Die Entwicklung des Raumanzugs: Vom Quecksilber-Anzug bis zum KI-Anzug

Raumanzüge haben sich im Laufe der Jahrzehnte rasch entwickelt und werden bei unseren nächsten Reisen zum Mond, zum Mars und darüber hinaus eine wichtige Rolle spielen.

SpaceX Starman
Der SpaceX Starman Anzug

Die Technologien, auf die wir uns stützen, um die Erforschung des Weltraums zu ermöglichen, entwickeln sich ständig weiter. Eine der wichtigsten, wenn auch leicht zu übersehenden Technologien, die für die Erforschung des Weltraums notwendig sind, ist der bescheidene Raumanzug. Der Raumanzug ist der Eckpfeiler des menschlichen Überlebens im Weltraum und ermöglicht es den zerbrechlichen Menschen, den harten, unversöhnlichen Elementen und Herausforderungen im Weltraum zu trotzen.

Ohne Spezialanzüge zur Sicherheit der Astronauten wären Ereignisse wie die Mondlandung und der erste Weltraumspaziergang nicht möglich gewesen. Genau wie bei den Raumfahrzeugen haben sich auch die Raumanzüge weiterentwickelt und sind beim Schutz der Astronauten immer wirksamer geworden. Gleichzeitig bieten sie eine Vielzahl neuer Funktionen, die mit einigen Ihrer Lieblings-Science-Fiction-Filme konkurrieren. Über wissenschaftliche Missionen hinaus besteht eine gute Chance, dass die heute entwickelten Raumanzüge den Grundstein für Anzüge legen, die morgen von Weltraumtouristen getragen werden.

Hier ist ein kurzer Blick darauf, wie weit wir von den frühesten Vorläufern der Raumanzüge bis zu den aufregenden neuen Entwicklungen von heute gekommen sind.

Frühe Druckanzüge

Als sich der Flug entwickelte, mussten die Flieger Druckanzüge entwickeln, um Sauerstoff zu liefern, wenn die Luft zu dünn wurde. Der erste Druckanzug wurde 1918 von Fred M. Sample patentiert. Er bestand aus einem elastischen Material und umfasste einen luftdichten Körperanzug, einen Helm, der sich leicht öffnen und schließen ließ, sowie einen flexiblen Luftzufuhrschlauch, der an eine Druckluftquelle und eine Pumpe angeschlossen war.

1934 ließ der Flieger Wiley Post, der erste Mann, der allein um die Welt flog, vom Gummifabrikanten B.F. Goodrich einen Gummidruckanzug entwickeln, der es ihm ermöglichte, 40.000 Fuß (12,1 km) zu erreichen. Eine spätere Version wurde aus Latex hergestellt, der über Baumwollkleidung gegossen wurde, und hatte einen Metallhelm mit Glasvisier. Der Ingenieur Russell Colley entwickelte später das Modell XH-5 „Tomato Worm Suit“, das über segmentierte Gelenke an Knien, Hüften und Ellbogen verfügte (es ähnelte dem Körper des Tomatenhornwurms, daher der Name).

Der Litton Mark I: Einer der ersten Raumanzüge

Litton Raumanzug
Der Litton Raumanzug

Während seiner Arbeit für Litton Industries in den frühen 1950er Jahren legte Dr. Siegfried Hansen unwissentlich den Grundstein für zukünftige Generationen von Raumanzügen. Hansen schuf den Mark I, einen Anzug, der für das Tragen in einem Vakuum konzipiert war. Der Mark I mag nach heutigen Maßstäben primitiv erscheinen, aber er war der erste Anzug, der es seinem Träger ermöglichte, im Vakuum zu atmen und gleichzeitig ein hohes Maß an Mobilität zu bieten.

Später erkannten Forscher, die daran arbeiteten, die ersten Menschen in den Weltraum zu schicken, die Nützlichkeit des Anzugs. Heute gilt der Mark I weithin als der erste Aktivitätsanzug für den Außeneinsatz.

Der Merkur-Anzug: Der erste amerikanische Raumanzug

Der Merkur Anzug war der erste US-amerikanische Raumanzug
Der Merkur Anzug war der erste US-amerikanische Raumanzug

Der von der B.F. Goodrich Company in den späten 1950er Jahren entwickelte Mercury-Anzug (auch als Navy Mark IV bekannt) war ein modifizierter Druckanzug, der auf den Entwürfen der US-Marine basierte. Die Anzüge wurden ursprünglich von Russell Colley für den Einsatz während des Koreakrieges entworfen. Das Mercury-Projekt der NASA kam 1958 in Gang, und der Bedarf an einem Raumanzug zum Schutz der Astronauten wurde schnell deutlich.

