3, 2, 1,… Ready for Take-Off!

Raketenstartkampagne in Esrange als Highlight des REXUS/BEXUS-Programms

von Greta Sondej und Christoph Kulmann
(aktualisiert: 22.11.2021)

Die Forschungsrakete REXUS 25 auf ihrem Weg zu den Sternen. © FORAREX

“Es gibt keinen bequemen Weg, der von der Erde zu den Sternen führt”, das wusste schon der römischer Philosoph und Naturforscher Lucius Annaeus Seneca (ca. 4 v. Chr. – 65 n. Chr.), auch Seneca der Jüngere genannt.

Für unseren Weg zu den Sternen haben wir mit unserem FORAREX-Projekt fast zwei Jahre auf dieses Ereignis hingearbeitet: Die Launch Campaign (zu dt. Raketenstart-Kampagne) auf dem zivilen Ballon- und Raketenstartplatz European Space and Sounding Rocket Range (kurz Esrange) bei Kiruna in Nordschweden.
Sie ist der Höhepunkt des deutsch-schwedischen Studierendenprogramms REXUS/BEXUS, das wir bereits hier im Science Blog vorgestellt haben.

Auf dieser zweiwöchigen Kampagne werden die letzten Weichen für den kommenden Raketenstart vorbereitet. Doch schon lange vorher (ca. ein Jahr) begannen die ersten Vorbereitungen mit regelmäßigen Reviews unserer Programmbetreuer, die den technischen Status und die Sicherheit der Experimente verifizierten. Erstellung von präzisen Zeitplänen und Checklisten, die alle Tätigkeiten vor Ort auf der Kampagne beschreiben, sind selbstverständlich.

Checklisten abhaken macht glücklich

Ungefähr einen Monat vor der Kampagne packten wir zwei große Transportkisten (siehe Abb. 2 und 3) mit Werkzeugen, Ersatzteilen, sowie Laborequipment und diversen Chemikalien. Diese wurden anschließend auf ihre große Reise zu Esrange versendet.

Unsere Versuchsorganismen, die Foraminiferen, durften wir im Flugzeug leider nicht mit ins Handgepäck nehmen. Das Gleiche galt auch für unser fertiges technisches Flugmodell, das wir nicht mit an Bord nehmen durften. Komisch, dass die Fluggesellschaften alle etwas dagegen hatten.
Die Möglichkeit, beides in das Koffergepäck oder per Frachtkurier aufzugeben, kam für uns nicht Betracht. Zum einen können wir nicht im Detail nachvollziehen, was mit der Apparatur oder unseren Organismen unterwegs passiert – eine wichtige Information für die anschließende Auswertung. Zum anderen besteht das Risiko, dass beides verloren gehen kann. So beschlossen wir unsere kleinen Einzeller mit der Bahn nach Nordschweden zu transportieren.

Während unsere Techniker von Bremen entspannt nach Kiruna fliegen konnten, durften die Biolog*innen in unserem Team (mit dem technischen Flugmodell und den Foraminiferen im Gepäck) ganz stimmungsvoll mit dem Zug durch die malerische Landschaft (siehe Abb. 4) nach Nordschweden fahren. Von Bremen aus über Hamburg – Fehmarn – Kopenhagen – Malmö – Stockholm – Boden – Kiruna: ganze 31 Stunden am Stück für rund 2.350 km (siehe Abb. 5). Vom milden Bremen ins tief verschneite Lappland. Das ganze nach der Kampagne auch wieder zurück. Was tut man nicht alles für seine lieben Haustierchen.

Wer einmal eine Reise tut - unsere Route von Bremen nach Kiruna. (Erstellt mit maps.openrouteservice.org)

Angekommen auf Esrange begannen wir mit dem Auspacken der zuvor versendeten Transportkisten. Im ansässigen Biolabor brachten wir unsere Foraminiferen in den Inkubator, einen Wärmeschrank, und bereiteten chemische Lösungen vor.

Über Tage hinweg beobachteten und dokumentierten wir filmisch und fotografisch unsere Einzeller. Während wir die fittesten “Astronautenanwärter*innen” selektierten, legten unsere Techniker letzte Hand an unsere Flug-Apparatur. Die letzten Kabel wurden verlötet, das Lebenserhaltungssystem wurde zusammengebaut und mit Meerwasser befüllt, die Elektronik und Software gecheckt. Letztere wurde mehrmals mit einem sogenannten Benchtest überprüft. Dabei wird bei einem simulierten Countdown und Flug die Kommunikation zwischen der Rakete und den in ihr befindlichen Experimenten getestet. Diese wichtige Prüfung stellt sicher, dass weder die Rakete noch die Studierendenexperimente sich gegenseitig unerwünschte und störende Funksignale senden. Nachdem grünes Licht gegeben worden ist, wird die Forschungsrakete vollständig zusammengebaut und zur Startrampe gebracht.

Einen Tag vor dem Raketenstart erklärt jedes Studierendenteam beim Flight Readiness Review, welche Schritte sie während der Kampagne unternommen haben um ihr Experiment flugbereit zu machen. Bei unserer offiziellen Erklärung verkündeten wir zugleich die Namen unserer beiden kleinen Foraminiferen-Astronauten, die zuvor per Online-Voting von unseren Fans abgestimmt worden sind: Fibi und Thor.

