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Autor: Raumfahrer.net Redaktion / 23. Oktober 2018, 07:16 Uhr

IAC 2018: Boeing Starliner als ISS-Versorger

Auf dem Internationalen Astronautischen Kongress 2018 in Bremen war auch der Starliner des US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtkonzerns Boeing ein Thema. Raumfahrer.net nutzte die Gelegenheit, sich über Einzelheiten zum vielleicht ersten privat betriebenen bemannten Zubringer und Versorger für die Internationale Raumstation (ISS) zu informieren.

Quelle: IAC 2018
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RN

Bild vergrößernChris Ferguson
(Bild: RN)
Am 2. Oktober 2018 fand morgens im Rahmen des IAC Kongresses eine Technical Session zum Thema „Commercial Human Spaceflight Programs – Preparing for Flight, Expanding Access to Space“ statt. Einer der Vortragenden war Chris Ferguson, Starliner Testpilot und Director Crew and Missions Operations, Commercial Crew.

Raumfahrer.net (RN) war mit zwei Redakteuren vertreten. Der Fokus des Vortrages lag etwas überraschend auf dem Beginn des Luftfahrtzeitalters in Kitty Hawk und spannte sich über die ersten Postflüge bis zum heutigen Lufttransport mit Boeing-Flugzeugen. Raumfahrtaspekte wurden nur kurz erwähnt.

Im Anschluss daran fand am Messestand von Boeing ein Mediengespräch statt. Dort versammelten sich eine Handvoll Pressevertreter im Halbkreis um den Starliner-Flugsimulator. Chris Ferguson stand für Fragen zur Verfügung.

Reihum wurden Fragen gestellt. Durch den hohen Geräuschpegel in der Ausstellungshalle waren die Fragen und die Antworten teilweise nicht vollständig zu verstehen.

Medienvertreter: Wie sieht der Zeitplan für die Flugtests aus?

Chris Ferguson: Wir haben drei verschiedene Raumfahrzeuge. Diese befinden sich jetzt in den Testeinrichtungen am Kennedy Space Center. Mit dem ersten Flugmodell wird im März oder April nächsten Jahres ein Pad Abort Test stattfinden. Diesen Sommer haben bereits Hot Firing Tests stattgefunden.

RN

Bild vergrößernBlick in den Starliner-Simulator am IAC 2018
(Bild: RN)
Das zweite Flugmodell ist momentan in der Weltraumsimulations-Testkammer und wird Mitte Oktober Umwelttests durchlaufen. Momentan werden die Servicemodule getestet, Mitte bis Ende Oktober kommen die Kapseln für die Besatzungen dazu. Mitte nächsten Jahres wird diese Kombination dann einen Vorflugtest durchlaufen.

Das dritte Raumfahrzeug wird dann das allererste sein, das Ende diesen oder Anfang nächsten Jahres einen unbemannten Testflug absolvieren wird. Die Fallschirmtests werden parallel durchgeführt. Von den fünf Tests wurden bisher drei beendet. Nächstes Jahr wird dann auch der erste bemannte Testflug stattfinden und wir hoffen, dass der Starliner dann hoffentlich Ende des nächsten Jahres zertifiziert wird.

Medienvertreter: Mit welcher Trägerrakete wird der Starliner starten?

Chris Ferguson: Wir werden mit der Atlas V starten. Wir arbeiten sehr gut mit dem ULA-Team (ULA / United Launch Alliance) zusammen. Es gibt momentan Integrationsarbeiten, um die Kapsel mittels Adapter auf die Atlas V aufzusetzen. Normalerweise fliegt die Atlas V mit zwei verschiedenen aerodynamischen Konfigurationen. Die beiden unterschiedlichen Nutzlastverkleidungen haben entweder einen Durchmesser von vier oder einen von fünf Metern.

In der Startkonfiguration mit der Kapsel für die Besatzung wird die Atlas V mit der Konfigurationsbezeichnung N22 fliegen, d.h. die Kapsel wird von keiner Nutzlastverkleidung umschlossen. Die aerodynamischen Bedingungen werden daher in der Startphase ungewöhnlich sein. Intensive Windkanaltests der Kombination aus Trägerrakete und Starliner haben bereits stattgefunden. In der Startkonfiguration befinden sich zwei Feststoffbooster an den Seiten der Rakete. Die Oberstufe, die verwendet wird, ist eine Centaur-Oberstufe mit zwei Triebwerken (Bezeichnung DEC für Dual Engine Centaur).

