ASE-Kongress Toulouse 2017 – Teil 3

Der zweite Tag des Association of Space Explorers Planetary Congress startete am 17. Oktober 2018 wiederum im Raumfahrtmuseum Cité de l‘espace.

Gastgeber des ersten Veranstaltungsblocks am Morgen waren der JAXA-Astronaut Soichi Noguchi (STS-114; Soyuz-TMA 17 / ISS-22 / ISS-23) und der ehemalige russische Kosmonaut Aleksandr P. Aleksandrov (Sojus-T 9; Sojus-TM 3 / Mir-2). Während Soichi Noguchi im ersten Teil des Veranstaltungsblocks „Latest Breaking News from Space“ den Schwerpunkt auf amerikanische, japanische und französische Raumfahrt legte, hat Aleksandr Aleksandrov im zweiten Teil der neuesten Nachrichten aus dem Weltall mit den Referenten russische Raumfahrtaspekte diskutiert.

Traditionell startet der zweite Tag mit einem Flugbericht einer vor kurzem zur Erde zurückgekehrten Raumflugbesatzung. In diesem Fall gaben Weltraumneulinge Astronautin Dr. Kate Rubins (NASA) und Astronaut Takuya Onishi (JAXA) einen Überblick über ihren Raumflug im Rahmen von Expedition 48 / Expedition 49. Die Expedition 48 begann am 7. Juli 2016 mit dem Start des Raumschiffes Sojus-MS vom Raumfahrtzentrum Baikonur. Neben den Flugingenieuren Onishi und Rubins war der Sojus-Kommandant Anatoli A. Ivanishin (Sojus-TMA 22 / ISS-29 / ISS-30) an Bord. Statt eines sechsstündigen Anfluges erfolgte dieses Mal ein Soloflug des Raumschiffs von zwei Tagen, da es sich bei Sojus-MS um das erste Raumschiff eines modifizierten Sojus-Modells handelte.

Das Andocken an die Internationale Raumstation erfolgte am 9. Juli 2016. Dort warteten bereits Expedition-48-Kommandant Jeffrey N. Williams (STS-101; Sojus-TMA 8 / ISS-13; Sojus-TMA 16 / ISS-21 / ISS-22; Sojus-TMA 20M / ISS-47 / ISS-48), sowie die beiden russischen Bordingenieure Aleksei N. Ovchinin (Sojus-TMA 20M / ISS-47 / ISS-48) und Oleg I. Skripochka (Sojus-TMA 01M / ISS-25 / ISS-26; Sojus-TMA 20M / ISS-47 / ISS-48) auf die neuen Gäste. Zu den ersten Experimenten, welche die Expedition-48-Besatzung gemeinsam durchführte, gehörte das Spheres Experiment der NASA. Weltweit können Schulklassen an diesem Experiment teilnehmen, in dem sie über das Bodenkontrollzentrum Steuerkommandos an die Raumstation schicken. Dr. Rubins führte die erste DNA Sequenzierung durch. Über diesen Aspekt ihrer Forschungstätigkeit hat sie am Nachmittag noch eine ausführliche Vorlesung gehalten.

Aleksei Ovchinin und Jeffrey Williams führten gemeinsame Experimente zur Flüssigkeitsverschiebung im Körper mit Hilfe der russischen Chibis Unterdruckhose durch. Takuya Onishi baute die externe Experimentplattform der privaten Raumfahrtfirma SpaceX zusammen. Über die japanische Luftschleuse wurde diese Experimenteinheit in den Weltraum entlassen und dort an den JEM-RMS (Japanese Experiment Module-Remote Manipulator System) / japanischer Roboterarm) übergeben. Auf die gleiche Weise werden Cubesats durch die Luftschleuse mit dem J-SSOD (JEM Small Satellite Orbital Deployer) gestartet.

