Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: ESA, Raumcon.

Im Gegensatz zu einem Krater etwa auf dem Mond oder dem Mars ist ein Namenspatronat für ein Einweg-Raumschiff eine zwiespältige Sache. Ein feuriges Ende – und danach ist alles mehr oder weniger vergessen. Was im Wesentlichen bleibt, ist ein Vermerk in den Annalen der Raumfahrt, der dort in der Regel schnell in den Hintergrund rückt. Dafür hat man aber eine mehrmonatige, vergleichsweise intensive Aufmerksamkeit, die Produktionszeit des Raumschiffs und eine gewisse Auswertungsphase nach Missionsende nicht hinzurechnet. Das haben aber ausgerechnet die von der ESA auserkorenen Namensgeber für die ATV 1 bis 5 kaum nötig, angefangen bei Jules Verne über Johannes Kepler, Edoardo Amaldi, Albert Einstein bis hin zu Georges Lemaitre (für den Mitte nächsten Jahres anstehenden ATV-5-Flug). Vielleicht muss man bei der Suche nach einer Erklärung auch umgekehrt denken. Sicher erhoffte und erhofft sich die ESA mit so prominenten Namen ein bisschen mehr Aufmerksamkeit für ihr technisches Spitzenprodukt, mehr jedenfalls, als mit einem rein technischen Kürzel wie „ATV xy“ und noch dazu für einen Raumfrachter zu bekommen wäre. Und natürlich waren (und sind) die Namensgeber auch Verpflichtung. Denn wer möchte dafür verantwortlich sein, wenn so positiv besetzte und für ihre Spitzenleistung bekannte Persönlichkeiten mit einem Misserfolg in Verbindung gebracht werden müssten.

Das ATV 4 „Albert Einstein“ startete am 05. Juni 2013 auf einer Ariane 5 ES vom Französischen Kourou aus und dockte zehn Tage später an der ISS an. An Bord waren rund 1.400 Frachtstücke mit zusammen 2.480 Kilogramm Gewicht. Der druckbeaufschlagte Frachtraum hat ein Volumen von 48 Kubikmeter. Mit über 20 Tonnen Gesamtgewicht stellte das ATV 4 eine Rekordnutzlast für die Ariane 5 dar. Die Differenz zur Trockenfracht ergibt dabei aber nicht annähernd das Leergewicht des ATV. Die reine Fahrzeugmasse beträgt nur knapp über 12 Tonnen. Die verbleibende Lücke erklärt sich neben dem notwendigen Treibstoff für ATV-eigene Manöver bei An- und Abflug mit dem für Bahnkorrekturmanöver mit der ISS vorgesehenen Treibstoff sowie den mitgeführten Vorräten an Treibstoff, Wasser, Sauerstoff, Stickstoff und Luft für die Tanks der ISS. Die Trockenfracht beinhaltete neben Nahrung, Kleidung und sonstiger Ausrüstung unter anderem Emulsionsexperimente, eine Ersatzwasserpumpe für das Columbus-Labor, einen Wasseraufbereiter für die NASA und eine GPS-Antenne für das Kibo-Labor.

Das ATV 4 blieb bis 28. Oktober 9.55 Uhr MEZ an der ISS angedockt. In der Zeit bis dahin wurden sechs ISS-Bahnanhebungsmanöver durchgeführt. Nach Entladung wurde das ATV mit Abfällen – trocken wie flüssig – befüllt. Rund 6 Tonnen Abfall wurden so laut ESA-Plan entsorgt, das ist nicht nur ein ATV-Rekord, sondern die bislang größte Müllentsorgungsaktion an Bord der ISS. Die Leistung, auch hinsichtlich des händischen Einsatzes, wird deutlich, wenn man sich vor Augen führt, dass einen Monat zuvor der US-amerikanische Cygnus-Transporter „lediglich“ 750 Kilogramm Abfall mitgenommen hat, obwohl der Frachtraum mit 18,7 Kubikmetern Volumen rund 2 Tonnen aufnehmen könnte. Zudem ist der Durchstieg zum ATV erheblich enger als der Common Berthing Mechanism, an dem Cygnus- und auch Dragon-Frachter sowie das japanische H-2 Transfer Vehicle (HTV) andocken können.

