Als der Airbus A310 ZERO‑G am 19. Mai 2026 in Bordeaux abhob, begann für die Forschenden an Bord eine unspektakulär wirkende, aber wissenschaftlich hochbedeutende Reise: Schwerelosigkeit. Drei Flugtage, 93 Parabeln und rund 35 Minuten Mikrogravitation stehen bei der aktuellen Parabelflugkampagne des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) zur Verfügung. Nicht viel Zeit, in der aber wichtige Erkenntnisse für viele Forschungsbereiche gewonnen werden.

Schwerelosigkeit auf Abruf

Bei Parabelflügen bewegt sich das Flugzeug auf einer wellenförmigen Bahn am Himmel. Aus dem Horizontalflug steigt der Jet dabei immer wieder steil nach oben und erreicht kurzzeitig fast die doppelte Erdbeschleunigung. Im Anschluss drosseln die Piloten, die speziell für diese Missionen ausgebildet sind, die Schubkraft deutlich. Die Flugbahn folgt dadurch im Idealfall einer perfekten Wurfparabel. Gravitation und Trägheitskraft heben sich in dieser Phase im Inneren der Kabine vollständig auf – es herrscht für etwa 22 Sekunden Schwerelosigkeit. Danach wird das Flugzeug wieder abgefangen, erneut mit erhöhten g‑Kräften, bevor der nächste Durchgang beginnt. Achterbahn in abgehoben. Man kann sich denken, warum die US-Raumfahrtbehörde NASA ihre für Parabelflüge verwendete Boeing KC-135 „Vomit Comet“ nennt, also Kotzkomet.

Nicht nur deswegen sind Parabelflugexperimente für die Forschenden ein Arbeiten am Limit. Hinzu kommt, dass ihre Versuche so konzipiert sein müssen, dass sie in den wenigen Sekunden des völligen Losgelöstseins aussagekräftige Ergebnisse liefern. Allen Herausforderungen zum Trotz gelten Parabelflüge als einzigartige Labore: Hier lassen sich Bedingungen simulieren, die sonst nur im All herrschen, ohne die enormen Kosten und langen Vorbereitungszeiten einer Weltraummission.

Das Labor im Himmel

Der Innenraum des ZERO-G-Airbus, den das DLR nutzt, ist vollständig umgebaut: Statt Sitzen gibt es eine rund 20 Meter lange, gepolsterte Experimentierfläche mit Stromversorgung, Daten- und Sicherungssystemen. Bis zu 40 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten gleichzeitig an Themen etwa aus Materialforschung, Biologie und Medizin. Positiver Nebeneffekt des bunten Wissenschaftmixes: Parabelflüge sind ein Quell neuer interdisziplinärer Ansätze.

Bauen auf dem Mond – mit Staub und Laser

Eines der Experimente der aktuellen DLR-Kampagne zeigt exemplarisch, wie buchstäblich greifbar die auf den Forschungen basierenden Anwendungen inzwischen geworden sind. Die Bundesanstalt für Materialforschung und ‑prüfung untersucht, ob sich Mondgestein – sogenannter Regolith – direkt vor Ort auf dem Erdtrabanten als Baumaterial nutzen lässt.

Die Idee ist so einfach wie revolutionär: Statt für die Errichtung einer Infrastruktur tonnenweise Baumaterial von der Erde zum Mond zu transportieren, könnten zukünftige Missionen vorhandene Ressourcen nutzen. Eine speziell entwickelte Anlage schmilzt dafür Regolithmahlgut mithilfe eines Lasers unter Vakuum. Ähnlich wie bei einem 3D‑Drucker entstehen so feste Strukturen. Doch der Mond ist kein einfaches Arbeitsumfeld. Es gibt keine Atmosphäre, die Schwerkraft beträgt nur rund ein Sechstel der Erdanziehung, und feine Partikel verhalten sich anders als auf unserem Planeten. Genau hier kommen Parabelflüge ins Spiel: Sie erlauben es, diese Bedingungen zumindest teilweise zu simulieren. Wie fließt geschmolzenes Material ohne Atmosphäre? Wie beeinflussen veränderte Kräfte die Struktur? Und könnte austretender Staub empfindliche Laseroptiken verschmutzen? Antworten auf diese Fragen sind entscheidend – nicht nur für zukünftige Mondstraßen oder -habitate, sondern auch für den generellen Umgang mit Materialien in extremen Umgebungen.

Wenn das Gehirn ins Taumeln gerät

Doch nicht nur Maschinen müssen sich an die Schwerelosigkeit anpassen – auch der Mensch. Ein zweites Experiment der aktuellen DLR-Kampagne, durchgeführt von Wissenschaftlern der Universität Magdeburg, widmet sich der Frage, wie sich Mikrogravitation auf Konzentration und Reaktionsfähigkeit auswirkt. Schon kurze Phasen ohne Schwerkraft können das Zusammenspiel von Gleichgewichtssinn und visueller Wahrnehmung stören. Das Gehirn erhält widersprüchliche Signale, was zu Desorientierung, verlangsamten Reaktionen und erhöhter Fehleranfälligkeit führen kann – ein kritischer Faktor bei Raumfahrtmissionen. Schwache elektrische Impulse könnten helfen, die Leistungsfähigkeit auch unter ungewöhnlichen Bedingungen stabil zu halten.

Während des jüngsten Parabelfluges wurden Versuchspersonen entweder tatsächlich stimuliert oder erhielten eine Placebo-Behandlung. Ihre kognitiven Leistungen wurden vor, während und nach den Parabeln gemessen. Noch läuft die Auswertung, aber sollte sich ein positiver Effekt nachweisen lassen, könnten künftig tragbare Geräte Astronautinnen und Astronauten unterstützen – eine Entwicklung mit potenziellen Anwendungen weit über die Raumfahrt hinaus, etwa in der Medizin oder bei extrem belastenden Berufen.

22 Sekunden, die zählen

Trotz ihrer vergleichsweise kurzen Experimentierzeiten bieten Parabelflüge neben dem Kostenfaktor weitere entscheidende Vorteile. Experimente lassen sich innerhalb weniger Monate vorbereiten und mehrfach wiederholen – ein entscheidender Unterschied zur Raumstation, deren Nutzung oft Jahre im Voraus fixiert werden muss. Hinzu kommt ein unschätzbarer Faktor: die direkte Kontrolle. Anders als im All führen die Forschenden ihre Experimente selbst durch, passen Parameter spontan an und reagieren unmittelbar auf unerwartete Ergebnisse. Diese Nähe zum Experiment macht Parabelflüge zu einer Art „Werkstatt der Raumfahrt“ – ein Ort, an dem Ideen schnell getestet, verworfen oder weiterentwickelt werden können.

Zunehmend rückt auch die Erforschung reduzierter Schwerkraft in den Fokus. Durch leicht angepasste Flugmanöver lassen sich Bedingungen simulieren, die denen auf Mond (0,16 g) oder Mars (0,38 g) entsprechen. Diese sogenannten Partial‑g‑Parabeln ermöglichen es, gezielt Szenarien zu untersuchen, die für zukünftige Missionen relevant sind – vom Gehen auf fremden Oberflächen bis hin zur Funktionsweise von Maschinen auf fremden Planeten.

Viele solcher dynamischen Bedingungen lassen sich weder im Labor am Boden reproduzieren noch an Bord einer Raumstation, sondern nur bei Parabelflügeln – auch das macht sie so wertvoll für die Wissenschaft.