Mit dem Transportraumschiff Dragon CRS-9, welches am 20. Juli 2016 an die ISS andockte, wurde unter anderem die Nutzlast IDA-2 (International Docking Adapter) transportiert. An IDA-2 sollen in Zukunft kommerzielle bemannte Raumschiffe im Rahmen des NASA Commercial Crew Program andocken. Ein Highlight von Expedition 48 waren die Außenbordaktivitäten von Williams und Rubins am 19. August 2016. Die beiden Raumfahrer haben den IDA-1 Docking Adapter an PMA-2 (Pressurized Mating Adapter 2) montiert. Tage später wurde IDA-2 aus dem offenen Nutzlastraum von CRS-9 durch den Roboterarm Canadarm2 entnommen und ebenfalls an PMA-2 montiert. Eine zweite Außenbordaktivität von beiden Astronauten fand am 1. September 2016 statt. Die Rückkehr von Sojus-TMA 20M und seiner Crew fand am 7. September 2016 in der kasachischen Steppe statt.

Dann begann offiziell die Expedition 49 mit Anatoli Ivanishin als ISS Kommandant. Am 19. Oktober startete die Mission Sojus-MS 02 mit den Raumfahrern Sergei N. Ryzikhov (Sojus-MS 02 / ISS-49 / ISS-50), Andrei I. Borisenko (Sojus-TMA 21 / ISS-27 / ISS-28; Sojus-MS 02 / ISS-49 / ISS-50) und Robert S. Kimbrough (STS-126; Sojus-MS 02 / ISS-49 / ISS-50). Das Andocken an die Raumstation erfolgte am 21. Oktober 2016. Nach einer gemeinsamen Flugdauer von 10 Tagen begann das Ablegemanöver von Sojus-MS am 30. Oktober 2016 und einer anschließenden Landung in der Region von Dzheskasgan in Kasachstan. Mit diesen Sequenzen endete der offizielle Filmbeitrag von der Expedition 48 / 49.

Im Anschluss referierten Onishi und Rubins über die ISS als Labor für internationale Zusammenarbeit. Onishi beschrieb das Programm Kibo-ABC (Asian Beneficial Collaboration) als ein Programm, um die wissenschaftliche Zusammenarbeit in der Asien-Pazifik-Region zu stärken. Eines dieser Experimente nennt sich Try Zero-G. Hierbei handelt es sich um eine internationale pädagogische Veranstaltung. Das Ziel von Try Zero-G liegt darin, Kinder zu motivieren und zu ermutigen, sich für Wissenschaft zu interessieren. Ein JAXA-Astronaut führt wissenschaftliche Experimente durch, die von asiatischen Studenten vorgeschlagen wurden. 2016 wurden in einem Wissenschaftswettbewerb fünf aus 120 Experimenten ausgewählt, um sie auf der ISS durchzuführen.

Am 14. September 2016 führte Onishi diese Experimente bei einer Liveübertragung in das japanische Kontrollzentrum durch. Die Gewinner des Wettbewerbes aus Indonesien, Singapur und Thailand wurden dazu in das Kibo Kontrollzentrum im Tsukuba Space Center in Japan eingeladen. Im Rahmen dieser Liveübertragung fanden Medienveranstaltungen in den Heimatländern der Studenten statt. In einem dieser Experimente ging es um die Durchmischung von gefärbtem Wasser und Silikonöl in der Mikrogravitationsumgebung. Eigenschaften wie Viskosität, Kapillareffekte und die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten konnten sichtbar gemacht werden. In dem Experiment „The Flying Paperplane“ wurden bei einem Papierflugzeug die Anstellwinkel der Kontrollflächen geändert und am fliegenden Objekt gezeigt, wie sich die Aerodynamik und damit das Flugverhalten des Papierflugzeugs verändert. Dieses Experiment machte Onishi sehr viel Spass, da sein beruflicher Hintergrund der eines zivilen Passagierflugzeugführers ist.

Anschließend sprach Dr. Rubins über Wissenschaft in extremen Umgebungen und brachte einige Beispiele für die Forschungsmöglichkeiten an Bord der Raumstation. Jahrzehntelang wurde Wissenschaft in Weltraumlabors in großen Modulen betrieben. Experimente werden mittlerweile modularisiert und miniaturisiert, um sie unter Weltraumbedingungen zu realisieren. Die ISS ist ein Forschungslabor, in dem …

… Untersuchungen fundamentaler Unterschiede physikalisch-biologischer Prozesse in der Mikrogravitation zu solchen Prozessen unter Schwerkrafteinfluss durchgeführt werden;

… einzigartige Eigenschaften von Flüssigkeiten in biologischen Experimenten untersucht werden;

