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Autor: Daniel Maurat / 22. Mai 2011, 21:37 Uhr

Ein interplanetares Raumschiff für die NASA

In den letzten Monaten hat man bei der NASA eine Konzeptstudie für ein Raumschiff betrieben, mit dem man die bemannte Erforschung des Sonnensystems durchführen könnte: Nautilus-X.

Quelle: NASA
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Nautilus-X steht hierbei für Non Atmospheric Universal Transport Intended for Lenghly United States - Exploration, was so viel heißt wie Nicht-atmosphärischer Universaltransport bestimmt für langdauernde Erforschung durch die USA. Bei Nautilus-X handelt es sich um ein modular aufgebautes Raumschiff, dass nur im Weltraum operieren soll und z.B. auch als "Fähre" zwsichen Erde und z.B. einer Kolonie auf dem Mars dienen kann. Auch soll es Forschungmissionen im Sonnensystem durchführen können. Es soll eine Besatzung von sechs Astronauten aufnehmen können sowie alle benötigten Arten von Fracht (Nahrung, Wasser, Ersatzteile etc.) sowie über Operationsfahrzeuge wie Lander.

NASA Technology Applications Assessment Team

Bild vergrößernNautilus-X in der Basis-Konfiguration.
(Bild: NASA Technology Applications Assessment Team)
Nautilus-X hat folgende Hauptkomponenten, wobei die genauen Maßen noch nicht bekannt sind:

  • Das Hauptmodul soll das größte Modul von Nautilus-X sein. Das 14 m lange und im Durchmesser 6,5 m große Modul soll als universelles Modul dienen, das zu Forschung etc. genutzt werden kann. Es ähnelt somit den Raumstationen des Saljut-Types, bei dem auch alle Funktionen in einem Modul vereint waren. Es wird zudem über eine seperat gestartete Luftschleuse verfügen, über die Astronauten eine EVA durchführen und das Raumschiff warten können. Von dem Hauptmodul soll ein Zugangstunnel ausgehen, der die gesamte Länge des Raumschiffs bis zur Triebwerkseinheit überbrücken soll. An diesem Zugangstunnel sollen sich zudem mehrere Knotenmodule befinden, die Kopplungspunkte für bis zu vier weitere Bestandteile bieten. Zudem wird es an der Front einen Kopplungsadapter für Zubringerraumschiffe, wie der US-Raumkapsel Orion oder einem noch zu entwickeldem europäischem Raumschiff, besitzen.
  • Das Kommando- und Observationsmodul soll das Gehirn der Nautilus-X sein: es soll an das Zentralmodul angekoppelt werden und über das Cockpit des Raumschiffes sowie über eine Aussichtskuppel, ähnlich der der Internationalen Raumstation ISS, nämlich Cupola, verfügen.
  • Eine Besonderheit des Raumschiffes soll seine Zentrifuge sein, in der die Astronauten wohnen werden. Sie wird entweder im Durchmesser von 30 Fuß (ca. 9,10 m) oder 40 Fuß (ca. 12,20 m) haben und in der Lage sein, bis zu 0,6 g (60% der Erdschwerkraft) zu erzeugen. Die Zentrifuge soll dazu dienen, dass die Körper der Astronauten beim Flug nicht zu viel Muskel- und Knochenmasse abbauen. Um dem Drehmoment der Zentrifuge entgegenzuwirken, soll diese über eine gegenläufig rotierende Masse verfügen. Die Zenitrifuge soll aus einem stabilen Kern und Zugangstunnel zur Zentrifugenröhre bestehen sowie aus einem ähnlich wie die Module von Bigelow Aerospace aufgebauten Zentrifugenröhre, in der die Schwerkraft wirken soll. Dies spart viel Masse und Startvolumen ein.
  • NASA Technology Applications Assessment Team

