Parabelflug Forschung im freien Fall

Wie fühlt sich Schwerelosigkeit an? 30 Studenten aus ganz Europa fanden es heraus - auf einem Parabelflug mit einem umgebauten Airbus 300. GEO.de-Redakteur Peter Carstens begleitete sie bei der 9. Studentenkampagne der Europäischen Weltraumorganisation ESA

"First parabola in two minutes!", meldet sich der Flugkapitän über die Lautsprecheranlage aus dem Cockpit. Zwei Minuten? Das reicht gerade, um die Sitzplätze im vorderen oder im hinteren Teil der Maschine zu erreichen und sich anzuschnallen.

Wir befinden uns sechs Kilometer über dem Atlantik, südwestlich der Bretagne. Gerade mal 20 Minuten sind vergangen, seit der Airbus 300 "Zero-G" vom Flughafen Bordeaux-Mérignac abgehoben hat. Rund dreißig Studenten aus zehn Nationen nehmen auf Einladung der Europäischen Weltraumorganisation ESA an diesem Parabelflug teil. Die Zeit bis zum ersten Parabelmanöver haben sie genutzt, um an ihren Experimenten letzte Einstellungsänderungen und Checks vorzunehmen. Die Atmosphäre ist nervös-gespannt. Doch jetzt kommt Unruhe auf. Zwei Minuten? Erleichterung, als der Pilot sich korrigiert: "Sorry - ten minutes!"

Die Theorie eines Parabelmanövers hat jeder der Teilnehmer seit dem Safety briefing am Vortag parat: Die Maschine steigt mit Vollgas aus der Waagerechten bis zu einem Winkel von 47 Grad und gleitet dann mit gedrosselten Motoren, nur vom Schwung der eigenen Masse bewegt, noch fast einen Kilometer nach oben. Sie beschreibt eine parabelförmige Bahn und stürzt im freien Fall wieder zur Erde: 22 Sekunden Schwerelosigkeit. Der Pilot fängt den Sturzflug ab - wieder mit Vollgas. 1,8g wirken während des Aufstiegs und des Abfangens auf Mensch und Material. Alles scheint fast doppelt so schwer wie im normalen Leben.

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Kopf still halten!

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Schweben für die Grundlagenforschung: Das Team der Berliner Charité untersuchte, wie sich der so genannte H-Reflex in der Schwerelosigkeit verändert

In diesen Phasen der so genannten Hypergravitation sind die Anforderungen an den Orientierungs- und Gleichgewichtssinn der Passagiere enorm. "Kopf still halten und einen Punkt mit den Augen fixieren!", hatte deshalb der Bordmediziner geraten. Wer sich nicht an die Regel hält, ist raus: Motion sickness, bis der Arzt kommt - um neue Tüten zu bringen. 31 Parabelmanöver gehören zu jedem ordentlichen Parabelflug. Insgesamt dauert der Trip bis zu vier Stunden. Eine Toilette gibt es nicht.

Zu meiner Verwunderung bin ich - zumindest im hinteren Teil des Flugzeugs - der Einzige, der den Halt des Sitzgurtes sucht. Auf der Experimentierfläche vor mir, durch Netze abgetrennt, legen sich die Studenten auf den gepolsterten Boden und schlüpfen mit den Füßen unter die roten Gurte, die überall am Boden der Fahrgastkabine gespannt sind. Die Maschine fliegt jetzt ihre Höchstgeschwindigkeit, 825 Kilometer pro Stunde. "One minute!" Meine Handflächen werden feucht. Ich suche mir einen Punkt aus, den ich während des Aufstiegs zur Parabel anstarren werde.

