GSB Standardlösung

Raumtransporter ATV

Abschied von ATV-4 "Albert Einstein"
Abschied von ATV-4 "Albert Einstein"
Bild 1/25, Quelle: NASA.

Abschied von ATV-4 "Albert Einstein"

Zum Endes seines Aufenthalts in der ISS wurde das ATV mit den Abfällen der ISS beladen. Diese sollen gemeinsam mit dem Raumtransporter über dem Pazifik verglühen.

ATV "Albert Einstein" verlässt die ISS
ATV "Albert Einstein" verlässt die ISS
Bild 2/25, Quelle: NASA.

ATV "Albert Einstein" verlässt die ISS

Am 28. Oktober 2013 legte ATV-4 "Albert Einstein" von der ISS ab. Wenige Tage später trat es über dem Pazifik in die Erdatmosphäre ein, wo es verglühte.

Die Ariane 5ES mit ATV-4 "Albert Einstein" vor dem Abendhimmel von Kourou
Die Ariane 5ES mit ATV-4 "Albert Einstein" vor dem Abendhimmel von Kourou
Bild 3/25, Quelle: DLR/Thilo Kranz, CC-BY.

Die Ariane 5ES mit ATV-4 "Albert Einstein" vor dem Abendhimmel von Kourou

Pünktlich startete der vierte Raumtransporter ATV-4 "Albert Einstein" am 5. Juni 2013 um 23.52 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit (18.52 Uhr Ortszeit) an Bord einer Ariane-5ES-Rakete vom ESA-Raumfahrtzentrum in Kourou (Französisch-Guyana) Richtung ISS. DLR-Mitarbeiter Thilo Kranz machte diese Aufnahme der leuchtenden Ariane über dem Abendhimmel am Atlantik.

Start vom Launch Pad
Bild 4/25, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Start vom Launch Pad

Die fast 780 Tonnen schwere Ariane-Rakete hebt mit ATV-4 vom Launch Pad ab. Das ATV soll am 15. Juni 3013 die Raumstation ISS erreichen und automatisch am russischen Swesda-Modul andocken.

ATV-2: Kurz vor dem Kontakt mit der ISS
Bild 5/25, Quelle: ESA.

ATV-2: Kurz vor dem Kontakt mit der ISS

Nach fast acht Tagen Flug im Erdorbit erreichte das ATV-2 (Automated Transfer Vehicle) "Johannes Kepler" am 24. Februar 2011 die Internationale Raumstation ISS und dockte um 16.59 Uhr mitteleuropäischer Zeit (MEZ) am russischen Swesda-Modul an.

Start der Ariane 5ES mit ATV an Bord
Bild 6/25, Quelle: Arianespace.

Start der Ariane 5ES mit ATV an Bord

Am Mittwoch, 16. Februar 2011, startete der zweite europäische Raumtransporter, das ATV (Automated Transfer Vehicle) "Johannes Kepler" um 22:50 Uhr MEZ mit einer Ariane 5ES vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guyana zur Internationalen Raumstation (ISS).

ATV zeigt seine Fähigkeiten im All
Bild 7/25, Quelle: ESA.

ATV zeigt seine Fähigkeiten im All

Nach dem Start testet das Kontrollzentrum in Toulouse ATV drei Wochen lang im All. Erst danach erfolgt die Kopplung an die ISS. Zu den Tests gehören die Überprüfung der Lagekontrolle, der Bahnregelungssysteme, des Navigationssystems und die Erprobung der Notverfahren, die zum Abbruch des Kopplungsmanövers eingesetzt werden können. ATV ist in dieser Phase zirka 2000 Kilometer von der Raumstation entfernt.

ATV seit dem 3. April 2008 Teil der ISS
Bild 8/25, Quelle: NASA.

ATV seit dem 3. April 2008 Teil der ISS

Blick auf die Internationale Raumstation ISS aus dem anfliegenden Space Shuttle. Links im Bild das ATV Jules Verne mit ausgebreiteten Sonnensegeln. Seit dem 3. April 2008 ist ATV ein Teil der ISS.

Neuer Schwung für die ISS
Bild 9/25, Quelle: NASA.

Neuer Schwung für die ISS

Die Internationale Raumstation ISS mit dem Raumtransporter ATV im Vordergrund. Neben dem Transport von Fracht zur ISS, dient das ATV dazu, die Bahnhöhe der ISS anzuheben. Die Raumstation verliert durch die Reibung der Restatmosphäre täglich rund 250 Meter an Höhe.

ATV im Ruhezustand
Bild 10/25, Quelle: NASA.

