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Während der Zeiten des kalten Kriegs war der Betrieb einer Raumstation in der Erdumlaufbahn vor allem eine Angelegenheit der Sowjetunion, die nach verlorenem Wettrennen zum Mond dahin auswich. Bereits mit der letzten russischen Raumstation MIR wurde internationale Zusammenarbeit geübt. Mit der Internationalen Raumstation ISS unter der Führung der USA entsteht nun ein neuer Vorposten der Menschheit im Weltraum.
 Die Internationale Raumstation ISS fotografiert am 16. Oktober vom Space-Shuttle Atlantis am 16. Oktober 2002. Original © NASA. |
Die Internationale Raumstation (ISS) ist nach NASA-Angaben das grösste und komplexeste internationale wissenschaftliche Projekt in der Geschichte. Heute sind 16 Nationen an der ISS beteiligt: USA, Kanada, Japan, Russland, Brasilien und 11 Länder der Europäischen Weltraumbehörde (ESA), darunter auch die Schweiz, Österreich und Deutschland.
In der Dämmerung kann die Raumstation häufig von jedermann als auffälliger ruhig laufender heller Stern gesehen werden, wie sie im Laufe von einigen Minuten über den Himmel zieht und langsam seine Helligkeit verändert.
Die Planungsanfänge gehen auf das Jahr 1979 zurück. Im Januar 1984 wurde das Projekt von Präsident Reagan offiziell eingeführt und mit einem Aufruf an die – wie es damals noch hiess – „freien Welt“ sich am Raumstation-Projekt zu beteiligen, verbunden. Im Frühjahr 1985 folgten Japan, Kanada und die ESA (Europa) mit einem bilateralen Abkommen diesem Aufruf. Im September 1988 wurde festgelegt, welche Beiträge diese Partner zu der Raumstation (die von Reagan „Freedom“ getauft wurde) beitragen würden: Kanada einen Manipulatorarm (eine Art Roboterarm), Europa und Japan würden je ein Weltraumlabor beitragen. Dieses Abkommen blieb bis heute im Wesentlichen bestehen.
 Von links nach rechts: Zarya, Zarya und Unity gekoppelt, Zwesta nun ebenfalls angekoppelt, Blick auf Z1, die Solanrzellen wurden installiert, Station mit Modul Destiny. © NASA. |
1993 wurde das Konzept der Raumstation neu überarbeitet um die Kosten weiter zu reduzieren. In dieser neuen Station – Alpha – wurden etwa 3 / 4 der ursprünglich vorgesehenen Hardware verwendet. Die Zusammenarbeit zwischen Russland und der USA beim Raumstationprojekt begann mit einem Abkommen, das vorsah, dass die USA russische Sojuz-Raumschiffe als Rettungsboot kaufen würden.
Eine weitere Zusammenarbeit mit Russland war das Shuttle-Mir-Programm. Im Rahmen dieses Programms konnten sich während der 90er Jahre wiederholt amerikanische Astronauten an Bord der russischen Raumstation MIR aufhalten und so Langzeiterfahrungen sammeln. Wegen eigenen finanziellen Engpässen und dem absehbaren Lebensende der Raumstation MIR war Russland sehr an einer Mitarbeit an der Internationalen Raumstation gelegen. Mit Ihrer grossen Erfahrung im Bereich der Raumfahrt und dem Betreiben von Raumstationen waren die Russen ein willkommener Partner. Die beiden grössten Partner bei ISS waren nun die USA und Russland.
Die Montage der Raumstation begann mit dem Start des Moduls Sarja am 20.11.1998. Dieses 20 Tonnen schwere Modul wurde mit einer russischen Trägerrakete vom Typ Proton in eine Umlaufbahn 400 km über der Erdoberfläche gebracht. Sarja ist eine Art Schaltzentrale für Strom, Daten und Treibstoffe.
Der erste Beitrag der USA, Unity, ist ein Knotenstück zwischen den verschiedenen Modulen und wurde mit dem Shuttle Endeavour am 4.12.1998 in die Umlaufbahn gebracht. Mit dem Modul Zwesta, gestartet am 12.7.2000 von einer russischen Proton, war nun die Raumstation genügend ausgebaut um am 31.10.2000 die erste Mannschaft an Bord aufzunehmen. Sie blieb seither permanent bemannt.
Die wichtigsten weiteren Ausbauetappen waren das US-Labor Destiny (16 Tonnen) am 7.2.2001. Am 15.9. 2001 folge ein provisorische Kopplungs- und Ausstiegsmodul.
