ISS: Expedition 56

Die ISS Expedition 56 begann mit der Abkopplung des Raumschiffs Sojus MS-07 am 03. Juni 2018 um 09:16:36 UTC, das die vorhergehende Stationsbesatzung (Anton Schkaplerow, Scott Tingle und Norishige Kanai) zurück zur Erde brachte.

Nach etwa zweitägigem Alleinflug koppelte Sojus MS-09 am 08. Juni 2018 an die ISS an. Sergej Prokopjew, Alexander Gerst und Serena Auñón-Chancellor bildeten die ISS Expedition 56 (zusammen mit den ISS Expedition 55 Crewmitgliedern Oleg Artemjew, Andrew Feustel und Richard Arnold). Mit der Ankunft von Sojus MS-09 wurde die Stammbesatzung auf sechs Personen aufgestockt.

Andrew Feustel und Richard Arnold unternahmen am 14. Juni 2018 den ersten Außenbordeinsatz während der Expedition 56 (6h 49m). Sie installierten zwei Halteklammern sowie hochauflösende Kameras am Modul Harmony. Diese sollen den kommerziellen Raumschiffen die exakte Ausrichtung zum International Docking Adapter (IDA) an hinteren Ende von Harmony erleichtern. Die Kamera sollen außerdem den drahtlosen Zugang zu den auf dem europäischen Labor Columbus und dem japanischen Laber Kibo installierten Experimenten ermöglichen. Letztlich ersetzten die Astronauten eine Kamera auf der Steuerbord-Seite des zentralen Trägers ITS.

Am 23. Juni 2018 ab 08:15 UTC wurden die Triebwerke des Frachters Progress MS-08 gezündet, um die Umlaufbahn der Internationalen Raumstation anzuheben. Die Laufzeit betrug 208 Sekunden. Als Ergebnis erhielt die Station einen Geschwindigkeitszuwachs von 0,42 m/sec. Die Parameter der ISS nach dem Manöver betrugen: Mindesthöhe über der Erdoberfläche - 403,7 km, die maximale Höhe über der Erdoberfläche - 421,2 km und die Umlaufzeit 92,60 Minuten. Die Korrektur der ISS-Umlaufbahn wurde durchgeführt, um die Bedingungen für den am 10. Juli 2018 geplanten Start von Progress MS-09 zu schaffen.

Der unbemannte Frachter Dragon CRS-15 bzw. SpX-15 startete am 29. Juni 2018 um 09:42:41 UTC mit einer Rakete vom Typ Falcon 9 vom Launch Complex 40 auf der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) in Florida. Dies war die 15. Mission durch die Firma SpaceX im Rahmen des Vertrages NASA Commercial Resupply Services. An Bord von Dragon wurden fast 2.630 kg wissenschaftliche Experimente, Hardware und Ausrüstungsgegenstände für die Expeditionen 56 und 57 befördert.
Zu den von Dragon transportierten wissenschaftlichen Experimenten gehören:
Ein biologisches Experiment zur Untersuchung des Zellwachstums in der Schwerelosigkeit sowie der Veränderung von Genen anhand eines Modell-Bakteriums. Es soll die Möglichkeit untersuchen, "Treibstoff-Zellen" auf mikrobiologischer Basis bei der Trennung von biologischem Abfall zur Gewinnung elektrischer Energie nutzen zu können.
Das erdwissenschaftliche Experiment ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station (ECOSTRESS) soll weltraumgestützte Daten zum Einfluss des verfügbaren Wassers auf das Pflanzenwachstum gewinnen. Dies soll der Landwirtschaft ein besseres Wasser-Management ermöglichen.
Zur Fracht gehört auch wissenschaftliches Material des National Laboratory, das vom Center for the Advancement of Science in Space gemanagt wird. Ziel dieser Untersuchungen ist das bessere Verständnis physikalischer Zusammenhänge zwischen Erde und Sediment-Partikeln aus Quarz und Staub, wie sie in den meisten Flüssen, Seen und Ozeanen vorkommen, besser zu verstehen.
Der kleine Roboter "Cimon" war ebenso an Bord des privaten Raumfrachters Dragon. "Cimon" ist etwa so groß wie ein Medizinball, zeigt oft ein freundliches Gesicht auf seinem Display und soll den Astronauten Alexander Gerst unterstützen. Der kugelige Roboter kann mit einer Art Propeller herumfliegen, soll Gesprächspartner sein und Experimente dokumentieren.
Zur Hardware an Bord des Frachters gehört ein Latching End Effector (LEE) als Ersatzteil. An jedem Ende des Canadarm2 befindet sich jeweils ein LEE. Diese dienen als "Hände" beim Einfangen von Nutzlasten und Cargo-Transportern. Der Canadarm2 wird auch genutzt, um verschiedene Stellen entlang der Raumstation zu erreichen.
Zehn Minuten nach dem Start erreichte Dragon seinen vorläufigen Orbit. Dann wurden die Solarzellenflächen entfaltet und es folgten Triebwerkszündungen, um die Internationale Raumstation zu erreichen.
Nach der Ankunft an der ISS am 02. Juli 2018 nutzten die Bordingenieure der Expedition 56, Andrew Feustel und Richard Arnold, den Greifarm der Station, um Dragon einzufangen (10:54 UTC). Der Transporter wurde durch Kommandos der Bodenstation auf der erdzugewandten Seite des Moduls Harmony angekoppelt (13:52 UTC).