… untersucht wird, wie sich Nukleinsäuren, Zellen, Gewebe, Tiere und der menschliche Körper in der Schwerelosigkeit verändern;

… Technologien entwickelt werden, in der die Echtzeit-Ergebnisse von Experimenten bestimmt werden können;

Als Beispiel führte Dr. Rubins die Tiefkühleinheit MELFI (Minus Eighty-Degree Laboratory Freezer for ISS / Minus Achtzig-Grad Labor Tiefkühler für die ISS) an. In dieser Einrichtung können bei –90 °C Proben tiefgefroren werden, um sie anschließend in einer Rückkehrkapsel zur Erde zurückzuführen. Die Proben werden dann im erdgebundenen Labor analysiert und dann mit bereits durchgeführten Analysen des Probenmaterials im Raumlabor verglichen. Daraus kann man ableiten, wie zukünftige Forschung betrieben werden kann, wenn man immer weiter bemannt in den Weltraum vordringt und eben nicht mehr die Möglichkeit hat Probenmaterial zur Erde zurückzuschicken. Die Blut- Urin- , Speichel- und Zellproben, die momentan noch für die Rückführung zur Erde zentrifugiert und danach tiefgefroren werden, können künftig direkt in Echtzeit vor Ort ausgewertet werden. Probenrückführung wird sich auf ein Minimum einpendeln und nur noch Datenströme mit gewonnenen Auswertungen übermittelt.

Seit 16 Jahren entwickeln sich Mikrobenkulturen auf den Innenflächen der Raumstation. Wissenschaftler stellen sich die Frage, wie sich diese Mikrobenumgebung entwickelt hat und in welcher Wechselwirkung sie zu den Bewohnern der Raumstation steht: Wie ändern sich die Mikrobenkulturen bei der Neuankunft von Fracht und neuen Besatzungen? Komplexe Analysen von 1000 Wischproben können mittlerweile innerhalb kurzer Zeit durchgeführt werden um die mikrobielle Population zu verstehen. Dr. Rubins verwies dann auf eine weitere Präsentation in der Nachmittagsveranstaltung.

Lebenswissenschaftliche Experimente werden u.a. in der MSG (Microgravity Science Glovebox / Handschuhkasten) realisiert. Das Öffnen der Körper von Nagetieren findet mittlerweile auch in der MSG statt, seitdem diese mit entsprechenden Geräten und Werkzeugen nachgerüstet wurde.

Forschung an Tieren wird durch das Rodent Habitat (Nagetier-Habitat) unterstützt. Säugetiere können unter dem Einfluss der Schwerelosigkeit für 30, 60 oder 90 Tage untersucht werden. Hier finden Untersuchungen zum Immunsystem, Änderung des Sehvermögens, Rückbildung von Muskeln etc. statt. Sowohl die NASA als auch JAXA verfügen über solche Habitat-Module.

Abschließend gewährte Dr. Rubins schon einmal einen kurzen Ausblick auf Experimente zur DNA-Sequenzierung (Anmerkung der Redaktion: Hier verweisen wir auf eine ausführlichere Berichterstattung innerhalb der Nachmittagsvorlesung von Dr. Rubins).

Im Anschluss an die Präsentation zu Expedition 48/49 gab Patrice Bennarroche, Mitarbeiter von CNES, einen Überblick über CADMOS, ein Raumfahrtzentrum, welches im Raum Toulouse angesiedelt ist. CADMOS ist eines von neun existierenden Nutzerunterstützungszentren (USOC / User Support Operations Center) der ESA. In einem Nutzerunterstützungszentrum befindet sich ein Kontrollraum, der die Operationen an Bord der Raumstation überwacht. Des weiteren werden in Labors Raumfahrtexperimente für den Betrieb auf der Raumstation entwickelt, durchgeführt, überwacht und die Experimentdaten archiviert bzw. den Experimentatoren diese Daten in Echtzeit oder zeitnah zur Verfügung gestellt. Im Rahmen der Mission Proxima vom französischen ESA-Astronauten Thomas Pesquet (Sojus-MS 03 / Expedition 50 / Expedition 51) hat CADMOS sieben Experimente selbst entwickelt und vorbereitet sowie 21 der 55 Experimente der Proxima Mission überwacht. Diese Experimente unter Federführung von CADMOS hat Patrice Bennarroche im Einzelnen vorgestellt.