Zu hören ist jetzt nur noch das Brummen der beiden General-Electric-Turbinen. "Thirty seconds!" Ich denke an nichts mehr, die Sekunden schmelzen wie im Zeitraffer dahin. "Twenty ... ten ... five … three - two - one - PULL UP!" Innerhalb von Sekundenbruchteilen wird mein Körper zu Blei. Die Arme auf der Lehne lassen sich nur noch mit Mühe heben. Das Blut sackt in die unteren Gliedmaßen. Das Atmen fällt schwer. Aus den Augenwinkeln sehe ich durch das Kabinenfenster, wie der Horizont nach hinten wegkippt. Besser nicht hinsehen.

Das erste Mal

Dann wieder ein Countdown: "Thirty ..." - gemeint ist die Gradzahl des Anstiegswinkels - "fourty ..." Und dann der Moment, auf den die Studenten monatelang gewartet haben: "INJECTION!" Das Brummen der Triebwerke verstummt. Stille. Wir fliegen, wie ein Ball, der gerade die Hand des Werfers verlassen hat, mit der Kraft des eigenen Schwungs nach oben. Wir sind im freien Fall. Ich hebe ab. Nur der Gurt hält mich noch im Sitz. Die Arme gehen wie von selbst nach oben. Nur kurz wehrt sich noch irgendetwas in mir dagegen, den totalen Gewichtsverlust zuzugeben.

Ich sehe, wie alles abhebt, was nicht niet- und nagelfest ist. Lose Sitzgurte recken sich schlangenartig auf. In den Containern hinter mir prasseln kleine, schwere Dinge gegen die blecherne Oberseite. Aus der Sitzreihe vor mir steigt, wie in Zeitlupe, kupfern, blitzblank und taumelnd, eine gewöhnliche Büroklammer auf. Mir treiben diese Momente ein willenloses Grinsen ins Gesicht. Aber auch von der Experimentierfläche höre ich Johlen und hysterisches Gelächter. Man kann sich dagegen nicht wehren.

Eine Ansage aus dem Cockpit kündigt das Ende des bizarren Spuks an: "20 ..." - diesmal ist die Neigung der Flugzeugnase nach unten gemeint - "30 ... PULL OUT!" Der Pilot fängt den Sturzflug der Maschine ab, gleichzeitig fährt der Flugingenieur die Turbinen auf volle Leistung hoch. Alles fällt wieder schlaff zu Boden. 1,8g - selbst das Grinsen strengt jetzt an. Denn auch die Gesichtszüge zieht es mit Macht nach unten. Nach zwanzig Sekunden ist die Waagerechte erreicht. Zeit zum Verschnaufen: eine Minute. Dann der Countdown zur nächsten Parabel.

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Heller oder dunkler? Ein deutsch-italienisch-ungarisches Team wollte herausfinden, welchen Einfluss der freie Fall auf die Farbwahrnehmung hat

Auf der Experimentierfläche spielen sich unterdessen sonderbare Szenen ab. Zwischen gepolsterten Gestellen mit gelb-schwarzen Warnhinweisen und Notaus-Schaltern beginnt jedes Mal reges Treiben, sobald die Schwerelosigkeit einsetzt. Wer gelegen hat - das ist für Anfänger die am besten verträgliche Position -, schwebt auf, klammert sich an etwas Festes oder an die Gurte, um mit einer Hand einen Laptop zu bedienen. Um irgendetwas zu justieren, zu schrauben, zu messen. Und das an seltsamen Apparaturen, unter den Augen von angeleinten Plüschtieren und Maskottchen.

Spielwiese Forschung

Da ist zum Beispiel diese zierliche Italienerin mit dem Lockenkopf und der italienischen Nationalflagge über den Schultern. Sie reißt während des freien Falls mit aller Gewalt ihres filigranen Körpers den Hebel einer hydraulischen Presse zu sich heran. Was jedes Mal einen dumpfen Knall zur Folge hat. Das Team hat sich der Herstellung von Metallschäumen verschrieben. Die Studenten wollen verschiedenartige Metallpulver unter hohem Druck und unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit zu porösen Legierungen verbinden.

