01.01.2004 / Autor: Michael Schumacher Raumfahrt > ISS

Die Internationale Raumstation im Jahresrückblick 2003

Ursprünglich sollte das Jahr 2003 ganz im Zeichen des Aufbaues der Kernstruktur der Internationalen Raumstation stehen, doch das Auseinanderbrechen des Space Shuttle Columbia beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre am 1. Februar 2003 führte zu einem Flugverbot der verbleibenden Space Shuttles, so dass es zunächst darum ging, die Internationale Raumstation bemannt weiter zu betreiben.

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Das Jahr 2003 sollte das letzte komplette Jahr sein, das im Zeichen des Aufbaus der Kernstruktur der International Space Station (ISS) steht. Im Verlauf von fünf Space-Shuttle-Missionen sollten mehr als 36 Tonnen an Versorgungsgütern, Ausrüstungsgegenständen und Experimenten sowie sechs neue Elementen der Integrated Truss Structure (ITS), dem aus insgesamt elf Elementen bestehenden gewaltigen strukturellen Rückgrat der ISS, in die Erdumlaufbahn transportiert werden, das die Basis für die Installation der Hardware von Untersystemen, die Verteilung von Nutzlasten, die Energiegewinnung, die Wärmeableitung und die Anordnung von Außennutzlasten bildet. Die Länge der ITS sollte von 41 Metern am Ende des Jahres 2002 auf 95 Meter ausgeweitet werden. Die sechs Elemente sollten zwei riesige Paare an Solarzellenflügeln sowie mächtige rotierende Gelenke einschließen, die es den beiden Enden der ITS erlauben, sich ununterbrochen zu bewegen wenn die Solarzellenflügel die Sonne verfolgen. Die Kapazität der stromerzeugenden Systeme sollte sich während der kommenden zwölf Monate nahezu verdreifachen, was es in den kommenden Jahren ermöglichen sollte, die wissenschaftlichen Experimente an Bord der ISS auszudehnen, wobei alle vorherigen Forschungsfähigkeiten in der Erdumlaufbahn bei weitem übertroffen werden sollten. Im Januar 2004 sollte dann das letzte Element der ITS gestartet werden, mit dem deren endgültige Länge von 108 Metern erreicht und die Gesamtmasse der ISS auf annähernd 227 Tonnen erhöht werden sollte. Zudem sollten drei neue Forschungsanlagen für das amerikanische Laboratory Module Destiny in den Weltraum transportiert werden, was deren Anzahl auf insgesamt zehn erhöhen sollte.



Start der siebten Stammbesatzung zur Internationalen Raumstation am 26. April 2003 an Bord von Sojus TMA-2 vom Baikonur Kosmodrom in Kasachstan.
(Foto: NASA)
Die Mitglieder der Stammbesatzungen sollten ungefähr 30 Experimente in den Wissenschaftsbereichen Biologie, Physik, Chemie, Ökologie und Medizin an Bord der ISS durchführen und außerdem die langfristigen Auswirkungen von Raumflügen auf den Menschen untersuchen. Im Verlauf dieses Jahres sollten insgesamt drei Stammbesatzungen einschließlich der sechsten Stammbesatzung – Kommandant Kenneth Bowersox, Bordingenieur Nikolai Budarin und National Aeronautics and Space Administration (NASA) ISS Science Officer (SO) Donald Pettit – die die Datumsgrenze 15 Mal am letzten Tag des Jahres 2002 überquerten und das neue Jahr offiziell um 00.00 Uhr Greenwich Mean Time (GMT) begrüßten, an Bord der ISS arbeiten. Weitere 31 Personen aus mindestens fünf Ländern sollten ihr an Bord eines Space Shuttle oder eines Sojus-Raumschiffes einen Besuch abstatten. Es war vorgesehen, dass die Astronauten die Weltrekordzahl von 24 Extravehicular Activities (EVAs) für den Aufbau der ISS durchführen sollten, davon 18 von einem angekoppelten Space Shuttle aus und die restlichen sechs ohne ein angekoppeltes Space Shuttle. Damit sollte das Jahr 2003 das dritte Jahr in Folge werden, in dem ein neuer Rekord für die Anzahl von Weltraumausstiegen in einem Jahr aufgestellt wird. Die Montage der neuen Elemente der ITS und das Entfalten der Solarzellenflügel sollte zudem in diesem Ausmaß noch nie da gewesene Arbeiten mit den Roboterarmen der ISS und des Space Shuttle erforderlich machen. Diese Arbeiten sollten stark an die Fähigkeiten des Schienenweges der ISS gebunden sein, der es ihrem Roboterarm ermöglicht sich zur Montage der neuen Komponenten entlang der ITS zu bewegen.

