Die 20. Mission von PK-3 Plus auf der ISS

Im folgenden wieder ein Blogbeitrag meines Kollegens Dr. Peter Huber, der im Moment in Korolyov bei Moskau die Durchführung des PK-3 Plus Experiments auf der Internationalen Raumstation betreut. Viel Spaß beim Lesen! ~Mierk Schwabe

Es ist wieder Januar, es ist wieder Missionszeit in Moskau. Die zwanzigste Mission mit diesem Experiment. Grund genug, zu feiern. Aber im Moment haben wir noch einige Aufgaben vor uns.

Schon die Vorbereitung hat allen Beteiligten einiges abverlangt. Wir waren uns zwar schon, als wir die Livevideos von der 19-ten Mission ausgewertet hatten im wesentlichen sicher, was wir machen wollen. Dafür brauchten wir aber unbedingt die Originalvideos der Experimente, damit wir die Teilchendichten möglichst genau bestimmen konnten. Also konnten wir wieder erst mit dem Programmieren und Testen anfangen, nachdem wir alle Daten hatten. Das war in der zweiten Dezemberwoche. Bis Weihnachten mussten dann alle Routinen geplant, programmiert und getestet sein. Nur so hatte unser russischer Kollege die Möglichkeit, sie während unserer Weihnachtstage abschließend zu testen.

Ja, wir haben es geschafft. Mit einigen Überstunden und VIEL Nerven bei Allen!

Am siebten Januar, am russischen Weihnachtstag, sind wir angereist. Dass ich mein Visum erst am dritten Januar bekommen habe, hat nicht mal mehr mich nervös gemacht.

Unser Vorbereitungsraum im ZUPUnser Vorbereitungsraum im ZUP. Die linke Leinwand zeigt die Bahn der ISS in Gelb und rot markiert die Reichweite der russischen Bodenstationen. Die ISS fliegt gerade über dem Südpazifik.

Am Dienstag haben wir dann das erste Experiment durchgeführt. Dabei ging es darum, eine Oszillation, bei der die Teilchenwolke wie ein Herz zu pulsieren scheint, genauer zu untersuchen. Es war das erste Experiment dieser Art. Deshalb war es auch so geplant, dass der Kosmonaut Roman Romanenko nach unserer Anweisung die Teilchenzahl erhöht, bis diese Oszillation auftritt. Wir hätten also gerne den gesamten Experimentverlauf via Video verfolgt. Das war aber gerade am ersten Tag nicht möglich. Die Übertragung stand an diesem Tag planmäßig nicht durchgehend zu Verfügung. Als dann auch noch das Plasma aus ging, wir aber nicht sehen konnten wieso und wann, hätten wir uns gewünscht, dass wir an diesem Tag ein vollautomatisches Experiment durchgeführt hätten, und das interaktive an einem anderen Tag mit besserer Videoverbindung. Dass wir darauf keinen Einfluss hatten, war unser Glück, wie sich am folgenden Tag zeigen sollte.

Am zweiten Tag war das zweite interaktive Experiment angesetzt. Wie jeden Tag startete das Experiment, während die ISS Moskau überflog. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass zumindest beim kommunikationsintensiven Starten des Experimentes auf die russischen bodengestützten Kommunikationskanäle zurück gegriffen werden kann. Diese sind hier natürlich am zuverlässigsten verfügbar. Dazu gehört auch ein Videokanal. Das russischen “Ku-Band” läuft über die Bodenstationen in Moskau und Baikonur. Wenn die ISS diesen Bereich verlässt, können Videoverbindungen nur noch über Satellitenverbindungen der NASA hergestellt werden.

Am zweiten Tag aber war schnell klar, dass wir diesmal nur das Ku-Band zu Verfügung haben werden. Es war ein massives Problem in der alternativen Videoverbindung aufgetreten. Darum wurde blitzschnell auf eine automatische Routine umgeschwenkt, die

Hoher Besuch: Kosmonaut Oleg Kononenko (rechts) im Gespräch mit Vladimir Molotkov (Mitte), Hubertus Thomas (vorne) und Andrey Lipajev (hinten).Hoher Besuch: Kosmonaut Oleg Kononenko (rechts) im Gespräch mit Vladimir Molotkov (Mitte), Hubertus Thomas (vorne) und Andrey Lipajev (hinten).

Gerade wurden wir von Oleg Kononenko unterbrochen. Kononenko hat für uns die Experimente der 18-ten Mission durchgeführt. Bei solchem Besuch kann ich nicht einfach an meinem Text weiterschreiben. Entschuldigung!

Also, es wurde eine andere Routine gestartet, die ohne Interaktion des Kosmonauten durchlaufen konnte. Die andere wollten wir am Donnerstag durchführen.

Am Abend, als wir schon wieder im Hotel gerade dabei waren, unser Abendessen herzurichten, haben wir dann erfahren, dass das Gerät für die Videoübertragung defekt ist. Die Reparatur wird sich längere Zeit hinziehen. Auf keinen Fall werden wir also während dieser Mission noch die Gelegenheit bekommen, mehr als fünf Minuten pro Experiment Videos live sehen zu können. Das stellt uns natürlich vor ein Problem: Wir haben noch ein zweites Experiment mit noch mehr Interaktion vorgesehen. Ohne Möglichkeit “selber” eingreifen zu können, wollten wir zuerst dieses Experiment streichen. Da dies die vorletzte Mission mit PK-3 Plus sein wird, wäre es aber sehr wichtig, auch dieses Experiment irgendwie durchzuführen. Also haben wir uns gestern noch hingesetzt und bis spät in die Nacht an einem speziellen Radiogramm gearbeitet. Das Radiogramm ist die Durchführungsanleitung, nach der der Kosmonaut das Experiment bedienen soll.