NASA-Wissenschaftler bezeichneten Mark IV als ein mögliches Modell, da es Piloten in großen Höhen schützen und eine Atmosphäre ähnlich der der Erde aufrechterhalten könne. Um das Design weltraumtauglich zu machen, beschichteten sie den Anzug zur thermischen Kontrolle mit Aluminium und fügten ein geschlossenes Atmungssystem hinzu, das Sauerstoff durch einen Schlauch an der Taille in den Anzug pumpte.

Der SK-1: Der erste im Weltraum eingesetzte Raumanzug

SK-1: Der erste tatsächlich eingesetzte Raumanzug
SK-1: Der erste tatsächlich eingesetzte Raumanzug

Der in Russland hergestellte SK-1 hat die besondere Ehre, der Anzug zu sein, den der erste Mann im Weltraum, Juri Gagarin, trug. Tatsächlich wurde der bahnbrechende Anzug speziell im Hinblick auf Gagarin entworfen. Der Anzug war von 1961 bis 1963 in Gebrauch und wurde von Kosmonauten bei anderen Vostock-Missionen getragen.

Da der Vostock kein weiches Landesystem hatte, wurde der Anzug mit einer Schleuderfunktion entworfen, die es den Kosmonauten ermöglichen würde, sich vor der Landung sicher aus dem Raumschiff herauszuschleudern. Er erlaubte einen Schleudersitz bis zu 8 km (26.000 Fuß) und war mit einem Lebenserhaltungssystem ausgestattet.

Die Zwillingsraumanzüge: Entwicklung von Anzügen für verschiedene Anwendungen

Die Gemini-Serie der Raumanzüge für verschiedene Szenarien
Die Gemini-Serie der Raumanzüge für verschiedene Szenarien

In den frühen Tagen der Entwicklung von Raumanzügen wurde allmählich deutlich, dass für verschiedene Umgebungen und Verwendungszwecke unterschiedliche Anzüge benötigt wurden. Die Gemini-Serie von Raumanzügen, die Mitte der 1960er Jahre gebaut wurde, versuchte, diesen Unterschieden durch die Schaffung spezialisierter Anzüge für verschiedene Eventualitäten Rechnung zu tragen. Dazu gehörte auch der G3C, der für den Einsatz innerhalb von Fahrzeugen konzipiert war und auf dem Gemini 3 getragen wurde.

Ein weiterer Gemini-Anzug war der G4C, der sowohl als fahrzeuginterner als auch -externer Anzug verwendet werden konnte und während des ersten amerikanischen Weltraumspaziergangs 1965 getragen wurde. Die Gemini-Anzüge sollten später für die Apollo-Missionen modifiziert werden.

Die Apollo/Skylab A7L: Der Anzug, der auf dem Mond landete

Der Apollo Skylab A7L schaffte es bis auf den Mond
Der Apollo Skylab A7L schaffte es bis auf den Mond

Um den Traum vom Spaziergang auf dem Mond Wirklichkeit werden zu lassen, musste die NASA einen Anzug entwickeln, der ihre Astronauten nicht nur im Vakuum des Weltraums am Leben hält, sondern auch leicht ist und gleichzeitig die für den Spaziergang auf dem Mond erforderliche Flexibilität und Manövrierfähigkeit bietet. Der Anzug sollte seinen Träger vor den Auswirkungen der Strahlung schützen, ihn vor dem unwegsamen Gelände schützen und die Möglichkeit bieten, sich zu bücken und Steine einzusammeln.

Mit diesen Bedenken entwickelte die NASA das, was sie als WWUs bezeichnete – extravehikulare Mobilitätseinheiten, die umgangssprachlich als Apollo- oder Skylab-Anzug bekannt geworden sind.

Der Anzug bestand aus dem berühmten Fishbowl-Helm und einer wassergekühlten Unterbekleidung, die mit einem 91 Meter langen Schlauch versehen war. Ein zusätzlicher „Rucksack“, der Sauerstoff und kühlendes Wasser enthielt, wurde auch für Spaziergänge auf der Mondoberfläche getragen.