ATV im Ruhezustand

Die ISS über dem wolkenbedeckten Ozean, ebenfalls aus dem anfliegenden Space Shuttle aufgenommen. Am unteren Bildrand ist das ATV Jules Verne zu sehen. Zurzeit befindet sich der Raumtransporter im energiesparenden Ruhezustand, dem so genannten dormant mode.

Szenarien für die Zukunft von ATV
Bild 11/25, Quelle: ESA.

Szenarien für die Zukunft von ATV

Mit einer Masse von rund 21 Tonnen, inklusive neun Tonnen Nutzlast, ist ATV das größte Raumschiff nach dem Space Shuttle. Einzigartig ist der Raumtransporter durch die Kombination des automatischen Andockens mit der Erfüllung aller Sicherheitsanforderungen, die für einen bemannten Flug notwendig wären.

ATV startet sekundengau am 9. März 2008
Bild 12/25, Quelle: ESA.

ATV startet sekundengau am 9. März 2008

Sieben Sekunden liegt die Starteinrichtung der Ariane 5 ES nach der Zündung im gleißenden Licht der Triebwerke. Dann hebt die Rakete am 9. März 2008 mit ihrer Nutzlast, dem europäischen ATV-Transporter, ab. Von Computern vollautomatisch gesteuert startet die Trägerrakete auf die Sekunde genau und bringt ATV zu seiner Verfolgungsjagd in Richtung ISS. Der genaue Startzeitpunkt war notwendig, um den geplanten Flug so effektiv wie möglich zu gestalten und nicht unnötig Treibstoff für orbitale Manöver einsetzen zu müssen. 168 Sekunden später werden in 50 Kilometer Höhe die beiden Hilfsraketen, die Booster, abgesprengt. Sie gehen, aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit, auf einen ballistischen Flug bis in 100 Kilometer Höhe und kehren dann zur Erde zurück. Die Booster landen rund 450 Kilometer vor der Küste Französisch Guyanas im Atlantischen Ozean.

Umladen in Rotterdam
Bild 13/25, Quelle: ESA.

Umladen in Rotterdam

Das ATV auf dem Weg von Europa zum europäischen Raumflughafen in Kourou in Französisch-Guyana, wird hier im Hafen von Rotterdam umgeladen.

ESA-Astronaut Jean-François Clervoy in einem ATV-Model
Bild 14/25, Quelle: ESA.

ESA-Astronaut Jean-François Clervoy in einem ATV-Model

ESA-Astronaut Jean-François Clervoy im Innern eines ATV-Models am ESA-Standort ESTEC in den Niederlanden

Auspacken in Bremen
Bild 15/25, Quelle: ESA.

Auspacken in Bremen

Das ATV Jules Verne wird nach der Ankunft in Bremen im Oktober 2003 aus dem Container gepackt.

Tests in Les Mureaux, Frankreich
Tests in Les Mureaux, Frankreich
Bild 16/25, Quelle: ESA.

Tests in Les Mureaux, Frankreich

Flight Simulation Facility (FSF) in Les Mureaux, Frankreich. In dieser Einrichtung kann die gesamte Funktionalität des ATV am Boden simuliert und getestet werden. Hier ist der Docking-Adapter des ATV zu sehen.

ATV im Thermal Vakuum Test
ATV im Thermal Vakuum Test
Bild 17/25, Quelle: ESA.

ATV im Thermal Vakuum Test

Beim Thermal Vakuum Test werden die extremen Umgebungsbedingungen in der Erdumlaufbahn simuliert. Dabei erzeugen Xenon-Hochdruck-Lampen (blaue Wabenstrukturen im Bild) die entsprechende Solarstrahlung in einer evakuierten und tiefgekühlten Testkammer. Das ATV und seine Komponenten werden dadurch unter annähernd realen Weltraumbedingungen getestet.

Test der ATV-Flugsensoren
Bild 18/25, Quelle: ESA.

Test der ATV-Flugsensoren

Auf der 120 Tonnen schweren mobilen Plattform (rechts) ist die ATV-Andockstelle auf der ISS nachgebaut. Gegenüber, auf der linken Seite sind die Flugsensoren auf den Arm eines Industrie-Roboters montiert. Die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Geräten ist genau so hoch, wie sie beim Andockmanöver zwischen Jules Verne und der ISS erwartet wird.

Wiederaufbau am Raumfahrtbahnhof Kourou
Wiederaufbau am Raumfahrtbahnhof Kourou
Bild 19/25, Quelle: ESA.

Wiederaufbau am Raumfahrtbahnhof Kourou

Das ATV, bestehend aus Antriebssegment (Equipped Propulsion Bay EPB) und Avioniksegment (Equipped Avionics Bay EAB) musste nach dem Transport zum Raumfahrtbahnhof Kourou wieder zusammengebaut werden.