Nach der Abkopplung wurde ATV 4 zunächst rund 100 Kilometer unter der ISS positioniert. Die ISS selber bewegt sich in über 400 Kilometern Höhe. Von der ISS aus wurde fünf Tage später am 02. November 2013 ab 13.04 Uhr MEZ das Verglühen in der oberen Erdatmosphäre über dem Südpazifik beobachtet. Vorausgegangen waren laut ESA eine Reihe schwieriger Steuermanöver und eine letzte Bremszündung über 23 Minuten, die das ATV auf 70 Kilometer herunter brachte. Der Steuerungsaufwand ist dadurch gerechtfertigt, dass man aus der Beobachtung und Analyse des Geschehens bis hinab zu etwa 65 Kilometer Höhe wichtige Erkenntnisse über die pysikalischen Vorgänge in dieser Extremsituation gewinnt. Diese können in das Design zukünftiger Raumfahrzeuge einfließen. Leider gelang es nicht, der interessierten Raumfahrt-Community Live-Bilder mit akzeptabler Aussagekraft zugänglich zu machen.

Das nächste und letzte ATV dieser Serie, die Nummer 5 mit Namen „Georges Lemaitre“, wurde bereits per Schiff zum europäischen Raumflughafen in Französisch-Guayana überführt. Dort wird das Druckmodul ab März nächsten Jahres beladen. Der Start zur ISS ist für Ende Juni 2014 geplant. Sollte der Versorgungsflug gelingen, hat die ESA damit ihre vertraglichen Beitragsverpflichtungen für eine Nutzung der ISS bis Ende 2017 erfüllt.

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• ATV-4 *Albert Einstein* – Mission und Betrieb

Update 05.11.2013: Bilder vom Wiedereintritt ATV 4

• ATV 4 reentry pictures im ESA-ATV-Blog

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, Roskosmos, Raumcon.

Nach mehreren Bremsmanövern soll der Frachter am Samstag in dichte Schichten der Erdatmosphäre eintreten und weitgehend verglühen. Ihm folgt im kommenden Jahr noch ein fünftes Raumschiff, bevor diese kurze Ära europäischer Raumfahrt zu Ende geht.

Das ATV mit der Nummer 4 wurde am 5. Juni vom Raumfahrtzentrum Kourou in Französisch Guayana an der Spitze einer Ariane-5-Trägerrakete gestartet und trägt den Beinamen Albert Einstein. Es besaß mit Treibstoffen und Fracht eine Gesamtmasse von reichlich 20,2 Tonnen. Davon entfielen etwa 6,6 Tonnen auf die einzelnen Bestandteile der Nutzlast.
Den größten Anteil daran besaßen mit 3,44 Tonnen Treibstoffe für Bahnanhebungsmanöver der ISS mit den ATV-Triebwerken sowie zum Nachfüllen der ISS-Tanks. In weiteren Tanks befanden sich zudem 570 kg Wasser, 66 kg Luft und 33 kg Sauerstoff. Die sogenannte Trockenfracht umfasste etwa 1.400 verschiedene Teile mit einer Gesamtmasse von 2,5 Tonnen. Dazu zählten Bekleidung, Nahrungsmittel, Experimentiereinrichtungen und -materialien sowie Werkzeuge.

Der Frachter hatte am 15. Juni mit höchster Präzision am ISS-Modul Swesda angekoppelt und in den Monaten August, September und Oktober drei größere Bahnanhebungsmanöver für die gesamte, mehr als 400 t träge Station durchgeführt. Nach dem Entladen der Fracht waren Tanks und Frachtraum des Raumschiffs mit Abfällen versehen worden. Am 25. Oktober wurden die Luken am Heck der Station geschlossen.

ATV 4 machte damit heute Platz für das Raumschiff Sojus-TMA 09M, das in den kommenden Tagen (1.11.2013) von seinem bisherigen Anlegeplatz am Modul Rasswjet abgekoppelt wird und anschließend am Heck wieder andockt. Am 7. November startet dann das Raumschiff Sojus-TMA 11M, das dann an Rasswjet festmacht. Am 9. November soll dann bei einem Außenbordeinsatz eine Olympische Fackel symbolisch auch den erdnahen Weltraum erhellen.

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• ATV 4 Albert Einstein – Mission und Betrieb

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Ein Beitrag von Thomas Brucksch. Quelle: Raumfahrer.net.