Der Berkut: Er wurde während des allerersten Weltraumspaziergangs

Berkut Raumanzug für den ersten Weltraumspaziergang
Berkut Raumanzug für den ersten Weltraumspaziergang

Modifiziert von einem SK-1-Anzug war der Berkut ein extravehicular activity (EVA)-Anzug, der von Alexy Leonov während des ersten Weltraumspaziergangs getragen wurde. Der Anzug enthielt genügend Sauerstoff für 45 Minuten Aktivität und wurde nur während der Voskhod-2-Mission verwendet, was teilweise auf seine schlechte Beweglichkeit zurückzuführen war.

Der Weltraumspaziergang selbst offenbarte Schwächen im Design des Anzugs, die den Sowjets später helfen sollten, ihre Technologie zu verbessern. Zunächst einmal stieg Leonovs Körpertemperatur während des Weltraumspaziergangs dramatisch an, was ihn in Gefahr brachte, einen Hitzschlag zu erleiden.

Die Steifheit des Anzugs machte auch Leonows Wiedereintritt des Voskhod 2 zu einer schwierigen und komplizierten Angelegenheit, und die strukturelle Integrität des Anzugs war gefährdet. Glücklicherweise behielt Leonow die Ruhe und kehrte in die Sicherheit des Schiffes zurück, aber der erste Weltraumspaziergang endete fast ganz anders.

Der IVA von Shenzhou: Auf dem ersten bemannten chinesischen Raumflug abgenutzt

Der IVA von Shenzhou war der erste Raumanzug aus China
Der IVA von Shenzhou war der erste Raumanzug aus China

Die auf dem ersten bemannten Raumflug aus China getragenen Anzüge wurden aus russischen SK-1-Anzügen nachgebaut. Russland verkaufte die Anzüge 1992 an China, wo sie zerlegt und für das Shenzhou-Programm wieder aufgebaut wurden.

Als fahrzeuginterner Anzug hat der Shenzhou-Anzug keine Temperatur- oder Druckkontrolle. Er wurde während der ganztägigen Mission Shenzhou 5 getragen, die im Oktober 2003 startete und bei der Yang Liwei der erste Chinese im Weltraum wurde.

Der Sokol: Getragen von 1973 bis heute

Eine Art finales Fabrikat: Der Sokol
Eine Art finales Fabrikat: Der Sokol

Der Sokol ist ein Anzug für Aktivitäten innerhalb von Fahrzeugen (IVA), der im Falle eines Druckabfalls an Bord russischer Raumschiffe getragen wird. Er wurde als Reaktion auf den Tod der Besatzung an Bord von Sojus 11 im Jahr 1971 entwickelt, die beim Wiedereintritt an einem Druckabfall starb. Die 1973 erstmals entwickelten Anzüge werden noch heute bei einigen Missionen getragen.

Zu den Verbesserungen, die am Sokol vorgenommen wurden, gehören ein Lebenserhaltungssystem mit offenem Kreislauf und ein Druckbegrenzungsventil, das den Innendruck des Anzugs reguliert. Der Anzug ist eine Modifikation eines Fluganzuges, im Gegensatz zu einem bereits existierenden Raumanzug. Einmal angepasst, kann der Träger bis zu 30 Stunden in einer Druckkabine und bis zu 2 Stunden in einer drucklosen Atmosphäre überleben.

Die Extravehicular Mobility Unit: Gebraucht an Bord der Internationalen Raumstation

An Board wurde die Extravehicular Mobility Unit genutzt
An Board wurde die Extravehicular Mobility Unit genutzt

Die Extravehicular Mobility Unit (EMU) der NASA wurde erstmals 1981 eingeführt und wird auch heute noch an Bord der ISS eingesetzt. Der Anzug kann Träger außerhalb des Raumschiffs bis zu 7 Stunden lang unterstützen und besteht aus 14 separaten Schichten.

Zu den ersten Schichten gehört eine kühlende Unterbekleidung, die wie frühere Modelle mit einem flüssigen Kühlmittel den Astronauten vor Überhitzung schützt. Dazu gehören auch ein Kleidungsstück, das den Luftdruck im Inneren des Anzugs aufrechterhält, und ein thermischer Mikrometeoritenschutzanzug, der den Träger vor Strahlung und kleinen Weltraummüllstücken schützt.

Der Orlan: Von sowjetischen Raumstationen zur ISS

Das sowjetische Fabrikat: Der Orlan
Das sowjetische Fabrikat: Der Orlan

Der in den späten 1970er Jahren entwickelte Orlan wurde an Bord der sowjetischen Raumstation Salyut 6 getragen und wird heute noch an Bord der ISS eingesetzt. Im Jahr 2003 wurde ein Orlan-Anzug namens SuitSat-1 mit einem Funksender ausgestattet und in die Umlaufbahn gebracht, womit er praktisch der erste Raumanzug-Satellit wurde.

