Wissenswert. Parabelflüge: Schwerelos durch die Wolken. Von Dirk Wagner

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1 Hessischer Rundfunk hr2-kultur Redaktion: Dr. Karl-Heinz Wellmann Wissenswert Parabelflüge: Schwerelos durch die Wolken Von Dirk Wagner Donnerstag, , Uhr, hr2-kultur WH: Montag, , Uhr, hr2-kultur : Dirk Wagner COPYRIGHT: Dieses Manuskript ist urheberrechtlich geschützt. Der Empfänger darf es nur zu privaten Zwecken benutzen. Jede andere Verwendung (z.b. Mitteilung, Vortrag oder Aufführung in der Öffentlichkeit, Vervielfältigung, Bearbeitung, Verteilung oder Zurverfügungstellung in elektronischen Medien, Übersetzung) ist nur mit Zustimmung des Autors/ der Autoren zulässig. Die Verwendung zu Rundfunkzwecken bedarf der Genehmigung des Hessischen Rundfunks.

2 Seite 2 Atmo 01 A300 innen, darüber: Ein Airbus A300 über der Nordsee. Das Wetter ist gut an diesem Spätsommertag. Blauer Himmel, keine Turbulenzen. Auf den ersten Blick könnte es sich um einen gewöhnlichen Linienflug handeln. Aber für das Manöver, das die Piloten vorhaben, ist der Luftraum hier gesperrt worden. Niemand darf dem Airbus heute in die Quere kommen, denn er wird mehrere Male auf einem riesigen Bogen durch den Himmel rasen. Physikalisch betrachtet: in einem Parabelflug. Erst 2400 Meter nach oben, dann 2400 Meter nach unten, im freien Fall. Die Maschine trägt die Bezeichnung A300 Zero-G. Das steht für Null Schwerkraft, oder anders gesagt: für Schwerelosigkeit. Sitze gibt es nur im vorderen und hinteren Bereich: In der Mitte, durch Fangnetze abgetrennt, gibt es lediglich ein paar Haltegriffe und Bänder. Die Wände, die Decke und der Boden sind mit weißen Matten gepolstert. Und das ist auch gut so. Atmo 02 Ansage englisch Parabel in einer Minute Noch eine Minute bis zum Beginn des Parabelflugs. Gleich wird der Airbus den Geradeaus-Kurs verlassen und in einem Winkel von 47 Grad nach oben steigen, viel steiler als ein normales Passagierflugzeug. Dabei herrscht eine Beschleunigung von 1,8 g, das

3 Seite 3 ist beinahe die doppelte Erdanziehung. Kurz danach werde auch ich zum ersten Mal das Gefühl der Schwerelosigkeit erleben. Atmo 01 (während der Reportage wegblenden, da Reportage bereits mit Atmo versehen) O-Ton 01 Reportage 1 00 (beginnt mit Flugzeugatmo Innen und Lautsprecherdurchsage 5,4,3,2,1 Pull up ) Jetzt zieht der Pilot die Maschine hoch und man kann die Beschleunigung ganz stark spüren. Man muss auch leicht dagegen anatmen. Wenn ich jetzt versuche, mal den Arm mit dem Mikrofon zu heben, das kostet richtig Kraft. Man merkt den Druck auch leicht auf dem Bauch, auf dem Hals.die Nase der Maschine ist jetzt 30 Grad nach oben geneigt. Und jetzt, woah, herrscht Schwerelosigkeit an Bord des Airbus A300 Zero-G. Ich bin nach oben, fast an die Decke geflogen. Man kann sich mit ganz kleinen Bewegungen im Raum bewegen, ich schwebe hier in der Kabine. Jetzt bin ich mit dem Kopf schon an die Decke gekommen. Aber jetzt kann ich, ohne mich irgendwo festzuhalten, schweben. Und ich schwebe automatisch nach oben. Jetzt weiß ich gar nicht, wo meine Füße sind und jetzt hat er gesagt pull out. Das heißt, die Nase der Maschine wird wieder hochgenommen. Und man merkt diesen Unterschied von Schwerelosigkeit zu 1,8 g Wow! Atmo 01 (Atmo wieder einblenden unter dem Ende der Reportage und unter text stehen lassen)