Eine gewisse Dynamik erfuhr in letzter Zeit das Thema, wie die Weiterentwicklung der Ariane 5 zur Ariane 6 aussehen sollte. Frankreich treibt das Thema mit immer neuen Vorschlägen stark voran, eine Dynamik, die man sich auch in anderen Raumfahrt-Bereichen wünschen würde. Andererseits scheint der Ariane 5-Nachfolger immer konventioneller zu werden.
Für uns war das Anlass, Informationen über die Rolle der deutschen Raumfahrt aus erster Hand zu erfragen. DLR-Chef Prof. Wörner stand uns dafür Rede und Antwort.

RN: Herr Wörner, Ariane 5 und ATV-4 haben zuletzt tolle Bilder geliefert. Zum ersten Mal sah man die Stufentrennung der Ariane 5 mit der Erde im Hintergrund ebenso, wie das Aussetzen des ATV. Ist das nicht ein tolles europäisches Projekt und macht das nicht Lust auf mehr?

J. Wörner: Ja, zumal das STEREX-Experiment, bei dem diese Aufnahmen entstanden sind, vom DLR gefördert wurde.

Früher war Raumfahrt vor allem Begeisterung und Nationalstolz. Heute ist Raumfahrt insbesondere durch zwei Bereiche gekennzeichnet: Zum einen ist sie nutzenorientiert, denken Sie an Satelliten-Bilder, die bei Flutkatastrophen helfen, Kommunikation, Navigation, Wetter, usw.

Zum Zweiten ist es die Wissenschaft, viele offen Fragen sind noch zu beantworten, was keineswegs abstrakt ist, sondern auch zu ganz praktischem Nutzen führt, z.B. selbst die Relativitätstheorie, die damals kaum jemand verstand und für relevant hielt, ermöglicht uns heute erst die genaue Positionsbestimmung unter Berücksichtigung von Geschwindigkeit und Zeit.

RN: Ganz aktuell, im deutschen Parlament soll die Entwicklung des Nachfolgesystems von SAR-Lupe beschlossen werden, ein 800-Millionen-Euro-Projekt. Es wurde berichtet, dass die Bundeswehr für den Satellitenstart dann möglicherweise Kunde von SpaceX wird?

J. Wörner: Weltweit werden Trägersysteme kommerziell angeboten, wir haben amerikanische und indische, wir haben chinesische und russische, also alle Möglichkeiten. Die SpaceX-Trägerrakete bedient einen bestimmten Markt, der nutzlastseitig sehr interessant ist. Die Ariane 5 bedient einen anderen Markt, der in der Gewichtsklasse aber deutlich darüber liegt. Klar, der Wettbewerb ist ein weltweiter Wettbewerb. Aber aus deutscher Sicht haben wir auch immer gesagt, dass wir das günstigste Angebot nehmen.

Jedoch müssen wir auch aufpassen, dass wir nicht die Eigenständigkeit verlieren. Denn wenn man diese verliert, ist man dem Markt ausgeliefert. Galileo ist ein gutes Beispiel, dass man mit Eigenständigkeit mehr erreicht und das sollten wir auch bei den Trägerraketen so beibehalten.

RN: Bei der Weiterentwicklung der Ariane 5 sind letztes Jahr in Neapel wichtige Weichenstellungen erfolgt. Im Vorfeld wurden verschiedene Ariane-6-Konzepte diskutiert, zur Konferenz bzw. danach aber nur eine Feststofflösung. War das nicht überraschend?

J. Wörner: Nein, ich war sehr intensiv in diesem Prozess eingebunden, habe auch die meisten Diskussionen im Vorfeld der ESA-Ministerratskonferenz entweder selber geführt oder auf der Konferenz mit dem deutschen Delegationsleiter Peter Hintze.

Die Diskussion um die Ariane 5 und deren Weiterentwicklung – die heißt dann „Ariane 5 ME – midlife evolution“ – oder die Frage einer Ariane 6, die begann bereits ein Jahr vorher. Und man muss erst einmal sehen, dass beide Positionen – die deutsche, wie die französische durchaus begründet sind. Unsere französischen Kollegen sagen, wir können mit einem etwas kleineren und flexibleren Launcher den Markt besser bedienen und besser im Wettbewerb sein als z.B. SpaceX und andere. Und unsere Argumentation war, dass erstens die Ariane 5 in der jetzigen Form sehr, sehr gut ist, auch für den Transport großer Lasten und mit der Erweiterung zur Ariane 5 ME glauben wir, dass wir dort in der Wettbewerbsfähigkeit große Vorteile haben können.