Ein paar Schritte weiter ragt der Versuchsaufbau der BEOSAT-Leute in den Kabinenhimmel. Was ein wenig aussieht wie zwei aneinander gestellte Fußballtore, sind zwei handgewickelte, mannshohe Kupferspulen, die das Erdmagnetfeld simulieren sollen. Dazwischen ein Kubus von rund 30 Zentimeter Kantenlänge, in dessen Seiten ebenfalls Spulen integriert sind. Die Braunschweiger Studenten Christian Behr und Ansgar Heidecker halten den Würfel am Beginn jedes Parabelmanövers fest, bis die Schwerelosigkeit einsetzt. Mit genauestens austarierten magnetischen Feldern wollen die angehenden Luft- und Raumfahrttechniker die Lage des Modell-Satelliten in der Schwerelosigkeit steuern.

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Hat der Satellit den richtigen Dreh? Ansgar Heidecker von der TU Braunschweig beobachtet den Test-Kubus des BEOSAT-Teams

Weiter hinten in der Kabine arbeiten ihre Kollegen aus Aachen an einem Problem, über das der Raumfahrt-Laie kaum jemals nachdenkt: Wie setzt man einen würfelförmigen Satelliten mit nur zehn Zentimeter Kantenlänge im Orbit aus, ohne dass er torkelt und ohne dass er seinem "Mutterschiff" ins Gehege kommt? Dazu haben die Studenten einen Deployer konstruiert, ein Aluminium-Gehäuse mit einer Feder, die den "Satelliten" mit einer genau definierten Kraft in die Schwerelosigkeit entlässt. Nach einem Meter fünfzig endet die Mission des Satelliten allerdings jedes Mal im Sicherheitsnetz.

Andere Teams untersuchen, ob sich die Stärke von Reflexen in der Schwerelosigkeit verändert. Oder die Farbwahrnehmung. Sie erforschen die Bildung von Kristallen oder testen selbst entwickelte Sonnensegel. Die Experimente sind ein buntes Panoptikum der Grundlagen- ebenso wie der anwendungsorientierten Forschung.

Schwerelosigkeit ist nicht gleich Schwerelosigkeit

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Rico Preisker (vorn) und Alexander Korff von der RWTH Aachen setzen einen Miniatur-Satelliten im "Weltall" aus

Nicht für alle laufen die Experimente nach Wunsch. Während sein Kollege das Auf und Ab sichtlich genießt, tendiert Christians brauner Teint mittlerweile stark ins Grünliche, er ringt mit der Übelkeit. Zudem haben die beiden Braunschweiger Studenten Schwierigkeiten, den "Satelliten" sauber zu starten: Die Schwerelosigkeit beginnt oft mit einem kleinen Schubs Antigravitation, die die Gegenstände im Flugzeug leicht vom Boden abstößt und auch den Testsatelliten der Braunschweiger ins Netz taumeln lässt. Vielleicht können ein paar Modifikationen am Aufbau den Versuch bis zum folgenden Flugtag retten.

Pech haben auch einige der Teams, die die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Menschen untersuchen wollen. Um die Ergebnisse nicht zu verfälschen, durften die Versuchspersonen die vor dem Flug ausgegebene Beruhigungstablette nicht schlucken. Das rächt sich schon nach wenigen Parabeln. Einen italienischen Studenten hat es besonders schlimm erwischt; statt eine komplexe Greifzange mit einem Finger zu bedienen, verbringt er fast den ganzen Flug in einem Sitz angeschnallt, lehnt mit dem Kopf gegen den Vordersitz und rührt sich nicht.

Schluss mit lustig

Statistisch trifft es immer sechs von 45 Erstfliegern. Ich selbst bin ungefähr nach der 17. Parabel dran. Vielleicht hätte ich auf die Akrobatik in der free floating area, dem Spielplatz des A300 Zero-G, verzichten sollen. Hier wirbelt einer der Sicherheitsleute Abenteuerlustige im Schneidersitz um alle Körperachsen durch die Schwerelosigkeit. Ein Muss für jeden Parabelflieger. Jedenfalls spüre ich bald danach: Es ist besser, sich still hinzusetzen und anzuschnallen.

