So funktioniert die ISS

Eine autarke Stadt in 400 km Höhe

Die Internationale Raumstation ist kein einzelnes Raumschiff, sondern ein Verbund aus mehr als fünfzehn Druckmodulen, die von verschiedenen Ländern gebaut und über mehr als ein Jahrzehnt hinweg im Orbit zusammengesetzt wurden. Gemeinsam bilden sie ein Labor und einen dauerhaften Wohnort, der ungefähr so groß ist wie ein Fußballfeld. Alles, was die Besatzung zum Atmen, Trinken, Essen und Arbeiten und für die Verbindung zur Erde braucht, wird innerhalb dieser Struktur erzeugt, recycelt oder dorthin gebracht – ohne Hilfe von außen, abgesehen von den regelmäßigen Frachtlieferungen.

Aus diesen Modulen besteht sie

Die Station besteht aus zwei großen Segmenten, einem russischen und einem von den USA geführten. Beide sind fest miteinander verbunden, haben aus Sicherheitsgründen aber voneinander unabhängige Lebenserhaltungssysteme. Zu den wichtigsten Modulen gehören:

• Sarja (1998): das erste gestartete Modul, russischer Herkunft, das anfangs für Energie und Antrieb sorgte, als sonst noch nichts im Orbit war.
• Swesda (2000): das russische Servicemodul mit dem wichtigsten Lebenserhaltungssystem und den ersten Schlafkabinen der Besatzung.
• Destiny (2001): das US-Forschungslabor für Experimente aus Physik, Biologie und Materialwissenschaft.
• Columbus (2008): das Labor der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).
• Kibo (2008-2009): das japanische Modul (JAXA), das größte der Station, mit einer eigenen Außenplattform für Experimente, die dem Vakuum ausgesetzt sind.
• Cupola (2010): die Beobachtungskuppel mit sieben Fenstern, die für die Forschung, zur Steuerung des Roboterarms und zum Genießen der Aussicht genutzt wird.

Wie die Station Strom erzeugt

Die Energie stammt ausschließlich von der Sonne: Acht Solarflügel mit einer Gesamtfläche von rund 2.500 m² liefern bis zu 120 Kilowatt, wenn sie voll beleuchtet sind. Da die ISS bei jedem Umlauf durch den Erdschatten fliegt (etwa 16-mal am Tag, jeweils rund 35 Minuten lang), wird der Energieüberschuss vom Tag in Lithium-Ionen-Akkus gespeichert, die die Systeme während der dunklen Abschnitte am Laufen halten. Diese Akkus ersetzten zwischen 2017 und 2019 bei mehreren Außeneinsätzen die alten Nickel-Wasserstoff-Batterien, die in den 2000er-Jahren installiert worden waren.

Wie Luft erzeugt und Wasser recycelt wird

Das Lebenserhaltungssystem, bekannt als ECLSS (Environmental Control and Life Support System), erzeugt Sauerstoff durch Elektrolyse: Es spaltet Wasser mithilfe des Stroms aus den Solarmodulen in Wasserstoff und Sauerstoff. Das von der Besatzung ausgeatmete Kohlendioxid wird aufgefangen und entweder entfernt oder teilweise wieder in Wasser umgewandelt. Das Wasseraufbereitungssystem recycelt etwa 90-98 % des Wassers an Bord, darunter die Feuchtigkeit aus der Atemluft, Schweiß und – ja – Urin, nach einem Destillations- und Filterprozess, der es trinkbar macht. Ohne dieses Recycling müssten für jedes Besatzungsmitglied jedes Jahr mehrere Tonnen Wasser von der Erde geschickt werden.

Wie die Station ihre Umlaufbahn hält

In 400 km Höhe gibt es immer noch eine sehr dünne Atmosphärenschicht, die die Station leicht abbremst, sodass sie nach und nach an Höhe verliert. Um das auszugleichen, braucht die ISS regelmäßige „Reboost“-Manöver (Bahnanhebungen), meist mit den Triebwerken der angedockten russischen Progress-Frachter, wobei sie auch ihre eigenen Triebwerke nutzen kann. Ohne diese regelmäßigen Korrekturen würde die Bahn immer weiter absinken und die Station innerhalb weniger Jahre in die Atmosphäre eintreten.

Wie sie mit der Erde kommuniziert

Der Großteil der Kommunikation (Sprache, Video, wissenschaftliche Daten und das Live-Videosignal, das du auf unserer Live-Seite sehen kannst) läuft über das TDRS-Satellitennetz der NASA (Tracking and Data Relay Satellite System) im geostationären Orbit, weit oberhalb der ISS. Dieses Netz ermöglicht nahezu ununterbrochenen Kontakt, abgesehen von kurzen Lücken, wenn die Geometrie zwischen Station und Relaissatelliten ungünstig ist.

Kurz beantwortet

Wie lange dauert es, eine solche Station zu bauen?

Der Aufbau der ISS dauerte mehr als ein Jahrzehnt – vom Start von Sarja 1998 bis zur Fertigstellung der Hauptkonfiguration um 2011 – und umfasste über 40 verschiedene Montagemissionen.

Kann die Sauerstoffversorgung ausfallen?

Das System ist mehrfach abgesichert: Neben dem Hauptgenerator, der per Elektrolyse arbeitet, hat die Station Reserven an komprimiertem Sauerstoff und chemische Notfallgeneratoren (Lithiumperchlorat-Kartuschen).

Wer bezahlt den Betrieb der ISS?

Die Kosten teilen sich die fünf Partner-Raumfahrtagenturen (NASA, Roskosmos, ESA, JAXA und CSA) nach internationalen Abkommen, die auch festlegen, welche Module jede Agentur beisteuert und wartet.