4 Seite 4 Endlich verstehe ich, was Astronauten meinen, wenn sie erzählen, dass Oben und Unten in der Schwerelosigkeit keine Bedeutung mehr haben. Ich kann mich in alle Richtungen drehen, ohne dabei diese Bewegung genau zu spüren. Nur meine Augen sagen mir, dass ich gerade einen Purzelbaum mache. Ein angenehmes Gefühl, wie ein Fisch im Wasser. Manchen ist es bei solchen Flügen aber auch schon schlecht geworden. Deshalb beobachtet Flugarzt Sylvain Hourlier den Zustand der Passagiere. Schon vor dem Flug hat er allen eine Spritze in den Oberarm verpasst: Scopolamin. Ein Mittel, das früher angeblich in höheren Dosen als Wahrheits-Serum eingesetzt wurde. Bei den Parabelflügen soll es allerdings nur dafür sorgen, dass sich der Magen-Darm-Trakt beruhigt. Atmo 01 während des O-Tons wegblenden, da bereits mit Atmo versehen O-Ton 02 Flugarzt mit OV 0`46 (englischer O-Ton mit deutscher Übersetzung) Das Flugzeug beschreibt eine Parabelflugbahn, und der Körper spürt dabei Beschleunigungskräfte wie nie zuvor: Doppelte Anziehungskraft für etwa 20 Sekunden, dann 22 Sekunden Schwerelosigkeit. Und wieder 20 Sekunden doppelte Schwerkraft. Das kann einen durcheinander bringen. Die Augen sagen einem, dass sich im Flugzeug nichts verändert. Aber das Gleichgewichtsorgan im Innenohr fühlt entweder doppelte Erdanziehung oder Schwerelosigkeit. Das kann unser Gehirn verwirren und dazu führen, dass man sich übergibt. Was natürlich niemand möchte. Atmo 01 Atmo wieder einblenden unter dem Ende der Reportage und unter text stehen lassen

5 Seite 5 Die weißen Spucktüten aus Papier werden heute nicht gebraucht. Alle an Bord verkraften die zwölf Parabeln bei diesem Demonstrationsflug ohne größere Probleme. Atmo 02 Applaus im Flugzeug über Geräusch Flugzeug Innen, Applaus kurz stehen lassen Bei aller Euphorie: Der ständige Wechsel der Beschleunigungskräfte bei solch einer Achterbahnfahrt belastet spürbar den Kreislauf. Deshalb muss jeder, der dabei sein möchte, schon Wochen vorher eine flugmedizinische Untersuchung über sich ergehen lassen. Ähnlich wie bei Piloten von Privatflugzeugen. Atmo 02 Flugzeug Innen, langsam ausblenden Jedes Jahr organisiert das Deutsche Zentrum für Luft-und Raumfahrt, kurz DLR, solche Parabelflüge. Der Airbus A300 Zero-G startet dann auch am Flughafen Köln-Bonn. Betrieben wird er von der französischen Firma Novespace, die als einzige in Europa solche Flüge durchführt. Heimatbasis ist Bordeaux. Denn auch die europäische Raumfahrtagentur esa nutzt die Möglichkeit, Wissenschaftler und Studenten an Experimente in Schwerelosigkeit heranzuführen. Eine typische Parabelflug-Kampagne umfasst drei Flugtage, an denen jeweils mindestens 30 Parabeln durchgeführt werden. So kommt insgesamt eine halbe Stunde Schwerelosigkeit zusammen. Die Kosten einer Kampagne liegen bei rund Euro, die komplett vom DLR oder der esa getragen werden. Die Wissenschaftler dürfen kostenlos mitfliegen. Entsprechend sorgfältig laufen die Vorbereitungen, denn die meisten Versuchsanlagen werden selbst entwickelt.

