Zwei Projekte, an denen die Universität Duisburg-Essen (UDE) beteiligt ist, haben es vor kurzem ins All geschafft. Der deutsche Astronaut Matthias Maurer nahm die entwickelten Experimente mit auf die internationale Raumstation (ISS) und testete sie dort: mit Erfolg!

„Das erste Projekt geht auf die Initiative von Informatiker Dr. Thorsten Kimmeskamp zurück”, berichtet Cathrin Becker von der UDE-Pressestelle. Kimmeskamp entwickelte im Rahmen der Junior Uni 2021 mit einer Gruppe von 12- bis 14-jährigen Mädchen und Jungen folgendes Experiment: Ein kleiner Computer, der sogenannte Calliope mini, sollte so programmiert werden, dass er im All feststellen kann, ob er sich in Schwerelosigkeit befindet oder nicht. 

Der Calliope mini ist ein eigens für Bildungszwecke entwickeltes Computersystem, dass Kindern und Jugendlichen den Einstieg ins Experimentieren und Programmieren erleichtern soll. Die Teilnehmenden der Junior Uni konnten damit unter anderem einen Schrittzähler oder eine Diskokugel nachbauen. „Er besitzt einen Helligkeits- und einen Lagesensor, einen Kompass und ein Thermometer, eine Farb-LED, ein Mikrofon, einen Lautsprecher, einen kleinen Bildschirm und Funk”, heißt es auf der Homepage der UDE. Um den Calliope mini zu programmieren mussten die Teilnehmenden keine Programmiersprache beherrschen, erlernten dadurch aber die Grundlagen.

Dr. Kimmeskamp hatte den Junior Uni-Kurs bereits geplant, als er von einem Wettbewerb mit dem Astronauten Matthias Maurer hörte. Mit der Teilnahme überraschte er die Schüler:innen in der ersten Stunde. „Dass der Calliope mini dann tatsächlich zur ISS geflogen ist und das Experiment geklappt hat, hat die Teilnehmenden natürlich schwer begeistert”, so Pressesprecherin Becker. 

Beton im All

„Das zweite Experiment fand innerhalb eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts statt. Neben der UDE waren auch das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Uni Köln beteiligt”, erzählt Becker. In diesem Projekt entwickelten die Forschenden handgroße Betonmischer speziell für das All, um herauszufinden „wie sich frisch gegossener Beton in der Schwerelosigkeit verhält”. Zudem sollte getestet werden, ob der Beton zum Umweltschutz auf der Erde beisteuern könnte und ob Bauwerke auf dem Mond möglich wären. 

Zu diesem Zweck wurden Betonmischer ins All geschickt, die von Astronaut Maurer getestet wurden. Durch die andauernde Schwerelosigkeit werden Einblicke in das Verhalten von Materialien möglich, die auf der Erde nicht oder nur begrenzt einsehbar wären. Neben dem Mischverhältnis spielt bei Beton auch das Aushärten eine wichtige Rolle. Auf der Erde werden diese Faktoren von der Gravitation beeinflusst. Im All herrschen jedoch dauerhaft die Bedingungen von Null Gravitation. 

Die durch das Experiment gewonnenen Daten sollen dabei helfen, Beton nachhaltiger zu produzieren. Würde es gelingen, den Beton und seine Verwendung zu optimieren, könne das einen Einfluss auf die Klimabilanz nehmen. Beton gehört zu einem der wichtigsten Baumaterialien dieser Zeit. 

„Spannend ist für die Wissenschaftler:innen zudem, dass ihre Forschung dazu beitragen könnte, Habitate auf dem Mond zu errichten”, erläutert Becker weiter. Es bräuchte ein solides Material, um auf dem Mond oder dem Mars Stationen zu errichten. Diese müssten zudem sicher vor kleinen Meteoriten und kosmischer Strahlung sein. Für Bauprojekte auf der Erde wird mit einer Erdanziehungskraft von 1g  (Anm. d. Red.: ‘g’ steht für Gravitationsfeldstärke) gemessen, auf dem Mond ist die Anziehungskraft aber um ein Sechstel niedriger. Die Ergebnisse des Experimentes könnten Aufschluss darüber geben, ob eine einfache Umrechnung zu stabilen Bauwerken führen könnte oder nicht.