Medienvertreter: Wird die Atlas V die einzige Rakete sein, mit der der Starliner gestartet werden wird?

Chris Ferguson: In absehbarer Zukunft werden wir nur mit der Atlas V fliegen. Wir haben aber die Möglichkeit, mit jeder beliebigen Mittelklasse-Rakete zu starten, die es gibt. Wir arbeiten zum Beispiel auch daran, mit der Falcon-Rakete als Ersatz für die Atlas 5 zu starten.

Raumfahrer.net (RN): Vor Beginn des Space Shuttle Programms hat die NASA vier Space Shuttle (Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis) eingeplant. Prognostiziert wurden circa 20 Missionen pro Jahr. Da die Turn-Around Zeit des Space Shuttle zu groß war, wurde diese hohe Anzahl an Missionen pro Jahr nie erreicht. Mit welcher Turn-Around Zeit kalkuliert Boeing beim Starliner?

Chris Ferguson: Sie liegt beim Starliner bei fünf bis sechs Monaten. In der Zeit, in der ein Starliner nach einem Raumflug wieder startklar gemacht wird, befindet sich die zweite Besatzungskapsel auf einer Raumflugmission. Wir werden zwei Raumfahrzeuge alternierend für Missionen zur Internationalen Raumstation verwenden.

Boeing

Bild vergrößernStarliner im All - künsterlische Darstellung
(Bild: Boeing)
RN: Hat die Besatzung die Möglichkeit das Raumfahrzeug manuell zu steuern?

Chris Ferguson: Das Raumfahrzeug ist autonom. Es fliegt und dockt vollautomatisch an die Raumstation an, ohne jegliche Interaktion mit der Besatzung. So wird auch der unbemannte Testflug vom Starliner durchgeführt. Sollte es bei einem bemannten Flug nötig sein, die manuelle Steuerung zu übernehmen, so hat die Besatzung die entsprechenden Fähigkeiten. Im bemannten Testflug gehört das Testen der manuellen Steuerung zum Testprogramm.

Jeder NASA-Astronaut will natürlich manuell an die Raumstation andocken, aber wir ermutigen die Besatzung, die autonome Flugkontrolle nicht durch Handsteuerung zu übernehmen. Sollte es allerdings erforderlich sein, kann der Pilot die Flugkontrolle jederzeit übernehmen. Wir schauen uns sämtliche kritischen Missionsphasen an, und überprüfen, ob wir dort für die Besatzung ein zusätzliches Training benötigen.

RN: Der Anflug vom Space Shuttle oder von der Sojus-Kapsel an die Raumstation dauerte ungefähr zwei Tage. Mittlerweile werden Anflugmanöver von der Sojus an die Raumstation in weniger als sechs Stunden vom Eintritt in den Erdorbit bis zum Rendezvous durchgeführt. Wie sieht das Anflugkonzept für den Starliner aus?

Chris Ferguson: Mit dem Starliner haben wir die Fähigkeit, die Raumstation innerhalb von drei bis vier Orbits zu erreichen. Allerdings kann dieses Rendezvous-Konzept nur sehr selten durchgeführt werden, weil es von der Himmelsmechanik abhängt. Unser Ziel ist natürlich ein Anflug innerhalb von drei bis vier Orbits, aber es gibt nun mal auch viele einschränkende Parameter. Durch das kurze Zeitfenster werden wir meistens nach 24 Stunden Flugzeit beziehungsweise mit Beginn des zweiten Flugtages andocken. Das heißt natürlich auch, dass die Besatzung in der Raumkapsel schlafen wird. Aber das sollte auch kein Problem darstellen.

Medienvertreter: Zum Thema Besatzungsausbildung: Wie viel Zeit verbringen Sie und Ihre Besatzungskollegen heute mit Training an Starliner-Systemen und wie viel für das Training an den Raumstationssystemen?

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RN

Bild vergrößernStarliner-Simulator am IAC 2018
(Bilder: RN)
Chris Ferguson: Gute Frage. Wie Sie wissen hat Boeing mit der NASA einen Vertrag unterzeichnet, das Test-Raumfahrzeug und die Besatzung bis zu sechs Monate auf der Raumstation zu lassen. Das wäre der Fall, wenn eine Lücke entsteht bei der Möglichkeit, Amerikaner dorthin und zurück zu bringen. Auch wenn das wahrscheinlich Plan C wäre, können wir nicht warten, bis das passiert, sondern müssen jetzt schon anfangen zu trainieren.