Am 07. Januar 2003 gab die NASA bekannt, dass Budarin durch Pettit bei der EVA mit Bowersox am 15. Januar 2003 ersetzt werden wird. Budarin kam aufgrund einer nicht bekannt gegebenen medizinischen Angelegenheit für den Weltraumausstieg nicht mehr in Frage. Die 50. EVA zur Montage der ISS sollte ursprünglich am 12. Dezember des vergangenen Jahres stattfinden, wurde jedoch zwei Tage vorher aus dem aufgeführten Grund abgesagt. Die Verschiebung der EVA hatte allerdings keinen großen Einfluss auf die Fortführung der Mission, da sie keine allzu zeitkritischen Aufgaben beinhaltete. Am 15. Januar 2003 begannen Bowersox und Pettit ihren ersten, sechs Stunden und 51 Minuten dauernden Ausstieg in den freien Weltraum. Zunächst stießen sie auf Schwierigkeiten, die Luke des Joint Airlock Module (JAM) Quest aufgrund eines Bandes an der Innenseite der Wärmeschutzbeschichtung der Luke zu öffnen. Beim Schalten der Raumanzüge auf Eigenenergie berichtete Bowersox von einem Ausfall seiner digitalen Systemdaten, was es erforderlich machte, die Energieversorgung seines Raumanzuges zu erneuern, wodurch die kurzzeitige Störung beseitigt wurde. Sie begaben sich zur erst kürzlich während der Mission Space Transportation System (STS) 113 montierten ITS Port 1 (P1) wo sie die verbleibenden zehn Halterungen des Radiators lösten, die für den Start des Elementes in der Nutzlastbucht des Space Shuttle angebracht worden waren. Danach erteilte die Flugkontrolle die Kommandos zum Entfalten des zentralen Radiators der ITS-P1, so dass sich dieser auf seine Gesamtlänge von fast 23 Metern entfalten konnte. Anschließend begaben sich Bowersox und Pettit zum Node 1 Unity, dessen zur Erde zeigender Common Berthing Mechanism (CBM) sie auf das Anbringen des Multi Purpose Logistics Module (MPLM), das im Rahmen der Mission STS-114 zur ISS gebracht werden sollte, vorbereiteten. Als sie sich zurück in die Luftschleuse begaben, benutzten sie eine Schere um das störende Band weg zu schneiden, wonach die Luke normal schloss und somit in Zukunft keine weiteren Probleme erwartet werden. Vor dem Weltraumausstieg erteilten die Ingenieure im Mission Control Center (MCC) in Houston dem Mobile Transporter (MT) Kommandos, sich von seiner Position am Ende der ITS-P1 zu seinem gewöhnlichen Abstellplatz auf der ITS Starbord 0 (S0) zu bewegen. Der MT dient der Bewegung des Space Station Remote Manipulator System (SSRMS) entlang der gesamten ITS. Er war auf der ITS-P1 geparkt worden, nachdem er am 30. November des vergangenen Jahres während der Mission STS-113 auf eine verstaute Ultrahigh Frequency (UHF) Antenne auflief. Während der dritten und letzten EVA der Mission STS-113 entfalteten Michael Lopez-Alegria und John Herrington die Antenne um den MT zu befreien, allerdings wurde beim Auflaufen auf die UHF Antenne die automatische Kontrollsequenz unterbrochen, so dass die Flugkontrolle eine Reihe von Kommandos manuell eingeben musste, damit der MT seine Bewegung fortsetzen konnte.

Die wissenschaftliche Forschung konzentrierte sich hauptsächlich auf das Experiment Foot/Ground Reaction Forces During Spaceflight (FOOT), das zeigt, wie sich die Gelenke in den Armen, Hüften, Knien, Beinen und Füßen bei fehlender Schwerkraft bewegen und welche Veränderungen in ihren Knochen und Muskeln während eines Raumfluges stattfinden. Zur Datengewinnung trug Bowersox eine spezielle Strumpfhose mit 20 Sensoren an seinen Beinen und zusätzliche Sensoren an seinen Armen, die elektrische Impulsmessungen vornahmen. Am 27. Januar 2003 unterhielt sich die sechste Stammbesatzung kurzzeitig mit einem Teil der Besatzungsmitglieder des Space Shuttle Columbia – Kommandant Rick Husband, Pilot William, die Missionsspezialisten David Brown, Kalpana Chawla, Michael Anderson und Laurel Clark sowie Nutzlastspezialist Ilan Ramon – die sich seit dem 16. Januar 2003 im Rahmen der Mission STS-107 in der Erdumlaufbahn befanden. Am 28. Januar 2003 jährte sich zum 17. Mal die Explosion des Space Shuttle Challenger nach dem Start zur Mission 51-L bei der die Besatzung – Kommandant Francis Scobee, Pilot Michael Smith, die Missionsspezialisten Ellison Onizuka, Judith Resnik und Ronald McNair sowie die Nutzlastspezialisten Christa McAuliffe und Gregory Jarvis – 1986 ums Leben kam. Am Tag zuvor jährte sich bereits zum 36. Mal der Brand in Apollo 1 bei dem während einer Bodensimulation die Besatzung – Kommandant Virgil Grissom, Seniorpilot Edward White und Pilot Roger Chaffee – 1967 ums Leben kam. Doch tragischerweise blieb es in diesem Jahr nicht nur bei dem Gedenken an vergangene Raumfahrtkatastrophen.



