Wir sind es gewohnt, dass Astronauten ihre Missionen reibungslos abschließen. Sie gehen monatelang zur Internationalen Raumstation, tun, was sie tun, und kommen dann nach Hause. Aber bevorstehende Missionen an der Mondoberfläche und vielleicht auf dem Mars stellen uns vor ganz neue Herausforderungen.
Eine Möglichkeit, wie sich Astronauten auf diese Herausforderungen vorbereiten, besteht darin, die extreme Umgebung in Höhlen zu erkunden.
Das CAVES-Programm (European Cooperative Adventure for Valuing and Exercising Human Behaviour and Performance Skills) der Europäischen Weltraumorganisation ist ein dreiwöchiges Trainingsprogramm für Astronauten. In CAVES lernen Astronautenteams, in multikulturellen Teams kooperativ, sicher und effektiv zu arbeiten.
Diese Woche verbringt ein Team von sechs Astronauten eine Woche damit, Experimente tief in einer Höhle auf dem Karstplateau in Slowenien durchzuführen. Die Zeit wird für Experimente wie die Suche nach Mikroplastik aufgewendet. Sie testen die Wasserchemie und finden Wege, dem Wasser zu folgen und zu verstehen, wie es durch Höhlen fließt. Sie suchen auch nach Anzeichen für ein extremes Leben, das an die Höhle angepasst ist.
Um all dies zu erreichen, müssen die Astronauten gemeinsam physische Hindernisse überwinden, die Höhlen kartieren, Bilder aufnehmen und wissenschaftliche Proben sammeln.
Aber vielleicht ist der wichtigste Teil ihrer Mission, herauszufinden, wie man in einer vielfältigen Gruppe von Menschen zusammenarbeitet. Sie lernen, effektiv zu kommunizieren, zusammenzuarbeiten und Probleme zu lösen. Führung und Teamdynamik stehen ebenfalls unter Druck.
Ihre Arbeit beginnt, bevor sie die Höhlen betreten. Die Astronauten verbrachten eine Woche über der Erde damit, sich auf die Mission vorzubereiten. Sie nutzen diese Zeit, um sich auf die mentale Herausforderung vorzubereiten, auf engstem Raum ohne Privatsphäre zu sein. Sie müssen sich auch auf alle technologischen Herausforderungen vorbereiten, denen sie mit minimaler Ausrüstung gegenüberstehen.
Das Astronautenteam wird in den Höhlen insgesamt 12 wissenschaftliche Experimente durchführen, die sich auf das empfindliche Klima, die Fauna und das Wasser der Höhle konzentrieren. Ein wesentlicher Teil ihrer Arbeit ist die Jagd nach dem Leben.
„Dies ist das erste Mal, dass ein Team mehrere Tage lang unterirdisches Leben in dieser Höhle des Karstplateaus beobachtet“, betont Franci Gabrovšek, Professor am Karstforschungsinstitut ZRC SAZU in Slowenien, in einem Blog. "Wir hoffen, wieder neue Arten zu finden", sagt Franci. Es war die zweite CAVES-Expedition der ESA, die das Krebstier entdeckte Alpioniscus sideralis in 2012.
Alpioniscus sideralis ist bemerkenswert, weil es einen Evolutionszyklus vom Leben im Wasser über an Land bis zum Wasser abgeschlossen hat.
Die Biologie in den Höhlen ist für das CAVES-Team von besonderem Interesse. Dort gibt es kein Licht und nicht viel zu essen. In Höhlen leben jedoch immer noch Arten, die herausgefunden haben, wie sie in diesen extremen Umgebungen leben sollen. In Höhlen vorkommende Arten können sehr selten sein, und ihre Anwesenheit kann Wissenschaftlern helfen, klimatische Bedingungen und Lebensräume zu rekonstruieren.
Die Astronauten sammeln Exemplare an den Wänden und Böden der Höhlen sowie an Felsen und Tropfwasserbecken. Sie analysieren die DNA und untersuchen die Morphologie. Diese Analysen und Beobachtungen werden Aufschluss darüber geben, wie sich die Lebensformen an die Höhlenumgebung angepasst haben.
Von besonderem Interesse sind die Extremophilen, die in Höhlen gefunden wurden. Diese Mikroben haben sich an nährstoffarme Umgebungen angepasst, und einige von ihnen verwenden biologische Kreisläufe, die auf Stickstoff und Schwefel anstatt auf Kohlenstoff basieren. Einige von ihnen leben nur auf Felsen. Wenn wir irgendwo in unserem Sonnensystem auf Leben stoßen, ist es möglich, dass diese Lebensformen extremophil sind und eine Parallele zwischen den CAVES-Missionen und der eventuellen Erforschung anderer Welten im Sonnensystem ziehen.
Während sie sich im Untergrund befinden, kommunizieren die Astronauten an der Oberfläche mit der Missionskontrolle. Das Oberflächenteam kann den Fortschritt des Untergrundteams auf einer generierten 3D-Karte verfolgen und die Experimente lokalisieren, die sie durchführen. Sie können die Experimente mit Bildern kombinieren, die das Höhlenteam an sie sendet, und sie können auch Kommentare an das Untergrundteam senden.
Die sechs Astronauten in dieser Ausgabe von CAVES sind die ESA-Astronautin Alexander Gerst, die NASA-Astronauten Joe Acaba und Jeanette Epps, der Kosmonaut Nikolai Chub von Roscosmos, der Astronaut der kanadischen Weltraumbehörde Josh Kutryk und Takuya Onishi von JAXA. Chub und Gerst dienen als Kommandanten der Expedition.
Mehr:
- Pressemitteilung: Into the Deep
- ESA-Blog: Wissenschaft unter der Oberfläche
- Pressemitteilung: Zurück zum Wasser
- Pressemitteilung: Was ist CAVES?