AQUAPAD: Wasser auf der ISS wird zu 80% aus Schweiß, Urin und anderen Rückständen aus dem Abwasser recycelt. Mit einem Gerät werden kleine Mengen Wasser injiziert, in einer 3D-Petrischale sichtbar gemacht und fotografiert. Mit Hilfe einer Tablet-PC-Anwendung wird das Vorhandensein von Bakterien berechnet und damit Wassertrinkbarkeitstests auf der ISS beschleunigt und verbessert.

MATISS: Bei diesem Experiment sollen innovative Oberflächenmaterialien gefunden werden, die ein Anhaften von Biofilmen aus Bakterien verhindert.

ECHO: ECHO-Untersuchungen testen ein leistungsfähigeres und benutzerfreundliches Ultraschallsystem, welches von einem Teleoperateur aus dem CADMOS kontrolliert wird.

PERSPECTIVES: Dieses neurowissenschaftliche Experiment untersucht die Veränderungen der kognitiven Fähigkeiten von Astronauten bei der Anpassung an die Mikrogravitationsumgebung.

EVERYWEAR: Bisher wurde dem Astronauten über eine ständige Unterstützung durch die Missionskontrolle eine Vielzahl von Aufgaben abgenommen. Eine Rundumüberwachung wird bei interplanetaren Missionen nicht mehr durchgängig möglich sein. Dem Astronauten wird mit der Anwendung EVERYWEAR ein computergestützter persönlicher Assistent mitgegeben, der den Weg zu einer größtmöglichen Autonomie ebnet. Bei EVERYWEAR handelt es sich um ein Anwendungsprogramm für ein Tablet, das eine Schnittstelle für eine Vielzahl von gesundheitsbezogenen Aufgaben bietet. Mit der Applikation wird über das Fotografieren von Barcodes der gegessenen Lebensmittelrationen eine Ernährungsbewertung geliefert. Tragbare Sensoren können mithilfe der Anwendung EVERYWEAR Elektrokardiogramme des Astronauten aufnehmen und über das Aufzeichnen der Hauttemperatur das Schlafmuster im Weltraum überwachen. Mit EVERYWEAR wird auch das Experiment AQUAPAD unterstützt.

FLUIDICS: Dieses Technologieexperiment untersucht die Flüssigkeitsverdrängung in einer Kugel. Hierbei werden wichtige Erkenntnisse zu Wellenströmungsphänomenen an Oberflächen von Flüssigkeiten erwartet. Weitere Untersuchungen zielen auf das Schwappverhalten (fluid sloshing) von Flüssigkeiten in Treibstofftanks ab.

EXO-ISS: Im Rahmen der Mission Proxima haben CADMOS und die CNES Abteilung für Jugendbildung mehrere Schülerexperimente entwickelt, um den Einfluss der Schwerelosigkeit zu verstehen. Ein Experiment befasst sich mit dem Keimungsverhalten von Linsen-, Radieschen- und Senfsamen. In einem weiteren Experiment wird das Wachstum von Kristallen betrachtet. Ausgewählte Schulen haben Experimentkits erhalten und führen diese Experimente parallel zu Thomas Pesquet an Bord der Raumstation durch. Die Ergebnisse von Boden- und Weltraumexperiment werden verglichen.

Einen Überblick über den Mars Rover Curiosity und die Mission Mars 2020 gab Muriel Deleuze, Projektleiterin Mars 2020 von CNES.

Da Wasser ein Schlüsselelement für das Entstehen von Leben ist, wurde mit den ersten Missionen zum Planeten Mars der Fragestellung nachgegangen, ob es Indizien für das Vorhandensein von Wasser gibt, oder ob jemals Wasser auf dem Mars vorhanden war. Mit dem Mars Rover Curiosity will man erkunden, ob mikrobiologische Lebensformen auf dem Mars generell existieren konnten. Die zukünftigen Missionen ExoMars und Mars 2020 sollen dann tatsächlich Leben auf dem Mars aufspüren bzw. der Frage nachgehen, ob es Lebensformen auf dem Mars gab.

