Raumfahrt | 04. Dezember 2014 | von Johannes Weppler

Einmal Umlaufbahn und zurück

Quelle: NASA
Die Delta IV Heavy-Rakete auf dem Starplatz. In der Mitte oben ist die Spitze des Startabbruchsystems sichtbar, darunter befindet sich die Orion-Kapsel.

+++ Der Start am heutigen Donnerstag wurde aufgrund technischer Probleme mit ein paar Ventilen auf morgen (Freitag, 05.12.2014) 13:05 Uhr MEZ verschoben. +++

"Einmal Umlaufbahn und zurück" - so könnte das Motto für den wichtigen Raketenstart lauten, den die NASA heute Mittag durchführen wird. Für die NASA ist es der erste Schritt zu ihrem großen Ziel, irgendwann einmal Astronauten zum Mars zu schicken. Auch für uns in Europa und Deutschland ist der Start ein wichtiger Meilenstein.

Heute um 13:05 Uhr unserer Zeit (7:05 Uhr EST, Liveübertragung auf NASA-TV) soll eine Delta IV Heavy-Rakete vom Space Launch Complex 37B der Cape Canaveral Air Force Station starten. Die Starts von Delta IV-Raketen sind eigentlich nichts Außergewöhnliches, aber bei diesem ist eine ganz besondere Fracht an Bord: der Prototyp der US-amerikanischen Orion-Kapsel.

Aber was ist diese Orion-Kapsel und warum ist dieser Start heute auch für uns in Europa und in Deutschland so wichtig?##markend##

Nach der Außerdienststellung der Space-Shuttle-Flotte der Amerikaner brauchte die NASA ein neues Raumschiff, um Astronauten ins All zu bringen. Man entschied sich für eine zweigleisige Vorgehensweise:

  1. Zur ISS sollen private Crew-Transporter fliegen, die dann von der NASA quasi als Taxi angeheuert werden.
  2. Für Missionen zu Zielen jenseits der nahen Erdumlaufbahn soll ein neues, NASA-eigenes Crew-Raumschiff entwickelt werden: das Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV).

Für die Flüge zur ISS wurden vor ein paar Monaten die Firmen SpaceX und Boeing ausgewählt, um ihre Konzepte (DragonV2 und CST-100) umzusetzen. 2016 sollen sie zum ersten Mal fliegen.

Gleichzeitig schreitet auch die Entwicklung des MPCVs weiter voran. Der heutige Flug, den die NASA übrigens "Exploration Flight Test 1 (EFT-1)" nennt, ist Teil dieses Prozesses. Das MPCV wird aus zwei Teilen bestehen: der Crew-Kapsel Orion und einem Servicemodul.

Vom technischen Konzept ähnelt Orion den Kapseln der Apollo-Missionen. Sie ist jedoch ein ganzes Stück größer. Die Kapsel hat einen Durchmesser von circa fünf Metern (Apollo: 3,9 Meter) und eine Länge von 3,3 Metern (Apollo: 3,5 Meter). Als Ergänzung zu den kommerziellen Anbietern soll das MPCV auch die ISS anfliegen können. Dazu können im knapp neun Kubikmeter (Apollo: 6,2 Kubikmeter) großen Lebensraum sechs Astronauten mitfliegen. Bei Missionen jenseits der ISS-Umlaufbahn, dem Hauptverwendungszweck des MPCV, ist die Kapsel für vier Astronauten ausgelegt.

Das Servicemodul der Orion-Kapsel stellt eine Premiere dar. Zum ersten Mal verlässt sich die NASA bei einem so wichtigen Bestandteil eines ihrer Raumschiffe  auf einen internationalen Partner. Das Servicemodul wird nämlich in Europa gebaut. Im November hat der europäische Raumfahrtkonzern Airbus Defence & Space von der Europäischen Weltraumorganisation ESA den Auftrag bekommen, ein erstes europäisches Servicemodul (ESM) für die NASA zu bauen. Auf der Konferenz der europäischen Raumfahrtminister in Luxemburg Anfang der Woche wurde dafür das nötige Geld bereitgestellt. Das ESM wird unterhalb der Orion-Kapsel platziert und liefert für diese Strom, Antrieb, Luft und Wasser. Es ist damit essentiell für das Überleben der Astronauten. Die Technologie des ESM basiert auf dem europäischen Raumfrachter ATV, dessen letztes Exemplar gerade an der ISS angedockt ist. Aus diesem Grund liegt die Systemverantwortungfür das ESM auch hauptsächlich am Airbus-Standort in Bremen. Insgesamt werden in Deutschland knapp 40 Prozent des ESM gebaut.

Bei Testflug EFT-1 wird das ESM noch nicht dabei sein. Unterhalb der Orion-Kapsel befindet sich dann nur ein Servicemodul-Dummy, der in den USA gebaut wurde. Angetrieben wird die unbemannte Kapsel daher von der Oberstufe der Delta IV Heavy. Nach dem Start der Rakete werden als erstes die Verkleidung des Servicemoduls und das System für den Startabbruch an der Spitze der Kapsel, ebenfalls nur ein Dummy, abgeworfen. Das Paket aus Oberstufe, Servicemodul und Orion befindet sich dann auf einem elliptischen Orbit von 900 mal 200 Kilometer. Am erdnächsten Punkt, dem Perigäum, zündet die Oberstufe noch einmal und bringt das Paket damit auf eine Umlaufbahn, die am höchsten Punkt 5.800 Kilometer von der Erdoberfläche entfernt ist. Die ISS fliegt zum Beispiel nur auf knapp 400 Kilimetern Höhe. Auf dem Rückweg von diesem höchsten Punkt, Apogäum genannt, trennt sich die Orion-Kapsel vom Rest. Sie wird dann so gedreht, dass der Hitzeschutzschild nach vorne zeigt. Mit etwa 8,9 Kilometer pro Sekunde dringt sie dann in die Atmosphäre ein. Nach einem feurigen Ritt, bei dem die Kapsel bis zu 2.000 Grad Celsius heiß wird, landet sie an Fallschirmen im Meer vor Kalifornien und wird dann dort geborgen. Insgesamt dauert der Flug knapp viereinhalb Stunden.

 
Die NASA will mit diesem unbemannten Test einige Systeme der Kapsel, vor allem den Hitzeschutz, testen. Es wird der schnellste Wiedereintritt und die größte Entfernung sein, die ein für Astronauten designtes Raumschiff seit dem Ende der Apollo-Mondmissionen erreicht hat.

Auch die Ingenieure im ESM-Projekt werden den Start gespannt verfolgen. Das erste Servicemodul aus Europa wird Ende 2017 oder Anfang 2018 mit der Orion-Kapsel fliegen. Mit einer neuen Rakete, dem Space Launch System (SLS), das sich derzeit in der Entwicklung befindet, soll es dann auf der Exploration Mission 1 (EM-1) unbemannt zum Mond gehen. Der Nachfolger, EM-2, soll dann der erste bemannte Flug des MPCV werden. Und wer weiß, vielleicht gibt’s dann ein Selfie von @Astro_Alex im Mondorbit...

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Über den Autor

Johannes Weppler arbeitet seit 2012 beim DLR Raumfahrtmanagement in der Abteilung „Bemannte Raumfahrt, ISS und Exploration“. Dort betreut er das ISS-Betriebsprogramm, die nationale Nutzung der Station und den europäischen Beitrag zum neuen U.S.-amerikanischen Crew-Raumschiff Orion. zur Autorenseite

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