    Bild vergrößernDie Nautilus-X-Konfiguration für längere Einsätze.
    (Bild: NASA Technology Applications Assessment Team)
  • Die Lagermodule sollen, wie der Name schon sagt, Fracht für die Mission lagern. Die Module sind ähnlich aufgebaut wie die aufblasbaren Stationsmodule von Bigelow Aerospace: Beim Start sind sie noch zusammengepackt und haben nur einen Bruchteil ihres späteren Volumens. Erst im Weltraum werden sie mittels Druckluft aufgepumpt und bieten damit einen großen Lagerraum. Dabei werden sie in maximal Vierer-Gruppen an dem zentralen Kopplungspunkten des Zugangstunnels plaziert Je nachdem, wie lange eine Mission dauert, können zwischen 3 und 14 dieser Lagermodule am Raumschiff angebracht werden.
  • Die Raumschiffdepots sind richtige Hangar für weitere kleinere Raumschiffe, wie einem Mond- oder Marslander oder einem Erkundungsraumschiff für erdnahe Asteoriden (NEOs). In ihnen können die Raumschiffe auch, so weit es geht, gewartet und getestet werden. Auch sie sind an den Kopplungspunkten des Zugangstunnels angebracht.
  • Das Antriebsmodul soll eines der wichtigsten Teile der Nautilus-X werden. Mit ihm sollen die Astronauten zu ihren Zielen gebracht werden. Es soll sich am Ende des Zugangstunnels befinden. Zur Zeit ist geplant, eine verbesserte Version des VASIMR-Triebwerks, das z.Z. von Ad Astra Technologies entwickelt wird und auf der ISS getestet werden soll, als Antriebseinheit zu nehmen. Das VASIMR-Triebwerk basiert darauf, dass Plasma mittels Magnetfelder ausgestoßen wird und somit einen höheren Wirkungsgrad bringen soll als bisherige chemische Triebwerke.
  • Die Energieversorgung soll, ähnlich wie bei der ISS, über Solarzellen laufen. Diese sollen am Hauptmodul angebracht werden. Diese Art der Energieversorgung ist aber nur im inneren Sonnensystem möglich. Für spätere Flüge zu den äußeren Planeten bräuchte man eine andere Energiequelle.
  • Schließlich soll das Raumschiff, ähnlich wie die ISS, auch über einen eigenen Roboterarm verfügen. Dieser soll dann, wie sein Pendant auf der ISS, die Astronauten bei Reparaturarbeiten unterstützen.
Seinen Ursprung hat das Konzept in der Asche des Constellation-Programms und der Entscheidung der US-Regierung, dass vermehrt das gesamte innere Sonnensystem einschließlich der Erforschung erdnaher Asteoriden (NEOs) in den Blickpunkt fallen sollte. Darauf begann man mit der Konzeption eines Raumschiffes, dass solche Missionen möglich machen kann. Auch dachte man darüber nach, eine "Raumstation" an den Lagrange-Punkten L1 und L3 des Erde-Mond-Systems zu plazieren, um dort z.B. ein "Bahnhof" für Mondmissionen zu sein. Nautilus-X ist ein Konzept, dass sowohl die Anforderungen eines "Weltraumbahnhofes" als auch die eines Raumschiffes erfüllt. Das Raumschiff soll in der Lage sein, sechs Astronauten (so viel kann eine Orion-Kapsel starten) zwischen einem und 24 Monaten zu versorgen und mit diesen zu ihrem Bestimmungsort und wieder zurück zur Erde zu kommen.

NASA Technology Applications Assessment Team

Bild vergrößernDie Zentrifugen-Testeinheit an der ISS.
(Bild: NASA Technology Applications Assessment Team)
Es gibt sogar schon erste Pläne zum Test einiger Komponenten. So soll in den nächsten Jahren ein im Maßstab verkleinertes Modell der Zentrifuge zur ISS gestartet werden, um diese zu testen. Dieses soll dann an PMA 2 angekoppelt werden.

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