6 Seite 6 Atmo 03 Drehbank läuft an, Werkstück wird bearbeitet, darüber: Die Werkstatt der Universität Erlangen-Nürnberg, wenige Wochen vor dem Flug. Feinmechaniker Oliver Weißert arbeitet an einer Art Spezialregal aus Aluminium. Ungefähr so groß wie ein Backofen. Dieses sogenannte Rack wird später fest mit dem Flugzeugboden verbunden, damit die Experimente nicht durch die Maschine schweben. Atmo 03 Drehbank läuft aus (evtl. kürzen) O-Ton 03 Weißert 1 0`27 Also das ist jetzt hier der grobe Aufbau. Da werden jetzt die diversen Versuchsaufbauten eingebaut. Das wird alles auf Dichtigkeit geprüft und Stabilität. Und da gibt es bestimmte Sicherheitsanforderungen. Es dürfen keine scharfen Kanten sein, die ganzen Schrauben müssen alle doppelt gesichert sein. Oder bestimmte Spanngurte müssen bestimmte Festigkeitsklassen erfüllen und alles fest verschraubt sein. Es dürfen keine losen Teile oder herumfliegende Teile vorhanden sein. Noch sieht der Rahmen aus Aluminium unscheinbar aus. Aber in seinem Inneren sollen später einmal kleinste Lebewesen untersucht werden. Professor Donat Häder vom Lehrstuhl für Ökophysiologie der Pflanzen leitet diesen Versuch. O-Ton 04 Häder 1 0`36 Wir werden mit Mikroorganismen fliegen. Das sind photosynthetische einzellige Algen. Die sind weniger als ein Zehntel Millimeter lang. Diese Organismen sind in der Lage, oben und unten zu unterscheiden. Das brauchen sie auch; wenn sie Photosynthese betreiben wollen, müssen sie in der Nähe der Wasseroberfläche sein, um Sonnenlicht aufzunehmen. Der Mechanismus, wie das funktioniert, den wollen wir erforschen. Das klingt jetzt ein bisschen akademisch, aber spannender-

7 Seite 7 weise sind die molekularen Abläufe bei diesem Vorgang ähnlich wie beim Menschen. Leider sind die Algen, die auch Augentierchen genannt werden, sehr klein. Deshalb müssen sie bei dem Parabelflug mit einem elektronischen Mikroskop beobachtet werden, das die Forscher wegen seiner Form scherzhaft die fliegende Kaffeemaschine getauft haben. Atmo 04 Elektronisches Mikroskop kurz stehen lassen, dann unter O-Ton legen O-Ton 05 Häder 2 0`13 Dieses Gerät wird völlig vom Computer gesteuert, man kann also fokussieren, das Präparat hin und her fahren. Und auch die Ausleuchtung erfolgt völlig automatisch über den Computer. Während des Fluges wird unter anderem Häders Mitarbeiter Martin Schuster das Mikroskop bedienen. Er war schon bei früheren Parabelmissionen dabei und kennt die Herausforderungen. O-Ton 06 Schuster 1 0`20 Man darf natürlich auch nicht irgendwo komplett frei in dem ganzen Flieger herumfliegen. Man muss schon irgendwo in der Nähe bleiben, vor dem Bildschirm vor allem, dass man das auch sieht. Dann ist es schon schwierig, sich festzuhalten, um an Ort und Stelle zu bleiben. Denn wenn man angeschubst wird, dann fliegt man gleich ein paar Meter weiter. Also das ist nicht so einfach, nicht so trivial.

8 Seite 8 Martin Schuster hat dabei nur wenige Sekunden Zeit, sich ein paar Algen auszusuchen, die er dann im Blickfeld des Mikroskops scharf stellen muss. Eine knifflige Aufgabe. Denn die Algen schwimmen im Wasser und bewegen sich relativ sportlich vorwärts. Neben dem Mikroskop bauen die Forscher noch zwei weitere Algen- Experimente ein, die allerdings anders funktionieren. Sie können erst nach dem Flug im Labor ausgewertet werden und sollen einen Blick in die Abläufe im Inneren der Zelle ermöglichen. In der Woche vor dem ersten Parabelflug werden die Versuchsanlagen in das Flugzeug eingebaut und noch einmal überprüft. Dann liegt alles in der Verantwortung von Testpilot Stephane Pichené, er ist der Flugkapitän auf dem Airbus A300 Zero-G. Pichené ist 47 Jahre alt, hat schon viele Flugzeugtypen geflogen und strahlt eine angenehme Gelassenheit aus. OT 07 Pilot 1 mit OV 0 30 (englischer O-Ton mit deutscher Übersetzung) Es war mehr oder weniger schon immer mein Traum, zu fliegen. Ich mag auch diese Parabelflüge. Denn auf der einen Seite sind sie Routine. Aber auf der anderen Seite reagiert die Maschine sehr empfindlich auf Turbulenzen, dann kann es holprig werden. Von daher weiß man nie genau, wie die nächste Parabel wird. Das ist eine ständige Herausforderung.