ATV - Annäherung an die ISS
Bild 20/25, Quelle: ESA.

ATV - Annäherung an die ISS

Künstlerische Darstellung des Automated Transfer Vehicles (ATV) beim Anflug an die Internationale Raumstation ISS. Zusammen mit der Ariane 5 Trägerrakete der ESA trägt das 8,5 Meter lange ATV ab Februar 2008 zur Versorgung der ISS bei.

ATV - Geschützt beim Aufstieg durch die Atmosphäre
Bild 21/25, Quelle: ESA.

ATV - Geschützt beim Aufstieg durch die Atmosphäre

Das 20,5 Tonnen schwere ATV ist während des Starts gut geschützt an der Spitze der Ariane-5-Rakete montiert (künstlerische Darstellung).

Automatisches Andockmanöver an die ISS
Automatisches Andockmanöver an die ISS
Bild 22/25, Quelle: ESA..

Automatisches Andockmanöver an die ISS

Wenn das ATV sich auf 700 Meter an die ISS angenähert hat, übernehmen die optischen Sensoren des ATV die Navigation. Dabei tasten Infrarotlaser des so genannten Telegoniometers entsprechende Zielreflektoren auf der Außenhülle des russischen Servicemoduls ab. Anhand der Reflektionen kann der ATV-Bordcomputer die relative Lage des ATV im Raum berechnen und über seine 28 Steuerdüsen korrigieren. Die Infrarotlaser des Telegoniometers sind auf diesem Bild stilisiert, in Wirklichkeit sind sie mit dem menschlichen Auge nicht sichtbar.

Die letzten 20 Meter werden über ein Videosystem, welches bisher das Telegoniometer überwacht hat, navigiert. Das Telegoniometer sorgt während der letzten Meter für die Überwachung dieses Vorgangs. Mit dem inzwischen ausgefahrenen mechanischen Kraft-Momenten-Sensor des Dockingadapters wird das ATV mit etwa drei Zentimetern pro Sekunde Relativgeschwindigkeit an die ISS angedockt und verankert. Danach erfolgt eine gewisse Dämpfungsphase, um die entstandenen Schwingungen abklingen zu lassen. Erst dann wird das Docking mit dem Interface Seal, dem Verriegeln, dem Druckausgleich und dem Dichtigkeits-Check, beendet. Vom ersten Kontakt über das KURS-System bis zum Andocken vergehen etwa fünf Stunden (künstlerische Darstellung).

Bahnkorrektur für die ISS
Bild 23/25, Quelle: ESA.

Bahnkorrektur für die ISS

Die Triebwerke des ATV sind in der Lage die Internationale Raumstation ISS in eine höhere Umlaufbahn anzuheben. Die ISS wird durch die dünne Restatmosphäre in ihrer Umlaufbahn permanent gebremst und verliert an Höhe. Das ATV bringt bis zu 4,7 Tonnen Treibstoff zur Bahnkorrektur mit ins All.

ATV angedockt am russischen Stationsmodul Swesda
Bild 24/25, Quelle: ESA.

ATV angedockt am russischen Stationsmodul Swesda

Künstlerische Darstellung des Automated Transfer Vehicles ATV an das russische Stationsmodul Swesda

ATV verglüht in der Erdatmosphäre
ATV verglüht in der Erdatmosphäre
Bild 25/25, Quelle: ESA..

ATV verglüht in der Erdatmosphäre

Das ATV versorgt die ISS mit knapp fünf Tonnen Nahrungsmitteln, Atemluft, Trinkwasser und Treibstoff und bleibt bis zu sechs Monate an die ISS gedockt. Einmal "entladen", können die Astronauten den Raumfrachter mit bis zu 6,5 Tonnen Abfall wiederbeladen. Nach dem Abdocken von der Station verglüht das ATV mitsamt der Ladung bei einem kontrollierten Absturz vollständig über dem Pazifik.

Mit dem Raumtransporter Automated Transfer Vehicle (ATV) erhielt Europa einen eigenen Zugang zur Internationalen Raumstation ISS. Als komplexestes, jemals in Westeuropa gebautes Raumfahrzeug war ATV ein bedeutender Meilenstein in der europäischen Raumfahrtgeschichte. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen koordinierte dabei die Kommunikation zwischen den weltweit verteilten Kontrollzentren von ATV. Beim DLR in Lampoldshausen wurden außerdem die deutschen, wiederzündbaren Oberstufentriebwerke der Ariane 5 getestet.

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  • Abschied von ATV-4 "Albert Einstein"

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