Offizielles Besatzungsfoto der sechsten Stammbesatzung. Pettit, Bowersox und Budarin (von links) kehrten am 04. Mai 2003 nach 161 Tagen im Weltraum an Bord von Sojus TMA-1 zur Erde zurück.
(Foto: NASA)
Am 1. Februar 2003 brach die Columbia beim Wiedereintritt aufgrund eines beschädigten Hitzeschildes auseinander, nachdem sich am 16. Januar 2003 ein Stück Isolierschaum, das sich zuvor beim Start von der linken Bipod Ramp des External Tank (ET) gelöst hatte, auf die linke Tragflächenforderkante aufschlug und einen Bruch in den dort befindlichen Reinforced Carbon Carbon (RCC) Panels hinterließ. Durch diesen brannten sich beim Wiedereintritt heiße Atmosphärengase durch, wodurch es zusammen mit der Belastung des Tragflächenholmes zum strukturellen Versagen der linken Tragfläche kam, gefolgt vom Auseinanderbrechen der Columbia. Die siebenköpfige Besatzung kam ums Leben. Die Auswirkungen dieser Katastrophe waren über das ganze Jahr hinweg zu spüren, da für die verbleibenden Space Shuttles Discovery, Atlantis und Endeavour ein Flugverbot erteilt wurde. Am 02. Februar 2003 erfolgte der Start von Progress M-47 vom Baikonur Kosmodrom in Kasachstan. An Bord befanden sich Ausrüstungsgegenstände, Versorgungsgüter und Treibstoffe. Am Vortag koppelte Progress M1-9 vom hinteren Kopplungsstutzen des Service Module Swjesda ab und verglühte anschließend in den dichteren Schichten der Erdatmosphäre. Zwei Tage später koppelte Progress M-47 automatisch an eben jenen Kopplungsstutzen an.

Kurz nach der Columbia-Katastrophe wurde darüber debattiert, die Möglichkeit in Betracht zu ziehen, eine zweiköpfige Interimsbesatzung an Bord eines Sojus-Raumschiffes zu starten, um dadurch die sechste Stammbesatzung abzulösen und die ISS bis zur Wiederaufnahme der Space-Shuttle-Missionen bemannt weiter zu betreiben. Ursprünglich sollte sie am 13. März 2003 nach einem 110-tägigen Aufenthalt in der Erdumlaufbahn durch die siebte Stammbesatzung – Kommandant Juri Malentschenko, Bordingenieur Alexander Kaleri und NASA ISS SO Edward Lu – abgelöst werden und im Rahmen der Mission STS-114 an Bord der Atlantis zur Erde zurückkehren. Die Atlantis sollte am 01. März 2003 vom Kennedy Space Center (KSC) in Cape Canaveral zur ISS starten. Die Besatzung – Kommandantin Eileen Collins, Pilot James Kelly, die Missionsspezialisten Soichi Noguchi und Stephen Robinson – sollte das MPLM und den Integrated Cargo Carrier (ICC) zur ISS transportieren. Die Planungen für den weiteren bemannten Betrieb sahen vor, die siebte Stammbesatzung an Bord von Sojus TMA-2 zu starten und die sechste Stammbesatzung an Bord von Sojus TMA-1 zur Erde zurückzuführen. Die ersten Kandidaten – die amerikanischen Astronauten Michael Foale und Edward Lu sowie die russischen Kosmonauten Juri Malentschenko und Alexander Kaleri nahmen anschließend ihr Training im Sternenstädtchen auf.

Am 24. Februar 2003 wurde eine wichtige Simulation für die Vorbereitung eines Weltraumausstieges durchgeführt. Bowersox und Pettit legten einen amerikanischen Raumanzug ohne die Hilfe eines dritten Besatzungsmitgliedes an und wieder ab. Budarin zeichnete die Aktivitäten auf Videoband auf und stand mit Ratschlägen zur Seite, während sich Bowersox und Pettit gegenseitig in ihre Extravehicular Mobility Units (EMUs) halfen, die Simplified Aid For Extravehicular Activity Rescues (SAFERs) anlegten, die für das Voratmen von Sauerstoff notwendige Ausrüstung in Gang setzten, um den Stickstoff aus ihrem Blutkreislauf zu waschen und abschließend ihre EMUs wieder ablegten. Die Partnernationen kamen zu der Übereinstimmung, dass die Herstellung von Progress Raumschiffen beschleunigt werden müsse um die dringend benötigten Versorgungsgüter und Ausrüstungsgegenstände zur ISS transportieren zu können. Ohne zusätzliche Progress Raumschiffe könnte die ISS nicht länger als bis zum Ende des Jahres betrieben werden. Die Finanzierung dieser zusätzlichen Raumschiffe durch die Russian Space Agency (RSA) beziehungsweise das Aufbringen der verlorenen Finanzmittel der European Space Agency (ESA) wurden jedoch nicht dargelegt. Zwei Raumfahrer der ESA sollten in diesem Jahr ursprünglich an Bord von Sojus Raumschiffen zur ISS starten. Für eine solche Mission stellt die RSA eine Summe zwischen 20 und 30 Millionen Dollar in Rechnung. Da eine dieser Missionen in das kommende Jahr verschoben werden musste, fehlte es an eben diesem Betrag. Gemäß dem iranischen Nichtverbreitungsprogramm aus dem Jahr 2000 ist die NASA daran gehindert, russische Starts oder Beihilfen für die Herstellung zusätzlicher Progress Raumschiffe direkt zu finanzieren.

