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Autor: Roland Rischer / 12. Juni 2013, 21:34 Uhr

Orion-Kapsel absolviert Belastungstests

Es ist zwar noch eine Weile hin, denn der erste Test einer Orion-Kapsel im Weltraum soll erst im September 2014 erfolgen, aber sowohl NASA als auch die United Launch Alliance (ULA), welche die Trägerrakete beisteuert, melden regelmäßig, wenn wichtige Fortschritte auf dem Weg dorthin gemacht wurden.

Quelle: NASA, NASASpaceflight
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Zur Erinnerung, der erste Weltraumtest einer Orion läuft unter dem Namen EFT-1, Abkürzung für Exploration Flight Test 1, und soll im September 2014 stattfinden. Ursprünglich war mal Juli 2013, dann das Frühjahr 2014 angedacht. Trägerrakete ist eine Delta IV Heavy. Der Flug mit zwei Erdumkreisungen und einem erdfernsten Punkt bei rund 7.000 Kilometern ist ein umfassender Belastungstest. Die Daten gehen in den darauf folgenden Critical Design Review genannten Prozess zur Verbesserung des Raumschiffs ein. Danach, im Dezember 2017, ist der erste Start einer voll funktionstüchtigen, aber dennoch unbemannten Orion auf einer SLS-Rakete (Space Launch System) vorgesehen. Der Test läuft unter Exploration Mission 1 (EM-1). 2020 oder 2021 ist mit EM-2 der erste bemannte Orion-Flug geplant.

NASA

Bild vergrößernGeplanter Ablauf des Orion Exploration Flight Test 1
(Bild: NASA)
Um die Verschiebung des EFT-1-Starts gab es zuletzt einige Irritationen. Das Gremium zur Bewertung der Entwicklungs- und Baufortschritte (NASA Aerospace Safety Advisory Panel) sah den Engpassfaktor laut NASASpaceflight in der Produktion der Delta IV Heavy. Dem widersprach man seitens der ULA. Der Herstellungsprozess der Delta IV Heavy sei voll im Plan. Man habe die 50-Prozent-Marke hinter sich gelassen und werde die Rakete im März 2014 von der Produktionsstätte in Decatur, Alabama, an das Kennedy Space Center ausliefern. Im Juli 2014 kann dann mit dem Zuammenbau von Rakete und Nutzlast im Startbereich begonnen werden. Die ULA hätte nach eigenen Aussagen auch den Frühjahrstermin für den Start halten können und verweist darauf, dass es sich bei der Trägerrakete, anders als beim Orion-Raumschiff, um ein ausgereiftes Produkt mit einem eingespielten Produktionsprozess handele.

Die Fertigung des Orion-Besatzungsmoduls (auch Orion-CM für Crew Modul) für den ersten Testflug im Operations- and Checkout-Gebäude des Kennedy Space Center unter Federführung von Lockheed Martin Space Systems macht unterdessen auch Fortschritte. Die druckbeaufschlagte innere Zelle des Orion-CM wurde von Anfang Mai bis Juni in einem fast sieben Meter hohen Prüfstand statischen Belastungstest ausgesetzt. Dabei wurden Belastungen simuliert, die vor allem beim Start und beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre auftreten. Dazu zählt auch die Widerstandsfähigkeit gegenüber plötzlichen Belastungen, wie sie bei einem Startabbruch, beim Abtrennen der Rettungsrakete einschließlich Kapselverkleidung, bei Stufentrennungen und nicht zuletzt beim Öffnen der Fallschirme auftreten.

NASA

Sozusagen im Schraubstock eingespannt - das Orion-Besatzungsmodul im Prüfstand für statische Belastungen
(Bild: NASA)
Im Prüfstand wurde die Druckzelle des Orion-CM mittels hydraulicher Zylinder sowohl zusammengepresst als auch auseinander gezogen. Die für acht verschiedene Flugphasen rechnerisch ermittelten Belastungen wurden dabei um 10 Prozent höher angesetzt. Die nach Flugphasen zusammengefassten spezifischen Belastungstests dauerten bis zu drei Tage. Der Pressdruck lag zwischen rund sieben und 70 Tonnen. Auch wenn die Vorgehensweise etwas archaisch anmutet, sie ist nach Überzeugung der NASA die beste Methode, das allein auf theoretischen Überlegungen beruhende Design der Kapsel realitätsnah zu testen, bevor es in den Weltraum geht. Über 1.600 Dehnungsstreifen zeigten, wie die Zelle reagiert. Überwachungskameras und Sensoren lieferten zusätzliche Daten. Zudem wurde in der Zelle der Luftdruck erhöht, um zu ermitteln, ob sie im Vakuum dicht bleibt. Nach derartigen Drucktests im letzten November wurden einige Risse in Verstrebungen im rückwärtigen Staubereich festgestellt. Die Schwachstellen wurden verstärkt und sollten die jetzige Testreihe anstandslos überstehen.

Anfang Mai wurde vom Hersteller Aerojet in Redmond, Washington, die letzte der acht Triebwerksgruppen zur Lagesteuerung der Orion-Kapsel an das Kennedy Space Center ausgeliefert. In dem Triebwerken stecken drei Jahre Entwicklungsarbeit. Sie dienen der Kontrolle der Gier-, Nick- und Roll-Bewegungen des Raumschiffs. Entscheidend ist vor allem ihre Verlässlichkeit in der kritischen Flugphase beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.

Die Lagesteuerungstriebwerke wurden schon beim Hersteller vor der Auslieferung hinsichtlich Druckfestigkeit, Vibrationsverhalten, Hitzebeständigkeit und der Funktionsfähigkeit der Elektronik getestet. Im Kennedy Space Center erfolgten weitere Tests. Die Triebwerke wurden erneut auf Lecks und vor allem auf eine reibungslose Arbeit der Ventile untersucht. Nicht nur der zurückliegende Flug Dragon-CRS 2 zur ISS machte erneut deutlich, dass Triebwerksventile häufig eine Schwachstelle sind. Noch im Juni ist der Einbau in die Orion-Kapsel geplant. In der Kapsel installiert, werden die Steuereinheiten einem generellen Funktionstest unterzogen.

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