SCHWERELOS: Mein Freund, der Astronaut

Der Chemiker Pietro Fontana hat zusammen mit dem Nasa-Astronauten Don Pettit Versuche auf der Raumstation ISS gemacht. Sie entdeckten, dass Kochkristalle in der Schwerelosigkeit andere Formen bilden als auf der Erde.

Bruno Knellwolf
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Die Internationale Weltraumstation ISS, Ort vieler Experimente. (Bild: PD)

Die Internationale Weltraumstation ISS, Ort vieler Experimente. (Bild: PD)

Auch Astronauten kennen Langeweile. Das weiss der Schweizer Chemiker Pietro Fontana, der mit dem Nasa-Astronauten Don Pettit ein Experiment mit Kochsalz durchgeführt hat. Deshalb weiss Fontana, der heute in St. Gallen referieren wird, auch, dass nach einem zwölfstündigen Arbeitstag auf der Internationalen Raumstation ISS freie Zeit für die Besatzung bleibt. So blättern Astronauten in einem E-Book oder musizieren.

Der Chemieingenieur Don Pettit nutzte seine Zeit anderweitig: Für Experimente, die auf der Erde nicht möglich sind, weil dort die Schwerkraft wirkt. Nicht so auf der ISS. Eigentlich ist das überraschend, denn die Raumstation ist nur 400 Kilometer von der Erde entfernt und deren Anziehung wirkt noch – und zwar mit einer Reduktion von nur zehn Prozent. Die ISS fliegt allerdings mit solch hoher Geschwindigkeit, dass in der Station trotzdem Schwerelosigkeit herrscht. So wie im freien Fall auf einer Jahrmarktbahn oder bei den Parabelflügen, welche Forscher ausführen, um Versuche in der Schwerelosigkeit durchzuführen. Diese dauern allerdings höchstens 22 Sekunden. Immer dagegen auf der ISS, was Don Pettit nutzte.

Der Draht für den Spaziergang

Im Experiment setzte er den 0,6 Millimeter dünnen Draht ein, mit dem die Astronauten befestigt sind, wenn sie doch einen Weltraumspaziergang ausführen. In diesen Draht füllte Pettit eine Kochsalzlösung, welche die Astronauten in der Küche brauchen. Normale Salzkörner können wegen der Schwerelosigkeit nämlich nicht aufs Entrecote gestreut werden. Pettit zeigte, wie sich die Schwerelosigkeit auf die Kristallisation des Kochsalzes auswirkte. Bei der Kristallisation nehmen die Salzkristalle andere Formen an als man auf der Erde kennt. Diese von Pettit publizierte Erkenntnis brachte den Solothurner Pietro Fontana auf den Plan. Er setzte sich mit dem Astronauten in Verbindung. Zusammen liessen sie die Salzkristalle am Paul-Scherrer-Institut in Villingen untersuchen. Danach machten sie einen zweiten wissenschaftlichen Versuch. Und zwar parallel: Gegenseitig mailten sich die beiden Bilder ihrer Versuche, Pettit von der Raumstation herab, Fontana aus seinem Keller in Solothurn. «Das war für mich wie ein Lotto-Sechser. Pettit ist ein hochinteressanter, kreativer und liebenswürdiger Mensch», sagt Fontana. Darauf verfassten die beiden eine zweite wissenschaftliche Arbeit zur Kristallisation von Salz unter Schwerelosigkeit.

Wer sich nun erhofft, dank dieser Versuche liessen sich die Ernährungsprobleme der Astronauten lösen, irrt. «Wir haben Grundlagenforschung betrieben», sagt Fontana. Er erklärt, dass die Ernährung der Astronauten eine schwierige Angelegenheit sei. Astronauten müssen sich mit Trockennahrung zufrieden geben. Wasser ist ein rares Gut, deshalb wird der Urin und der Schweiss der Astronauten recycelt. «Der Kaffee von gestern ist der Kaffee von heute», hat Pettit dem Chemiker Fontana erzählt.Schwerelosigkeitsforschung ist notwendig, sollen dereinst Menschen zum Mars fliegen. Eine neue Studie zeigt, dass sich das Hirn eines Astronauten auf Reisen, die länger als sechs Monate dauern, deformiert. Herausgefunden hat man das mit Versuchen an Astronauten-Zwillingen, von dem einer auf der ISS gelebt hat, der andere auf der Erde. Die Schwerelosigkeit macht sich auch sonst am Körper bemerkbar, an Knochen und Muskeln und an den Druckverhältnissen in den Blutbahnen. Nicht nur bei Kochsalzkristallen.

Bruno Knellwolf

NWG-Vortrag

Heute, 20.15 Uhr, Universität St. Gallen, Hauptgebäude. Pietro Fontana: Wachstum von Kochsalzkristallen in der ISS