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30.01.2013
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Jahrestag der "Columbia"-Katastrophe

Wie Fadenwürmer die Feuerhölle überlebten

Von
NASA Ames Research Center/ Volker Kern

Sieben Astronauten starben, als vor zehn Jahren die Raumfähre "Columbia" beim Landeanflug zerbrach. Es war eine der größten Tragödien der Raumfahrt. Nur einige Winzlinge überlebten den Crash: Fadenwürmer eines Experiments. Ein Forscher erinnert sich an die Überraschung nach dem Unfall.

Plötzlich regnete es Feuer über Texas. Ein tagelang für unbedeutend gehaltener Schaden am Hitzeschild war schuld daran, dass am Morgen des 1. Februar 2003 die US-Raumfähre "Columbia" beim Anflug auf den Kennedy Space Center (KSC) zerbrach. Beim tragischen Ende des Shuttle-Flugs STS-107 verloren zwei Frauen und fünf Männer ihr Leben: Rick Husband, William McCool, Michael Anderson, Kalpana Chawla, David Brown, Laurel Clark und Ilan Ramon.

Die Hintergründe der Katastrophe in 60 Kilometern Höhe sind seither minutiös ausgeleuchtet worden. Die US-Weltraumbehörde Nasa musste sich scharfe Kritik wegen der technischen Unzulänglichkeiten des Shuttle-Designs und ihres miesen Krisenmanagements gefallen lassen. Dass die Raumfähren nach mehr als zwei Jahren Pause überhaupt wieder starten durften, lag allein daran, dass sie für den Ausbau der Internationalen Raumstation gebraucht wurden. Inzwischen taugen die verbliebenen Shuttles nur noch als Museumsstücke.

Heute, zehn Jahre nach dem Absturz, weiß kaum noch jemand, dass es auch Überlebende der Shuttle-Katastrophe gab. Neben einigen Bakterien überstanden damals mehrere Gefäße mit Fadenwürmern der Art Caenorhabditis elegans das Inferno.

Wer ihre Geschichte erzählen will, kommt an Nate Szewczyk nicht vorbei. Der Wissenschaftler, der heute an der Universität im britischen Nottingham forscht, arbeitete damals am Ames Research Center in Kalifornien. Zusammen mit Kollegen hatte er die Würmer in Spezialbehältern aus Aluminium ("Bric-60") verstaut, die im Mitteldeck des Shuttles untergebracht waren. Insgesamt hatte STS-107 rund 80 Experimente an Bord. Die mehr als zweiwöchige Mission sollte voll im Dienst der Wissenschaft stehen.

In den Folgejahren sollten solche Versuche vor allem auf der Internationalen Raumstation stattfinden. Doch in der "Columbia" schuftete die Crew noch einmal im Zwei-Schicht-Betrieb für die Forschung: Physik, Erdbeobachtung, Medizin, Biologie, Materialwissenschaften. Untersucht wurde sogar, wie sich der Duft von Rosen im Weltall verändert.

Beim Wurm-Experiment ging es vor allem um technische Fragen: Auf der Erde dient Caenorhabditis elegans Biologen seit Jahrzehnten als Modellorganismus. Diese Rolle sollten die Winzlinge auch im All spielen, um die Folgen der Schwerelosigkeit erforschen zu können. Doch dafür musste klar sein, wie sich die Tierchen im Orbit am besten züchten lasen.

"Wir wollten natürlich sehen, ob die Würmer überlebt hatten"

Auf der Erde ist der rund einen Millimeter lange Wurm in den Böden der gemäßigten Klimazonen zu Hause - und frisst dort Bakterien. Im All wollten Szewczyk und seine Kollegen die Tiere dagegen ein Nährmedium verspeisen lassen. "Sie können in eine Drogerie gehen, alle Zutaten kaufen und sie zusammenmischen", sagt Szewczyk im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. In den Behältern der Unglücksmission fanden sich also neben Würmern, die Escherichia-coli-Bakterien fressen durften, auch solche mit dem künstlich hergestellten Futter CeMM ("Caenorhabditis elegans Maintenance Medium").

Nach dem Absturz der Raumfähre erschien das Schicksal des Experiments freilich unbedeutend. Und kaum jemand zweifelte daran, dass die Ergebnisse ohnehin verloren waren. Wie die ganze Welt hatte Szewczyk die feurigen Trümmer der Raumfähre auf die Erde regnen sehen.

