Welche Zeitreferenz nutzen Astronauten bei Weltraummissionen?
Im Orbit kann man sich bei der Organisation einer Mission nicht auf das Tageslicht verlassen: Die Internationale Raumstation umkreist die Erde mit fast 28.000 km/h und vollendet eine Erdumrundung in etwa 90 Minuten.
Es muss also eine gemeinsame Referenz gewählt werden. Soll man der Zeit von Houston folgen, der von Moskau oder einer anderen Zeitzone eines der Partner-Kontrollzentren? Durchgesetzt hat sich die Koordinierte Weltzeit (UTC), gerade weil sie sich dieser nationalen Logik entzieht.
Neutral und von keinem bestimmten Meridian abhängig, erlaubt die UTC den Teams am Boden, ob in den Vereinigten Staaten, in Russland oder anderswo in Europa, ihren Austausch mit der Besatzung ohne Umrechnung von Zeitverschiebungen und ohne Missverständnisse abzustimmen. Wissenschaftliche Aufgaben, Zeitfenster für Gespräche mit der Familie, Sport- und Ruhezeiten: Alles richtet sich nach derselben Referenz, die für die gesamte Besatzung gilt, unabhängig von ihrer Nationalität.
Wie sieht ein Tag im Orbit aus, wenn die Sonne 16-mal aufgeht?
Die Sonne sechzehnmal am Tag auf- und untergehen zu sehen, macht jede Organisation nach dem natürlichen Wechsel von Tag und Nacht unmöglich: Wie legt man die Zeit für das Mittagessen oder das Schlafengehen fest, wenn der Himmel etwa alle fünfundvierzig Minuten die Farbe wechselt? Um dieses Problem zu lösen, haben Astronauten die Idee, dem Lauf der Sonne zu folgen, ganz aufgegeben und richten sich ausschließlich nach der UTC.
Auch die Innenbeleuchtung der Station soll das Fehlen von Sonnensignalen ausgleichen: Sie wird künstlich angepasst, um so gut wie möglich einen Tag-Nacht-Zyklus nachzubilden, den der menschliche Körper kennt. Ein Leben nach einer Uhr ohne Sonne erfordert daher eine ständige Anpassung, bei der die Organisation der Zeit ganz zu einer Frage von Disziplin und Technik wird statt von natürlicher Beobachtung.
Wie organisieren Besatzungen Arbeit, Schlaf und Mahlzeiten ohne natürlichen Wechsel von Tag und Nacht?
Der Tag ist nahezu auf die Minute genau eingeteilt:
- im Voraus festgelegte Zeitfenster für wissenschaftliche Arbeit;
- Mahlzeiten zu festen Zeiten, unabhängig vom Licht draußen;
- Pflichttraining, um Muskeln und Knochen in der Schwerelosigkeit zu erhalten;
- Zeiten für Gespräche mit der Familie;
- Lichtlöschen zu einer festen Uhrzeit, um den Einbruch der Nacht zu simulieren.
Trotz dieser Disziplin berichten viele Besatzungen von Schlafstörungen und Desorientierung, mit dem seltsamen Gefühl, dass die Tage nicht mehr ganz auf dieselbe Weise vergehen. Die Uhr gibt die Ordnung vor, doch der Körper braucht länger, um sie zu akzeptieren, eine Realität, die die medizinischen Teams am Boden aufmerksam verfolgen.
Welche Instrumente messen die Zeit an Bord: von der Borduhr bis zur Atomuhr?
Hinter der Synchronisation auf die UTC steckt eine weitaus feinere Mechanik als eine einfache Wanduhr. Atomuhren messen die Zeit anhand der Schwingungen angeregter Atome und bieten eine Stabilität, die klassische mechanische oder elektronische Mechanismen nicht erreichen. Diese Präzision bestimmt direkt die Positionsbestimmung von Satelliten, insbesondere beim GPS, wo eine Abweichung von nur einer Mikrosekunde genügt, um eine Position um etwa 300 Meter zu verfälschen.
Alle Borduhren der Station sind daher auf dieselbe UTC-Referenz synchronisiert, die sie mit den Kontrollzentren am Boden teilen. Seit April 2025 beherbergt die Station sogar ein Ensemble von Atomuhren der Europäischen Weltraumorganisation namens ACES, das die im Orbit und am Boden gemessene Zeit mit bislang unerreichter Präzision vergleichen soll.
Dieser Anspruch an Genauigkeit veranlasst Weltraumagenturen heute dazu, eigene Zeitreferenzen für den Mond und künftig für andere Welten in Betracht zu ziehen.