Was wir also jetzt schon probieren, ist einiges an nicht vergänglichem Training anzufangen, wie zum Beispiel medizinische Arbeit und Training an den Raumstationssystemen. Die NASA-Besatzungsmitglieder Eric [Boe] und Nicole [Mann] beginnen mit dem Training für einen außerplanmäßigen Außenbordeinsatz. So werden schon mal viele anfängliche Basisarbeiten gemacht, und wir flechten die Starliner-Ausbildung darin ein, so dass wir irgendwann nicht nur das Fluggerät, sondern auch das Trainingsprogramm testen.

Nicole hat auch an Teilen der Entwicklung teilgenommen, zum Beispiel am sogenannten MOST (Mission Ops Simulation Testing, Simulationstests bei den Missionsoperationen). Wir machen das nun seit etwa einem Jahr, zum Beispiel für den Wiedereintritt und manuelle Docking-Operationen. Wir sind also gut beschlagen, und was wir sicherstellen wollen ist, dass der Trainingsfluss gut verstanden wird und die Vorträge und der Lehrplan gut vorbereitet werden für die erste PCM-Crew (Post Certification Mission / Besatzung für den ersten Flug nach der Zertifizierung).

Viel kommt also ad hoc, zusätzlich zur ISS und dem Starliner-Systemtraining läuft noch viel Testarbeit, und je nachdem wie das Fluggerät die verschiedenen Testphasen durchläuft, wird man entscheiden, ob man schon damit fliegen kann oder ob es noch in Punkten geändert oder verbessert werden muss. Diese Tests laufen jetzt seit August, seit zwei Monaten, und wir sind sicher auf dem richtigen Weg, um Mitte des nächsten Jahres fliegen zu können. Ich denke, dass die NASA etwa im März des nächsten Jahres eine kurz- oder langfristige Entscheidung fällen wird.

Medienvertreter: Wie viel des ursprünglich gedachten Preises für den Starliner müssen Sie jetzt investieren, um ihn umzurüsten, wie viel sparen Sie jetzt also?

Chris Ferguson: Sie meinen Wiederverwendbarkeit im Vergleich zu Einfachnutzung? Da kenne ich die genauen Zahlen nicht, und wenn ich sie hätte, wäre ich nicht sicher, ob ich sie Ihnen geben würde. Als wir das Raumfahrzeug entwickelt und konstruiert haben, sind alle Komponenten, die wir in die Besatzungskabine einbauen wollten, konzipiert worden für Mehrfachgebrauch. Das Servicemodul hatte die Teile, die nicht wiederverwendbar sein mussten. Kleine Batterien, kleine Boxen für Bordelektronik zur Bewegungssteuerung und die gesamte Speicherkapazität befinden sich im Besatzungsmodul.

Die Rekapitalisierung dadurch, das Servicemodul jedes Mal zu entsorgen, ist also minimal. Eine Methode, es kosteneffektiv zu machen, ist acht Missionen unter Vertrag zu fliegen, zwei Testflüge und sechs Service-Flüge. Was wir sehen werden ist, dass wir alle Servicemodule bauen und gebrauchsfertig anliefern werden. Sollte man sich in Zukunft wieder auf uns berufen, dann werden wir das Team wieder einbringen, so dass wir effizient neue Servicemodule bauen können.

Wiederverwendbarkeit ist momentan in der Raumfahrt ein sehr beliebtes Thema, und man kann sicher sagen, dass wir dazu beitragen durch die Wahl, wie wir das Fahrzeug konstruiert haben und die Unterbringung der ganzen wichtigen Flugelektronik im wiederverwendbaren Besatzungsmodul. Natürlich hilft die Landung auf Land uns dabei auch, wir brauchten bei der Entwicklung nicht extra Rücksicht darauf zu nehmen, wie empfindlich die Kapsel auf Salzwasserumgebung reagiert.

Medienvertreter: Wie viele Exemplare planen Sie insgesamt zu bauen?

Chris Ferguson: Insgesamt drei, wovon zwei sich abwechseln werden für orbitale Flüge.

Medienvertreter: Wie steht der Starliner in Konkurrenz mit den anderen neuen bemannten amerikanischen Raumfahrzeugen, wie zum Beispiel dem Crew Dragon? Was hat der Starliner, das SpaceX nicht hat, oder vielleicht anders herum?