Die Entwicklungs-, Bau- und Testphase vom Curiosity Rover und der Raumsonde begann 2005 und dauerte bis 2011. An Bord der Raumsonde mit einem Gewicht von 3900 kg war der Mars Rover mit einer Masse von 900 kg integriert. Gestartet wurde die interplanetare Raummission von Cape Canaveral LC-41 (Launch Complex / Starttisch) am 26. November 2011 mit einer Atlas V Rakete. Nach dem Einschuss in eine Mars-Transferbahn erreichte die Raumsonde Ende Juli 2012 den Mars. Die Raumsonde wurde in einem stabilen Marsorbit geparkt.

Am 6. August 2012 begann dann das als EDL (Entry, Descent & Landing – Eintritt, Abstieg & Landung) bezeichnete Manöver, um Curiosity auf der Marsoberfläche aufzusetzen. Nachdem der Eintritt in die Marsatmosphäre gelungen war, wurde die Kapsel von einem Bremsfallschirm stabilisiert. Danach wurde in tieferen Atmosphärenschichten der ablative Hitzeschutzschild abgesprengt. Anstelle einer Airbag-Landung hat man ein neuartiges Abstiegssystem ausprobiert. Das Abstiegssystem wurde ca. 20m über der Marsoberfläche mithilfe von paarweise entgegen der Flugbahn angeordneten Brems- und Manövriertriebwerke in einen stabilen Schwebeflug überführt. Über eine Skycrane genannte Kranstruktur wurde der Mars Rover über Seilsysteme auf der Marsoberfläche abgesetzt. Durch diese Technik konnten die Anforderungen an die Erschütterungsresistenz des Roversystems erheblich verringert werden. Nach erfolgreichem Bodenkontakt von Curiosity im Landegebiet des Gale Kraters wurde das Seilsystem zum Skycrane gekappt und anschliessend mit den Manövertriebwerken kontrolliert aus der Abstiegszone transportiert. Danach zerschellte der Skycrane in einem ausreichenden Sicherheitsabstand zur Landezone von Curiosity auf der Marsoberfläche. Nach einer Überprüfungsphase sämtlicher Instrumente konnte dann am 22. August das wissenschaftliche Programm gestartet werden.

An Bord vom Curiosity Rover befinden sich 10 wissenschaftliche Instrumente, die im Vortrag kurz vorgestellt wurden:

ChemCam (Chemistry Camera) ist eine kooperative Entwicklung zwischen dem Los Alamos National Laboratory und CNES. ChemCam kombiniert einen leistungsstarken Laser, einen optischen Spektrometer und eine Kamera. Der Laser kann auf Marsgestein fokussiert abgeschossen werden. Verdampfendes Gas und Plasma wird durch das Spektrometer analysiert.

Mit MastCam (MastCamera) werden die Oberflächenstrukturen und Atmosphärenschichten im sichtbaren und nahem infrarotem Spektrum durch zwei hochauflösende Kameras untersucht.

Auf dem Roboterarm von Curiosity befinden sich zwei sogenannte Kontaktinstrumente. Das APXS (Alpha Particle X-ray Spectrometer / Alphapartikel Röntgenspektrometer) befindet sich am Kopf des Roboterarms und benötigt einen nahen Kontakt zu Strukturen, die erkundigt werden sollen. Ausgesendete Röntgenstrahlung kann die geologische Umgebung des Rovers erkunden. Ebenfalls am Kopf des Roboterarms befindet sich MAHLI (Mars Lens Hand Imager). Dies ist eine ebenfalls hochauflösende Kamera, die als eine Art Mikroskop kleine Strukturen im sichtbaren Wellenbereich untersucht.

Die SAM-(Sample Analysis of Mars)-Einheit ist das größte wissenschaftliche Instrument innerhalb des Rovers. Über SAM können sowohl Bodenproben, die mit dem Roboterarm genommen wurden, als auch Atmospährengase analysiert werden. Hierbei liegt der Fokus auf der Identifizierung und Analyse von organischen Verbindungen.

Das Instrument CheMin (Chemistry & Mineralogy) ist ein weiteres Spektrometer, welches ebenfalls Bodenproben analysiert und biologische Signaturen ermitteln soll.

Die weitern vier Instrumente beobachten Umweltbedingungen in der Marsatmosphäre und auf der Marsoberfläche.