Vor allem wissen wir, dass die Entwicklung der Ariane 5 ME um Faktoren günstiger ist, als eine komplette Neuentwicklung. Der Beschluss in Neapel, und das haben wir auch entsprechend vorbereitet, hat beide Themen miteinander verbunden – wir verfolgen die Ariane 5 ME weiter, um sie 2017/2018 zum Erstflug zu bringen. Parallel denken wir intensiv darüber nach – was könnte eine Ariane 6 sein und 2014 soll dann eine weitere Entscheidung fallen.

Und wir haben, damit es weitergeht, Gemeinsamkeiten gesucht, die Gemeinsamkeiten zwischen Ariane 5 ME und Ariane 6 betragen 600 Mio €. Geld, das man sparen kann, wenn technische Entwicklungen für die Ariane 5ME in die Ariane 6 einfließen.

Deshalb war die ESA-Ministerratskonferenz wegweisend für die Zukunft, die versucht, verschiedene Systeme auch immer zusammenzubringen – wir machen jetzt die Ariane 5 ME weiter und wir werden sehen, wie viel Finanzkraft Europa aufbringt und auch wann, unter welchen Randbedingungen, um dann ggf. eine Ariane 6 zu entwickeln. Aber das werden wir im nächsten Jahr entscheiden.

RN: Wird eine Ariane 5 auch in Zukunft genügend Nutzlasten erhalten, das ATV fällt ja dann weg? All-Electric Satelliten sollen evtl. kleiner sein als der klassische Satellit mit chemischen Antrieben.

J. Wörner: Im Moment sehen wir eher, dass die Satelliten immer größer werden. So ist der Alphasat, der im Juli mit einer Ariane 5 starten soll, der größte Kommunikationssatellit, der je gebaut wurde. Er verfügt über Solarpanele mit einer Spannweite von ca. 40 m, damit ist er größer als ein Airbus 320. Der Markt will aber Wettbewerb und Satelliten-Betreiber/Hersteller achten darauf, dass mindestens zwei Trägersysteme in der Lage sind, die Satelliten zu transportieren, um eine zu große Abhängigkeit zu vermeiden.

Ariane 5 war auch auf bemannte Raumfahrt ausgelegt und das derzeitige Konzept der Ariane 6 verzichtet auf diese Möglichkeit. Es bräuchte unglaubliche Investitionen, zudem wäre die Flexibilität für große Nutzlasten nicht mehr gegeben. Deswegen hat sich Deutschland bisher ganz klar aus finanziellen wie auch aus technischen Gründen für die Ariane 5 ME ausgesprochen.

RN: Deutschland investiert mit ca. 40% den größten europäischen Anteil an der ISS-Beteiligung. Müssten dann nicht öfter deutsche Astronauten fliegen dürfen?

J. Wörner: Für Deutschland steht die Wissenschaft im Vordergrund. Sonst hätten wir schon bei der Auswahl auf eine entsprechende Quote geachtet. Das haben wir nicht getan. Natürlich freuen wir uns, wenn ein deutscher Astronaut an Bord der ISS ist. Wir setzen uns auch bei der ESA dafür ein, möglichst viele Fluggelegenheiten zu bekommen. Das wichtigere ist aber, dass wir deutsche Experimente über die ESA zu ISS bringen, unsere gemeinsame Europäische Weltraumagentur. Für mich ist Alexander Gerst ein europäischer Astronaut deutscher Nationalität. So sehe ich das auch im Fall eines britischen ESA-Astronauten.

Der britische Beitrag zur ISS ist sehr gering. Das kann man eher ansprechen, als zu sagen, bei einem hohen Beitrag müssen auch mehr Fluggelegenheiten herausspringen. Ich sag eher, es würde mich freuen, wenn die Briten mehr Finanzmittel in die Raumfahrt einbringen.

Die ISS ist nun mal eine Internationale Raumstation, die uns die Möglichkeit zu Experimenten in der Schwerelosigkeit gibt, mit Astronauten, die wir sonst nicht haben. Das ist eine tolle Infrastruktur – ein großes, vielseitiges Labor und das sollte im Verhältnis zu den früheren Investitionskosten auch genutzt werden. Und ich fordere in der ESA immer auf, dass wir diesen Beitrag solidarisch gemeinsam tragen sollten.

RN: Herr Wörner, vielen Dank für das Interview und Ihre Erläuterungen zu unseren Fragen.