Warum vergeht die Zeit für einen Astronauten nicht genau wie auf der Erde?
An Bord der Internationalen Raumstation altert jeder Astronaut ganz leicht anders als ein Angehöriger, der auf der Erde geblieben ist. Zwei Kräfte wirken gleichzeitig, in entgegengesetzter Richtung.
Einerseits verlangsamt die Bahngeschwindigkeit von etwa 28.000 km/h den Ablauf der Eigenzeit an Bord leicht: Das ist der Effekt, den Einsteins spezielle Relativitätstheorie vorhersagt, wonach eine schnell bewegte Uhr gegenüber einer ruhenden nachgeht. Andererseits bewirkt die allgemeine Relativitätstheorie den umgekehrten Effekt, da die Erdanziehung im Orbit schwächer ist als am Boden: Weniger Schwerkraft lässt die Zeit etwas schneller vergehen.
Bei der ISS überwiegt der Geschwindigkeitseffekt ganz leicht den Gravitationseffekt, sodass Astronauten mit einer inneren Uhr von ihrer Mission zurückkehren, die minimal hinter der der Erde zurückliegt. Im Alltag ist davon nichts zu spüren, und es hat keine Folgen für Schlaf oder Mahlzeiten, die nach der UTC getaktet sind, doch es ist eine Realität, die dank Atomuhren mit extremer Präzision gemessen wird.
Man muss also zwei Begriffe klar unterscheiden: die konventionelle Zeitreferenz, nach der sich Astronauten im Alltag richten (die UTC, eine praktische Konvention), und den physikalischen Ablauf der Zeit, der tatsächlich vom Bezugssystem abhängt, aus dem man ihn beobachtet.
Die Schwerkraft steht übrigens im Mittelpunkt unseres Interstellar-Universums. Unsere beiden Automatikmodelle, die LUNAR 1,622 und die RED 3,721, würdigen sie bis in ihren Namen: 1,622 m/s² auf dem Mond, 3,721 m/s² auf dem Mars. Jedes Modell enthält Meteoritenstaub des Himmelskörpers, den es darstellt.
Wie wird die Bordzeit trotz dieser Abweichung mit der Erdzeit synchronisiert?
Diese relativistische Abweichung bewegt sich nur im Bereich von Mikrosekunden: Sie hat keinerlei Einfluss auf die an Bord angezeigte Uhrzeit oder den Zeitplan der Besatzung, und die Uhren der Station müssen dafür nicht korrigiert werden.
Entscheidend wird sie dagegen für Satellitennavigationssysteme, die ebenfalls auf Atomuhren an Bord beruhen: Diese werden unter Berücksichtigung der relativistischen Effekte eingestellt, sonst würde sich der Positionsfehler um etwa zehn Kilometer pro Tag aufsummieren.
Für die Astronauten bleibt die Referenz im Alltag dennoch einfach: keine komplizierten Berechnungen, nur Uhren, die laufend mit der Erde synchronisiert werden und es ihnen ermöglichen, Arbeits-, Essens- und Schlafzeiten nach einem weltweit einheitlichen Schema zu planen.
Welche Zeitreferenz für künftige Missionen zum Mond oder zum Mars?
Künftige Missionen zum Mond oder zum Mars werfen eine neue Frage auf: Welche Zeitreferenz soll gelten, wenn keine irdische Zeitzone ganz selbstverständlich auf eine andere Welt passt?
Auf dem Mars dauert ein Tag, Sol genannt, etwa 24 Stunden und 39 Minuten. Diese Abweichung ist groß genug, dass die Teams, die die Marsrover von der Erde aus steuern, ihre eigenen Arbeitszeiten schrittweise an diesen verschobenen Rhythmus anpassen müssen.
Der Mars nimmt in unserer Kollektion RED 3,721 einen besonderen Platz ein. Jede Uhr enthält Pulver des Marsmeteoriten NWA 14269, der 2021 in Nordafrika entdeckt wurde, eingeschlossen in einer Kapsel im Herzen des Gehäuses. Geliefert von MSG Meteorites, einem britischen Unternehmen mit IMCA-Lizenz, wird dieses seltene Material von einem Echtheitszertifikat mit spektrometrischer Analyse begleitet, und jedes Stück der Kollektion ist nummeriert.
