Was es braucht, um einen Anzug fit für den Mond zu machen

Es wird der ultimative Laufsteg sein.

Wenn im Jahr 2025 die Artemis-III-Mission der NASA die Menschheit zum Mond zurückbringt, werden Milliarden von Augen auf zwei Astronauten gerichtet sein. Und was sie tragen. Allerdings werden die Astronauten zweifellos eher auf der Mondoberfläche hüpfen als herumhuschen.

Die Geeks unter uns hatten nach einer kürzlichen Vorschau in Texas im Houston Space Center der NASA bereits einen Vorgeschmack auf das, was sie erwartet. Dort feierte ein neuer Raumanzug-Prototyp sein Debüt für eine neue Ära der Mondreise.

Und ausgestellt? Ein Raumanzug in modischem Schwarz mit orangen und blauen Akzenten. Wenn jedoch mehrere Anzüge auf dem Regal erscheinen, sind sie alle klassisch weiß – wie die, die vor mehr als 50 Jahren für die Apollo-Missionen verwendet wurden.

Im Gegensatz zu Apollo werden diese Mondraumanzüge jedoch auch ein neues Designerlabel tragen: Axiom Space. Das 2016 gegründete vergleichsweise junge Unternehmen hat bereits die erste private Astronautenmission durchgeführt und plant außerdem den Bau der ersten kommerziellen Raumstation.

„Es fühlte sich definitiv so an, als wären wir die Neulinge auf dem Block“, sagt Mark Greeley, EVA-Programmmanager (Extra Vehicular Activity oder Weltraumspaziergang) bei Axiom, der im Laufe seiner Karriere Raumanzug- und Starteinstiegsanzug-Projekte für die NASA geleitet hat. „Aber viele von uns, wahrscheinlich 90 % des Teams, haben während ihrer gesamten Karriere in irgendeiner Form oder Weise bei EVA gearbeitet.“

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Wie Greeley sind viele Mitarbeiter von Axiom Space ehemalige NASA-Mitarbeiter und verfügen über ein Führungsteam, dem der ehemalige NASA-Administrator und Astronaut Charlie Bolden als Berater für Geschäftsentwicklung angehört. In Axioms Prototyp-Anzug steckte mit Esther Marquis auch ein Hauch von Star-Qualität.

Marquis war leitender Textildesigner für den Marvel-Film Shang-Chi und die Legende der zehn Ringe und ist Kostümdesigner für die preisgekrönte Apple TV+ Weltraumdramaserie For All Mankind.

„Jede Designherausforderung erfordert ein gewisses Maß an Engagement und Engagement, um das gewünschte Ziel zu erreichen“, sagt Marquis. „Es war mir ein großes Anliegen, die aus meinen Erfahrungen gewonnenen Ideen anzuwenden.“

Der neue Anzug wurde der Öffentlichkeit vorgestellt, mit schwarzen Überzügen, um einige der geheimeren Teile seines Designs zu verbergen (Quelle: Axiom Space)

Und es gab gute Gründe dafür, dass die Außenschicht des Prototyp-Anzugs schwarz war.

„Meine Aufgabe bestand darin, eine ‚maßgeschneiderte Deckschicht‘ zu entwerfen, um das proprietäre Design des Anzugs während der Raumanzug-Enthüllungsveranstaltung im März zu verbergen“, sagt sie. „Ich bin mit historischen Raumanzügen sehr vertraut, da ich sie in unserer Show verwendet habe. Ich wollte diesem Erbe Tribut zollen und die Erforschung des Weltraums feiern. Es war eine großartige Gelegenheit, ein Unternehmen zu treffen und über das Design von Raumanzügen zu sprechen, das tatsächlich Menschen ins All schickt.“ und ich war erfreut zu entdecken, dass die Ingenieure von Axiom-Raumanzügen tatsächlich Künstler sind, die auf kreative Weise komplexe Probleme lösen.“

Hand- und Maschinennähen spielt in der Raumfahrtindustrie oft eine wichtige Rolle – sei es bei Raumanzügen, dem Stoff zwischen den Space-Shuttle-Kacheln oder den Hitzeschilden der BepiColombo-Mission zum Merkur.