Chris Ferguson: Ich bin da nicht unparteiisch, ich gebe da vielleicht eine einseitige Antwort. Wissen Sie, ich weiß nicht allzu viel über den Entwurf von SpaceX. Wenn ich die Raumfahrzeuge vergleichen müsste aufgrund dessen, was ich weiß, dann würde ich sagen, dass Boeing durch die Rolle, die es in sechzig Jahren bemannter Raumfahrt gespielt hat, zum Beispiel bei Apollo, bei Skylab, beim Shuttle und bei der Raumstation, eine eher traditionelle Herangehensweise hat. Die NASA fühlt sich in manchen Aspekten dabei vielleicht wohler, und ich weiß, dass die Art und Weise, wie wir planen zu arbeiten, ihnen sehr vertraut sein wird. Darum sind wir tatsächlich auch wieder angeheuert worden für das Mission Operation Team, das sehr eng mit der NASA zusammengearbeitet hat.

Medienvertreter: Sehen Sie dies als Konkurrenz oder mehr als zusätzlichen Service?

Chris Ferguson: Dies ist mehr Geschäft. Ich würde gerne fünfzehn Leute von verschiedenen Organisationen zum niedrigen Erdorbit fliegen sehen. Wenn wir dieses Niveau erreicht haben, dann werden wir wirklich sehr erfolgreich sein. Ich vergleiche es mit der Autoindustrie oder mit der Luftfahrtindustrie: Je öfter wir es getan haben, desto besser können wir es tun. Und wer konnte sich das jemals vorstellen. Anscheinend ist Prozesskontrolle und Erfahrung durch häufigeres Fliegen eine Methode, die Raumfahrt sicherer zu machen.

Medienvertreter: Sind damit auch die Russen gemeint? Denn die Sojus wird weiterhin fliegen. Sie ist viel älter, ich weiß nicht, ob sie kosteneffektiv ist, aber es ist irgendwie ein sehr bewährtes System.

Chris Ferguson: Stimmt genau. Das Sojus-System ist fünfzig Jahre alt und man hat kleine Verbesserungen angebracht, um die Prozesskontrolle zu verbessern.

RN: Eric [Boe] and Nicole [Mann] trainieren momentan für Contingency EVAs (unplanmäßige Außenbordaktivitäten). Können diese Weltraumspaziergänge nur von der ISS aus durchgeführt werden, wenn der Starliner an die ISS angedockt ist, oder auch aus der Starliner Kapsel heraus, indem man diese zum Beispiel wie bei den Gemini-Kapseln evakuiert und nach Schließen der Luke die Kapsel wieder mit Atmosphäre beaufschlagt – hat die Starliner-Besatzungskabine eine separate Luftschleuse?

Chris Ferguson: Der Starliner ist nicht für Außenbordeinsätze entworfen worden. Wir wissen nicht, wie man ihn evakuieren kann. Sollten Eric Boe und Nicole Mann tatsächlich außerplanmäßige Außenbordaktivitäten durchführen, um am Starliner Inspektionen oder Reparaturen durchzuführen, so werden diese nur von der Luftschleuse in der Raumstation aus stattfinden können. Ein Ausstieg in den Weltraum durch die Luke des Starliner ist nicht vorgesehen.

Nach etwas über 20 Minuten endete die Medienrunde. Eine Forumsdiskussion fand dann am 4. Oktober 2018 unter großer Publikumsbeteiligung und dem Motto „International Space Station and the Next Generation – Launching the Low-Earth Orbit Ecosystem“ statt. Raumfahrer.net war wiederum mit zwei Redakteuren vor Ort.

RN

Bild vergrößernChris Ferguson
(Bild: RN)
Für Boeing nahmen Mark Mulqueen, Boeing Program Manager ISS und Chris Ferguson an der Forumsdiskussion teil. Beide standen dem Publikum für Fragen zur Verfügung. Durch seine Tätigkeit als Boeing-Testpilot war das Publikum auf Chris Ferguson fixiert.

Publikumsfrage: Könnte der Starliner auch den Besatzungstransport zur Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) übernehmen?

Chris Ferguson: Die Kombination Atlas V / Starliner hätte die Kapazität, die Aktivitäten am LOP-G zu unterstützen, allerdings ist der Starliner gemäß Vertrag mit der NASA für den astronautischen Raumtransport zur ISS vorgesehen.