Obwohl die Mission des SuitSat-1 nur von kurzer Dauer war und nur zwei Umlaufbahnen dauerte, bevor die Batterien leer waren und die Übertragungen eingestellt wurden, wurde er mit einer CD mit Kunstwerken aus der ganzen Welt ausgestattet. Im Jahr 2006 verglühte der Anzug in der Erdatmosphäre, direkt über dem Südpolarmeer.

Der Feitianer: Chinas erster Raumanzug für indigene Völker

Chinas Weiterentwicklung: Der Feitian
Chinas Weiterentwicklung: Der Feitian

Der Feitian, der 2008 enthüllt wurde, war der erste chinesische Raumanzug, der vollständig in China gebaut und entworfen wurde. Er war ein EVA und wurde von Zhai Zhigang während Chinas erstem Weltraumspaziergang im September 2008 getragen.

Die Entwicklung des Anzugs dauerte vier Jahre und ist dem russischen Orlan-Anzug nachempfunden. Wie der Orlan kann er Aktivitäten außerhalb des Fahrzeugs von bis zu 7 Stunden Dauer unterstützen. Sein Name lässt sich direkt mit „Fliegen am Himmel“ übersetzen, und auch der Name einer buddhistischen Göttin.

Der Raumanzug Final Frontier Design IVA: Ein von einem Start-Up gebauter Anzug

Von einem Startup gebaut: Der Final Frontier Anzug
Von einem Startup gebaut: Der Final Frontier Anzug

Final Frontier Design wurde 2010 vom Künstler Ted Southern gegründet und erregte die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit als ein Start-up-Unternehmen, das sich dem Design und der Kreation innovativer Raumanzüge widmet. Final Frontier Design, das normalerweise von staatlich finanzierten Wissenschaftlern betrieben wird, zeigte der Welt, dass jeder mit dem richtigen Know-how in das Geschäft des Raumanzugdesigns einsteigen kann.

Southern und sein Mitbegründer, der Ingenieur Nikolay Moiseev, gewannen 2009 den zweiten Platz in einem NASA-Wettbewerb, der sie dazu inspirierte, ihr eigenes Raumfahrt-Start-up zu gründen.

Im Jahr 2014 erhielten sie ein Space Act Agreement von der NASA, und derzeit arbeiten sie an ihrem Raumanzug der vierten Generation. Dies könnte bedeuten, dass die Astronauten in naher Zukunft Anzüge tragen könnten, die von Ingenieuren entworfen wurden, die außerhalb der traditionellen Grenzen der Raumfahrtindustrie arbeiten.

Der elegante und intelligente Raumanzug SpaceX

SpaceX Starman
Der SpaceX Starman Anzug

Im Jahr 2018 startete SpaceX ihren „Starman“ – eine Schaufensterpuppe im Raumanzug des Unternehmens, die hinter dem Steuer eines Tesla-Roadsters sitzt. Es war ein fesselndes Bild, das viel Aufmerksamkeit, Meme und Hype um SpaceX erregte. Elon Musk ist ein großartiger Showman, aber funktioniert der Raumanzug tatsächlich?

Diese Anzüge, die als „Starman“ bezeichnet werden, wurden in Wirklichkeit von dem Hollywood-Kostümdesigner Jose Fernandez entworfen, der an Kostümen für Filme wie „Batman gegen Superman“, „Die fantastischen Vier“ und „Die Rächer“ gearbeitet hat. Die auf den Träger zugeschnittenen Starman-Raumanzüge sind mit einem 3D-gedruckten Helm, berührungsempfindlichen Handschuhen und einigen anderen intelligenten Funktionen ausgestattet.

Elon Musk hat der Presse versichert, dass der Anzug in Vakuumkammern nachweislich sicher zu tragen ist. Das schlanke Design ist jedoch nur für Aktivitäten innerhalb des Fahrzeugs vorgesehen, insbesondere für den Einsatz innerhalb der Transportkapsel des Dragon – SpaceX zur Beförderung von Passagieren und Fracht zur ISS. Die Anzüge wurden kürzlich bei der Demo-2-Mission getragen. Wir fragen uns, wie es dem Starman geht.

