konzept „Space-frame“. Außerdem führen die Astronauten auf der ISS Tests mit Flüssigkeiten durch. In der Schwerelosigkeit vermischen sich etwa Wasser und Öl problemlos, auf der Erde stoßen sie sich ab. Die Ergebnisse sollen helfen, Ölteppiche auf der Erde effektiver zu bekämpfen.
Ein anderer Sektor der industriellen Nutzung des Weltraumes ist die Suche nach neuen medizinischen Erkenntnissen. So kann man z.B. Eiweiße (Proteine) züchten, die um ein Vielfaches größer sind als die, die unter Einfluss der Schwerkraft entstehen. Diese „Riesen-Proteine“ sind unter dem Mikroskop gut zu erkennen. Darum können die Forscher den genauen Aufbau und eventuelle Deformationen der Proteine dokumentieren. Mediziner erhoffen sich dadurch neue Behandlungsmöglichkeiten für Krankheiten. So wurden zum Beispiel weitere Erkenntnisse in der Aids-Forschung gewonnen. Auf der Erde wachsen die gleichen Proteine aufgrund der Erdanziehung unregelmäßig. Deshalb kann man ihre Struktur nur ungenau bestimmen. Folglich ist man darauf angewiesen, das so genannte „Trial and Error“-Verfahren anzuwenden. Das heißt, dass Versuchsreihen durchgeführt werden, die oft mehr auf Schätzungen als auf Erkenntnissen der Medizin beruhen. Die Folge: auf der Erde entwickelte Wirkstoffe sind ungenauer und in der Regel nicht ohne Nebenwirkungen. Zusätzliche Forschung wird auf dem Gebiet der Osteoporose (Knochenschwund) betrieben. Dafür bieten sich die Astronauten als „Versuchs-Kaninchen“ geradezu an. In der Schwerelosigkeit bauen sich, trotz zweistündigem Training am Tag, die Muskeln und das Calcium in den Knochen der Raumfahrer langsam ab. Dadurch entsteht Osteoporose. Am Beispiel der Astronauten haben Mediziner festgestellt, dass Osteoporose-Patienten sich nicht etwa ins Bett legen, sondern im Gegensatz Sport treiben sollten.
Die Elektronik ist das dritte Gebiet, auf dem im Weltraum Forschung betrieben wird. Genau wie Proteine können Forscher Kristalle in der Schwerelosigkeit wesentlich größer und auch reiner züchten. Aus der Untersuchung dieser Kristalle gewinnt man Erkenntnisse, die dann im Bereich der Computertechnik eingesetzt werden können.
Außerdem führt die Besatzung biologische Experimente auf der ISS durch. Das Columbus-Modul ist dafür mit speziellen Racks ausgestattet, in denen das Verhalten von Pflanzen und wirbellosen Tieren untersucht wird: Woran orientiert sich eine Pflanze in ihrem Wachstum ohne Erdanziehung? Wie „navigiert“ eine Fliege unter diesen Bedingungen?
Im Moment betreiben die Astronauten jedoch nur Grundlagenforschung im All. Das heißt, dass Erkenntnisse aus Experimenten in der Schwerelosigkeit dokumentiert und dann in der Produktion auf der Erde eingesetzt werden. Grundlagenforschung wird entweder mit öffentlichen Geldern finanziert, wobei die Ergebnisse dann allgemein genutzt werden können, oder von einzelnen Firmen in Auftrag gegeben, die dann alleinigen Anspruch auf die Nutzung der Ergebnisse haben. Produziert wird auf der Erde, nicht im Weltraum, da jedes Kilo, das in den Weltraum transportiert wird, 20.000$ kostet. Eine Massenproduktion auf der ISS ist somit in naher Zukunft ausgeschlossen.

Julien Wilkens und Franziska Roscher