9 Seite 9 Ein Parabelflug ist keine Aufgabe für den Autopiloten, denn die wilden Manöver bewegen sich jenseits von allem, was eine Passagiermaschine im normalen Betrieb durchmacht. Stattdessen ist echte Handarbeit gefragt. Der Airbus A300, Baujahr 1973 ist dafür das ideale Flugzeug: Er verfügt noch über voluminöse Steuerhörner, mit denen sich die Parabel exakt kontrollieren lässt. Die Maschine war lange im Testbetrieb bei Airbus, erzählt Stephane Pichené, sie wurde erst 1996 von der Firma Novespace für die Parabelflüge übernommen und komplett überholt. O-Ton 08 Pilot 2 mit OV 0`41 (englischer O-Ton mit deutscher Übersetzung) Dieses Flugzeug ist insgesamt kaum verändert worden, was den Rumpf und die Systeme angeht. Das Einzige ist ein spezieller Öl- Kreislauf, der die Stromgeneratoren versorgt. Der ist geschlossen und unter Druck gesetzt worden, damit er auch in Schwerelosigkeit immer funktioniert. Ansonsten haben wir im Cockpit natürlich zwei Beschleunigungsmesser und andere Geräte. Aber da geht es um Informationen für uns, nicht um Modifikationen am Flugzeug selbst. Besonders wichtig sei es, jede Parabel so exakt wie möglich zu fliegen, damit die Wissenschaftler ungestört ihre Versuche machen können. Insgesamt vier Leute werden dafür im Cockpit gebraucht. Atmo 05 Flugzeugatmo Innen, ab hier unter Text langsam einblenden

10 Seite 10 Hinter den beiden Piloten sitzen noch zwei Flugingenieure, die alle Instrumente und Warnanzeigen genau im Auge behalten. Die Piloten wiederum teilen sich die Steuerung der Maschine. Einer kümmert sich nur um den Anstellwinkel, um die Neigung der Maschine nach oben oder unten. Der andere Pilot überwacht, dass die Tragflächen genau waagerecht bleiben. Dennoch wirken bei jeder Parabel ganz geringe Störkräfte. Die Wissenschaftler sprechen deshalb lieber von Mikrogravitation als von Schwerelosigkeit. Für den Laien allerdings macht das keinen Unterschied: Sobald über die Lautsprecher die Durchsage Injection, Einschuss ertönt, fängt alles einfach nur an, zu schweben. Atmo 06 Flugzeugatmo Innen mit Ansagen und Stimmen ( Juhu ) während einer Parabel, kurz alleine stehen lassen bis Ende der Parabel, dann Atmo unter text legen Als ich Martin Schuster von der Universität Erlangen-Nürnberg an Bord des Airbus wieder treffe, haben er und sein Team schon drei Flugtage hinter sich. Und damit rund 90 Parabeln. Bei dem Demonstrationsflug heute führen sie Ihr Experiment noch einmal Journalisten und anderen Gästen vor. Insgesamt sind Schuster und sein Kollege Dr. Peter Richter zufrieden. Auch wenn die Schwerelosigkeit ihre Tücken hat. O-Ton 09 Schuster 02 0`32 (Martin Schuster): Während des Experiments hat man hier am Boden Gurte angebracht, mit denen kann man sich festschnallen. Dann kann man das Mikroskop schön bedienen über einem Trackball, der am Oberschenkel befestigt ist. Das funktioniert bis jetzt immer ganz gut. Es kommt hin und wiedermal vor, dass man den Halt verliert, weil man