Stellvertretend für alle in diesem Jahr im Rahmen des Experimentes Amateur Radio On The Internationale Space Station (ARISS) zustande gekommenen Funkkontakte sie an dieser Stelle der elfminütige Funkkontakt von Pettit am 27. Februar 2003 mit 16 Schülern und Schülerinnen aus den Klassenstufen 10 bis 13 des Hochwald Gymnasiums in Wadern im Saarland erwähnt. Am 24. März 2003 wurde die Mikrogravity Science Glovebox (MSG) in Destiny, die eine abgeschlossene Experimentierumgebung für empfindliche Mikrogravitationsexperimente zur Verfügung stellt, darunter solche mit Flüssigkeiten, Dämpfen oder Flammen, nach einer Ausdauerüberprüfung wieder für den normalen Betrieb freigegeben. Das erste Experiment Investigation The Structure Of Paramagnetic Aggregates From Colloidal Emulsions (INSPACE) untersucht die Reaktion von Partikeln sowie Partikelhaufen auf ein äußeres Magnetfeld und ist ein Schritt zur Herstellung künftiger verbesserter Flüssigkeiten, die in Brems- und Vibrationsdämpfungssystemen und ganz neuen Anwendungen, wie zum Beispiel Dämpfungseinrichtungen gegen seismologische Schwingungen genutzt werden.



Pettit während des nach anfänglichen Schwierigkeiten erfolgreich abgeschlossenen Ausstieges in den freien Weltraum am 15. Januar 2003.
(Foto: NASA)
Am 1. April 2003 wurde die siebte Stammbesatzung – Kommandant Juri Malentschenko sowie Bordingenieur und NASA ISS SO Edward Lu – offiziell nominiert. Am 08. April 2003 führten Bowersox und Pettit ihren zweiten sechs Stunden und 26 Minuten dauernden Weltraumausstieg durch. Nachdem Sie sich in den freien Weltraum begeben hatten richteten sie ihre Werkzeuge und Sicherungsleinen her. Bowersox rekonfigurierte elektrische Anschlüsse an den Schnittstellen zwischen der ITS-S0 und den sie flankierenden ITSs – die ITS-S1 rechts und die ITS-P1 links – um das Vorhandensein einer zusätzliche Sicherung zu gewährleisten, damit ein versehentliches Lösen der beiden ITSs verhindert wird. Er inspizierte außerdem ein defektes Kabel eines Heizelementes der Stickstofftanks der ITS-P1, konnte jedoch augenscheinlich nichts Ungewöhnliches feststellen. Unterdessen tauschte Pettit einen Relaiskasten des MT aus. Anschließend begaben sich Bowersox und Pettit zur ITS Zenith 1 (Z1), wo sie Stromleitungen zu zwei der vier Control Moment Gyroscopes (CMGs) neu verlegten. Ein CMG versagte bereits im vergangenen Jahr und die Rekonfiguration der Stromleitungen zu den CMGs Nummer 2 und Nummer 3 sollte verhindern, dass bei einem Stromausfall beide CMGs unbrauchbar werden. Danach montierten Bowersox und Pettit zwei Spool Positioning Devices (SPDs) an den Quick Disconnects (QDs) der Flüssigkeitsleitungen für den Wärmeaustauscher von Destiny. Sie gewährleisten die Aufrechterhaltung der inneren Dichtheit und verhindern innere Undichtigkeiten bei den beweglichen Teilen wenn Ammoniak durch das Kühlsystem der ISS fließt. Zum Abschluss entfalteten sie einen hartnäckigen Lichtmast am Crew And Equipment Translation (CETA) Cart auf der ITS-S1, der sich während der vorangegangenen EVA am 15. Januar 2003 nicht entfalten ließ. Zunächst sträubte sich der Lichtmast erneut, aber nachdem Pettit ihn zehnmal mit dem Hammer bearbeitete, löste er sich aus der Position, in der er verstaut war.

Am 26. April 2003 startete die siebte Stammbesatzung an Bord von Sojus TMA-2 vom Baikonur-Kosmodrom in Kasachstan zur ISS. Beim Start trug Lu zu Ehren seiner sieben an Bord der Columbia ums Leben gekommenen Kameraden am rechten Ärmel seines Raumanzuges das Missionsemblem der Mission STS-107. Die Ankopplung von Sojus TMA-2 an den zur Erde zeigenden Kopplungsstutzen des Control Module Sarja erfolgte zwei Tage später. Die Zeremonie, in deren Verlauf das Kommando zwischen den beiden Stammbesatzungen offiziell übergeben wurde, fand am 03. Mai 2003 statt und nach letzten Abschiedsgrüßen wurden schließlich die Luken zwischen dem Docking Compartment (DC) 1 Pirs und Sojus TMA-1 geschlossen. Nach der Abkopplung erfolgte die Landung von Sojus TMA-1 am nächsten Tag etwa 440 Kilometer südwestlich der vorgesehenen Landestelle in der Nähe von Arkalyk, womit für Bowersox, Budarin und Pettit eine 161tägige Mission endete, die am 24. November des vergangenen Jahres begann. Die russischen Ingenieure, die das technische Problem untersuchten, das der Grund für eine steile, ballistische Rückkehr von Sojus TMA-1 zur Erde war, begrenzten seine Ursache auf eine einzelne Avionikeinheit. Ein Computer innerhalb des Wiedereintrittsmoduls von Sojus TMA-1 erteilte ihr das Kommando, in der Anfangsphase der Rückkehr zur Erde den Modus für den ballistischen Wiedereintritt einzugeben. Demnach zündete Sojus TMA-1 automatisch und planmäßig seine Bremstriebwerke, aber wenige Augenblicke nachdem sich das Wiedereintrittsmodul vom Wohnmodul und Antriebsmodul getrennt hatte, aktivierte das Flugkontrollsystem den Modus für den ballistischen Wiedereintritt. Die kleinen Lagekontrolltriebwerke des Wiedereintrittmoduls funktionierten einwandfrei, jedoch sorgten sie entsprechend den Computerkommandos für die richtige Lage im Modus für den ballistischen anstelle des aerodynamischen Wiedereintritts. Die russischen Ingenieure waren von der Genauigkeit aller Daten, die während des Fluges in das Landekontrollsystem eingegeben wurden überzeugt, diese jedoch von jenem irgendwie falsch auslegt wurden. Sie vermuteten, dass sich unter sehr seltenen Umständen eine vielschichtige Verbindung von Signalen in dem Landekontrollsystem zu einer geringfügigen Verzögerung von Sekundenbruchteilen bei der Zündung der Bremstriebwerke anhäufte und im Wechsel zum Modus für den ballistischen Wiedereintritt resultierte.