Am 09. Juli 2018 um 21:51:34.452 UTC erfolgte der Start des unbemannten russischen Raumtransporters Progress MS-09 von Kosmodrom Baikonur in Kasachstan. Das Raumschiff brachte 2.567 kg Lebensmittel, Treibstoffe und sonstige Ausrüstungsgegenstände zur Internationalen Raumstation (1.565 kg sogenannte "trockene Fracht", 530 kg Treibstoffe zur Auffüllung der Tanks, 420 kg Wasser in genormten Rodnik-Tanks, 52 kg hochkomprimierten Sauerstoff in Flaschen, wissenschaftliche Geräte, Komponenten für das Lebenserhaltungssystem sowie in Containern verstaute Lebensmittel, Kleidung, medizinische Ausrüstungsgegenstände und persönliche Hygiene-Artikel für die Besatzungsmitglieder sowie den neuen EVA-Raumanzug Orlan MKS Nr. 5.
Progress MS-09 koppelte nach nur zwei Erdumkreisungen am 10. Juli 2018 um 01:30:46 UTC an das Modul Pirs der Internationalen Raumstation an. Es war die schnellste Ankopplung eines Raumschiffs nach dem Start. Der Frachter blieb sechs Monate mit der ISS verbunden, ehe er am 25. Januar 2019 mit Abfall beladen abgekoppelt und über dem Südpazifik zum Verglühen gebracht wurde.

Am 10. Juli 2018 ab 21:24:50 UTC wurden die Triebwerke des Frachters Cygnus OA-9 (jetzt Cygnus NG-9) gezündet, um die Umlaufbahn der Internationalen Raumstation anzuheben. Es war die erste Bahnkorrektur durch ein kommerzielles Raumschiff. Die Laufzeit betrug etwa 50 Sekunden. Als Ergebnis erhielt die Station einen Geschwindigkeitszuwachs von 0,05 m/sec. Die Korrektur der ISS-Umlaufbahn wurde durchgeführt, um zu testen, ob Bahnkorrekturen künftig abwechselnd von einem russischen Progress-Transporter und von einem amerikanischen kommerziellen Fracht-Raumschiff ausgeführt werden können.

Fast zwei Monate nach der Anlieferung mehrerer Tonnen Ausrüstungsgegenstände und wissenschaftlicher Experimente zur Internationalen Raumstation durch Orbital ATK, jetzt Teil von Northrop Grumman, verließ der Transporter die Raumstation am 15. Juli 2018 um 12:37 UTC wieder.
Alexander Gerst und Serena Auñón-Chancellor nutzten den Greifarm der ISS, Canadarm2, um Cygnus wieder freizusetzen. Der unbemannte Transporter ist nach dem verstorbenen Manager der Raumfahrtindustrie "SS J.R. Thompson" benannt.
Nach der Freisetzung in eine eigene Umlaufbahn startete Cygnus im Auftrag von NanoRacks eine Serie von CubeSats und blieb danach weitere zwei Wochen im Erdorbit, um eine Reihe von Ingenieur-Tests durchzuführen. Cygnus wurde dann am 30. Juli 2018 mit einer großen Menge Anfall an Bord über dem Pazifischen Ozean zum Verglühen gebracht.
Cygnus war am 21. Mai 2018 mit einer Antares-Rakete vom NASA Wallops Flight Facility in Virginia gestartet worden und hatte die Raumstation am 24. Mai 2018 mit einer Vielzahl von wissenschaftlichen und technologischen Experimenten an Bord erreicht.

