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26.10.2017

Kaffee für Astronauten – irdischer Genuss im Weltall

Guter Kaffee ist Heimat pur - auch für Astronauten!
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Ein halbes Jahr auf der Weltraumstation ISS ist eine körperliche und psychische Beanspruchung. Auf die tägliche Tasse Kaffee oder Espresso wollen aber auch die Astronauten nicht verzichten. Heute müssen die Astronauten diesen Alltagshelden nicht länger in schlechter Qualität und mit Strohhalm trinken. Die ISS-Presso und die “Zero-Gravity” Tasse bringen Stil und Genuss in den Orbit.

Eine der größten Reisen

Die Reise ins Weltall ist immer noch ein ganz großes Abenteuer, das nur wenigen Menschen vergönnt ist. Extreme Kosten sind dabei nur ein Teil des Problems, denn die Astronauten absolvieren ein jahrelanges Training, um den Bedingungen des Start- und Landevorgangs standzuhalten und um sich richtig in der Schwerelosigkeit verhalten zu können. Körperliche Fitness, hohe geistige Flexibilität, Konzentrationsfähigkeit und Mut zur Entbehrung sind weitere Bausteine für den idealen Astronauten.
An Bord der bemannten, internationalen Weltraumstation ISS, die seit 1998 im Orbit kreist, gibt es jede Menge Arbeit bei knapp bemessener Zeit. Kein Wunder also, dass die Dosis Koffein auch im Weltall zum täglichen Luxus gehört. 400 km von der Erdoberfläche entfernt spendet die Tasse Kaffee ein Stück Heimat und Normalität für den durchschnittlich 6-monatigen Aufenthalt.

Astronauten-Weltall-Raumschiff

Kaffee aus dem Beutel

Eine “Tasse” Kaffee ist in der Schwerelosigkeit ein großes Problem. Lange Zeit mussten sich die Astronauten mit Instant-Kaffee begnügen und an eine “Tasse” war nicht zu denken. Vielmehr handelte es sich um einen Beutel, der mittels Strohhalm geleert wurde. Für echte Kaffee-Genießer ein Graus und auch die Astronauten waren über die Zustände nicht erfreut. Heute schätzt die Besatzung ihre Espressomaschine – die ISS-Presso – und auch die Strohhalmzeiten sind dank der “Zero-Gravity” Tasse Geschichte.

Das Problem Schwerelosigkeit

Aufgrund der Schwerelosigkeit wurde für die ISS eine besondere Espressomaschine entwickelt. Denn die mangelnde Erdanziehungskraft verhindert, dass der frisch gebrühte Kaffee in einer normalen Tasse bleibt. In großen, frei schwebenden Flüssigkeitskugeln würde er wie Seifenblasen durch die Station wabern. Dies ist bei brühend heißem Kaffee jedoch eine unmittelbare Verbrennungsgefahr für die Besatzung und ein Risiko für die empfindlichen, technischen Geräte.

Astronauten-Weltall-Schwerelosigkeit

Und auch das Kaffeekochen selbst ist gar nicht so einfach. Auf einer Herdplatte würde die Flüssigkeit einfach den Boden verlassen und mit einem anderen Siedepunkt muss man auch noch rechnen.

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Die ISS-Presso

Die erste weltraumtaugliche Espressomaschine stammt natürlich aus Italien. Der Kaffeegigant Lavazza hat in Kooperation mit der italienischen Raumfahrtagentur ASI und den Ingenieuren von Argotech eine neue Ära beschritten. Die erste Espressomaschine für die ISS, die den klangvollen Namen ISS-Presso erhielt, ist einsatzbereit und befindet sich seit April 2015 auf der Raumstation. Den ersten Espresso durfte selbstverständlich die Italienerin Samantha Cristoforetti genießen.

Aufgrund der physikalischen Ausnahmesituation ist die Weltraumespressomaschine nur geringfügig mit den irdischen Verwandten vergleichbar. Der Anspruch der Erfinder, eine sichere Maschine zu entwerfen, die hochwertigen Kaffee frisch brüht, brauchte mehr als zwei Jahre Entwicklungszeit.

Ganze 20 Kilogramm wiegt das Schmuckstück. Viele Bauteile sind statt in Plastik aus massivem Stahl gefertigt und der redundante Aufbau für Reparaturen tut sein übriges. Auch technisch war die ISS-Presso eine Herausforderung, denn schließlich soll sie 400 bar Wasserdruck widerstehen. Das auf 94°C erhitzte Wasser wird aus dem Zwischenspeicher abgesaugt und durch die Kaffeekapseln mit hohem Druck gepresst.

Astronauten-Kaffeetasse-auf-Tisch

Ein weiterer Grund für die Verzögerung war der sparsame Wassergebrauch. Jeder Liter Wasser ist wertvoll und kostet bis zu 12 000 Euro. Daher ist Recycling von Schweiß und Urin genauso notwendig wie Sparsamkeit, sodass Reinigung und Restwassergehalt möglichst effizient gestaltet werden mussten. Schlussendlich war eine facettenreiche Verwendbarkeit der neuen Errungenschaft geboten. Denn die Espressomaschine bereitet nicht nur Kaffee, sondern auch Tee und Brühe zu.
Trotz der Verbesserungen blieb zunächst ein Problem bestehen: der ungeliebte Trinkbeutel und der Strohhalm.

Eine einfache “Tasse” Kaffee

Bis zur “Tasse” Kaffee bzw. Espresso war es ein langer Weg. Seit 2015 forscht die NASA zur Nutzung der Kapillareffekte, um eine “Tasse” für die Weltraumstation ISS zu designen. Mit Erfolg: Die futuristisch anmutende Tasse ermöglicht das Trinken ohne Strohhalm. Aber wie geht das?
Es ist eine Frage der Geometrie. Die spitz zulaufende Tasse zwingt die Flüssigkeit förmlich zur gerichteten Bewegung. So fließt der Kaffee in den Mund ohne fliegende Kaffeekugeln zu bilden.

Eine Weiterentwicklung ist die “Zero-Gravity” Tasse aus der Portland Universität, die heute bereits aus dem 3D-Drucker stammt. Sie vereint die Kapillarkräfte mit einer Brüheinheit. So können die Astronauten fast wie auf der Erde Kaffee genießen.

Fazit

  • Früher gab es auf der ISS ausschließlich Instant-Kaffee
  • Dieser musste mit einem Strohhalm aus einem Beutel gesaugt werden
  • Seit 2015 befindet sich die ISS-Presso an Bord der internationalen Weltraumstation
  • Die NASA forschte über die Nutzung der Kapillareffekte
  • die “Zero-Gravity” Tasse stammt aus Portland

Fotos: – © rizal999,fotolia – © 3dsculptor, fotolia – © Vadimsadovski, fotolia – © master1305, fotolia

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