Offizielles Besatzungsfoto der siebten Stammbesatzung. Malentschenko (links) und Lu kehrten am 27. Oktober 2003 nach 185 Tagen im Weltraum an Bord von Sojus TMA-2 zur Erde zurück.
(Foto: NASA)
Am 30. Mai 2003 wurden die Triebwerke von Progress M-47 gezündet, um die ISS aus der Erdumlaufbahn des 35 Kilogramm schweren italienischen Kommunikationssatelliten MegSat 0 zu manövrieren, der am 28. April 1999 gestartet wurde. Durch das siebenminütige Posigrade Manöver wurde die Geschwindigkeit um einen Meter pro Sekunde verändert, nachdem eine dreitägige Bahnverfolgung die Notwendigkeit einer Zündung bestätigte, wodurch MegSat 0 jenseits der Sicherheitszone der ISS – 50 Kilometer mal 50 Kilometer mal 4 Kilometer – vorbei flog. Am 08. Juni 2003 startete vom Baikonur Kosmodrom in Kasachstan Progress M1-10 mit Ausrüstungsgegenständen, Versorgungsgütern und Treibstoffen zur ISS. Die Ankopplung an Pirs erfolgte zwei Tage später. Am 25. Juli 2003 wurde die achte Stammbesatzung – Kommandant und NASA ISS SO Michael Foale sowie Bordingenieur Alexander Kaleri – offiziell nominiert. Zusammen mit der achten Stammbesatzung würde die fünfte Besuchsbesatzung – Bordingenieur Pedro Duque – zur ISS starten, deren Rückkehr zur Erde mit der siebten Stammbesatzung erfolgen würde. Am 29. Juli 2003 konnte der 1.000. Tag gefeiert werden, den sich die ISS im bemannten Betrieb befand. Am 10. August 2003 fand die erste Hochzeit in der Erdumlaufbahn statt, als Malentschenko seine Braut Jekaterina Dimitriewa vor Familienangehörigen und Freunden heiratete, die sich im Johnson Space Center (JSC) in Houston versammelt hatten. Malentschenko nahm per Videokonferenzschaltung an der Trauung teil. Zuvor hatte Malentschenko vereinbart, dass sein Frack und sein Ehering mit Progress M1-10 zur ISS gebracht wurden. Lu diente während der Trauung als Trauzeuge und spielte sogar den Hochzeitsmarsch auf einem Keyboard.

Unterdessen zeichneten sich die ersten konkreten Pläne zur Wiederaufnahme der Space Shuttle Missionen ab, die nicht nur hinsichtlich der Versorgung mit allem Lebensnotwendigen sondern auch mit Ersatzteilen von großer Bedeutung wären, da einige Ersatzteile zu groß sind um in Progress Raumschiffen verstaut werden zu können. Und selbst kleinere Ersatzteile können wertvollen Platz einnehmen, der zum Beispiel für Nahrungsmittel und Wasser benötigt würde. Gemäß ihren Plänen sah die NASA einen Start der Atlantis zur Mission STS-114 für den 11. März 2004 vor. Am 24. Juli 2004 sollte erneut die Atlantis mit ihrer Besatzung – Kommandant Brent Jett, Pilot Christopher Ferguson, die Missionsspezialisten Joseph Tanner, Daniel Burbank, Steven MacLean und Heidemarie Stefanyshyn-Piper – zur Mission STS-115 starten. Die Discovery sollte am 13. September 2004 im Rahmen der Mission STS-116 mit ihrer Besatzung – Kommandant Terrence Wilcutt, Pilot William Oefelein, die Missionsspezialisten Robert Curbeam und Christer Fuglesang – zur ISS starten. Zur Mission STS-117 sollte am 15. Dezember 2004 die Atlantis mit ihrer Besatzung – Kommandant Frederick Sturckow, Pilot Mark Polansky, die Missionsspezialisten James Reilly, Richard Mastracchio, Joan Higginbotham und Patrick Forrester – starten. Zudem zeichnete sich ab, dass die ursprünglichen Missionsziele der Mission STS-114, darunter der Transport einer neuen dreiköpfigen Stammbesatzung und den dazugehörigen Ausrüstungsgegenständen und Versorgungsgütern zur ISS nicht im Rahmen einer Space Shuttle Mission zu bewerkstelligen waren. Daher wurde in Betracht gezogen eine zusätzliche Space Shuttle Mission in das Startmanifest einzufügen und die Besatzung der Mission STS-114 durch weitere Missionsspezialisten zu ergänzen.