Am 26. Juli 2018 ab 16:10 UTC wurden die Triebwerke des Frachters Progress MS-08 gezündet, um die Umlaufbahn der Internationalen Raumstation anzuheben. Die Laufzeit betrug 199,2 Sekunden. Als Ergebnis erhielt die Station einen Geschwindigkeitszuwachs von 0,4 m/sec. Die Parameter der ISS nach dem Manöver betrugen: Mindesthöhe über der Erdoberfläche - 402,5 km, die maximale Höhe über der Erdoberfläche - 423,0 km und die Umlaufzeit 92,60 Minuten. Die Korrektur der ISS-Umlaufbahn wurde durchgeführt, um die Bedingungen für die am 04. Oktober 2018 geplante Landung von Sojus MS-08 und den am 11. Oktober 2018 geplanten Start von Sojus MS-10 zu schaffen.

Nach der Anlieferung von 2.630 kg Fracht legte Dragon CRS-15 bzw. SpX-15 am 03. August 2018 wieder von der Internationalen Raumstation ab. Der Frachter hatte am 02. Juli 2018 an der Station festgemacht. Flugkontrolleure koppelten Dragon mit Hilfe des Greifarms der Raumstation, Canadarm2, von der erdzugewandten Seite des Moduls Harmony ab. In ein paar Metern Entfernung setzten Flugkontrolleure von der Bodenstation aus Dragon um 16:38 UTC frei. Überwacht wurde das Manöver durch Serena Auñón-Chancellor.
Später wurden die Triebwerke von Dragon gezündet, um das Transportraumschiff in eine sichere Entfernung von der ISS zu bringen, ehe die SpaceX Flugkontrolleure in Hawthorne, California das Kommando für das Bremsmanöver gaben. Die Dragon-Kapsel wasserte gegen 22:17 UTC im Pazifischen Ozean und wurde von Bergungsmannschaften an Bord eines Schiffes geholt. Zu der mehr als 1.814 kg schweren Fracht gehörten wissenschaftliche Proben von human- und tierwissenschaftlichen Versuchen, biologischen und biotechnischen Studien sowie die Ergebnisse physikalischer Untersuchungen.

Die beiden russischen Kosmonauten Oleg Artemjew und Sergej Prokopjew verließen am 15. August 2018 die Internationale Raumstation für den zweiten Außenbordeinsatz während dieser Expedition (7h 46m). Das Duo katapultierte vier kleine Satelliten in eine eigene Erdumlaufbahn, installierte Antennen und Kabel auf dem Modul Swesda und barg Experimente zur Überwachung der Stationshülle und zur Beobachtung von Plasmawellen. Außerdem installierten sie das Experiment Icarus an der Außenseite des russischen Segments der Station.
Bei Icarus (International Cooperation for Animal Research Using Space) arbeiten das DLR Raumfahrtmanagement und die russische Raumfahrtagentur Roskosmos zusammen. Das Max-Planck-Institut für Ornithologie (MPIO) in Radolfzell entwickelte ein neues System, um Tierwanderungen weltweit zu verfolgen. Icarus setzt sich aus zwei Hauptbestandteilen zusammen: kleinen Tiersendern - den sogenannten Tags - und der Weltraumhardware (Antenne und OnBoardComputer). Mit einem Gewicht von weniger als 5 Gramm können sogar kleine Tierarten wie Singvögel mit diesen Sendern ausgestattet werden, ohne Einfluss auf deren Verhalten zu nehmen.
Die wissenschaftlichen Ziele von Icarus sind vielfältig: So sind das Bewegungsprofil und die Wanderrouten von Tieren wichtig, um deren Verhalten zu erforschen. Auch die Größe und Lage von Schutzzonen könnte durch dieses Wissen optimiert werden. Zudem verbreiten etwa Vögel und Fledermäuse auf ihren Wanderungen die Samen von Pflanzen, die sie als Nahrung aufgenommen haben. Hierdurch verändern sie die Ökosysteme, die sie durchqueren.