Publikumsfrage: Ein Pilot erlernt die Fähigkeiten, ein Flugzeug oder Fluggerät selber zu fliegen. Macht es dem Astronauten nichts aus, wenn er den Starliner nicht selber steuern kann?

Chris Ferguson: Die NASA hat die Spezifikation aufgestellt, dass das Raumfahrzeug autonom fliegen soll. Die Besatzung kann sich so auf wissenschaftliche Tätigkeiten auf der Raumstation konzentrieren und muss nicht noch die komplette Bedienung des Starliner intensiv erlernen.

Publikumsfrage: Wie viele Personen kann der Starliner transportieren?

Chris Ferguson: Zu Beginn der Entwicklung war die Kapsel für eine Besatzung von sieben Personen ausgelegt. Die NASA beschränkte sich allerdings im Laufe der Entwicklung auf ein Raumfahrzeug für nur vier Besatzungsmitglieder. Der Starliner hat deshalb in der Flugkonfiguration tatsächlich nur vier Sitze, allerdings gibt es die Möglichkeit, einen fünften Sitz einzubauen. Zusätzlich können in die Besatzungskabine Transportcontainer eingeladen werden.

Publikumsfrage: Warum landet der Starliner auf dem Land und nicht wie bei den Kapsellandungen im Mercury-, Gemini- oder Apollo-Programm im Wasser?

Chris Ferguson: Wir haben fünf Landegebiete für den Starliner innerhalb der USA. Diese sind alle auf Land. Nach dem Wiedereintritt öffnen die drei Fallschirme. In einer bestimmten Höhe wird das Hitzeschutzschild abgesprengt. Dann werden Airbags, die sich unterhalb des Kapselbodens befinden, mit einem Gemisch aus Stickstoff und Sauerstoff aufgepumpt. Die Airbags dämpfen den Aufprall auf den Boden.

Es gibt zwar auch mit dem Starliner die Möglichkeit, auf dem Wasser zu landen, allerdings möchte kein Besatzungsmitglied nach einem sechsmonatigen Raumstationsaufenthalt in einer engen Kapsel auf Wellenkämmen herumschaukeln. Der Wiedereintritt und die Schwerkraft setzen den Astronauten schon stark zu.

Publikumsfrage: Besteht der Thermalschutzschild aus einzelnen Keramikkacheln, so wie sie im Space Shuttle Programm zum Einsatz kamen?

Boeing

Bild vergrößernStarliner-Besatzungskabine, Mockup
(Bild: Boeing)
Chris Ferguson: Beim Space Shuttle lagen die g-Werte in dem Flugbereich bei hoher thermischer Belastung bei 0,5 g. Der Space Shuttle hat einen relativ flachen Wiedereintritt in die dichteren Atmosphärenschichten geflogen. Der Starliner hat beim Abstieg aus dem Erdorbit eine wesentlich höhere Belastung, da der Eintrittswinkel wesentlich steiler ist. Keramikkacheln würden diese Kräfte nicht aushalten. Daher verfügt der Starliner über einen Thermalschutzschild mit Ablationskühlung (Kühlung durch Abtragung schmelzenden Materials).

RN: Das erste Mal in der Geschichte der Raumfahrt wird ein Jungfernflug eines Raumtransportsystems mit einer Besatzung aus zivilen Astronauten und NASA-Astronauten fliegen. Welches Besatzungsmitglied wird das Kommando über Besatzung und Kapsel haben?

Chris Ferguson: Diese Frage möchte ich nicht direkt beantworten. Nun, der Testpilot von Boeing wird sehr viel Zeit für die Systemtests aufwenden. Ungefähr 500 detaillierte Testziele müssen bei dieser Mission abgearbeitet werden. Die beiden anderen Besatzungsmitglieder konzentrieren sich auf die wissenschaftlichen Tätigkeiten an Bord der Raumstation. Zwischen den Zeilen können Sie die Antwort auf Ihre Frage finden.

Vor und nach den Vorträgen und Diskussionsrunden wurde Chris Ferguson von einer Kommunikationsmitarbeiterin stark abgeschirmt. Es war RN leider nicht möglich, ihm außerhalb der offiziellen Programmpunkte zusätzliche Fragen zu stellen. RN wird aber auf jeden Fall weiter über die Entwicklung und den Einsatz von Boeings Starliner berichten.

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