Für den Mond gibt es heute keinen eigenen universellen Zeitstandard, und frühere Missionen stützten sich auf die Zeit des Kontrollzentrums am Boden. Das könnte sich bald ändern: Im April 2024 hat das Weiße Haus die NASA beauftragt, eine koordinierte Mondzeit („Coordinated Lunar Time“) festzulegen, mit einer Frist bis Ende 2026.
Dabei hat der Mond bereits seine historischen Orientierungspunkte. Das Mare Tranquillitatis, das berühmteste Mondmeer, ist der Ort, an dem die Mondfähre Eagle am 20. Juli 1969 landete und damit den Weg für den ersten Schritt der Menschheit auf dem Mond ebnete.
Unsere Lunar 1969 würdigt dieses Ereignis: Die Koordinaten der sechs Apollo-Missionen, die auf dem Mond gelandet sind, sind auf ihrem Zifferblatt eingraviert, und jede Uhr enthält ein echtes Fragment des Mondmeteoriten NWA 11515, der 2017 im Nordwesten Afrikas entdeckt wurde. Wie bei der RED 3,721 wird dieses Fragment von MSG Meteorites geliefert und von einem Echtheitszertifikat mit spektrometrischer Analyse begleitet.
Einige unserer Lunar 1969 haben sogar die Reise in den nahen Weltraum angetreten. Befestigt an einer Gondel, die von einem Wetterballon getragen wurde, stiegen sie auf, bis der Ballon in großer Höhe platzte und einen Fallschirm auslöste. Ein an der Gondel befestigtes GPS ermöglichte es, die Uhren wiederzufinden, und ein Zertifikat bestätigt jeden dieser Flüge.
Diese Art, die Zeit fern jeder natürlichen Referenz neu zu denken, findet ihren Widerhall im Universum der Weltraumuhren der Kollektion INTERSTELLAR von Col&McArthur, einer Uhrenkollektion zum Thema Weltraum, die jenen Eroberungen Tribut zollt, bei denen jede Mission ihr eigenes Zeitmaß neu erfinden musste.
„INSPIRED BY HISTORY / MADE OF MEMORY“
Bei Col&McArthur steht jede Uhr dieses Universums in dieser Tradition: eine nummerierte Kreation, gedacht als Hommage an jene, die die Grenzen der Menschheit verschieben mussten, um das Unbekannte zu erkunden. Diese limitierte Kollektion richtet sich an alle, für die eine Uhr nie ein bloßes Accessoire ist, sondern die Weitergabe eines Bezugspunkts, einer Erinnerung, eines Moments der Geschichte, den man am Handgelenk trägt.
Wie bei jeder Kreation des Hauses erhalten Sie beim Kauf eine sichere Zahlung, die Möglichkeit der Ratenzahlung in 3 Raten mit Alma, kostenlose Lieferung weltweit, 2 Jahre Garantie und eine Kundenzufriedenheit von 4,8/5.
Häufig gestellte Fragen
Warum nutzen Astronauten nicht die Zeit von Houston oder Moskau?
Weil die UTC, neutral und von keiner nationalen Zeitzone abhängig, jede Verwechslung zwischen den Kontrollzentren vermeidet und es sowohl der Besatzung als auch den Bodenteams ermöglicht, nach demselben Schema zu arbeiten, unabhängig von ihrer Nationalität.
Wie viele Sonnenaufgänge sieht ein Astronaut pro Tag im niedrigen Erdorbit?
Etwa sechzehn, da die Internationale Raumstation die Erde alle 90 Minuten mit rund 28.000 km/h einmal vollständig umrundet.
Vergeht die Zeit im Weltraum wirklich langsamer?
Ja, in winzigem Maße: Die Bahngeschwindigkeit verlangsamt die Eigenzeit des Astronauten leicht im Vergleich zu einem Angehörigen auf der Erde, ein Effekt, der mit Atomuhren gemessen wird, im Alltag aber völlig unmerklich ist.
Gibt es eine offizielle Zeit für den Mond oder den Mars?
Für den Mond noch nicht, doch die NASA wurde beauftragt, bis Ende 2026 eine festzulegen; auf dem Mars richten sich die Bodenteams nach dem Rhythmus des Mars-„Sol“, der etwa 24 Stunden und 39 Minuten dauert.
Wie hilft die Beleuchtung Astronauten beim Schlafen ohne natürlichen Sonnenzyklus?
Die künstliche Beleuchtung der Station ist so programmiert, dass sie einen Tag-Nacht-Zyklus nachahmt und dem Körper einen Anhaltspunkt gibt, den der Himmel nicht mehr liefert.
