Alpha-Magnet-Spektrometer *AMS-02*

Heute soll der erste von vier geplanten Außenbord-Ausstiegen zur Reparatur des AMS-02 stattfinden.

https://spaceflightnow.com/2019/11/14/complex-spacewalk-repair-work-begins-friday/

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-tv-coverage-set-for-complex-spacewalks-briefings

Der Austieg beginnt um 13:05 Uhr (7:05 a.m. EST) mit dem Umschalten der Anzüge auf Batterie.

Luca Parmitano meint, dass sie eine OP am offenen Herzen des AMS-02 durchführen werden, bei dem am Kühlungssystem alte Schläuche getrennt und neue Schläuche und eine Pumpe installiert werden müssen.

Heute wird es wohl hauptsächlich um Vorbereitungsarbeiten gehen, da das AMS-02 nicht für Reparaturen konzipiert worden war und daher keine Handläufe und keine Platz für dicke Handschuhe gibt dafür aber viele scharfe Kanten...

NASA-TV ist seit längerem auf Sendung.

Luca hängt am Canadarm und arbeitet auch schon seit längerem an einem Schutz (debrit shield) der durch Lösen von 13 Schrauben entfernt werden muss.
Sollte das klappen, wird diese Schutzabdeckung an AnDrew Morgan weitergegeben, der sie dann hinter die ISS zur Entsorgung wirft...

Hallo zusammen,

Schaut noch jemand zu?
.... und könnte mir bitte kurz erklären was dort grad genau passiert?!🤔
Für mich sieht das so aus als wenn da was nicht klappt 🙄

Lieben Dank

Sieht nach neuem Müll in der Umlaufbahn aus.

Gerade wurde von Drew die Abdeckung auf eine Wiedereintrittsbahn geschickt...

Hallo zusammen,

Schaut noch jemand zu?
.... und könnte mir bitte kurz erklären was dort grad genau passiert?!🤔
Für mich sieht das so aus als wenn da was nicht klappt 🙄

Lieben Dank

jaha - wir gucken noch :-)
NASA-TV berichtete gerade, dass die Arbeiten vorzüglich voran gehen und die beiden ca. eine Stunde vor den geplanten Zeiten sind.
Es läuft also ganz gut bisher.
Gerade wird ein neuer Handlauf installiert.

4h sind rum.
Luca ist weiterhin bei "Vorbereitungsarbeiten": seit Stunden ist er damit beschäftig, den zukünftige Arbeitsplatz freizulegen. Z.Z. löst er Verbindungen eines Thermalschutzes, der mit vielen Kabelbindern festgemacht war.

Luca und Drew sind zurück in der Iss. Druckausgleich in Quest läuft. Sie waren 6h39min unterwegs und haben alles für heute geplante erledigen können sowie noch reichlich vorgearbeitet.

Sieht nach neuem Müll in der Umlaufbahn aus.

Hallo,

bei der ESA in Köln wurde gesagt, der Trümmerschutz wird nach ca. 2 Jahren verglühen, da in Drew Morgan in eine niedrigere Umlaufbahn geworfen hat. Das selbe ist übrigens ein paar Stunden später nochmals mit der schwarzen Carbonabdeckung (incl. Halter für die herausgedrehten Schrauben) der "Vertical support structure" passiert.

Kommentar des ESA Astronauten Trainers der das EVA auch auf esa.tv kommentiert hatte: "Luca muss aufpassen was er Drew nach hinten durchreicht, da dieser ja alles in einen niedrigeren Orbit wirft".

Vom ESA Live Event und dem ersten #SpacewalkforAMS sehr begeisterte Grüße

Mario

Hallo,

nachdem ich meine Fotos vom #SpacewalkforAMS Live-Event bei der ESA bearbeitet und sortiert habe, kommen jetzt auch noch ein paar kleine bebilderte Berichte zur Veranstaltung und zum AMS-02 Spektrometer. Hier poste ich die Bilder und Infos zum Spektrometer und zum ersten EVA von Luca Parmitano und Drew Morgan. Bei den Veranstaltungen/Events/Reiseberichten werde ich dann noch ein paar Eindrücke von dem Event posten.

AMS-02

Das Alpha-Magnet-Spektrometer AMS-02 ist ein Instrument des CERN, das 2011 auf der ISS installiert wurde. Es soll hochenergetische Teilchen aus der kosmischen Strahlung detektieren und deren Ursprung klären.




Wissenschaftler aus dem CERN die (mit leider manchmal schrecklicher Qualität) per Skype aus der Schweiz zugeschaltet waren, zeigen die Lage des AMS-02 an einem Modell der ISS.

