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Autor: Martin Knipfer / 11. Oktober 2015, 19:45 Uhr

EM-1: Baubeginn der Flugversion von Orion

In der Michoud Assembly Facility nahe New Orleans hat die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur NASA damit begonnen, die Druckkabine ihres nächsten Orion-Raumschiffs zusammenzuschweißen. Diese Raumkapsel soll tatsächlich 2018 zum Mond fliegen. Unterdessen bestand das Orion-Programm mit einer Überprüfung namens KDP-C einen weiteren wichtigen Meilenstein auf dem Weg zur bemannten Erforschung der Tiefen des Weltalls.

Quelle: NASA, NASASpaceflight
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NASA / Radislav Sinyak

Bild vergrößernNoch ist das "Raumschiff" ziemlich mager. Könnte glatt bei Heidi Klum mitmachen.
(Bild: NASA / Radislav Sinyak)
Die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur NASA ist ihrem Fernziel, Menschen zum Mars zu schicken, erneut einen Schritt näher gekommen. Ihr neues Raumschiff Orion, mit dem Astronauten wieder zu Zielen jenseits des niedrigen Erdorbits aufbrechen sollen, soll nicht später als im November 2018 zunächst bei einem unbemannten Testflug zum Mond fliegen. Nach fast zehn Jahren, langwierigen Entwicklungsarbeiten, unzähligen Tests und Verbesserungen des Designs beginnt die NASA nun damit, die Raumkapsel zu bauen, die tatsächlich bei diesem Flug zum Einsatz kommen soll.

NASA

Bild vergrößernDie geplante Vorgehensweise, um Orions Druckkabine zusammenzuschweißen - Illustration.
(Bild: NASA)
Die Arbeiten finden in der Michoud Assembly Facility (MAF) nahe New Orleans statt, einer großen Fertigungshalle, in der bereits die Apollo-Raumschiffe, die Saturn-V Mondrakete und der Außentank des Space Shuttle gebaut wurden. Zunächst wird die Druckkabine von Orion zusammengeschweißt, der „Innenraum“ der Kapsel, der als einzige Komponente des Raumschiffs mit Luft unter normalen Druck befüllt ist. Hier sollen sich bei späteren bemannten Flügen auch Astronauten aufhalten. Die Druckkabine besteht aus mehreren Metallpaneelen, die dann zu einer fertigen Druckkapsel zusammengeschweißt werden. Dazu setzt man auf Rührreibschweißen, einer speziellen Technologie, bei der das Metall durch einen schnell rotierenden Metallstift zunächst auf einen plastikähnlichen Zustand erhitzt wird, bevor das Metall dann durch Bewegung des Stiftes verteilt wird. So kann eine festere und qualitativ höherwertige Schweißnaht erreicht werden. Die Herstellerfirma Lockheed Martin verfügt für diese Arbeiten in der MAF über eine 4-Achsen CNC-Schweißmaschine mit der Bezeichnung Universal Weld System II.

NASA / Radislav Sinyak

Bild vergrößernDer Tunnel wird an die obere Trennplatte geschweißt.
(Bild: NASA / Radislav Sinyak)
Die einzelnen Platten aus einer Aluminium-Lithium Legierung wurden vor dem Schweißvorgang zunächst bei verschiedenen Zulieferern gefräst und dann zur MAF geliefert. Ihre Anzahl konnte inzwischen auf sieben gesenkt werden, da durch Orions ersten Testflug in eine Erdumlaufbahn im Dezember 2014 neue Erkenntnisse gewonnen wurden. So soll sowohl die Arbeitszeit zum Bau der Druckkabine als auch ihr Gewicht gesenkt werden. Nach der Ankunft wurden die Platten sorgfältig inspiziert, zu Schutzzwecken mit der charakteristischen grünen Farbe lackiert und grundiert. Danach wurden sie mit Dehnungsmessstreifen und mit Kabeln versehen, um das Metall während des Schweißprozesses beobachten zu können. Bevor die Arbeiten an den Elementen begannen, die für den Weltraum bestimmt sind, wurden die Prozesse an einem sogenannten Pathfinder geübt. Am 5. September wurden die ersten beiden Platten miteinander verschweißt, die obere Trennplatte und der Tunnel. Beide Einzelteile werden sich bei der fertigen Kapsel oben befinden. An der Trennplatte werden unter anderem die Fallschirme angebracht sein, der Tunnel soll es bei bemannten Flügen Astronauten ermöglichen, von Orion in ein anderes Raumfahrzeug umzusteigen. Der nächste Schweißvorgang steht mittlerweile kurz bevor.