Die Z-Reihe: Die neue Anzuggeneration der NASA

Die neue Entwicklung der NASA: Anzüge der Z-Reihe
Die neue Entwicklung der NASA: Anzüge der Z-Reihe

Auch wenn sie wie etwas aussehen mögen, das Buzz Lightyear tragen würde, gehören die Anzüge der Z-Serie in Wirklichkeit zu einer neuen Generation von Anzügen, die im Rahmen des NASA-Programms Advanced Exploration Systems entwickelt wurden. Der Z-2 ist für den Einsatz auf anderen Planeten vorgesehen, während sein Vorgänger, der Z-1, ein Anzug mit weicherem Körper war, der letztes Jahr auf der ISS getestet wurde. Die NASA hofft , dass der Z-2 bei den ersten bemannten Marslandungen eingesetzt wird, und hat den Anzug so leicht und mobil wie möglich gestaltet, um bei der Datenerfassung zu helfen.

Die Aouda.X: Vorbereitungen für eine Marslandung

Der Aouda.X Raumanzug
Der Aouda.X Raumanzug

Eine weitere Gruppe von Innovatoren, die den roten Planeten im Visier haben, sind die Mitglieder des Österreichischen Weltraumforums. Sie haben den Aouda.X geschaffen – einen Raumanzug-Simulator, der Astronauten auf die Erforschung der Oberfläche anderer Planeten vorbereiten kann.

Der Helm hat ein Head-up-Display, und der Anzug enthält Sensoren und Software, die mit bereits auf dem Mars vorhandener Technik, wie z.B. Rovern, interagieren können. Obwohl der Anzug in seiner derzeitigen Form nicht für den Einsatz im Weltraum oder auf anderen Planeten geeignet ist, ermöglicht er es den Astronauten, ein Gefühl dafür zu bekommen, was sie auf fremden Oberflächen erwarten können.

Der komfortable Raumanzug Boeing Blue

Raumanzug von Boeing
Boeings Raumanzug: Boeing Blue

Die „Boeing Blue“ wurde für Astronauten entwickelt, die zu und von Zielen im erdnahen Orbit, wie der Internationalen Raumstation, reisen. Die „Boeing Blue“ ist Boeings Iteration eines zukünftigen Raumanzugs. Dieser Raumanzug, der 2017 vorgestellt wird, bietet seinen Trägern eine größere Beweglichkeit unter Druck und ist etwa 40 Prozent leichter als frühere Anzüge, die von den Astronauten getragen wurden. Komfort ist bei diesem Anzug das A und O. Der Anzug soll von den Passagieren des zukünftigen CST-100 Starliner-Raumschiffs von Boeing getragen werden. Er wird innere Schichten enthalten, um die Astronauten kühl zu halten. Der Boeing Blue wird auch berührungsempfindliche Handschuhe enthalten, so dass die Astronauten im Raumfahrzeug mit Tabletten arbeiten können, ähnlich wie bei den Starman-Anzügen.

NASA und die Einheit für die Erforschung der ausserfahrzeugmässigen Mobilität

Artemis Xemu
Artemis Xemu Infografik

Im Jahr 2019 gab die NASA den Menschen einen Blick auf ihre nächste Generation von Anzügen, die für das Artemis-Programm entwickelt wurden. Die Exploration Extravehicular Mobility Unit, kurz xEMU, wird eine wichtige Rolle bei künftigen Reisen zum Mond spielen, die ab 2024 geplant sind. Der Raumanzug ist voluminöser als die im Inneren des Raumfahrzeugs getragenen Druckanzüge und schützt den Träger vor extremen Temperaturen auf dem Mond sowie vor Weltraummüll und Mikrometeoriten. Die Anzüge bieten den Astronauten auch mehr Mobilität als herkömmliche Raumanzüge, während sie auf der Mondoberfläche forschen.

SmartSuit: Ein intelligenter und mobiler EVA-Raumanzug für die Explorationsmissionen der nächsten Generation

Smart Suite
Smart Suite: Der clevere Anzug

Die NASA finanziert ein Projekt, das die nächste Generation von Raumanzügen schaffen könnte. Der Anzug ist Teil des NASA Innovative Advanced Concepts Program und könnte von Astronauten getragen werden, die zu Planeten wie dem Mars und möglicherweise darüber hinaus reisen. Dieser EVA-Konzept-Raumanzug von Texas A&M Engineering zeichnet sich durch eine dehnbare, selbstheilende Haut aus und kann dem Träger ein visuelles Feedback geben, um potenzielle Schäden, Bedrohungen oder Probleme mit dem Anzug zu erkennen. Die NASA finanziert einige Projekte außerhalb dieser Welt.