REMS (Rover Environmental Monitoring Station) macht meteorologische Beobachtungen. Dazu zählen u.a. Luft- und Bodentemperatur, Luftdruck, relative Luftfeuchtigkeit und die Windgeschwindigkeit.

Das RAD (Radiation Assessment Detector) Instrument misst die kosmische Strahlung auf der Marsoberfläche.

Mit DAN (Dyamic Albedo of Neutrons) wird die Marsoberfläche bis zu einer Tiefe von 1 m mit Neutronen beschossen. Die Messung des energetischen Profils der zurückgestreuten Teilchen dient zum Auffinden von Wasserstoff im Boden.

Die hochauflösende Kamera MARDI (Mars Descent Imager) macht Bilder vom letzten Teil der Abstiegsphase ab einer Flughöhe von unter 4 km. Damit konnte der Landeort bestimmt und die Umgebung mit einer hohen Genauigkeit vermessen werden.

In den fünf Jahren, in denen Curiosity auf der Marsoberfläche operiert, hat er eine Wegstrecke von 18 km zurückgelegt. Dabei sind mit dem Bohrer, der ebenfalls Teil des Roboterarms ist, 15 Löcher in Gestein gebohrt worden. Insgesamt wurden von den hochauflösenden Kameras 200.000 Bilder aufgenommen. Mit ChemCam sind 500.000 Laserschüsse auf Gesteinsformationen zur Analyse mit dem optischen Spektrometer abgeschossen worden. Obwohl der Gale Krater und seine nähere Umgebung ständigem klimatischem Wechsel unterworfen war, war er für Millionen Jahre bewohnbar.

In den kommenden Jahren werden weitere unbemannte Missionen zum Mars gestartet werden. Dazu zählen die Insight 2018 Mission der NASA und die beiden Missionen Mars 2020 der NASA sowie die ESA Mission ExoMars, mit einem voraussichtlichem Startdatum ebenfalls im Jahr 2020. Die langfristige Erkundigung des Mars sieht eine Probenrückführung zur Erde vor.

Für die Mars 2020 Mission sollen Probenentnahmeorte aufgesucht werden, bei denen die Wahrscheinlichkeit hoch ist, das eventuelle Spuren von ehemaligem Leben noch erhalten sind. Diese Mission soll Oberflächenmaterial von geologischer Vielfalt suchen und diese für eine mögliche Rückkehr zur Erde auf der Marsoberfläche präparieren und konservieren. Zur Vorbereitung der bemannten Erkundung des Mars soll als Technologiedemonstration ein System zur Umwandlung von Kohlendioxid in Sauerstoff auf der Mars 2020 Mission mitfliegen.

Alle bisherigen unbemannten Marsmissionen halten den Traum aufrecht, um eines Tages den Mars bemannt zu erkunden und zu besiedeln.

Im nächsten Vortrag referierte Ayami Kojima, Mitarbeiterin von UNOOSA, über den freien Zugang zum Weltraum. Die UNOOSA (United Nations Office for Outer Space Affairs – Büro der Vereinten Nationen für Weltraumfragen) befindet sich seit 1993 in der UNO-City in Wien. Der Aufgabenschwerpunkt liegt in der Förderung der internationalen Zusammenarbeit bei der Nutzung des Weltraums zur Erreichung von Entwicklungszielen. Hierbei hilft UNOOSA die Vorteile der Nutzung des Weltraums für die gesamte Menschheit zu fördern, indem sie Raumfahrtaktivitäten solcher Nationen unterstützt, die bisher keinen Bezug zur Nutzung des Weltraums hatten. Dabei spielt UNOOSA eine führende Rolle bei der Förderung der friedlichen Nutzung des Weltraums. UNOOSA ist die wichtigste UN-Agentur für Weltraumfragen und erleichtert die Koordinierung von UN-Aktivitäten, die Weltraumtechnologie einsetzen, um das Leben auf der ganzen Welt zu verbessern.