11 Seite 11 irgendwas Wichtiges machen muss. Naja, dann muss man halt schauen, dass man sich an der Reling festhält oder irgendwo anders was findet. (Dr. Peter Richter):Es fliegen schon ab und zu Experimentatoren unkontrolliert durch die Experimentzone. Aber die werden sofort von den Securities wieder eingefangen, die wirklich einen tollen Job machen, dass nichts passieren kann. Andere Wissenschaftler sind heute ebenfalls noch einmal dabei, um jede Sekunde für ihre Versuche zu nutzen. Gleich neben dem Team aus Erlangen schwebt Cora Thiel von der Universität Münster. Sie untersucht, wie sich Schwerelosigkeit auf menschliche Knochen auswirkt. In Ihrem Experiment geht es um das Wechselspiel zwischen den Zellen, die den Knochen aufbauen, und anderen, die ihn zerstören. O-Ton 10 Thiel 1 0`42 Es ist so, dass bei Langzeitweltraumaufenthalten man weiß, dass das Knochenmark, die Knochenmasse reduziert wird bei den Astronauten. Und dass selbst Training, das sie absolvieren, nicht ausreicht, um das wieder komplett auf den Normalzustand zurückzubringen. Wir versuchen, die Mechanismen herauszufinden, was bei den Zellen passiert, um dann später gezielt therapeutisch eingreifen zu können, mit Medikamenten zum Beispiel. Dass man sagen kann, man bringt das wieder auf den Normalzustand zurück. Das ist natürlich ganz wichtig, wenn wir zum Mars fliegen wollen und so lange Zeit unterwegs sind, dann muss einfach das ganze menschliche System funktionieren. Dann darf da nicht nach einem Monat anfangen, dass das Knochensystem schadhaft wird. Das sind Vorgänge, die sich während eines langen Zeitraums abspielen. Umso erstaunlicher ist es, dass die Zellen in Cora Thiels Versuch praktisch sofort auf die Schwerelosigkeit reagieren. Obwohl der Schwebezustand während jeder Parabel nur 22 Sekunden dauert. {{

12 Seite 12 Diese kurzen Momente lassen sich auch für Materialexperimente nutzen. Daran arbeitet gleich nebenan Professor Michael Veith, Direktor des Leibniz-Institutes für Neue Materialien in Saarbrücken. Er und sein Team züchten extrem dünne Drähte. Dafür werden Metalloberflächen mit Aluminium beschichtet. Und zwar so behutsam, dass am Ende die so genannten Nano-Drähte entstehen. Mit einem Durchmesser von weniger als einem Zehntausendstel Millimeter. Ein menschliches Haar würde daneben wie ein Monster aussehen. Noch ist das Grundlagenforschung, meint Professor Veith, aber vielleicht schon bald mehr. O-Ton 11 Veith 1 Atmo 07 0`42 Das Wichtige daran ist, dass diese Oberflächen, die wir hier herstellen, dass wir die einsetzen in der Medizin. Also es geht im weitesten Sinne um Medizintechnik. Das hier ist so eine Art Vorbereitungsflug. In ganz ferner Zukunft können wir das mal auf einer Station im Weltraum produzieren, unter Bedingungen, die wir auf der Erde nicht haben. Denn wir haben festgestellt, je nachdem wie die Schwerkraft darauf wirkt, entstehen verschiedene Strukturen auf den Oberflächen. Und diese Strukturen, die wir da herstellen, die können wir zum Beispiel anwenden, um ein Material zu machen, das sich besonders gut in Knochen einbauen lässt. Oder wir können ein Material machen, das sehr gut ist gegenüber Korrosion und so weiter. }} Flugzeugatmo Innen mit Durchsage englisch This was the last parabola today, congratulations to all, Applaus stehen lassen, dann Atmo unter text legen Das war die letzte Parabel für heute, Glückwunsch an alle, tönt es durch den Airbus. Die meisten Passagiere haben jetzt ein Grinsen im Gesicht, und lassen sich mit einer Mischung aus tiefer Zufriedenheit und leichter Erschöpfung in die Sitze fallen. Der eigene Körper fühlt sich auf einmal wieder ungewohnt schwer an.

13 Seite 13 Atmo 07 Flugzeugatmo Innen, langsam unter ausblenden Für die Wissenschaftler beginnt der langwierigste Teil ihrer Arbeit nach der Landung. Die Ergebnisse der Experimente müssen ausgewertet werden. Und das kann dauern. Um genau zu dokumentieren, was sich in den wenigen Sekunden der Schwerelosigkeit abgespielt hat, vergehen lange Monate im Labor. Viele haben bei diesen Parabelflügen Erstaunliches beobachtet, das sich vielleicht bald in Fachzeitschriften nachlesen lässt. Und manche werden das nächste Mal wieder dabei sein.