„Für diese Art von Arbeit braucht es viele erfahrene Näherinnen oder Stofftechniker“, stimmt Greeley zu. „Und sie sind wirklich Künstler.“

In erster Linie handelt es sich bei den neuen Mondraumanzügen natürlich um lebenserhaltende Ausrüstungsgegenstände zur Luftversorgung und zum Schutz der Astronauten vor Strahlung und Mikrometeoroiden. Trotz des Vermächtnisses gibt es immer Raum für Verbesserungen.

„Apollo verwendete Reißverschlüsse, Metallkabel und Gummi in den Anzügen, die der Technologie der 1960er-Jahre entsprachen und für eine einzige Mission in Ordnung waren, aber das ist nicht mehr der Fall“, sagt Bill Ayrey, Autor des Buches „Lunar Outfitters: Making the Apollo Space Suit“.

„Die größten Fortschritte gab es kurz nach Apollo, als der Shuttle-Anzug entworfen wurde und aus vielen Komponenten bestand, die ausgetauscht werden konnten, um einer größeren Bandbreite an Besatzungsmitgliedern gerecht zu werden“, sagt Ayrey, ein ehemaliger Raumanzug-Testingenieur und Historiker am ILC Dover. Dies ist das Unternehmen, das die Apollo-Anzüge hergestellt hat und die heute von Astronauten bei Weltraumspaziergängen von der Internationalen Raumstation (ISS) verwendet werden. ILC Dover ist einer der Partner von Collins Aerospace bei der Herstellung neuer Raumanzüge für die ISS.

Viele Raumanzugmaterialien für beide Umgebungen stammen noch aus den 1950er und 60er Jahren und umfassen Spandex in der eng anliegenden Anzugschicht für die Belüftung mit Flüssigkeitskühlung; Mylar zur Isolierung; Kevlar, das in kugelsicheren Westen verwendet wird; schwer entflammbares Nomex, getragen von Rennfahrern; und urethanbeschichtetes Nylon, das Schweißnähte haben kann und typischerweise für die innerste luftdichte „Blase“ der Druckkleidung verwendet wird.

Die neuen Raumanzüge für die Mondoberfläche werden nicht so sperrig sein wie die, die derzeit auf Weltraumspaziergängen verwendet werden (Quelle: NASA)

„Heutige Anzüge werden fortschrittliche Verbundwerkstoffe verwenden“, sagt Ayrey, „und andere Materialien, um strukturelle Festigkeit zu gewährleisten, Größenanpassungen zu ermöglichen und mehr Komfort zu bieten, während gleichzeitig die Lebensdauer der Anzugkomponenten verlängert wird.“

Die Größe ist wichtig. Im Jahr 2019 musste die NASA ihren ersten rein weiblichen Weltraumspaziergang verschieben, weil die ISS nicht über genügend Raumanzüge in der richtigen Größe verfügte.

Da die Nasa jedoch bereits mit der Arbeit an dem neuen Anzug begonnen hatte, bevor sie ihn der Industrie übergab, musste Axiom nicht mit einer leeren Seite beginnen. „Wir haben begonnen, Änderungen vorzunehmen, wenn die Entwürfe noch nicht abgeschlossen oder vollständig waren oder wenn die Fachkenntnisse unseres Teams wussten, dass wir Verbesserungen vornehmen konnten“, sagt Greeley.