Beladen mit Abfall legte der unbemannte russische Frachter Progress MS-08 am 23. August 2018 um 02:16 UTC vom Service Modul Swesda der Internationalen Raumstation ab. Am 30. August 2018 gaben die russischen Flugkontrolleure das Kommando für die Zündung der Bremstriebwerke, um den Eintritt in die Erdatmosphäre einzuleiten. Kurze Zeit später verglühten die Reste des Transporters im südlichen Pazifik über unbewohntem Gebiet.

Flugkontrolleure am Boden entdeckten am 29. August 2018 gegen 23:00 UTC einen leichten Druckabfall an Bord der Station. Die Besatzung wurde aber nicht geweckt, da keine akute Gefahr für die Crew bestand.
Nach dem Aufstehen am folgenden Morgen wurde die Besatzung angewiesen, nach dem Leck zu suchen. Nach umfangreichen Untersuchungen wurde das Leck in der Orbitalsektion des Raumschiffs Sojus MS-09, mit dem im Juni 2018 drei Kosmonauten zur ISS geflogen waren, entdeckt.
Die Orbitalsektion dient während des Anfluges zur Raumstation als Aufenthaltsort und wird vor der Landung abgesprengt und verglüht schließlich in der Erdatmosphäre. Die Besatzung erreicht die Erde in der Landesektion des Sojus-Raumschiffs.
Oleg Artemjew und Sergej Prokopjew versiegelten das etwa 2 Millimeter große Leck mit Epoxid-Harz. Die Flugleitzentren sagten nichts über die Ursache des Lecks. Es wurde aber vermutet, dass es sich um ein kleines Stück Weltraumschrott, einen Mikrometeoriten oder eine Fehlfunktion im Sojus-Raumschiff handeln könnte. Aber auch ein Produktionsfehler oder sogar eine Sabotage während des Fluges konnte nicht ausgeschlossen werden.
Die Kosmonauten verschlossen das Leck zunächst mit einem Polyimid-Klebeband, fertigten Detailfotos an sandten diese an das Kontrollzentrum bei Moskau. Von dort kam die Empfehlung, das Leck mit Epoxid-Harz zu schließen.
Nach einigen Diskussionen zwischen Flugkontrolleuren der NASA, dem Kommandanten der ISS Andrew Feustel und russischen Ingenieuren über die beste Art der Versiegelung wurden die russischen Kosmonauten angewiesen, die von Moskau vorgeschlagene Methode durchzuführen.
Wenige Minuten nach 17:00 UTC teilte die Besatzung mit, dass das Leck verschlossen sei. Es habe sich zwar eine Blase gebildet, jedoch bestünden keine Anzeichen für ein weiteres Entweichen von Atemluft. Die Besatzungsmitglieder nutzten auch ein hochempfindliches Mikrofon, um eventuelle Geräusche von entweichender Luft festzustellen.

Am 06. September 2018 ab 00:50 UTC wurden die Triebwerke des Moduls Swesda gezündet, um die Umlaufbahn der Internationalen Raumstation anzuheben. Die Laufzeit betrug 13,1 Sekunden. Als Ergebnis erhielt die Station einen Geschwindigkeitszuwachs von 0,2 m/sec. Die Parameter der ISS nach dem Manöver betrugen: Mindesthöhe über der Erdoberfläche - 402,8 km, die maximale Höhe über der Erdoberfläche - 426,0 km und die Umlaufzeit 92,613 Minuten. Die Korrektur der ISS-Umlaufbahn wurde durchgeführt, um die Bedingungen für die am 04. Oktober 2018 geplante Landung von Sojus MS-08 und den am 11. Oktober 2018 geplanten Start von Sojus MS-10 zu schaffen.

