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Es steht alles in den Sternen

Stratosphären-Flug Es steht alles in den Sternen

Palmdale, USA. Hier hat sich Mario Cimiotti einen Traum erfüllt. Alexander Steiner lebt diesen dort sogar. Dass beide nur wenige Kilometer voneinander entfernt aufgewachsen sind, haben sie jetzt erst erfahren.

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Astronaut Mario Cimiotti

Quelle: Thorsten Richter

Marburg. Es ist wirklich ein Zufall. Obwohl Zufälle im Leben von Mario Cimiotti und Alexander Steiner eine eher untergeordnete Rolle spielen. Ihre Leidenschaft gilt den Sternen und dem All, der Technik und allem, was messbar ist.

In Alsfeld begleitet Physiklehrer Cimiotti seine Schüler in die Welt der Astronomie. Im Unterricht muss er seit seiner Rückkehr immer wieder von seinem großen Abenteuer berichten. Der Reise durch die Stratosphäre. Dann erzählt er zunächst von Palmdale. Von dem Aussichtspunkt, hoch über den Häusern und dem ersten Blick über die vor ihm liegende Stadt mit den alten Flugzeugen und den Landestrecken am Horizont.

Alexander Steiner kennt diese Aussicht nur zu gut. Denn in einem der Hangars, die sich in das Panorama drängen, geht der deutsche Ingenieur seiner Arbeit nach. Ganz grob gesagt, ist Steiner dafür zuständig, dass das riesige Teleskop an Bord der umgebauten Boeing auch richtig funktioniert. Damit dies auch gelingt, muss Steiner des Öfteren mit seinen Kollegen in die „Trickkiste“ greifen, berichtet der Ingenieur. Als Mario Cimiotti den Hangar Anfang Februar, in dem ansonsten auch Alexander Steiner arbeitet, das erste Mal betritt, ist er fasziniert von der Größe der Boeing, die mit ihrem Seitenruder fast an der Decke der riesigen Halle kratzt. Etwas entfernt vom Flugzeug stehen Schreibtische und Bürostühle. Es ist eine Art mobile Einsatzzentrale. Ingenieure bereiten das Flugzeug hier auf die anstehenden Weltraum-Beobachtungen vor.

Ein Millionenflug

Mario Cimiotti ist einer von vier deutschen Lehrkräften, die durch ihre Bewerbung überzeugten und nun in den USA an zwei Beobachtungsflügen mit Sofia (Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie, mehr im Hintergrundkasten) teilnimmt.

Am Nasa-„Armstrong Flight Research Center“ werden ­Cimiotti und seine Kollegen freundlich begrüßt. Bei einer ersten Führung lernen sie das Areal mit den verschiedenen Labors und natürlich das Flugzeug mit all seinen technischen Finessen kennen. Steiner ist zu diesem Zeitpunkt mal wieder auf Heimatbesuch in seinem Elternhaus in Leidenhofen. Von dort aus sind es knapp 25 ­Kilometer bis Stadtallendorf, wo ­Familie Cimiotti um das ­Telefon versammelt ist. Die Kinder wollen wissen, wie es ihrem Vater in Kalifornien geht. Ob er aufgeregt ist, vor seinem ersten Flug in 14 Kilometern Höhe.

Ein paar Unterschiede zu einem gewöhnlich Linienflug fallen Cimiotti dann schnell ein. Die Geräuschkulisse sei viel höher - aufgrund der vielen Umbauten habe die Boeing kaum noch etwas mit einem Passagierflugzeug zu tun. Auch laufe ständig jemand durch die Maschine. „Beim ersten Flug waren 38 Personen an Bord“, darunter sogar der Nasa-Funktionär (Science-Chef), berichtet Cimiotti.

Während des Fluges seien ­alle Beteiligten dann in höchster Konzentration. Gebannte Blicke auf die vielen Monitore. Teilweise würden die erhobenen Messdaten direkt an Bord ausgewertet. Mit dabei seien dann häufig die Wissenschaftler, die die Beobachtungen der unterschiedlichen Himmelskörper und ­Regionen in „Auftrag“ gegeben haben. Dafür müssen die Wissenschaftler oder Institute Beobachtungsanträge einreichen. Eine Kommission entscheidet anschließend über die Anträge.

Ein Grund für die erhöhte Anspannung in der Maschine hängt sicherlich auch mit den enormen Kosten des Sofia-Projekts zusammen. 100 Millionen Euro verschlingen die Beobachtungen des Flugobservatoriums jährlich. Bei etwa 100 Starts und Landungen im Jahr ist jeder Einsatz der Boeing also ein Millionenflug. Cimiotti ist sich darüber im Klaren, dass er die Chance bekommt, einer wissenschaftlichen Untersuchung beizuwohnen, die nicht vielen Menschen ­offenbart wird.