In der kosmischen Strahlung gibt es die verschiedensten Teilchen aus den unterschiedlichsten Quellen.



Aus Pulsaren werden Positronen (Anti-Elektronen) emittiert, Supernovae-Explosionen sind die Quelle für Atomkerne wie Protonen oder Helium und wenn dunkle Materie kollidiert sollte auch Antimaterie entstehen.

Bei den Elementen die in der kosmischen Strahlung wird zwischen primär entstandenen Elementen und sekundärer Elementarstrahlung unterschieden.





Die primären Elemente entstehen bei Supernovae-Explosionen und beinhalten das ganze Periodensystem. Die sekundären Elemente werden bei Kollisionen primärer Strahlung mit dem interstellaren Medium erzeugt und sind in der Regel deutlich leichter (H, He, Li, Be, etc).

Auch bei der Suche nach Antimaterie soll das AMS-02 helfen.



Antimaterie sollte beim Urknall ebenso wie Materie entstanden sein, wurde allerdings jetzt noch nicht in Form von schweren Elementen im All nachgewiesen. Das AMS-02 hat in seiner bisherigen Lebensdauer auch nur weniger als 10 Anti-Heliumkerne nachweisen können. Diese können aufgrund ihrer "Komplexität" (2 Antiprotonen und 2 Antineutronen) nicht durch andere Prozesse gebildet worden sein, sondern müssen aus der ursprünglichen Antimaterie sein. Allerdings ist die Anzahl der Signale bis jetzt noch viel zu gering, um statistische Aussagen über Antimaterie machen zu können.

Der Physik-Nobelpreisträger Samuel Chao Chung Ting hat die Ergebnisse zur kosmischen Strahlung in einer Videoaufzeichnung übrigens selbst erklärt.

Debris Shield Removal

Die erste Aufgabe die Luca Parmitano und Drew Morgan bei ihrem EVA erledigen mussten, war die Entfernung des Schutzschilds gegen Weltraumtrümmer (Debris Shield) des AMS-02. Diese Aufgabe sollte 2,5 Stunden dauern und es wurden dafür 6 speziell entwickelte Werkzeuge eingesetzt. Die Werkzeuge wurden auch unter Mitarbeit der RWTH Aachen entwickelt. Die geplante Reparatur wurde ausführlich von Stefan Schael, dem deutschen AMS-02 Projektleiter von der RWTH Aachen, erläutert.



Da das AMS-02 Spektrometer nie für eine Wartung an der ISS vorgesehen war, gab es an dem Arbeitsplatz auch keine Haltegriffe für die Astronauten. Deshalb war die erste Aufgabe von Luca, entsprechende Halterungen zu installieren. Hierfür gab es eine "nominale" Stelle und drei Alternativen, falls eine Anbringung an der Idealposition nicht möglich wäre. Außerdem musste Luca mit dem Canadarm zum Arbeitsplatz über die ISS "geflogen" werden (was die BG wohl zu diesem Arbeitsweg sagt ) und die Installation des Haltegriffs auch an diesem aufgehängt durchführen.





Nachdem Luca die Halterung an der "Pole-Position" angebracht hatte, konnte er sich mit der Entfernung des Debris Shield beschäftigen. Hierzu kamen ebenfalls speziell entwickelte Werkzeuge zum Einsatz.







Die Arbeiten gingen Tag und Nacht von statten und man konnte auf dem Großbildschirm entweder Luca beobachten oder auch auf einem Multiscreen mehrere Perspektiven vom EVA bekommen.





Herr Schael war das ganze EVA sehr gespannt beim Beobachten und Kommentieren. Man konnte im Publikum und später neben ihm auf der Bühne deutlich seine Euphorie und Leidenschaft spüren, während er Luca und Drew bei der Reparatur "seines" AMS-02 beobachtete.



Das ganze Anfliegen von Luca, Anbringen der Halterungen und Entfernen des Debris Shield hat übrigens nicht einmal 1:30 Stunden gedauert. Nachdem Luca den Debris Shield entfernt hatte, hat er das Teil zu Drew Morgan nach hinten gereicht. Dieser hat den Debris Shield dann auf eine niedrigere Erdumlaufbahn geworfen, damit es innerhalb der nächsten zwei Jahre in der Erdatmosphäre verglühen kann.



Die Übertragung vom Wegflug des Debris Shield hatte ein gewisses "Star Wars" Flair, das ich hoffentlich mit der Animation etwas verdeutlichen kann.