Dem Absturz folgten zahllose quälende Sitzungen in Florida. Dann reiste der Wissenschaftler zurück nach Kalifornien - bis ihn ein Anruf umgehend ins Kennedy Space Center zurückbeorderte. Im Osten von Texas, bei San Augustine und Bronson, waren Überreste seines Experiments gefunden worden. Insgesamt tauchten fünf von sechs Behältern wieder auf. Und sie schienen auf den ersten Blick intakt.

"Wir wollten natürlich sehen, ob die Würmer überlebt hatten", erinnert sich Szewczyk. Doch erst drei Monate nach dem Absturz bekamen die Wissenschaftler Zugang zu den Trümmern. Im Hangar L des KSC galt es nun, die Behälter sorgfältig unter einer Abzugshaube auseinanderzunehmen. Jeder Arbeitsschritt musste dokumentiert und fotografiert werden.

Lebende Würmer in vier von fünf Behältern

Doch irgendwann durften die Forscher ihre Petrischalen endlich unters Mikroskop legen - und staunen. In vier der fünf verbliebenen Behälter hatten Würmer überlebt. "Die haben sich putzmunter bewegt. Und es waren viele", sagt Szewczyk. Die Würmer leben normalerweise nur ein paar Tage. Das heißt, dass die Wissenschaftler die Nachfahren der wackeren Raumfahrer vor sich sahen.

Die Fütterung mit dem neuen Nährmedium hatte geklappt - die Würmer waren auffällig unauffällig, sagt der Forscher: "Es gab eigentlich nichts Bemerkenswertes an ihnen." Im Fachmagazin "Astrobiology" berichteten die Wissenschaftler schließlich über ihr Experiment. Zusammen mit den Ergebnissen zu Bakterien, die den Wiedereintritt ebenfalls überstanden hatten und mühevoll rekonstruierten Daten zum Strömungsverhalten von flüssigem Xenon sind sie das wissenschaftliche Vermächtnis des "Columbia"-Desasters.

Die Behälter mit den Würmern waren in 32 bis 42 Kilometern Höhe aus den Resten des zerbrechenden Shuttles geschleudert worden - und hatten Geschwindigkeiten von bis zu tausend Kilometern in der Stunde ausgehalten. Ist der Fadenwurm also ein besonders zäher Überlebenskünstler? Szewczyk sieht das nicht so: Zwar könnten die Tiere im Boden durchaus Frostperioden überstehen - doch bei Temperaturen über 40 Grad werde es schnell kritisch.

Überlebt hätten die Winzlinge, weil der Shuttle zum Schutz des Innenraums optimiert gewesen sei - und zumindest der betreffende Teil der Raumfähre diese Funktion noch vergleichsweise lange erfüllt habe. Und, wohl am wichtigsten: "Sie hatten einfach Glück."

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insgesamt 27 Beiträge
1. Columbia-Katastrohe
torgut.harun 30.01.2013
Trotz des tragischen Endes dieses Fluges kann man sagen, daß es ein, wenn auch im Augenblick vielleicht mit den "Gewürm" nur gering feststellbar, doch für die Menschheit großer Erfolg war.
Trotz des tragischen Endes dieses Fluges kann man sagen, daß es ein, wenn auch im Augenblick vielleicht mit den "Gewürm" nur gering feststellbar, doch für die Menschheit großer Erfolg war.
2.
moistvonlipwik 30.01.2013
Leider hält sich der Verdacht, die NASA habe mehr über den Schaden gewusst, sei dem aber nicht nachgegangen, weil sie über keine Möglichkeit verfügt hätte, die Astronauten zu retten: der Sauerstoff wurde knapp, die [...]
Leider hält sich der Verdacht, die NASA habe mehr über den Schaden gewusst, sei dem aber nicht nachgegangen, weil sie über keine Möglichkeit verfügt hätte, die Astronauten zu retten: der Sauerstoff wurde knapp, die Raumstation war unerreichbar, und die anderen Shuttles waren durch die Bank nicht startklar.
3. Auch zwei CD's der schottischen Band Runrig...
geo_48 30.01.2013
... blieben bei dem Absturz intakt. Wunderschöne Musik, als Raumfahrtfan wird es da einen wirklich schwer ums Herz
... blieben bei dem Absturz intakt. Wunderschöne Musik, als Raumfahrtfan wird es da einen wirklich schwer ums Herz
4. Nachfahren der Raumfahrer
khildner 30.01.2013
Bestimmt haben die sich post mortem kannibalisiert ... #flug #571
Bestimmt haben die sich post mortem kannibalisiert ... #flug #571
5.
kindchen 30.01.2013
Immerhin zeigt das, daß wohl jede nur denkbare Katastrophe auf der Erde wenigstens von irgendwelchen Lebewesen überstanden würde, eine vollkommene Auslöschung irdischen Lebens somit nicht möglich sein dürfte, solange der [...]
Immerhin zeigt das, daß wohl jede nur denkbare Katastrophe auf der Erde wenigstens von irgendwelchen Lebewesen überstanden würde, eine vollkommene Auslöschung irdischen Lebens somit nicht möglich sein dürfte, solange der Planet nicht selbst vernichtet wird.