Und dann taucht auf einmal ein junger Stern auf den Monitoren in der Maschine auf. Hell leuchtend. Das Teleskop ist in diesem Moment auf einen winzig kleinen Bereich im Sternbild Kassiopeia ausgerichtet. 549 Lichtjahre von der Erde entfernt. Dass der Stern noch nicht besonders „alt“ ist, zeigt das Bild des Teleskops deutlich. „Ein Stern entsteht, wenn Staubwolken zusammenklumpen und sich unter der eigenen Schwerkraft weiter verdichten“, berichtet Cimiotti. Nach der „Geburt“ des Sterns seien Gaswolken sichtbar, die von der Strahlung des Stern weggeblasen werden. „Untersucht werden dann unter anderem chemische Prozesse. Also zum Beispiel die Wechselwirkung zwischen der Gaswolke und der Strahlung des Sterns“, berichtet Cimiotti.

Erstes Treffen in Hamburg

Die Techniker an Bord von „Sofia“ kartieren ganze Himmelsabschnitte für die Forschung. Um ein vollständiges Bild zu bekommen, muss das Teleskop bei mehreren Flügen bis zu 30 Stunden auf das Zielobjekt ausgerichtet sein. Und natürlich läuft nicht immer alles genau nach Plan. Wie zum Beispiel beim zweiten Mitflug Cimiottis. Bei starken Turbulenzen „wurde es immer schwieriger, das tonnenschwere Teleskop richtig auszurichten“, berichtet der Stadtallendorfer. Bewundernde Worte hat er dabei für die Kollegen von Alexander Steiner übrig. Egal, ob sie nun am Boden oder mit in der Maschine an ihren Computern tätig seien. „Das ist wirklich hochqualifiziertes Personal. Alle müssen schnell und präzise auf unterschiedlichste Situationen reagieren. Ein wirklich sehr interessanter Job“, sagt Cimiotti. Tauschen möchte er trotzdem nicht: „Ich mag meinen Beruf als Lehrer sehr gerne“. Die Zeit in Palmdale wird ihn trotzdem noch eine ganze Weile begleiten. Einige Vorträge, zum Beispiel am Fachbereich Physik der Philipps-Universität Marburg, sind bereits besprochen.

Ende des Jahres werden sich Steiner und Cimiotti dann zum ersten Mal persönlich treffen. Dann ist das Sofia-Flugzeug nämlich in Hamburg zu bewundern, wo Wartungsarbeiten an der Maschine vorgenommen werden sollen. Der Deutschlandbesuch bietet die perfekte Möglichkeit für Cimiotti,­ noch einmal einen Blick auf sein größtes Abenteuer zu werfen und den Menschen kennenzulernen, der diese Faszination für die Sterne wohl mit am besten versteht.

von Dennis Siepmann

Das Teleskop

Das Teleskop an Bord der umgebauten Boeing ist das „Baby“ von Alexander Steiner. Gerne­ berichtet er über die vielen technischen Besonderheiten: Betrieben werde das Teleskop in einer Höhe von zwölf Kilometern. „Dabei ist das Teleskop der Atmosphäre über eine etwa 20 Quadratmeter große Öffnung am Rumpf direkt ausgesetzt“, erklärt Steiner.

Selbst in der sehr dünnen Atmosphäre am Rand der Stratosphäre seien jedoch bei Geschwindigkeiten um Mach 0.8 noch sehr starke aero-akustische Turbulenzen zu verzeichnen. Die Schwierigkeit besteht darin, dass das Teleskop während des Flugs wahnsinnig genau eingestellt werden muss: Vorgabe sei „Immer besser als ein 4 500stel Teil eines Winkelgrades genau ausgerichtet“ zu bleiben, erklärt der Leidenhofener. Mit 2,50 Meter Durchmesser des Hauptspiegels und 17 Tonnen Gewicht sei das Teleskop zudem größer als die meisten erdgebundenen Teleskope. Eine weitere Herausforderung für die Techniker besteht in den klimatischen Bedingungen am Standort (Mojave Wüste). Dort könne nämlich zwischen Start und Erreichen der gewünschten Flughöhe an einigen Teilen des Teleskops eine Temperaturdifferenz von 100 Grad auftreten. Teile der ­eigentlichen Instrumente werden deshalb permanent auf Temperaturen nahe des absoluten Nullpunktes gekühlt, berichtet Steiner.

Das SOFIA-Projekt

Ende 1996 haben sich die amerikanische Nasa und das Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) darauf verständigt, gemeinsam ein Observatorium mit der Bezeichnung Sofia (Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie) zu entwickeln und zu betreiben. Die erste astronomische Testmessung gab es allerdings erst im Jahr 2010.

Herzstück des Sofia-Projekts ist ein gebrauchtes Boeing-747SP-Verkehrsflugzeug, das in Flughöhen über zwölf Kilometern fliegt. Unterhalb dieses Bereichs behindert der absorbierende Wasserdampf in der Troposphäre Beobachtungen im Infrarotbereich, was dazu führt, dass Bodenteleskope Infrarotstrahlung von Himmelsobjekten nur in engen Wellenlängenfenstern empfangen können. Jeder Flug dauert zwischen acht und zehn Stunden.

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