Weitere Fragen des Interviews fasse ich hier inhaltlich zusammen:

1. Europa – ESA / EU-Kommission

Hr. Wörner betonte, dass ESA und EU eng zusammenarbeiten sollten, zumal die meisten Länder sowohl in der EU als auch ESA vertreten sind. Vor dem Wahljahr 2014 wird man, zumindest politisch, noch einiges abarbeiten wollen, da danach ja die EU-Direktorate wieder neu besetzt werden. Mein Eindruck war, dass er aus deutscher Sicht das EU-Copernicus-Programm (Erdbeobachtung) als umfassendes Datensystem (Satelliten+Bodensysteme) verstanden wissen will.

2. Galileo

Die Frage war, ob hier der gewünschte Nutzen erzielt wird. Das EU-Programm hat sich um viele Jahre verschoben und das Vorhaben wird weitaus teurer als geplant. Dennoch verspricht man sich weiterhin neue Möglichkeiten und Nutzen durch das sichere Signal, dass z.B. lärmmindernde Flugzeuglandeanflüge verbessern könnte.

3. Militärische Nutzung

Militärische Nutzung scheint die zivile Nutzung in den Hintergrund zu drängen. Die Diskussion sollte sich in diesem Zusammenhang um Sicherheit drehen, sowohl zivile als auch militärische. Jeder möchte in Sicherheit leben. Auch können militärische Programme in den zivilen Bereich übertragen und genutzt werden, wie das Beispiel GPS zeigt. Als ESA-Ratsvorsitzender betont er stets die zivile Rolle der ESA.

4. Internationale Zusammenarbeit

Im deutschen RN-Forum sind sowohl die amerikanische als auch russische Raumfahrt gleichermaßen vertreten. Chinas Raumfahrt ist durch die spektakulären bemannten Flüge ebenso in der Diskussion.

Für das DLR gilt primär natürlich zunächst die nationale Sicht. Danach kommen Europa, die USA und weitere Länder wie Japan und Russland. China ist ein Sonderfall, man will wissenschaftlich zusammenarbeiten und muss sich auf technologischer Ebene eher zurückhalten.

Beim MPCV-ESM Projekt hofft das DLR auf eine gute und langjährige Zusammenarbeit mit den USA.

Diskutieren Sie mit:

• Zukünftiges europäisches Trägersystem
• Ariane 5 / 5ME – Technik und Zukunft
• SAR-Lupe 2. Generation
• EU – Space Policy auf EU-Ebene
• Orion MPCV / ATV-SM – Raumschiff

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, Roskosmos, ESA.

Zu den wissenschaftlichen Untersuchungen der ersten Wochen zählten BASS, UBNT, BCAT-4, Seedling Growth, Coulomb-Kristall, Plasma-Kristall, Matrjoschka, MikroBIOM, Pro K und FASES zu den technischen Erprobungen Fundoscope, Vane Gap 1, SPHERES und das Surface Telerobotic Experiment.

Im Rahmen von BASS (Burning and Supression of Solids) werden Verbrennungsprozesse und deren Verlöschen an Festkörpern untersucht. Insgesamt wurden 13 Versuche mit unterschiedlichen Materialien in einer Handschuhbox durchgeführt. Diese sollen zu einer Verbesserung des Brandschutzes in der Schwerelosigkeit führen.

Bei UBNT (Ultrasound Background Noise Test) wird der „Geräuschpegel“ im Bereich des Ultraschalls gemessen. Der für Menschen nicht hörbare Schall bedeutet eine hochfrequente Schwingung, die auch Mikrogravitationsexperimente empfindlich stören kann.

Mit BCAT (Binary Collodial Alloy Test) werden seit vielen Jahren sogenannte Kolloide, das sind Gemische aus Flüssigkeiten und eingelagerten festen Partikeln, untersucht. Ziel ist das Herausfinden von Bedingungen, unter denen sich die Partikel aneinanderlagern und Verklumpungen bilden. Diese Erkenntnisse, die man ohne den Einfluss der Schwerkraft gewinnt, können Neues über die Hintergründe derartiger Anlagerungen bringen. Mittlerweile arbeitet man mit Technik der 4. Generation. Mit Emulsionen, also Gemischen zweier normalerweise nicht mischbarer Flüssigkeiten beschäftigt sich das Experiment FASES (Fundamental and Applied Studies of Emulsion Stability). Auch hier sollen ohne den Einfluss der Gravitation Erkenntnisse über Dynamik und Stabilität von Emulsionen gewonnen werden.