„Es gibt ein paar Komponenten, wie den harten Oberkörper und die Helmblase, deren Design ziemlich ausgereift war, aber wir haben das Druckbekleidungssystem komplett neu gestaltet. Wir haben auch die Masse des Anzugs reduziert – eine große Veränderung, wir haben 20 Pfund mitgenommen.“ (9 kg) bisher aus dem Anzug – und wir haben die Mobilität erhöht.“

Auch der Winkel des Helms am Axiom-Anzug ähnelt nicht mehr einem traditionellen umgedrehten Apollo-Goldfischglas, da er geneigt ist und einen erweiterten Blick unter den Horizont ermöglicht. „Bei Mondraumanzügen schauen die Astronauten die meiste Zeit nach unten.“

Der Mond hat auch ein Sechstel der Erdanziehungskraft und dies wirkt sich auf das Design aus. „Mondraumanzüge müssen leicht sein, da sie in einer Schwerkraftumgebung eingesetzt werden“, sagt Ayrey. „Außerdem müssen Planeten- und Mondanzüge eine hervorragende Beweglichkeit des Unterkörpers bieten, da man in einer Schwerkraftumgebung läuft und nicht nur herumschwebt.“

Die ehemalige Nasa-Astronautin Peggy Whitson beschrieb den Prototyp als „ein großartiges Beispiel dafür, was Innovation bewirken kann. Dies wird ein viel flexiblerer Anzug sein.“

Mehr als 50 Jahre werden zwischen den Anzügen der Mondforscher des Apollo-Programms und den Artemis-Astronauten liegen (Quelle: Nasa/Getty Images)

Sie sollte es wissen. Whitson hält derzeit den Weltrekord für die längste kumulierte Zeit im Weltraum (665 Tage) und wird als Leiter der bemannten Raumfahrt bei Axiom diesen Rekord am 8. Mai als Kommandeur von Ax-2, der zweiten privaten Mission des Unternehmens, noch weiter ausbauen die ISS. Auch mehrere Astronauten, darunter Whitson, waren an dem neuen Anzug beteiligt.

„Ich denke, der häufigste Kommentar von Astronauten ist, es einfach zu halten“, sagt Greeley. Bei den Handschuhen geht es darum sicherzustellen, dass „sie über die richtige Fingerfertigkeit verfügen und ihre Hände je nach Umgebung warm oder kühl halten. Nachdem ich an mehreren Programmen gearbeitet habe, würde ich sagen, dass unsere Handschuhe wahrscheinlich die besten sind, die ich je gesehen habe.“

Die Temperaturen auf der Mondoberfläche sind extrem. Im Gegensatz zur Erde hat der Mond einen Zyklus von etwa 14 Tagen Tageslicht und 14 Tagen Nacht. Bei Dunkelheit können die Temperaturen auf -253 °C (-424 °F) sinken und bei Sonnenlicht bis zu 120 °C (250 °F) erreichen. Die Apollo-Astronauten benötigten diese Solarenergie, ebenso wie die Besatzungsmitglieder der Artemis, und ihre Anzüge waren weiß, um die Hitze zu reflektieren und zu verhindern, dass die Körpertemperatur gefährlich hoch wird.

Während der Apollo-Missionen störte der ultrafeine Mondstaub oder Regolith die Instrumente, verursachte eine Überhitzung der Heizkörper und beschädigte Raumanzüge. „Es wird entscheidend sein, sicherzustellen, dass Mondstaub nicht in die inneren Schichten, die Metalllager und andere Komponenten eindringen kann“, sagt Ayrey.

Nach seiner Fertigstellung muss der neue Raumanzug der Lunar Extravehicular Mobility Unit (AxEMU) einem Test in einer weltraumähnlichen Umgebung unterzogen werden. Ein Nasa-Sprecher erläuterte die Anforderungen: „Eine analoge Demo könnte darin bestehen, unter Wasser mit Gewichtsentlastung, unter Verwendung einer thermischen Vakuumkammer oder anderen von der Nasa genehmigten Methoden durchzuführen.“

Der letzte Test wird natürlich auf dem Mond selbst stattfinden. Scheitern ist da definitiv keine Option.

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