Cottbuser Forscher im Countdown-Fieber

Geoflow-Experiement fliegt zur Raumstation ISS

Hochspannung herrscht derzeit bei einem Wissenschaftlerteam der Brandenburgischen Technischen Universität (BTU) Cottbus. Hunderte Mails, Telefonate und Treffen quer durch Europa prägten die letzten Wochen. Denn am 6. Dezember soll das Geoflow-Experiment, das unter Leitung der BTU entwickelt wurde, im europäischen Weltraumlabor Columbus zur internationalen Raumstation ISS gebracht wurden.

VON Steffi Schubert

Am Dienstag stellte BTU-Professor Christoph Egbers das strömungsphysikalische Experiment in Bremen bei einer Gesamtpräsentation des Moduls Columbus vor.
Das, was das Team um Prof. Christoph Egbers gegenwärtig in Aufregung versetzt, passt in einen Schuhkarton: ein Kugelschalmodell, das die Strömungsverhältnisse im Erdinneren simulieren soll - mithilfe eines künstlich erzeugten Zentralfeldes unter Schwerelosigkeit im All. Umhüllt von allerlei Kabeln und Technik, soll es in eine schwarze Box gepackt und in einer Art Schrank im Columbus-Labor verstaut, zur ISS fliegen - gemeinsam mit anderen europäischen Experimenten.

BTU wartet auf Start ins All
Seit vor etwa einem halben Jahr der Starttermin feststand, an dem die Raumfähre Atlantis das Columbus-Labor ins All bringen wird, läuft auch an der BTU der Countdown. "Wir haben lange auf den Termin gewartet, denn der Unfall der Raumfähre Columbia im Jahr 2003 hatte einiges durcheinander gebracht", so Christoph Egbers.
Dem 44-jährige Inhaber des BTU-Lehrstuhls Aerodynamik und Strömungslehre ist die  Vorfreude anzusehen - war er es doch, der das Experiment nach Cottbus holte: Er hatte es beantragt, als er noch an der Universität Bremen arbeitete, und nach dem Wechsel an die BTU kam auch die Zusage. Das war vor sieben Jahren.
Logisch, dass Egbers die Entwicklung des Experiments, an dem französische, britische und Potsdamer Wissenschaftler beteiligt waren, auch leitete. Deshalb könnte er Geoflow buchstäblich im Schlaf erklären. Obwohl er es schon x-mal getan hat, kommen ihm dennoch überraschend allgemein verständliche Worte über die Lippen.
Im Fluid-Centrum der BTU, steht das Modell - genauer gesagt eine Version davon, denn das Flugmodell für die ISS ist bereits seit Mai bei der US-Weltraumbehörde Nasa, und ein sogenanntes Bodenmodell steht in Neapel beim Mars-Center.
 

Beheizter Erdkern
Die Vorrichtung besteht aus zwei konzentrischen Kugelschalen. Die innere Schale - also der Erdkern - wird beheizt, die äußere gekühlt. In einem etwa 15 Millimeter breiten Spalt zwischen den Kugelschalen befindet sich Trafo-Öl, erklärt Prof. Egbers. Die Kugeln rotieren, und zwischen beiden ist eine Hochspannung von etwa zehn Kilovolt angelegt. Es bildet sich ein Kraftfeld, mit dem das Schwerefeld der Erde simuliert wird.
Ein grüner Laserstrahl - über dessen Augenschädlichkeit Besucher des Fluid-Centrums belehrt werden - durchleuchte das Trafo-Öl. "Im Laserlicht zeugen sich die Strömungsmuster durch die Änderungen des Brechungsindex' des Öls und werden von einer Kamaera abgelichtet", sagt Egbers und weist auf einen Bildschirm, der ein rundes Gebilde mit allerlei Streifenmustern zeigt.
"Diese Muster müssen dann interpretiert werden", so Dr. Birgit Futterer. Die 30-jährige Geophysikerin ist wissenschaftliche Mitarbeiterin des Lehrstuhls und seit über fünf Jahren bei Geoflow dabei. Auch sie ist vom Countdown-Fieber gepackt, ebenso wie die anderen Teammitglieder: Geophysiker Dr. Thomas von Larcher (34), der mit Prof. Egbers von Bremen nach Cottbus kam und am längsten dabei ist, sowie Norman Dahley (26) und Sandy Koch (25), die beide Informations- und Medientechnik an der BTU studierten und ihre Masterarbeit über Geoflow schrieben. Und Dr. Lothar Jehring (55), von Haus aus Physiker.

