Damit es im All nicht brenzlig wird

Grafik: Pressestelle/istock

Aus treffpunkt campus Nr. 100, 04/2018

„Schließen Sie die Fenster, benutzen Sie keine Fahrstühle und verlassen Sie das Gebäude.“ Mit diesen universal gültigen Anweisungen können die Astronautinnen und Astronauten der Internationalen Raumstation (ISS) wohl wenig anfangen. Tim Mittelbach, Masterabsolvent des Studiengangs Sicherheit und Gefahrenabwehr an der Hochschule Magdeburg-Stendal untersuchte in seiner Abschlussarbeit, wie sich Brände im Weltall verhindern lassen.

Text: Frederik Schiek

Die Grundidee seiner knapp hundertseitigen Arbeit war, ein Brandschutz- und Sicherheitskonzept für die ISS bzw. das europäische Modul zu entwerfen. Schnell wurde aber klar, dass die Europäische Weltraumorganisation (ESA) alleine nicht alle nötigen Informationen liefern könnte. Tim Mittelbach wandte sich daher an die US-Raumfahrtbehörde. „Ich hätte nie gedacht, dass ich für meine Recherchen Kontakt zur NASA aufnehmen würde“, resümiert der 24-Jährige. Einige Monate später erhielt er nach diversen Formularen eine Dokumentenfreigabe, unterzeichnet vom Vorsitz der NASA aus dem Johnson Space Center in Texas. Dort wird auch seine Arbeit in diesen Tagen auf dem Tisch liegen – so der Deal mit den Amerikanern.

Houston wir haben eine Masterarbeit

Ein erhebender Moment, berichtet der 24-Jährige. Bei seiner Mammutaufgabe halfen dem gebürtigen Hessen Fachleute der Ingenieurwissenschaften, Astronauten und Professoren. So waren zu einem großen Teil Prof. Dr. med. Herbert Löllgen, welcher früher die europäischen Astronautinnen und Astronauten auswählte, Reise- und Höhenmediziner Prof. Dr. med. Thomas Küpper von der RWTH Aachen sowie Prof. Dr.-Ing. Wolfram Klingsch, Uni Wuppertal, und Prof. Dr-Ing. Michael Rost, Hochschule Magdeburg-Stendal, beteiligt. Tatsächlich sei er überrascht, meint Mittelbach, wie groß der medizinische Anteil seiner Arbeit sei, deren Titel dies nicht vermuten lässt.

Bergsteigen und Brandschutz?

Der beachtliche medizinische Teil der Masterarbeit hat seinen Ursprung in einem Brandunterdrückungskonzept. Die- ses wird oft in technischen Einrichtungen eingesetzt, welche über Serverräume verfügen. Die Idee ist, den Sauerstoffgehalt abzusenken und den Stickstoffanteil zu erhöhen, um dem Feuer die Grundlage zu entziehen. Man spricht dabei von „isobarer Sauerstoffreduzierung“. Medizinisch ist diese Prozedur vergleichbar mit einer hypobaren Umgebung – also einem Umfeld, in dem der Luftdruck als Gesamtes niedriger ist. Da in beiden Fällen der Sauerstoffgehalt abnimmt, kann man von einem zum anderen Rückschlüsse für den menschlichen Körper ziehen. Er verglich verschiedene internationale Anforderungen an das Arbeiten in sauerstoffreduzierten Räumen und fand heraus, dass die meisten Serverräume in Deutschland auf 17 Prozent Sauerstoffgehalt ausgelegt sind. Das entspricht ungefähr einer Höhe von 1.500 Metern. Laut dem Verband der Höhenmediziner sei alles bis zu einer Höhe von 2.680 Metern für Menschen nahezu unbedenklich. Doch wie effektiv ist diese Vorschrift und könnte man nicht auf der ISS, auf der sich kerngesunde, durchtrainierte Menschen befinden, den Sauerstoff unter 17 Prozent absenken? Nach Durcharbeiten diverser Handbücher des US-Militärs, dem Dachverband der Reise- und Höhenmediziner und durch Mithilfe von dessen Vorsitz Prof. Dr. med. Küpper kam Mittelbach auf einen Wert von 14,8 Prozent. Bei dieser Luftzusammensetzung können weder PVC, andere Kunst- und Isolierstoffe, noch Holz brennen: „Und das bei gleichzeitig gewährleisteter Sicherheit“, erklärt Mittelbach.

Nur die Spitze des Eisbergs

Aber nicht nur dieses Konzept hat der 24-Jährige verbessert. Zu fast allen Bereichen der Brandsicherheit konnte er Anmerkungen machen, so unter anderem bei Verbesserungsvorschlägen zur Brandreaktion sowie Ansätzen zur Risikominimierung. Auch deckt er in seiner Arbeit Verfahrens- sowie Elektrotechnik ab und entwickelte sogar aus bauingenieurwissenschaftlicher Sicht ein Sicherheitskonzept für eine Mondbasis und wie diese sich von der ISS unterscheiden würde. „Es gibt kein Fachgebiet, in dem ich nicht drin war“, lacht er. Die Herausforderung dabei bestand, sich sicher zu sein, jeden Bereich ausreichend erläutert zu haben. „In fünf Monaten kam es dabei schon einmal vor, dass ich einen Teil las und mir dachte: Ach, Tim, das hast du aber schön geschrieben – selbst wenn du selbst eigentlich nicht mehr weißt, was du da geschrieben hast.“ Man hätte die Arbeit noch mehrere Jahre fortführen können, sagt der Hochschulstudent, entschied sich jedoch, dort den Schlussstrich zu setzen. Auf die Frage, ob seine Arbeit Anwendung finden wird, antwortet er selbstbewusst: „Auf jeden Fall.“ Man versuche die Sicherheit konstant neu zu evaluieren und wenn Außenstehende Dinge feststellen, die weiter verbessert werden können, dann liegt das definitiv im Interesse der Raumfahrtagenturen, ist er sich sicher. Gegen all das wirkt die Verteidigung der Masterarbeit, auf die er sich zum Zeitpunkt unseres Gesprächs vorbereitet, ja fast schon trivial. Weltlich – sozusagen.

Mehr Forschungsgeist im Forschungsmagazin „treffpunkt forschung“ und im Hochschulmagazin „treffpunkt campus“

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