#SpacewalkForAMS - weiterer Verlauf

Nachdem Luca und Drew den Debris Shield in Rekordzeit entfernt hatten, ging es daran eine weiße Thermalisolierung des AMS zu entfernen, um die vertikale Stützstruktur (vertical support structure) aus Carbonfaserverbundstoff freizulegen. Hierzu musste Luca, wieder mit Spezialwerkzeugen, 13 Kabelbinder lösen und sicher in einer dafür vorgesehenen Box verstauen. Es war sehr faszinierend Luca bei dieser Arbeit über seine Helmkamera zuzusehen. Auch dieser Arbeitsschritt ging deutlich schneller als geplant von statten. Spätestens nachdem Luca die vertical support structure frei gelegt hatte, war der Zeitplan für das erste EVA zur Reparatur des AMS-02 nach nicht mal 4 Stunden erfüllt.

Zu diesem Zeitpunkt war die Live Veranstaltung schon beendet und ich konnte mich zu Herrn Schael auf die Bühne begeben und den Spacewalk auf den Monitoren weiter verfolgen.



Herve Stevenin der ESA Astronautentrainer, der das ganze EVA im Live Event für esa.tv sehr ausführlich kommentiert hatte, musste zu diesem Zeitpunkt erst einmal den Zeitplan für den zweiten #SpacewalkForAMS ausdrucken, damit er das Geschehen um Luca und Drew weiter kommentieren konnte.

In der "Overtime" des Zeitplans schaffte es Luca noch die 8 möglichen Schrauben der vertical support structure zu lösen. Die 4 restlichen Schrauben sind von außen nicht zugänglich. Deshalb musste Luca die Carbonstruktur herausbrechen. Stefan Schael war bei dieser Operation besonders nervös, da beim Zerbrechen von Carbonfasern scharfe Kanten entstehen können, die die Handschuhe der Astronauten beschädigen könnten. Luca löste diese Aufgabe aber sehr schnell ohne Probleme und Drew Morgan konnte nochmals seiner Lieblingsbeschäftigung, Objekte in einen niedrigeren Orbit zu werfen, nachgehen. Wer kann das schon von sich behaupten.

Kommentar des ESA Astronauten Trainers [Herve Stevenin] der das EVA auch auf esa.tv kommentiert hatte: "Luca muss aufpassen was er Drew nach hinten durchreicht, da dieser ja alles in einen niedrigeren Orbit wirft".

Da für die weitere Reparatur des AMS-02 Kühlungssystems weitere spezielle Werkzeuge notwendig sind und sehr komplexe Aufgaben durchgeführt werden müssen, waren die Arbeiten am AMS-02 mit dem Wegwerfen der vertical support structure beendet. Ich habe die Veranstaltung gegen 18:00 Uhr mit sehr vielen schönen Eindrücken, Bildern und einem nahezu leeren Laptop-Akku verlassen und den beiden Astronauten das Aufräumen des Arbeitsplatzes ohne meine Aufsicht überlassen.

#SpacewalkForAMS - Ausblick

Wie schon erwähnt:

Da für die weitere Reparatur des AMS-02 Kühlungssystems weitere spezielle Werkzeuge notwendig sind und sehr komplexe Aufgaben durchgeführt werden müssen, waren die Arbeiten am AMS-02 mit dem Wegwerfen der vertical support structure beendet.

Zu Beginn des Live-Events gab es allerdings schon eine ausführliche Vorstellung der kompletten geplanten Reparaturarbeiten am Kühlungssystem des AMS-02. Ich habe mir nicht alle Details so genau gemerkt, dass ich den kompletten Reparaturplan hier wiedergeben könnte, aber ein paar eindrucksvolle Details habe ich fotografiert und möchte sie hier wiedergeben.



So sieht das Innenleben des Kühlsystems von AMS-02 aus. Während der weiteren Reparatur müssen unter anderem ein paar der dünnen Röhrchen durchgeschnitten und mit neuen Teilen verbunden werden. Die Röhrchen führen das flüssige/gasförmige CO₂ das zur Kühlung des Spektrometers dient. Während des Vorgangs wird das CO₂ ausströmen und muss anschießend wieder aufgefüllt werden.

Für diesen komplexen Vorgang gibt es, wie nicht anders zu erwarten, natürlich auch ein spezielles in Aachen entwickeltes Werkzeug.



Frank de Winne (ISS Operations and Astronaut Group Leader), der erste europäische Kommandant der ISS, durfte die Funktion des Verbindungswerkzeugs unter Anleitung von Stefan Schael ausprobieren.





Es war gar nicht so einfach. Der rote Ring der auf dem zweiten Foto am Werkzeug zu erkennen ist, ist ein optischer Dichtheitsindikator für die Verbindung. Falls nach dem Wiederbefüllen des Kühlsystems mit CO₂ eine Undichtigkeit von den Sensoren festgestellt wird, kann man so überprüfen, welche Verbindung nicht richtig hergestellt wurde.