Am 26. August 2003 legte das Columbia Accident Investigation Board (CAIB) seinen Abschlußbericht vor, in dem fünf vorbereitende Empfehlungen enthalten waren, von denen eine fordert, dass die NASA in der Erdumlaufbahn die Hitzeschutzkacheln eingehend überprüft. Eine andere Empfehlung verlangt die Entwicklung der Machbarkeit, Hitzeschutzkacheln während einer Space Shuttle Mission reparieren zu können. Am 27. August 2003 erfolgte die Abkopplung von Progress M-47 vom hinteren Kopplungsstutzen von Swjesda. Progress M-47 verglühte am nächsten Tag in den dichteren Schichten der Erdatmosphäre. Am 29. August 2003 startete Progress M-48 mit Ausrüstungsgegenständen, Versorgungsgütern und Treibstoffen vom Baikonur Kosmodrom in Kasachstan zur ISS. Zwei Tage später koppelte Progress M-48 an den hinteren Kopplungsstutzen von Swjesda an. Progress M1-10 koppelte am 4. September 2003 von Pirs ab. In der Zeit bis zum Wiedereintritt in die Erdatmosphäre wurden die Kameras von Progress M1-10 dazu verwendet, Aufnahmen von Orten anzufertigen, die für russische Forscher von ökologischem Interesse waren. Nach dem Abschluss dieser Aufgabe verglühte Progress M1-10 am 3. Oktober 2003 in den dichteren Schichten der Erdatmosphäre.

An den EMUs fand die alljährliche Wartung statt. Diese mittelfristige Überprüfung beinhaltete das Entleeren und das Wiederauffüllen des Wassertanks und der Wasserkreisläufe, die Überprüfungen des Durchlaufes der Entlastungsventile, der Sensoren und auf Undichtigkeiten, das Sammeln von Daten sowie das Einschalten der Ventilatoren über eine Dauer von zwei Stunden zur Schmierung. Zu Beginn der Mission der siebten Stammbesatzung funktionierte das Kühlsystem des EMU von Lu während einer Überprüfung in Quest nicht einwandfrei. Eine Behebung der Fehlfunktion war nicht erfolgreich, so dass Lu auf eine dritte zur Verfügung stehende EMU zurückgreifen musste. Diese ist jedoch größer als die ursprüngliche EMU von Lu, so dass ihre Größe erst auf ihn angepasst werden musste, was aufgrund ihrer Modulbauweise problemlos möglich war. Doch auch in diesem Raumanzug funktionierte das Kühlsystem beim Anprobieren zunächst nicht einwandfrei, während einer späteren Überprüfung trat die Fehlfunktion jedoch nicht mehr auf. Zwar war für die siebte Stammbesatzung kein Weltraumausstieg vorgesehen, doch im Fall einer von Quest ausgehenden EVA musste Lu ein funktionsfähiger Raumanzug zur Verfügung stehen. Zur Behebung der Probleme mit den Kühlsystemen der beiden Raumanzüge führten Malentschenko und Lu ein Verfahren durch, in dessen Verlauf sie die Ventile und die Filter für die Wasserzirkulation im Kühlsystem überprüften.

Das Hauptaugenmerk der wissenschaftlichen Forschung galt dem Experiment Pore Formation and Mobility Investigation (PFMI) in der MSG. Es untersucht, wie sich Bläschen in einem geschmolzenen durchsichtigen Material bilden und wie sie aufeinander wirken. Dadurch erhoffen sich die Forscher mehr Verständnis über geschmolzene Materialien und die möglicherweise die Stärke oder die Verwendbarkeit von Metallen oder Kristallen verhindernden Bläschen zu gewinnen, die sich in ihnen bilden können. Am 12. September 2003 arbeite die Bodenkontrolle in Houston an der Sprechfunkverbindung zwischen der ISS und den MCCs in Houston und Moskau sowie dem Marshall Space Flight Center (MSFC) in Huntsville. Die siebte Stammbesatzung beklagte, dass sie kaum in der Lage war, die Funksprüche der Capsule Communicators (CAPCOMs) der aufgeführten Bodenkontrollen zu verstehen. Das Problem wurde auf ein Ausrüstungsstück im MCC in Houston begrenzt, das die Funksprüche aller Bodenkontrollen zur ISS überträgt. Bis zur Behebung des Problems wurde die Sprechfunkverbindung zur ISS wieder auf ein normales Niveau gebracht, indem dieses Ausrüstungsstück zwischenzeitlich übergangen wurde.



Das unbemannte Versorgungsraumschiff Progress M1-10 aufgenommen nach der Abkopplung von der Internationalen Raumstation am 04. September 2003. Progress M1-10 verglühte nach einem einmonatigen autonomen Flug am 03. Oktober 2003 in der Erdatmosphäre.
(Foto: NASA)
Nachdem sie zugeben musste, dass ein Start der Atlantis zur Mission STS-114 am 11. März 2004 nicht glaubhaft wäre, veröffentlichte die NASA am 3. Oktober 2003 ein realistisches Datum. Die Atlantis würde demnach am 12. September 2004 zur ISS starten. Die NASA gab auch bekannt, dass die ursprüngliche Mission STS-114 auf zwei Missionen aufgeteilt wird. Der Start der Discovery zur zusätzlichen Mission STS-121 würde am 15. November 2004 erfolgen. Am 18. Oktober 2003 erfolgte der Start von Sojus TMA-3 vom Baikonur Kosmodrom in Kasachstan. An Bord befanden sich die achte Stammbesatzung und die fünfte Besuchsbesatzung. Die Ankopplung an Pirs erfolgte zwei Tage später. In den Tagen bis zur Abkopplung von Sojus TMA-2 führte Duque das spanische Wissenschaftsprogramm Cervantes durch, das eine Reihe von physikwissenschaftlichen, geisteswissenschaftlich physiologischen, biologischen und pädagogischen Experimenten umfasste. Am 27. Oktober 2003 wurden nach letzten Abschiedgrüßen die Luken zwischen Sarja und Sojus TMA-2 geschlossen. Nach der Abkopplung vom zur Erde zeigenden Kopplungsstutzen von Sarja erfolgte am nächsten Tag die Landung von Sojus TMA-2 etwa 40 Kilometer südlich von Arkalyk, womit für Malentschenko und Lu eine 185tägige Mission sowie für Duque eine zehntägige Mission endete.