Mit dem Absturz der Columbia Anfang 2003 verzögert sich der Ausbau
der Raumstation weiter. Die Russen konnten mit ein paar Versorgungsflügen
die Raumstation bemannt halten, jedoch nicht weiter ausbauen. Im Sommer 2006 konnte der Weiterausbau der Station mit Hilfe der Space Shuttles weitergeführt werden.
Dem Zeitplan der Amerikaner für die Pensionierung der Space Shuttle Flotte nach ist mit der Fertigstellung der Raumstation im Jahr 2010 zu rechnen. Anschliessend sollte die Station 15 Jahre in Betrieb bleiben.
Die Internationale Raumstation wird im Endausbau 107 x 80 Meter gross sein. Bei einer Höhe von 300 bis 400 Kilometer ist die Beobachtung auch von blossem Auge möglich. Obwohl sie heute noch nicht fertig ausgebaut ist, kann die Raumstation an einem dunklen Himmel zu einem auffälligen Objekt werden.
 Beispiel einer ausserordentlichen Aufnahme eines ISS-Sonnentransits von Roland Stalder. Er filmte den Transit vom 16. August 2003 von der Sternwarte Hubelmatt in Luzern mit einer High Speed Video Kamera (Belichtungszeit: 1/36'500-Sekunde) durch einen 150mm Refraktor bei 3’600mm Brennweite.. ©: Roland Stalder (Astronomische Gesellschaft Luzern ). |
Für den Beobachter ohne optische Hilfsmittel ist die günstigste Zeit der Beobachtung nach Sonnenuntergang oder vor Sonnenaufgang, wenn die Raumstation noch vom Sonnenlicht getroffen wird, der Beobachter sich jedoch bereits im Dunkeln befindet. Die Raumstation zieht dann in wenigen Minuten von ungefähr Westen nach Osten über den Himmel. Sie erscheint dabei als heller auffälliger Stern. Nicht an jedem Abend bzw. Morgen findet für einen bestimmten Beobachter ein Überflug statt; allerdings finden die Überflüge häufig nach einem Muster statt, so dass z.B. Abendsichtbarkeiten mehrere Tage in Folge möglich sind, ja sogar über Wochen die ISS jeden Abend oder Morgen gesehen werden kann. Auf der anderen Seite kann die Geometrie der Umlaufbahn so ungünstig gelegen sein, dass während Wochen kein sichtbarer ISS-Überflug stattfindet.
Das Auflösungsvermögen eines kleinen Fernrohrs würde bereits reichen um die Solarzellen vom Rumpf der Raumstation zu unterscheiden. Das Problem liegt in der Nachführung des Teleskops an die sich schnell bewegende Raumstation. Computergesteuerte Teleskope können dies leisten. Man kann mit solchen Teleskopen Details bis zu zwei Meter Grösse ausmachen (Raumstation im Zenit).
Alle paar Wochen erhält die Raumstation Besuch einer unbemannten Raumkapsel (russische Progress), die Vorräte und wissenschaftliches Material in den Erdumlauf bringt. Alte Raumkapseln werden mit Abfällen gefüllt. Beim Widereintritt in der Erdatmosphäre verglüht dann das Raumfahrzeug.
Die visuelle Beobachtung der Annäherung oder des Entfernens eines Raumfahrzeugs von der ISS kann spannend zu beobachten sein: Deutlich lässt sich zwischen einzelnen Überflügen erkennen, wie sich der Abstand zwischen den Raumfahrzeugen geändert hat.
Beobachtung und Fotografieren der Raumstation vor Sonne und Mond
Eine andere Variante der Beobachtung von Satelliten und der ISS ist es, das Teleskop auf eine Stelle am Himmel auszurichten und zu warten, bis die Raumstation durch das Gesichtsfeld fliegt um dann im richtigen Moment auf den Auslöser zu drücken. Wenn die Raumstation vor einem markanten Objekt hindurchzieht, ist das Ausrichten des Teleskops besondere einfach. Zudem entstehen reizvolle Aufnahmen vor dem Hintergrund der Sonne (NUR FÜR DIE SONNENBEOBACHTUNG ZUGELASSENE FILTER VERWENDEN) oder des Mondes.
Die Reaktionszeit des Fotografen ist dabei extrem wichtig: die Raumstation benötigt nämlich nur ein paar Zehntelsekunden um vor dem Mond oder der Sonne hindurchzufliegen. Eine sekundengenaue Vorhersage des Ereignisses ist deshalb notwendig und eine genau gehende Uhr, am Besten eine Funkuhr, ist ebenfalls unverzichtbar.