 
Cottbuser Kontakt zur Weltraumorganisation
Seit Monaten stehen sie in täglichem Kontakt mit er Europäischen Weltraumorganisation (Esa), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Raumfahrtindustrie, die das Projekt koordinieren. Thomas von Larcher, der so etwas wie der Verbindungsmann ist, kämpft sich durch eine tägliche Flut von mindestens 50 E-Mails. Bedeutsame Entscheidungen müssen da gefällt werden.
Denn das Experiment wurde nicht nur in Cottbus entwickelt. Die Daten sollen von der ISS, die in etwa 400 Kilometern Höhe über der Erdoberfläche schwebt, auch direkt an de BTU ankommen - mit nur etwa 15 Sekunden Zeitverzug. Dazu haben die Wissenschaftler einen Kontrollraum mit Bildschirmen, Computern und Beamer eingerichtet. Und einen Einsatzplan entwickelt, nebst Hotline zur Esa. Denn immer zwei Teammitglieder sollten da sein, wenn die Daten einlauftn.
"Es ist geplant, dass das Experiment am 3. Januar von einem Astronauten per Knopfdruck angeschaltet wird", erklärt Thomas von Larcher. Dann soll es möglichst automatisiert ablaufen und 16 Stunden am Tag Daten senden.

 
Datenflut aus dem All
"Wir mussten abschätzen, wie viel Daten produziert werden und mussten uns dann an die Esa wenden, weil wir mehr Magnetbänder zum Aufzeichnen brauchten", so Thomas von Larcher. "Das Rechenzentrum der BTU musste uns auch erweiterte Speicherbereiche zur Verfügung stellen, da wir den Normalspeicherbedarf der BTU ab Januar absolut überschreiten", so Prof. Egbers.
Ein halbes Jahr soll das Experiment im All bleiben und dann mit einem der nächsten Shuttles zur Erde gelangen. Die Daten wird das gesamte Wissenschaftlerteam auswerten, unter Federführung der BTU.
"Wir erwarten etwa 30 bis 40 verschiedene Strömungsformen, die sich zwischen innerer und äußerer Kugel einstellen. Vielleicht sind auch Überraschungen dabei", sagt Egbers. Die Forscher erhoffen sich von den Ergebnissen ein besseres Verständnis davon, was im Erdinneren abläuft. Denn wir können ja nicht in die Erde reinschauen und die Erde auch nicht nachbauen, versucht Birgit Futterer zu erklären. Deshalb müsse man auf Modelle zurückgreifen.
Im Weltall nutzen die Forscher die extrem niedrige Gravitationskraft aus und prägen dem Kugelschalsystem ein künstliches Zentralkraftfeld auf, um die erwarteten Effekte richtig zu sehen. Auf der Erde ist das so nicht möglich.
"Für uns Wissenschaftler ist es von großem Vorteil, dass wir hier an der Uni auf die Daten warten können", sagt Egbers. "Noch vor 15 Jahren wäre das undenkbar gewesen, da mussten Forscher nach Houston oder zumindest ins Kontrollzentrum nach Oberpfaffenhofen." Auch die BTU könne davon profitieren, denn - da die Daten über Internet einlaufen - sei es beispielsweise möglich, sie in Vorlesungen zu zeigen.

 
Die heiße Phase beginnt
Nun geht es in die heiße Phase. Ende November fliegen wir nach Neapel, wo am Bodenmodell noch mal das ganze Zusammenspiel getestet werden soll, sagt Christoph Egbers. Und Mitte Dezember, bevor das Experiment in der ISS angeschaltet wird, wird am Boden nochmals der Ablauf simuliert. Die Cottbuser Gruppe hat auch am automatischen Steuerprogramm mitgewirkt. Theoretisch noch bis Silvester könnten kleine Änderungen irgendwelcher Prameter von der Nasa in Columbus vorgenommen werden.
Laut Prof. Egbers wird der französische Astronaut Léopold Eyharts das Cottbuser Experiment betreuen. Auch ein deutscher Astronaut, Hans Schlegel, gehört zur Mannschaft der Atlantis. "Es ist schon extrem spannend für uns", meint Prof. Egbers - und hofft mit seinem Team, dass kein Sturm oder technische Probleme den Start von Columbus mehr verzögern werden. Denn alles ist bestens vorbereitet - zumindest in der Lausitz.

[Lausitzer Rundschau, Nachrichten vom 20.11.2007;
Internet:  www.lr-online.de/nachrichten/LR-News;art18235,1846709]