Bremen/Heidelberg. Zwei Jahre lang hat Geophysikerin Christiane Heinicke vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen daran gearbeitet, ein Habitat als Wohn- und Arbeitsraum für den Einsatz außerhalb der Erde zu entwickeln. Ihr Anspruch beschränkt sich allerdings nicht allein darauf, dass die Konstruktion den tatsächlichen Umgebungsbedingungen auf Mond und Mars standhalten muss. Wichtig ist auch, dass eine Crew während einer echten Langzeitmission mit der Größe und Gestaltung der Räume zurechtkommt. Zwei Wissenschaftsteams haben sich für jeweils eine Arbeitswoche als Versuchsteilnehmer*innen zur Verfügung gestellt und ein Labormodul getestet, das als Entwurf für alle sechs Module des Habitats dienen soll. Das Projekt wird gefördert durch die Klaus Tschira Stiftung.
„Für den Bau und Ausbau des Labormoduls haben wir zwar noch andere Materialien verwendet, die Maße und Ausstattung entsprechen aber exakt dem Modul, das auf Mond und Mars zum Einsatz kommen soll,“ so Christiane Heinicke, die das Forschungsprojekt „Moon and Mars Base Analog (MaMBA)“ leitet. Das ist auch der wesentliche Unterschied zu anderen Studien: Bisher lag der Schwerpunkt eher auf den psychologischen Erkenntnissen, die sich aus dem Zusammenleben auf begrenztem Raum ergeben. Ein Beispiel dafür ist das HI-SEAS-Projekt, eine Mars-Simulation auf Hawaii, an der Christiane Heinicke selbst teilgenommen hat. Mit weiteren fünf Kolleg*innen lebte sie ein Jahr lang völlig isoliert in einem Habitat, das sie nur mit Raumanzug verlassen durfte. Diese Erfahrung fließt in ihre jetzige Forschung ein, aber bei dem von der Klaus Tschira Stiftung mit rund 380 000 Euro geförderten MaMBA-Projekt geht es um mehr: das Team um Christiane Heinicke wagt den Spagat zwischen Architektur und Ingenieurskunst und damit dem Entwerfen, Konstruieren, Testen und Optimieren des Habitats. Damit soll den zukünftigen Astronaut*innen nicht nur das Überleben auf Mond und Mars ermöglicht werden, sondern auch das Leben. Architektur, Geometrie und Inneneinrichtung des Habitats sind perfekt auf die Bedürfnisse der Astronaut*innen abgestimmt.
Das Modul
Die zylinderförmige Demo-Version, die sie mit ihrem Team in der Laborhalle des ZARM aufgebaut hat, ist knapp 7 Meter hoch und hat einen Durchmesser von 5 Metern. Das entspricht einer Grundfläche von ca. 15 Quadratmetern – inklusive der Laborschränke. Somit bleiben dem bis zu vierköpfigen Team während der Testphase nur acht Quadratmeter, auf denen sie sich aufhalten können. Dennoch ist sich das Team einig, dass der Platz ausreichend war: „Anfangs waren wir skeptisch, ob wir mit der begrenzten Arbeitsfläche und den auf unterschiedlichen Ebenen angebrachten Geräten effektiv arbeiten können – aber es funktioniert sehr gut!“ Voraussetzung dafür ist eine flexibel einsetzbare Einrichtung und eine gut abgestimmte Auswahl an wissenschaftlichen Instrumenten.
Was wurde gemessen?
Aufnahmen des Versuchsteams sollen Aufschluss geben über die Bewegungen der einzelnen Teilnehmenden innerhalb der Modulfläche und damit über ihren jeweiligen Hauptaufenthaltsort. Um das Befinden der Teilnehmenden zu überwachen, sind im gesamten Labor Sensoren verteilt: u.a. Temperatur- und Drucksensoren an den Wänden, aber auch Pulsmesser, die von den Wissenschaftler*innen getragen werden. Eine sehr wichtige Datenquelle sind darüber hinaus die Interviews mit den Wissenschaftler*innen vor und nach Ablauf der Simulation. Die Fragen beziehen sich vor allem auf die Einrichtung des Labormoduls: Entsprechen die Inneneinrichtung, Geräteauswahl, Klimaanlage, Beleuchtung, Akustik, sowie Material, Form und Positionierung der Arbeitsflächen den Anforderungen an einen langfristig nutzbaren Arbeitsplatz? Wäre das Labor auch mit körperlichen Einschränkungen – wie nach einem Unfall – noch nutzbar? Zudem wurde der Frage nachgegangen, inwiefern eine Künstliche Intelligenz die Wissenschaftler*innen bei ihrer Arbeit unterstützen kann und was sie dafür leisten könnten müsste. Für letzteres wurde ein provisorischer Sprachassistent eingesetzt und die Kommunikation zwischen ihm und der Crew aufgezeichnet.
Die Ergebnisse der Testwochen sind vielschichtig. Einige Erkenntnisse waren sehr früh ersichtlich, wie beispielsweise der Wunsch nach einem mobilen Tisch in der Mitte des Labors, der die Interaktion unter den Wissenschaftler*innen erleichtert. Ebenso wurde deutlich, dass sich die Anforderungen an die Künstliche Intelligenz nicht auf Fachfragen beschränken. Sie muss einerseits sehr detailliert in die Infrastruktur des Habitats eingebunden sein und andererseits alle gängigen Informationen und Angebote des Internets bereitstellen. So war eine der ersten Anfragen der Wissenschaftler*innen ein Musikwunsch, gefolgt von Fragen zum weiteren Zeitplan und zu den Lagerorten von Ausstattungsteilen.
Christiane Heinicke erwartet aber auch, dass die detaillierte Auswertung der gewonnen Messdaten weitere Informationen zur idealen Nutzbarkeit des begrenzten Raums ergeben wird. So sollen insbesondere die Kameraaufzeichnungen dabei helfen, die Bewegungsabläufe der Crew zu verstehen und daraus das Design der Inneneinrichtung und die Positionen der wissenschaftlichen Instrumente zu verbessern. Außerdem soll die eingesetzte Künstliche Intelligenz nicht nur neue Fähigkeiten, sondern auch eine neue Gestalt bekommen.