Am 20. September 2018 ab 20:05:08 UTC wurden die Triebwerke des Moduls Swesda erneut gezündet, um die Umlaufbahn der Internationalen Raumstation anzuheben. Die Laufzeit betrug 17 Sekunden. Als Ergebnis erhielt die Station einen Geschwindigkeitszuwachs von 0,26 m/sec. Die Parameter der ISS nach dem Manöver betrugen: Mindesthöhe über der Erdoberfläche - 403,35 km, die maximale Höhe über der Erdoberfläche - 423,32 km und die Umlaufzeit 92,69 Minuten. Die Korrektur der ISS-Umlaufbahn wurde durchgeführt, um die Bedingungen für die am 04. Oktober 2018 geplante Landung von Sojus MS-08 und den am 11. Oktober 2018 geplanten Start von Sojus MS-10 zu schaffen.

Die japanische Raumfahrtagentur JAXA startete am 22. September 2018 um 17:52:27 UTC vom Raumfahrtzentrum Tanegashima im südlichen Japan aus das H-II Transfer Vehicle (HTV-7) mit Namen Kounotori. Kounotori ist japanisch und bedeutet "weißer Storch".
Das 10,5 Tonnen schwere HTV besteht aus einem zylindrischen Körper von 9,80 Metern Länge und 4,40 Metern Durchmesser. Das HTV ist in zwei Frachtsektionen, ein Avionikmodul und ein Antriebsmodul (Propulsion Module) untergliedert. Beladen ist HTV-7 unter anderem mit sechs neuen Lithium-Ionen-Batterien mit den dazugehörigen Montageplattformen. Die Batterien, die Teil des elektrischen Systems der Raumstation sind, sollen als Ersatz für alternde Nickel-Wasserstoff-Batterien während einer Serie von Operationen mit dem Greifarm der Internationalen Raumstation sowie zwei Außenbordeinsätzen im Oktober 2018 montiert werden.
An Bord von HTV-7 befand sich auch eine kleine von JAXA konstruierte Rückkehrkapsel. Diese wurde von der Besatzung vor dem Abflug von HTV-7 im Herbst 2018 montiert. Die kegelförmige Kapsel ist 61 Zentimeter hoch und 81 Zentimeter breit. Sie wird für ein technologisches Experiment verwendet, mit dem die JAXA ihre Fähigkeit, wissenschaftliche Experimentproben schnell an die Wissenschaftler auf der Erde zu transportieren, demonstrieren will. Nach dem Abtrennen von HTV-7 und verschiedenen Bahnmanövern wurde die Rückkehrkapsel durch eine Luke ausgestoßen. Sie wasserte dann am Fallschirm hängend vor der japanischen Küste, ehe sie von einen Schiff geborgen wurde.
Weitere Experimente und Ausstattungsgegenstände an Bord von HTV-7 sind neue Proben für den Electrostatic Levitation Furnace (JAXA-ELF), ein Experiment zum Wachstum von Protein-Kristallen bei niedrigen Temperaturen (JAXA LT PCG), eine Untersuchung zum Einfluss der Mikrogravitation auf das Knochenmark (MARROW), eine Life Sciences Glovebox sowie weitere EXPRESS Racks.
HTV-7 erreichte die Raumstation am 27. September 2018. Andrew Feustel und Serena Auñón-Chancellor bewegten den Greifarm Canadarm2 in Richtung HTV-7, um den von unten anfliegenden Frachter einzufangen. Während des Anfluges wurden die Systeme von HTV-7 durch Alexander Gerst überwacht. Eingefangen wurde HTV-7 um 11:34 UTC. Nach einer Pause folgte die Befestigung von HTV-7 an das Modul Harmony per Fernsteuerung durch Flugkontrolleure von der Bodenstation aus (14:09 UTC).

Nach der Übergabe des Kommandos über die Internationale Raumstation vom US-Astronauten Andrew Feustel an den deutschen Astronauten Alexander Gerst legte das Raumschiff Sojus MS-08 am 04. Oktober 2018 um 07:57:32 UTC mit Oleg Artemjew, Andrew Feustel und Richard Arnold an Bord von der Station ab. Die Expedition 56 der ISS war damit beendet und es begann die ISS Expedition 57.