Problematisch ist die Belichtungszeit bei nicht auf die Raumstation
nachgeführten Aufnahmen. Die ISS bewegt sich mit knapp 8 Kilometern
pro Sekunde. Kann ein Teleskop beispielsweise eine Winkelbogensekunde auflösen
und die Raumstation ist zum Aufnahmezeitpunkt 500 Kilometer entfernt, so
zeigt das Teleskop Details von 2.4 Metern Grösse auf der Raumstation.
Um 2.4 Meter zurückzulegen braucht die Raumstation jedoch nur 1/3000-Sekunde.
Etwas teurere Kameras bieten die Möglichkeit bis 1/4000-Sekunde zu
belichten. Bei der Sonne kann dies durch geeignete Wahl der Filter erreicht
werden, dass dann neben der ISS auch Details auf der Sonne (Sonnenflecken)
gut abgebildet sind. Mit normalem Filmen oder Digitalkameras liegt eine
typische Belichtungszeit der Mondoberfläche eher im Breich 1/125 –
1/500-Sekunde, so dass die ISS vor dem Mond bereits verschmiert wäre.
Nur das Ausweichen zu sehr lichtstarken Optiken und empfindlichem Filmmaterial
kann wieder die Forderung nach der 1/4000-Sekunde erfüllen.
 Zarya und Unity. © NASA | |
Dies war Erstes im Weltraum stationierte Modul (20. November 1998). Es sichert die Lagestabilisierung und die Stromversorgung. Zarya ist 13 Meter lang, hat einen Durchmesser von 4,5 Metern und ist etwa 20 Tonnen schwer. Es wurde von Russland gebaut und von den USA finanziert..
Unity ist das erste Modul der USA und der erste Verbindungsknoten der ISS.Es ist etwa 5,5 Meter lang und hat einen Durchmesser von 4,6 Metern. Unity -Node 1 ist eine Art Flur, an dem bis zu sechs Bauteile angedockt werden können. Unitiy koppelte an Zarya an, nachdem dieses Modul nur ein paar Tage im Orbit war.
 Raumstation ergänzt mit Zwesta (zweitoberstes Objekt). © NASA | |
Im Juli 2000 wurde das zweite Modul der Russen zur ISS-Baustelle gebracht. Zwezda bietet den Astronauten Unterkunft, Strom, ein Lebenserhaltungssystem, Fluglagekontrolle, Antriebssysteme sowie Kommunikationsysteme. An Zwesta können unbemannte Versorgungsschiffe andocken.
Z1 ist ein Baustück, dass verschiedene Voersorgungsteile enthält: vier Gyroskope, Heizung der Raumstation und zwei Antennen für Daten- und Bildtransfer.
Destiny ist das erste von drei Labor-Modulen. Diese wissenschaftlichen Labors enthalten etliche Schränke mit Forschungsausrüstung - so genannte "Racks". Auf der vollendeten Station wird es insgesamt 33 solcher Racks geben. Neben den wissenschaftlichen Aufgaben ist "Destiny" auch für die Steuerung und für die Lebenserhaltungsfunktionen zuständig.
 Die Raumstation im Dezember 2002. © NASA | |
Die von den US-Amerikanern gebaute Schleuse ermöglicht den Besatzungsmitgliedern der ISS selbstständige Weltraumspaziergänge. Ohne Quest wäre das nur mit Hilfe des Space-Shuttles möglich.
Pirs (Pier) ist das russische Docking- und Luftschleusenmodul. Es ermöglicht sowohl das Andocken der Sojus-Kapseln, als auch die Lagerung von Druckbehältern und Raumanzügen und die Durchführung von Außeneinsätzen.
Das "Japanese Experiment Module" - kurz JEM: Das Weltraum-Labor bietet zehn Stellplätze für Experimente außerhalb der druck- und luftregulierten Station. Ein Roboterarm transferiert den jeweiligen Versuchsaufbau von Bord ins "Freie" und vom All wieder in das Innere der Station.
Die "Columbus Orbital Facility" umfasst 30 Quadratmetern. Es wird dem Astronauten zehn Laborschränke (Racks). Fünf von ihnen stehen für europäische Forschungsarbeiten zur Verfügung. Gebaut wird das Modul in Italien.
 Geplaneter Endausbau. © NASA | |
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