Diese Radiogramm musste aber nicht nur enthalten, wie die Routine zu starten ist, wann Interaktion erforderlich ist und welche Paneele der Software er dafür benötigt, sondern wir mussten auch hineinpacken, wann er wie und nach welchen Kriterien das Aussehen der Teilchenwolke beurteilen muss und welche Konsequenzen er daraus ziehen soll. Diese Beschreibung muss aber zum Einen allgemeinverständlich sein, Romanenko ist kein Physiker und schon gar keiner aus unserem Spezialgebiet. Zum Anderen sollte es aber auch für alle zu erwartenden Eventualitäten die geeigneten Maßnahmen enthalten. Zu viel könnte wiederum zu Fehlbedienung führen. Wir mussten also nicht nur die besten Parameter beschreiben, sondern auch die verschiedenen Eventualitäten bewerten und Formulierungen diskutieren.

Ich bedauere dabei vor allem die Mitarbeiter vor Ort, die unsere ständigen Änderungen einarbeiten und spät nachts noch unser Radiogramm prüfen und genehmigen mussten.

Gerade stehen wir jetzt im Kontrollraum und warten auf ein paar Minuten Video, damit wir wenigsten diese kurze Zeit beurteilen können. Wie erfolgreich das Experiment schließlich wirklich war, werden wir allerdings erst sehen, wenn uns die Videofestplatten im April erreichen.

Auch diese Mission wird also wieder sehr spannend, wenn wir auch auf diese Art von Spannung gerne hätten verzichten können.

Veröffentlicht von

Erhöht man die Spannung zwischen zwei Elektroden, die ein Gas umgeben, beginnt das Gas irgendwann zu leuchten: Freie Elektronen im Gas haben genug Energie, um die Gasteilchen zu ionisieren und noch mehr Elektronen aus den Atomen zu schlagen. Ein Plasma wurde gezündet, die Zündspannung ist erreicht. Gibt man nun noch zusätzlich Mikrometer große Teilchen in das Plasma, erhält man ein sogenanntes "Komplexes Plasma", mit dem ich mich zunächst als Doktorand und Post-Doc am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und nun an der University of California in Berkeley beschäftige. In diesem Blog möchte ich sowie ein wenig Einblick in den Alltag im Forschungsinstitut bieten, als auch über den (Plasma)-Rand hinaus blicken. Mierk Schwabe

4 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Vorbereitungsmühen

    Mierk Schwabe schrieb (11. Januar 2013, 18:34):
    > Im folgenden wieder ein Blogbeitrag meines Kollegens Dr. Peter Huber […]
    > […] das erste Experiment durchgeführt. Dabei ging es darum, eine Oszillation, bei der die Teilchenwolke wie ein Herz zu pulsieren scheint, genauer zu untersuchen.

    War es (ein) Gegenstand dieser genaueren Untersuchung, ob einige, oder sogar alle, betrachteten Teilchen dabei schwerelos waren, oder inwiefern nicht?

    Oder bestand eine bestimmte Forderung in dieser Hinsicht als Teil der Versuchsanordnung?
    Falls so, wie wurde festgestellt, ob diese Forderung im betrachteten Versuch (also im “ersten Experiment“) erfüllt war; oder bewertet, in wie fern sie eventuell nicht erfüllt war, um entsprechende systematische Unsicherheiten abzuschätzen?

  2. Schwerelose Teilchen

    Die Versuche zu komplexen Plasmen werden ausgewertet, indem die Teilchenpositionen auf Videobildern bestimmt werden. Man erkennt schon von der Verteilung der Teilchen in dem Aufbau, ob der Versuch auf der Erde oder im Orbit stattgefunden hat – auf der Erde werden sie von der Gravitation so stark nach unten gezogen, dass sie nur einen Bruchteil des verfügbaren Platzes einnehmen.
    Natürlich sind die Teilchen auch auf der ISS nicht perfekt schwerelos. Im Vergleich zu den anderen Kräften im System ist die “Restschwere” aber typischerweise vernachlässigbar. Falls doch einmal aus irgendeinem Grund eine außergewöhnliche Beschleunigung auftreten sollte – z.B. ein Astronaut, der gegen das Experiment stößt – würde das bei der Analyse der Teilchenbewegung auffallen.

  3. A long climb to Schild’s ladder …

    Mierk Schwabe schrieb (12.01.2013, 20:25):
    > […] Natürlich sind die Teilchen auch auf der ISS nicht perfekt schwerelos. Im Vergleich zu den anderen Kräften im System ist die “Restschwere” aber typischerweise vernachlässigbar.

    Gibt es denn überhaupt einen Unterschied zwischen “Kräften im System” und “Schwere”; bzw. einen Unterschied zwischen “(Kräfte-)freier Bewegung” und “schwereloser Bewegung”?

  4. Kräfte

    “Gibt es denn überhaupt einen Unterschied zwischen “Kräften im System” und “Schwere” […] ?”

    Der Unterschied zwischen Schwere und Kräften im System ist es, dass die Schwere die Teilchen nach unten zieht, wo sie sich dann ansammeln. Das tun nicht alle Kräfte, z.B. die elektrische Kraft bewirkt, dass sich die geladenen Teilchen abstoßen, usw. Wir wollen ja gerade diese kleineren Kräfte untersuchen, die ansonsten von der vier stärkeren Gewichtskraft der Teilchen maskiert werden würden.

Schreibe einen Kommentar