Die wissenschaftliche Forschung an Bord der ISS konzentrierte sich auf das Experiment Renal Stone Risk During Space Flight. Dazu nahmen Foale und Kaleri entweder Kaliumzitrat oder ein Placebo ein und zeichneten ihre Nahrungsmittel-, Wasser- und Medikamenteneinnahme auf. Vorangegangene Experimente in der Erdumlaufbahn hatten ein gesteigertes Risiko bezüglich der Bildung von Nierensteinen während und unmittelbar nach Raumflügen gezeigt. Das Experiment testete außerdem ein auf der Erde entwickeltes Heilmittel im Weltraum. Am 07. November 2003 wurden drei zusätzliche Missionsspezialisten – Andrew Thomas, Wendy Lawrence und Charles Camarda – für die Mission STS-114 nominiert. Die achte Stammbesatzung widmete sich zudem dem Experiment Earth Knowledge Acquired by Middle-School Students (EarthKAM). Sie richtete eine Digitalkamera in Destiny so ein, dass Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen 6 und 8 in der Lage waren, im Rahmen dieses Experimentes die Geographie unserer Erde und die Mechanik der Umlaufbahnen zu erlernen sowie zu erkennen, wann sich die ISS über einem bestimmten Punkt unserer Erde befand, damit sie anschließend ihre Anfragen an den Computer einreichen konnten, der die Digitalkamera steuerte. Später konnten die Schülerinnen und Schüler die von ihnen angefertigten Aufnahmen unserer Erde untersuchen. Dieses Mal erreichten 750 Anfragen aus 41 Bildungseinrichtungen den Computer.



Offizielles Besatzungsfoto der achten Stammbesatzung. Kaleri (links) und Foale starteten am 18. Oktober 2003 zu einem 195 Tage dauernden Aufenthalt in den Weltraum.
(Foto: NASA)
Am 20. November 2003 konnte der fünfte Jahrestag des Aufbaubeginnes der ISS gefeiert werden. Damals wurde Sarja vom Baikonur Kosmodrom in Kasachstan gestartet. Die achte Stammbesatzung half bei der Abschätzung des möglichen Weltraumausstieges am 26. Februar 2004. Dazu bewerteten sie die Durchführbarkeit, in druckbeaufschlagten Raumanzügen in Sojus TMA-3 zu gelangen, das an Pirs angekoppelt ist. Eine solche Verfahrensweise könnte notwendig werden, falls sie nach dieser EVA nicht in der Lage sein sollten, Pirs wieder mit Druck zu beaufschlagen und sich deshalb an Bord von Sojus TMA-3 begeben müssten. Bei diesem möglichen Weltraumausstieg würden Proben der an der Außenhülle der ISS angebrachten materialwissenschaftlichen Experimente ausgetauscht werden. Zudem würde der hintere Kopplungsstutzen von Swjesda für das Automated Transfer Vehicle (ATV) der ESA vorbereitet werden. Am 21. November 2003 wurde die neunte Stammbesatzung – Kommandant und NASA ISS SO William McArthur sowie Bordingenieur Waleri Tokarew – offiziell nominiert. Zusammen mit der neunten Stammbesatzung wird die sechste Besuchsbesatzung – Bordingenieur Andre Kuipers – zur ISS starten.