Der Countdown läuft

Am Tag des Starts „durften” wir ganz früh aufstehen. Denn bereits um 6:30 Uhr mussten wir unser Experimentmodul – während des laufenden Countdowns – in die scharfe Rakete (!) direkt auf dem Startplatz einsetzen. Dieser sogenannte “Late Access” oder späte Zugriff stellte sicher, dass unsere kleinen Astronauten nicht erfrieren, während die Rakete im eisigen Wind Lapplands auskühlte. Die Handgriffe und Reihenfolge der Schrauben hatten wir am Tag zuvor akribisch geplant, alle Werkzeuge bereitgelegt und den Ablauf einmal geprobt. Extra für unser Experiment wurde die Startbaracke sogar unter Einsatz aller verfügbaren Heizungen und Gebläse auf 35°C aufgeheizt, um später ein zu schnelles Auskühlen der Rakete zu verhindern.

Zur eigenen Sicherheit zogen wir uns eine sogenannte Antistatik-Kleidung, bestehend aus Schutzmantel, -schuhen und einem speziellen Handgelenkerdungsband, an. Diese Schutzbekleidung dient dazu Personen zu erden und somit elektrostatische Entladungen zu verhindern, die integrierte Schaltungen zerstören oder zu zündfähigen Entladungen führen können. In unserem Fall wäre dies eine vorzeitige Entzündung der scharfen Rakete, während wir beim Late Access an dieser arbeiten. Das möchte man doch gern vermeiden.

Gut geschützt setzten wir das Experimentmodul in die Forschungsrakete ein. © FORAREX

Den Start selbst verfolgten wir aus sicherer Entfernung vom Radarhügel aus. Im Kontrollraum hingegen waren nur diejenigen Teammitglieder, die für die technischen Operationen unbedingt gebraucht wurden. Aus Sicherheitsgründen wurde das gesamte Gelände des Stützpunktes in der letzten Phase des Countdowns gesperrt – niemand durfte sich mehr im Freien aufhalten.

Aus einer Entfernung von mehr als einem Kilometer hatten wir bei sonnigem Wetter den besten Ausblick auf die Startrampe. Sirenen heulten über die eisige Landschaft, um alle Menschen in größerem Umkreis vor dem bevorstehenden Start zu warnen. Unsere Arbeit von zwei Jahren fand ihren Höhepunkt, als der über die Lautsprecher übertragene Countdown die “Null” erreichte und die Rakete sich majestätisch in den blauen Himmel erhob (siehe Abb. 1). Erst einige Sekunden später erreichte uns das Donnergrollen des Triebwerks. Wir konnten die Rakete noch sieben Sekunden im klaren, wolkenlosen Himmel sehen und noch sehr viel länger hören (siehe Abb. 7). Auch nachdem die Rakete im Himmel verschwunden war, verharrten alle auf dem Radarhügel noch in gespannter Stille. Dann hörten wir leise, aber deutlich vier ferne Kanonenschläge hintereinander, als der Motor abgetrennt wurde und nacheinander der Motor, die Nasenspitze und die Nutzlasteinheit wieder auf die Atmosphäre aufprallten. Da wussten wir, dass wir tatsächlich ein Objekt bis an den Rand des Weltraums geschossen hatten.

Nach ihrem Wiedereintritt in die Atmosphäre, bremsten zwei aufeinander folgende Fallschirme die Fallgeschwindigkeit der Rakete, so dass diese sanft auf der Erde landete.

Ein neues Signal zur Entwarnung ertönt durch die Lautsprecher. Jetzt dürfen wir das Gelände wieder betreten und der Hubschrauber zur Bergung der Rakete losgeschickt werden. Damit unsere kleinen Astronauten in der auskühlenden Rakete im Schnee nicht erfrieren, bargen Fachleute unser Experimentmodul und brachten dieses im warmen Helikopter zu uns zurück. Während wir unser Experiment ins Labor zur Inspektion brachten, wurde die Rakete mit einem separaten Hubschrauber zur Station transportiert.

Nach einem gründlichen Check wurde die Rakete Stück für Stück auseinander gebaut, so dass die anderen Studierendenteams ihre Experimente zurückbekommen konnten.

Campaign Dinner und After-Launch-Party

Wer hart gearbeitet hat, darf auch feiern. Am Abend nach dem erfolgreichen Start waren alle Teams zu einem festlichen Dinner eingeladen (ähnlich wie in Abb. 8). Unsere Betreuer hielten auf jedes Team eine Laudatio und überreichten im Anschluss jedem Studierenden eine Startkampagnen-Urkunde. Bei gutem Essen und anregender Musik ließen wir die Woche und den Countdown noch einmal Revue passieren.

Wir blicken auf zwei aufregende Wochen mit einem gelungenen Raketenstart zurück. Der Höhepunkt unseres langen Weges zu den Sternen.

Ihr wollt mehr erfahren?

Hier findet ihr die Webseite unseres Projektes: http://forarex.de/

Bildnachweis:

Checklisten abhaken macht glücklich

Der Countdown läuft

Campaign Dinner und After-Launch-Party

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