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Das "Columbia"-Unglück

Raumfähre "Columbia": Technische Daten
Bezeichnung: OV-102 (Orbiter Vehicle)
Länge: 37 Meter
Spannweite: 24 Meter
Gewicht: 81 Tonnen (nur Orbiter)
Missionen: 27 (abgeschlossen)
Jungfernflug: 12. April 1981 (erster Flug eines Space Shuttle)
Zurückgelegte Kilometer: rund 200 Mio
Gesamtzeit im All: 300 Tage
Zahl der Erdumrundungen: 4808
1. Februar 2003: Was passierte genau?
Die "Columbia" ist am 1. Februar 2003 wie geplant auf dem Rückweg zur Erde. Zum Zeitpunkt des Unglücks befindet sie sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 20.000 km/h über dem Norden von Texas. Um 9:16 Uhr Ortszeit soll sie in Florida landen. Doch etwa 16 Minuten vorher bricht sie beim Eintritt in die Erdatmosphäre in rund 63 Kilometern Höhe auseinander. Die sieben Astronauten an Bord sterben. In Texas regnen tausende Trümmerteile nieder. Ein Aufzeichnungsgerät, das Daten von mehr als 700 Sensoren am Shuttle gespeichert hat, wird Wochen später gefunden.
Wie wurde die Katastrophe aufgearbeitet?
Eine Untersuchungskommission veröffentlicht im August 2003 ihren Bericht: Schon beim Start der Raumfähre am 16. Januar hatte sich Isoliermaterial am Shuttle-Außentank gelöst. Ein kompaktes Schaumstoffstück hatte dabei die Vorderkante der linken Tragfläche getroffen und dabei ein etwa 30 Zentimeter großes Loch in den Hitzeschild gerissen - verheerend beim späteren Wiedereintritt in die Erdatmosphäre. Extrem heiße Gase drangen durch das Loch in den Flügel und fraßen sich in den Fahrwerkschacht. Der Shuttle brach auseinander. Kameras am Boden hatten das Abplatzen des Isoliermaterials beim Start aufgezeichnet, besorgte Ingenieure bei der Nasa wurden jedoch nicht gehört. Der Bericht listet schwere Mängel in Strukturen, Management und Wartungsprozessen der US-Raumfahrtbehörde auf. Eine weitere Untersuchung ergibt später, dass die Astronauten an Bord keine Chance hatten zu überleben.
Was änderte sich nach der Katastrophe für die US-Raumfahrt?
Nach der Columbia-Katastrophe setzt die Nasa ihr bemanntes Raumfahrtprogramm erst 2005 fort. Nach den Empfehlungen der Kommission beschäftigt sich dann eine neue Sicherheitsabteilung bei den folgenden Shuttle-Missionen mit technischen Problemen. Isoliermaterial der Raumfähren und Ausrüstung der Astronauten werden verbessert, Kameraüberwachung am Boden und am Shuttle verstärkt. Astronauten lernen, selbst Reparaturen an der Raumfähre im All vorzunehmen. Die Shuttles "Endeavor", "Atlantis" und "Discovery" flogen noch 22 weitere Missionen. 2011 beendete die Nasa die Ära der Space Shuttles. Mit den Orion-Raumkapseln will sie voraussichtlich 2021 die bemannte Raumfahrt wieder aufnehmen. Mögliche Ziele: Mars, Mond oder Asteroiden.

Erste Reise der "Columbia"

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