Trinken in Schwerelosigkeit – ein Hoch auf die "Schnabeltasse"

Die Wissenschaft macht es möglich: Die NASA experimentiert gerade auf der internationalen Raumstation mit einem besonderen Trinkgefäß für Astronauten. Durch die besondere Formgebung (erinnert mich an eine Schnabeltasse oder ein Soßenkännchen) lässt sich auch in Schwerelosigkeit aus diesem Gefäß trinken.

Essen und Trinken im Weltraum

Ein Problem, welches Astronauten im Weltraum  haben, ist Essen und Trinken. In der Schwerelosigkeit schweben Krümel und Flüssigkeiten umher und sind eine Gefahr für die empfindlichen Geräte in Raumfluggeräten. Die ersten Astronauten mussten ihre Nahrung aus Tuben und Beuteln "nuckeln" – trinken erfolgt auch aus geschlossenen Beuteln mit Trinkhalm oder -Schlauch. Manche Nahrung wird auch in Gelee eingebettet, damit sie nicht krümelt.

Inzwischen hat die US-Weltraumbehörde NASA aber viel in der Zubereitung von Lebensmitteln in Schwerelosigkeit gelernt. Sogar Pizza können die Astronauten auf der internationalen Raumstation (ISS) backen. Anfang März 2023 bin ich dann auf nachfolgenden Tweet gestoßen, der einen Fortschritt in Sachen "Trinken in Schwerelosigkeit" demonstriert. Einfach auf das Foto klicken, um das Video auf Twitter abzuspielen.

Die NASA verwendet speziell geformate "Tassen", die das Wissen um Flüssigkeitsdynamik und das Prinzip der Kapillarkräfte nutzen, damit Astronauten in Schwerelosigkeit aus diesen Gefäßen trinken können, ohne dass der Inhalt in die Schwerelosigkeit entschwebt. In der rechten Hand der Astronautin Nicole Mann sieht man übrigens einen der bisher üblichen Trinkbeutel mit Trinkschlauch.

Forschung an Flüssigkeiten

Die Untersuchung von Flüssigkeiten in der Schwerelosigkeit trägt zur Verbesserung von Konsumgütern wie Shampoo und zur Weiterentwicklung von Technologien wie Lebenserhaltungssystemen bei. Jedes auf der Erde durchgeführte Experiment wird durch die Schwerkraft beeinträchtigt, schreibt die NASA.

Im Rahmen der Forschung in Schwerelosigkeit wurden unzählige Experimente mit Flüssigkeiten auf der ISS durchgeführt. Das hat auch praktische Gründe bei der Behandlung von Schmutzwasser auf der ISS, schlägt aber auch auf der Erde in Form von praktischen Erkenntnissen durch. Man hat viele Erkenntnisse gewonnen, wie sich Flüssigkeiten in Schwerelosigkeit verhalten – was auch bei Experimenten im Weltraum von Bedeutung sein kann.

Die Zero-G-Kaffetasse

Und eine der praktischen Konsequenzen für Astronauten und Astronautinnen auf der internationalen Raumstation ist die Verwendung speziell geformter Trinkgefäße – sogenannter Zero-G-Cups – aus denen auch in Schwerelosigkeit getrunken werden kann.

Die NASA hat das Ganze im Juli 2022 im Artikel Going with the Fluid Flow Aboard the International Space Station vorgestellt (keine Ahnung, warum das jetzt wieder Wellen schlägt – siehe auch nachfolgenden Tweet).

Die italienische Astronautin Samantha Cristoforetti trinkt in obigem Foto einen Espresso aus einer speziell entwickelten Weltraumtasse in der sogenannte Cupola (Kuppel) der Internationalen Raumstation (ISS) und trägt dabei eine "Star Trek" Jacke.

Das Ganze hat dabei einen realen Hintergrund: Es mag lustig sein, wenn Astronauten und Astronautinnen aus einem Trinkbeutel Flüssigkeitstropfen (meist Wasser) herauspressen, die dann in Kugelform in der Schwerelosigkeit umherfliegen und mit dem Mund aufgefangen werden können. Aber das Ganze ist nicht sehr effizient, wenn man Durst hat und schnell trinken will. Zudem ist immer die Gefahr, dass Tropfen davon schweben und die Elektronik beschädigen oder zu anderen Problemen führen.

Also wird üblicherweise aus den Trinkbeuteln – a la Capri-Sonne mit Strohhalm – getrunken. Dabei geht aber die olfaktorische Wahrnehmung verloren – die Leute riechen nichts. Und was ist schon ein Kaffee oder Espresse, den man nicht riecht? Genau dies wird mit der speziell geformten Tasse aufgegriffen. In obigem Video demonstriert Nicole Mann, dass keine Flüssigkeit aus der Tasse austritt, auch wenn diese in der Kabine herum schwebt. Die Flüssigkeit wird von der Oberflächenspannung in der Tasse gehalten. Andererseits kann der "Schnabel" der Tasse an den Mund gesetzt werden und – ich vermute Kapillarkräfte bewirken den Transport – die Flüssigkeit getrunken werden.

Die NASA-Wissenschaftler haben die letzte Jahren an dieser Weltraumtasse gearbeitet, der Flüssigkeit auch bei geöffnetem Deckel an ihrem Platz hält. Die  Tasse verbessert das Leben der Astronauten, die in der Schwerelosigkeit auf der Internationalen Raumstation leben, und gibt den Wissenschaftlern neue Erkenntnisse darüber, wie andere Sanitärsysteme im Weltraum zu gestalten sind. Mashable hat die Tage diesen Artikel zum Thema publiziert. Dort sind Fotos verschiedener Modelle der Weltraumtasse aus durchsichtigem Material zu sehen.

In diesem Video (Titel Zero G Coffee Cup) zeigt der US-Astronaut Don Pettit das Problem und frühe Modelle solcher Trinkgefäße.

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