NASA

Bild vergrößernOrion während der Mission zum Mond - Illustration.
(Bild: NASA)
„Jedes einzelne System von Orion wird an dieser tragenden Struktur angebracht, deshalb ist es ein wichtiger erster Schritt, die darunterliegenden Platten zusammenzuschweißen“, so Mark Geyer, Manager des Orion-Programms. Weitere Einzelteile der Druckkabine werden in den nächsten Wochen und Monaten in Michoud ankommen und miteinander verschweißt werden. Für weitere Arbeiten soll die fertige Druckkapsel dann zum Kennedy Space Center in Florida transportiert werden. Es ist wichtig festzuhalten, dass sowohl Orion als auch seine Trägerrakete, das Space Launch System, beachtliche Fortschritte auf EM-1 hin machen. Man ist inzwischen weit über das berühmte Powerpoint-Stadium hinaus, Hardware für den Flug wird an verschiedenen Ecken und Enden der Vereinigten Staaten tatsächlich gebaut und aufwendige Qualifikationstests werden durchgeführt. Diese Arbeiten im Rahmen des Orion-Programms wurden vor Kurzem im Rahmen eines wichtigen Meilensteins namens KDP-C (Key Decision Point C) überprüft. Charles Bolden, Administrator der NASA, meinte dazu: „Orion ist ein Schlüsselelement unserer flexiblen Architektur, die es der Menschheit ermöglicht, den roten Planeten zu betreten. Wir sind dazu verpflichtet, dieses Raumschiff und weitere Elemente zu bauen, um das real werden zu lassen.“

NASA/Robert Markowitz

Bild vergrößernAstronauten in einem Mockup der Orion-Kapsel.
(Bild: NASA/Robert Markowitz)
Dabei handelt es sich um eine wichtige Überprüfung der Technik und des Programms des Orion-Raumschiffs, bei der die Pläne der NASA in Bezug auf Technik, Kosten und den Zeitplan bestätigt wurden. Das Augenmerk lag dabei besonders auf EM-2 (Exploration Mission 2), dem ersten bemannten Flug von Orion. Dieser Flug soll auf den Erkenntnissen von EM-1 aufbauen und zusätzliche Systeme von Orion beinhalten wie Lebenserhaltung, Kommunikation für menschliche Interaktion oder Raumanzügen für Start und Landung. EM-2 soll nun nicht später als im April 2023 starten, das Orion-Programm bis zu diesem Flug 6,77 Milliarden Dollar kosten. Dabei handelt es sich um eine konservative Schätzung, die darauf beruht, dass die NASA in der Vergangenheit vor dem Start immer wieder auf technische oder finanzielle Probleme gestoßen ist, was den Flug verzögert. Dennoch wird weiterhin auf August 2021 als Starttermin von EM-2 hingearbeitet, der nach heutigem Stand auch erreicht werden kann. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass das so bleibt. Obwohl es nicht Teil der Untersuchung im Rahmen von KDP-C war, arbeitet man als Startdatum für EM-1 weiterhin auf den Herbst 2018 hin. Der genaue Termin wird nach den Designprüfungen von Orion und den Bodenanlagen festgelegt, die bereits begonnen haben.

NASA

Bild vergrößernOrion während EM-1 - Illustration.
(Bild: NASA)
Bis dahin bleibt der offizielle Jargon der NASA für den Termin von Exploration Mission 1 (EM-1) „nicht später als im Dezember 2018“. Zunächst soll bei dieser Mission Orion auf seiner Trägerrakete, dem Space Launch System, in einen niedrigen Erdorbit starten. Dann zündet das Triebwerk der Oberstufe erneut, sodass das unbemannte Raumschiff nun in Richtung Mond fliegt. Das Raumschiff bremst daraufhin mithilfe seines Servicemoduls in eine Umlaufbahn 70.000 km über der Mondoberfläche ein. Durch eine weitere Zündung des Triebwerks des Servicemoduls verlässt das Raumschiff nach etwa einer Woche diese Umlaufbahn und fliegt wieder zurück zur Erde. Das Servicemodul wird abgetrennt und das kapselförmige Crewmodul tritt mit über 39.000 km/h in die Erdatmosphäre ein, bevor die Kapsel im Pazifik an Fallschirmen landet. Diese Mission wird den ersten Flug eines zumindest theoretisch bemannbaren Raumschiffs zum Mond seit 45 Jahren und den weitesten Flug eines solchen Raumschiffs aller Zeiten darstellen.

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