Am 02. Dezember 2003 nominierte die NASA zunächst vier Besatzungsmitglieder – Kommandant Steven Lindsey, Pilot Mark Kelly, die Missionsspezialisten Carlos Noriega und Michael Fossum – für die Mission STS-121. Zudem war die neunte Stammbesatzung am 05. Dezember 2003 in einen Amateurfunkkontakt mit Amateurfunkern des Beruflichen Schulzentrums für Elektrotechnik in Dresden eingebunden. Die Fragen der Schüler wurden im Voraus an die achte Stammbesatzung übertragen. Das Berufliche Schulzentrum für Elektrotechnik hat mehr als 2.500 Schüler und Schülerinnen sowie 100 Lehrkräfte und ist eine Bildungseinrichtung für verschiedene pädagogische und Berufsfachgebiete. Zudem besitzt es seit dem Jahre 1998 einen Amateurfunkverein, dessen Hauptzweck es ist, Schüler im Rahmen von Lizenzlehrgängen auf eine Amateurfunkprüfung vorzubereiten. Viele Schüler erhielten ihre Amateurfunklizenz in Vorbereitung auf diesen Kontakt mit der achten Stammbesatzung der ISS. Am 08. Dezember 2003 überbot Foale die Raumflugerfahrung von Carl Walz, die sich auf 230 Tage beläuft und schrieb damit amerikanische Raumfahrtgeschichte. Eine Einheit zur Sauerstofferzeugung in Swesda ereilte einen Defekt an der primären Pumpe, gefolgt von der sekundären Pumpe 26 Minuten später. Die Einheit wurde wieder erfolgreich gestartet und funktionierte anschließend normal. Ein Herunterfahren der Einheit hat keinen unmittelbaren Einfluss, da sich in den Versorgungstanks von Progress M-48 noch Sauerstoffreserven für zwölf Tagen befanden. Diese Sauerstoffreserven mussten in den folgenden Wochen aufgebraucht werden, um die Abkopplung von Progress M-48 vorzubereiten. Durch die Verwendung dieser Sauerstoffreserven war ein kontinuierlicher Betrieb von Elektron nicht notwendig. In der Folgezeit überwachte die russische Flugkontrolle das Arbeiten der Einheit Elektron, einem System, das Brauchwasser an Bord der ISS wieder verwertet, indem es jenes in Sauerstoff für die Bordatmosphäre umwandelt. Elektron war nur mit Unterbrechungen im Betrieb und schaltete sich ab, sobald Luft in die Pumpen gelangte, die bei der Trennung von Flüssigkeit und Gas helfen. Es wurde vermutet, dass es sich bei dem aufgetretenen Problem um eines handelte, das manchmal auftritt, wenn Membranen in dieser Einheit alt werden. Ein Ersatz befand sich an Bord, aber die Flugkontrolle sah vor, den Betrieb der Einheit so lange wie möglich fortzuführen, bevor die neue Ausrüstung verwendet wird. Foale und Kaleri nahmen sich am 17. Dezember 2003 eine Auszeit, um den 100. Jahrestag des Motorfluges zu feiern. Sie unterhielten sich mit Schulkindern in North Carolina und Ohio, wobei sie ein Modell des Wright Flyer zeigten, der im Jahre 1903 von den Brüdern Wilbur und Orville Wright geflogen wurde. Am 19. Dezember 2003 sendete die achte Stammbesatzung Weihnachtsgrüße zur Erde und zeigte einige der Geschenke von Freunden und Familien.



Offizielles Besatzungsfoto der Mission STS-114. Robinson, Kelly, Thomas, Lawrence, Camarda, Collins und Noguchi (von links) sollen nach der Aufhebung des Flugverbotes der verbleibenden Space Shuttles dringend benötigte Ausrüstungsgegenstände und Versorgungsgüter zur Internationalen Raumstation bringen.
(Foto: NASA)
Im kommenden Jahr sollen bekanntlich die Space-Shuttle-Missionen nach einer Unterbrechung von fast 20 Monaten wieder aufgenommen werden. Die Nutzlast der Missionen STS-114 und STS-121 beschränkt sich auf das MPLM und den ICC und dient daher vornehmlich dem Transport dringend benötigter Ausrüstungsgegenstände und Versorgungsgüter zur ISS. Die vormals noch für einen Start im kommenden Jahr vorgesehenen Missionen STS-115 bis STS-117 sollen erst im übernächsten Jahr den Aufbau der Kernstruktur der ISS fortführen. Dazu soll zunächst die Atlantis am 10. Februar 2005 mit der ITS-P3/P4 starten, gefolgt von der Mission STS-116 am 14. April 2005 in deren Verlauf die Discovery die ITS-P5 sowie das zum Transport von Ausrüstungsgegenständen und Versorgungsgütern dienende Spacehab Module und den ICC zur ISS transportieren soll. Daraufhin soll die Atlantis am 12. Mai 2005 mit der ITS-S3/S4 starten. Am 27. September 2004 soll zudem das ATV-1 Jules Verne starten. Im kommenden Jahr sind zunächst auch vier Starts von Progress Raumschiffen vorgesehen. Zunächst soll Progress M1-11 am 29. Januar 2004 starten, gefolgt von Progress M-49 am 19. Mai 2004 sowie von Progress M1-12 am 28. Juli 2004 und Progress M-50 am 24. November 2004. Außerdem sollen zwei Sojus Raumschiffe gestartet werden. Am 19. April 2004 soll Sojus TMA-4 mit der neunten Stammbesatzung und der sechsten Besuchsbesatzung starten. Nach ihrer Ablösung soll die achte Stammbesatzung zusammen mit der sechsten Besuchsbesatzung, die ihrerseits in zehn Tagen das niederländische Wissenschaftsprogramm Dutch Expedition For Life Science, Technology And Atmospheric Research (DELTA) durchführen soll, am 29. April 2004 nach einer 194tägigen Mission zur Erde zurückkehren. Am 09. Oktober 2004 soll dann Sojus TMA-5 starten und am 19. Oktober 2004 soll die neunte Stammbesatzung nach einer 183tägigen Mission wieder zur Erde zurückkehren. Ob mit Sojus TMA-5 zwei der drei Mitglieder oder die gesamte zehnte Stammbesatzung zur ISS gebracht werden, deren verbleibendes Mitglied dann mit STS-121 folgen würde, ist abhängig davon, wann die Space Shuttle Missionen wieder aufgenommen werden und den Transport von Ausrüstungsgegenständen und Versorgungsgütern in einem solchen Ausmaß gewährleisten können, dass die ISS wieder mit dreiköpfigen Stammbesatzungen betrieben werden kann.

 
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