Schnell sind die ersten Tüten gefüllt; hinter und neben mir eifern mir einige nach. Erhöhter Schwierigkeitsgrad: Man sollte die Tüte besser zugefaltet haben, bevor die Schwerelosigkeit einsetzt. Der Bordarzt und die vier Sicherheitsleute in ihren grell orangefarbenen Overalls schreiten, immer ruhig und ernst, zwischen den vomiteurs hin und her, nehmen ihnen die Tüten ab und verteilen neue.

Ich beobachte mit Bewunderung und Sympathie, wie gelassen sie sind, welche Ruhe und Sicherheit sie ausstrahlen. Zum Glück geht es mir nicht so schlecht, dass ich keinen Spaß daran hätte, die jeweils neue Tüte vor mir schweben zu lassen. Doch wie der Pilot, Gilles Le Barzic, mir später erzählt, musste er auf Anraten des Arztes schon drei Parabelflüge abbrechen - weil Passagiere "sterben wollten".

Die Ruhe selbst: Flugkapitän Gilles Le Barzic

Während des Fluges übergibt der Kapitän seinen Steuerknüppel für ein paar Parabeln einem Kollegen, um sich anzusehen, was die jungen Leute treiben. Er kommt durch die Cockpittür wie jemand, der ein gutes Mittagsschläfchen hinter sich hat, wühlt während der 1,8g-Phasen in irgendwelchen Containern, schwatzt schwebend mit den Flugingenieuren. Und zieht sich, wie vor dem Betreten des Wohnzimmers, die schwarzen Fliegerstiefel aus, bevor er auf die empfindlich weiße Polsterung der Experimentierfläche spaziert.

Der Pilot des französischen Testflugzentrums CEV wird demnächst seine 5000. Parabel fliegen. Ob ihm schon mal schlecht geworden ist? Nein, sagt er. Nie. Und auch wenn er die 60 schon erreicht haben dürfte: Den A300 Zero-G will er noch zwei, drei Jahre Luftsprünge machen lassen. "In der zivilen Luftfahrt bedient man Systeme. Aber als Testpilot fliegt man ein Flugzeug", sagt Le Barzic. Außerdem biete wohl kaum ein Flugzeug so viele Gelegenheiten, mit interessanten, begeisterten Ingenieuren und Wissenschaftlern zusammenzutreffen.

Auf die störenden Turbulenzen während einiger Parabeln angesprochen, sagt er: "Wissen Sie, die Experimente sind ja nicht alles. Die Hauptsache ist doch, dass wir die jungen Leute mit dem Weltraum-Virus infizieren". Er lächelt schelmisch.

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Zwischen den Experimenten ist noch genug Zeit für federleichte Turnübungen

Ich jedenfalls bin für heute bedient. Nach dem Aufsetzen hatte ich kurz überlegt, ob ich beim Aussteigen den Erdboden küssen soll. Mir brummt der Kopf. Der schnelle Wechsel zwischen lastender Schwere und freiem Fall strengt an. Immerhin zirkuliert in der Schwerelosigkeit zwei- bis dreimal so viel Blut im Körper wie unter normalen Bedingungen. Dennoch: das Erlebnis der Schwerelosigkeit ist "einfach nur der Wahnsinn", wie Christian sagt, als er sich von seiner Übelkeit erholt hat. Und ob erfolgreich oder nicht, ob infiziert oder nicht: Vergessen werden die Studenten diesen Tag nie. So wenig wie ich. Ich hätte nächstes Mal nur gern die Schwerelosigkeit - zusammengerechnet immerhin mehr als elf Minuten - am Stück.

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