Zu UNOOSA gehören die beiden Sektionen UNCOPUOS und die Sektion für Raumfahrtanwendungen. UNCOPUOS (United Nations Commitee on the Peaceful Uses of Outer Space – UN-Ausschuss für die friedliche Nutzung des Weltraums) unterhält den wissenschaftlich-technischen Unterausschuss und den Rechtsunterausschuss. Die Sektion für Raumfahrtanwendungen befasst sich u.a. mit weltumspannenden Navigationssatelliten, den klimatischen Veränderungen, Katastrophenmanagement und Weltgesundheit. Ein Bestandteil des Programms für Weltraumanwendungen ist die Initiative für bemannte Weltraumtechnologie (HSTI – Human Space Technology Initiative). HSTI wurde 2010 vom ehemaligen JAXA Astronauten Takao Doi (STS-87; STS-123) initiiert. Ziele von HSTI sind die internationale Kooperation in der bemannten Raumfahrt und Aktivitäten bei der Erforschung des Weltraums. Weitere Schwerpunkte von HSTI sind die Förderung der Vorteile der Nutzung der Weltraumtechnologie und ihrer Anwendungen in den Mitgliedstaaten, sowie der Aufbau von Kapazitäten von Lehre und Wissenschaft für die Mikrogravitationsforschung bei Mitgliedsstaaten, die bisher keine Raumfahrtaktivitäten verfolgen.

HSTI wendet sich an Hochschulen, Universitäten, Forschungszentren, Raumfahrtagenturen, Regierungen und zwischenstaatliche Organisationen. Um Mikrogravitationsforschung zu vermitteln, wurden Dozentenleitfäden erstellt und verteilt. Im Zeitraum 2013 bis 2016 wurde das ZGIP (Zero-Gravity Instrument Project) durchgeführt. Klinostaten wurden an weltweit ausgewählte Schulen und Institute verteilt. Ein Klinostat ist ein Apparat, bei dem das Versuchsobjekt (z. B Pflanzen) langsam um eine Achse rotiert. Klinostaten werden dazu benutzt, um die Wirkung der Schwerelosigkeit zu simulieren.

Seit 2013 gibt es die DropTES (Drop Tower Experiment Series). Dabei handelt es sich um ein Stipendienprogramm in Zusammenarbeit von UNOOSA, ZARM (Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation – Center of Applied Space Technology and Microgravity) und DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt – German Aerospace Center), in dem Studenten Mikrogravitationswissenschaft lernen und studieren können, indem sie Experimente in einem Fallturm durchführen. Der Bremer Fallturm in Deutschland ist ein bodengestütztes Labor mit einem Fallrohr von 146 Metern Höhe, mit dem kurze Mikrogravitationsexperimente in verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen wie Fluidphysik, Verbrennung, Thermodynamik, Materialwissenschaften und Biotechnologie durchgeführt werden können. Bisher haben Stipendiaten aus Jordanien, Bolivien, Costa Rica und Polen Experimente im Fallturm durchgeführt.

Der freie Zugang zum Weltraum wird durch Mitflugmöglichkeiten von Experimenten gewährleistet. In Zusammenarbeit von UNOOSA und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA wird ein kostenloser Start eines KiboCUBE pro Jahr ermöglicht. Die Größe vom KiboCUBE entspricht der Designspezifikation von Cubesats (10cm x 10cm x 10cm).

Als erster Partner für einen kostenlosen Start eines KiboCube wurde die Universität von Nairobi, Kenia ausgewählt. Die nächste Wahl für den kommenden Start entfiel auf die Universidad del Valle de Guatemala, Guatemala. Der Transport des Kleinsatelliten zur Internationalen Raumstation erfolgt über das japanische HTV. KiboCUBE wird von dem J-SSOD (JEM Small Satellite Orbital Deployer) durch die Luftschleuse des japanischen Kibo-Moduls in die Weltraumumgebung freigegeben.

Eine weitere Möglichkeit für einen freien Zugang zum Weltraum soll über den als Lifting Body entworfenen Raumgleiter Dreamchaser der Firma Sierra Nevada Corporation erfolgen. Für das Jahr 2022 ist ein zweiwöchiger Testflug geplant. Wissenschafts- und Technologieexperimente können mit Dreamchaser in den erdnahem Orbit gebracht werden. Dreamchaser-Flüge können entweder unbemannt oder bemannt erfolgen.

Zur Zeit wird an einem Kooperationsprojekt zwischen UNOOSA und der chinesischen Raumfahrtagentur CMSA (China Manned Space Agency) verhandelt. Mitfluggelegenheiten zur zukünftigen chinesischen Raumstation sind in Planung.