Experimente der europäischen Horizons-Mission:

Myotones
"Myotones" ist eines der medizinischen Experimente, an denen Alexander Gerst teilnehmen wird. Wissenschaftler wollen damit die biomechanischen Eigenschaften des ruhenden menschlichen Muskels untersuchen. Die Ergebnisse sollen auch in die Rehabilitation nach Knochenbrüchen einfließen.

CAL
Erst wenige Tage vor Beginn der ISS-Expedition 56 startete die NASA-Forschungsapparatur "CAL" (Cold Atoms Lab) zur ISS - ein Minilabor zur Erforschung ultrakalter Atome. Im "CAL" werden Atomwolken auf die kälteste Temperatur im gesamten Universum herabgekühlt - nämlich fast auf den absoluten Temperaturnullpunkt von minus 273,15 Grad Celsius. Sie können unter anderem beim Messen von Gravitationswellen und beim Entwickeln von Quantencomputern bedeutsam sein.

Flumias
Premiere wird auf der ISS auch das Fluoreszenzmikroskop "Flumias" feiern. Das Gerät wird bei Alexander Gersts "Horizons"-Mission erstmals in einer Demonstrationsversion auf der Raumstation eingesetzt. Mit ihm lassen sich Vorgänge in Zellen live beobachten.

Metabolicspace
Beim Experiment "Metabolicspace" handelt es sich um ein am Körper tragbares Analysesystem für Körper- und Stoffwechselfunktionen. Im Gegensatz zu bisherigen Messsystemen kommt "Metabolicspace" ohne hinderlichen Kabelsalat aus - es handelt sich um einen Gurt.

Spacetex 2
Den Komfort von Astronauten während des Trainings verbessern soll das Experiment "Spacetex 2". Dabei handelt es sich um eine speziell für die ISS hergestellte Funktionskleidung, die den Wärmeaustausch optimieren soll.

EML
Den sogenannten Elektromagnetischen Levitator (EML) installierte Alexander Gerst bereits am Ende seiner "Blue Dot"-Mission 2014 (Expedition 40 / 41) auf der Raumstation. Im Zuge der Mission "Horizons" soll der Hightechschmelzofen nun eine Highspeedkamera erhalten. Mit dem EML werden materialwissenschaftliche Fragen untersucht, die beispielsweise für die Optimierung industrieller Gießprozesse wichtig sind.

Asim
Beim Experiment "Asim" der europäischen Weitraumagentur ESA geht es um Gewitterstürme in der oberen Erdatmosphäre, die seit vielen Jahren von Wissenschaftlern beobachtet werden. "Asim" soll mindestens zwei Jahre lang die Wechselwirkung zwischen Gammastrahlung, Blitzen und Entladungen in der Hochatmosphäre beobachten.

Cimon
Das mobile Assistenzsystem "Cimon" soll Alexander Gerst bei seinem Alltag auf der Station unterstützen. Damit kommt zum ersten Mal auf der ISS eine künstliche Intelligenz zum Einsatz - in "Person" eines maschinellen Assistenten, der unter anderem Stimme und Gesicht erkennen kann. Mit "Cimon" soll unter anderem die Mensch-Maschine-Interaktion mit künstlicher Intelligenz über längere Phasen erprobt werden.

Kann eine Minirakete auf der ISS fliegen?
Nach einer Idee aus dem Zuschauerkreis der "Sendung mit der Maus" wird Alexander Gerst zudem experimentell testen, ob auf der ISS eine mit Luft angetriebene Minirakete fliegen kann. Dafür greift der Raumfahrer ausschließlich auf Materialien zurück, die ohnehin auf der Raumstation vorhanden sind.

Zeitkapsel
Auch mit einer Zeitkapsel wird sich Alexander Gerst auf der ISS befassen. Mit wissenschaftlichen Experimenten hat die Aluminiumkugel aber nichts zu tun: Sie enthält auf einem Datenträger gespeicherte Zukunftsvorstellungen von Schülern. Alexander Gerst wird die Zeitkapsel auf der ISS versiegeln und nach seiner Rückkehr dem Bonner "Haus der Geschichte" übergeben, das sie dann 50 Jahre lang verschlossen aufbewahren wird.