Red is the thing, we don't want to see

Nachdem Herr Schael die Komplexität der Arbeiten am AMS-02 mit einer Operation am offenen Herzen verglichen hat und zusätzlich immer wieder die Handschuhe betonte, hätte Frank die Übung mit dem Werkzeug eigentlich mit Handschuhen durchführen sollen.



Ich habe mich allerdings während des Live-Events (auch auf esa.tv) nicht getraut, die Teilnehmenden auf der Bühne dazu aufzufordern.

Noch eine Anmerkung zu den durchzutrennenden Röhrchen. Es sind, meiner Erinnerung nach, 5 Röhrchen dicht beieinander hinter der jetzt nicht mehr vorhandenen vertical support structure. Die Astronauten müssen bei der Reparatur die richtigen zwei davon durchschneiden. Da man nichts sieht, gibt es auch dafür ein Werkzeug, dass die zwei richtigen Röhrchen optisch markieren wird. Denn

There is no red and blue whire like in the Hollywood Movies. If they cut the wrong pipe the experiment is dead.

Ich bin jetzt sehr gespannt wie die #SpacewalkForAMS weitergehen, und hoffe, dass ich vielleicht noch öfter die Gelegenheit bekomme, einen solchen Event live zu verfolgen und auf Twitter für @Raumfahrer_net zu begleiten.

Mir hat die ganze Veranstaltung, was man hoffentlich etwas an meinen Posts herauslesen kann, sehr viel Spaß gemacht. Ich möchte mich hier deshalb auch für die tolle Möglichkeit beim Raumfahrer Net e.V Verein bedanken, dass ich ihn offiziell als Social Media Vertreter bei solchen Events vertreten darf.

Viele Grüße

Mario

Klasse Berichterstattung!
Danke, Mario! 

Hey Mario,

große Klasse, vielen Dank für das interessante Statement!
Ich verstehe Deine Begeisterung.

LG
Ariane 

Hallo,

hier gibt es eine Zusammenfassung der aktuellen Ergebnisse von AMS-02 (inklusive Video des Vortrags) : https://indico.cern.ch/event/986641/

Die Ergebnisse bestätigen frühere Messungen, dass das Spektrum der Kosmischen Strahlung zu höheren Energien hin gegenüber den Modellen ansteigt. Zum Teil liegt das daran, dass unterschiedlich schwere Elemente der kosmischen Strahlung unterschiedlich von der Heliosphäre abgeschirmt werden. Auch diese Unsicherheiten zur Zusammensetzung der Kosmischen Strahlung lassen bisher noch keine eindeutigen Ergebnisse zum Antimaterie Anteil zu (hier meine ich Antimaterie außer Antiprotonen und Positronen).  Es wird bald eine Veröffentlichung geben, die die Ergebnisse zu den (wenigen) gemessenen schweren Antimaterie-Event-Kandidaten (Antihelium-3 und Antihelium-4, eventuell auch Anti-Kohlenstoff) vorstellen wird.

Gruß
Volker

"Forschungskooperation: Den Rätseln des Universums auf der Spur
Der Ursprung unseres Kosmos und die damit verbundene Entstehung von Raum, Zeit und Materie ist ein bis heute noch nicht vollständig verstandenes naturwissenschaftliches Phänomen. Insbesondere für die geheimnisvolle dunkle Materie und die noch rätselhaftere dunkle Energie gibt es zwar viele indirekte Hinweise und theoretische Modelle um sie zu beschreiben, aber keine direkten Messungen, um ihre Natur aufzuklären. Aus diesem Grund arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der ganzen Welt daran, mehr über die Anfänge und die Struktur des Universums zu erfahren. Eine Pressemitteilung der FH Aachen.


AMS-100 Entwurf von 2019. (Quelle: S. Schael, „AMS-100, A Magnetic Spectrometer at L2“, Juni 2019)

Weiter in der Pressemitteilung der FH Aachen:
https://www.raumfahrer.net/forschungskooperation-den-raetseln-des-universums-auf-der-spur/

Viele Grüße
James

edit: interne, größere Version des Vorschaubildes eingefügt

"RWTH Space Day: Prof. Stefan Schael (I. Physikalisches Institut der RWTH) im Interview mit Jeannine Schmacka (Space Team Aachen) über das Alpha-Magnet-Spektrometer (AMS) auf der internationalen Raumstation ISS und die Anfänge des Universums"



Gruß   Pirx