Für Seedlings Growth wurden im European Modular Cultivation System (EMCS), einem automatisch gesteuerten Mini-Gewächshaus, Setzlinge der Ackerschmalwand gepflanzt, in verschiedenen Entwicklungsstadien entnommen und für spätere Untersuchungen eingefroren. Bei Coulomb- bzw. Plasma-Kristall geht es um Untersuchungen an geladenen oder elektrisch neutralen Partikeln, deren Verhalten unter verschiedenen Druckbedingungen erfasst wird. Dabei bilden sich kristallähnliche Strukturen, die auch Aufschluss über die Entstehung von Planeten in jungen Sonnensystemen Auskunft geben könnten.

Bei Matrjoschka handelt es sich um eine mit Strahlungsdetektoren gespickte Puppe, deren verschiedene Materialien unterschiedliche innnere Organe simulieren sollen. Auf diese Weise kann man recht genau die Strahlenbelastung eines Menschen während eines Raumfluges im erdnahen Orbit herausfinden. Weitere Strahlungsmessgeräte sind in der gesamten Raumstation verteilt. Bei MikroBIOM werden in regelmäßigen Abständen Abstriche verschiedener Körperstellen eines Raumfahrers gemacht und die Proben für eine weitere Untersuchung fixiert. So will man sich einen Überblick über die Besiedlung der Haut mit unterschiedlichen Mikroorganismen verschaffen. Im Rahmen von Pro K wird eine spezielle Diät eingehalten. Zweck ist es, über Urin- und Blutproben während, sowie Computertomographie vor und nach der Mission herauszufinden, welchen Einfluss eine langandauernde Nahrungsumstellung auf die Erhaltung der Knochendichte und -form hat. Zurückliegende Untersuchungen haben gezeigt, dass verlorene Knochenmasse nach der Rückkehr auf die Erde zwar wieder zu alter Stärke aufgebaut wird, dabei jedoch Hohlräume im Knochen zurückbleiben, die Auswirkungen auf deren Stabilität haben.

Das Fundoscope ist ein neues Gerät zur Ermittlung des Augeninnendrucks in der Schwerelosigkeit. Zudem wurden Sehtests durchgeführt. In der Schwerelosigkeit leiden viele Raumfahrer unter abgeflachten Augäpfeln, eine Veränderung die auch nach der Rückkehr auf die Erde noch Auswirkungen haben kann. Neu sind auch Ultraschalluntersuchungen der Wirbelsäule, mit denen Veränderungen dreidimensional erfasst werden können.

Bei Vane Gap 1 wird erforscht, wie Flüssigkeiten ohne Verwendung einer aktiven Pumpe, allein durch Kapillarkräfte breite Leitungen, deren Querschnitt einem dünnen Spalt entspricht, transportiert werden können.

Das Projekt SPHERES (Synchronized Position Hold, Engage, Reorient Experimental Satellites) arbeitet mit programmierbaren, etwa 20 cm abmessenden Flugkörpern, welche sich innerhalb der Station einzeln oder in Formation bewegen können. Erprobt werden verschiedene Programme, in denen ein Zusammenspiel der drei Sphären erprobt wird.

Mit dem Surface Telerobobotic Experiment (STE) soll untersucht werden, inwiefern ein bodengestütztes Roboterfahrzeug aus der Umlaufbahn effektiv ferngesteuert werden kann. Normalerweise geschieht dies immer umgekehrt. Eine Vielzahl von Experimenten an Bord der ISS wird über spezielle Komandokanäle ferngesteuert und die Resultate per Video übertragen oder aufgezeichnet. Beim STE wurde nun erstmals eine Echtzeit-Steuerung aus dem All erprobt. Akteure waren dabei Christopher Cassidy und K10, ein am Ames-Forschungszentrum der NASA entwickeltes und gebautes Fahrzeug. Über Telemetrie und Video konnte Cassidy die Ausführung seiner Befehle beobachten. STE dient der Vorbereitung von Missionen, bei denen die Raumfahrer im Weltall bleiben und andere Himmelskörper mittels fernsteuerbarer Roboter untersuchen.

Erdbeobachtung wurde im Rahmen verschiedener Experimente durchgefürht, darunter Uragan, IServ und Seiner. Neben routinemäßigen Wartungsarbeiten an Lebenserhaltungssystemen, Computer- oder Kommunikationstechnik, wurde das Laufband TVIS im russischen Segment demontiert und durch ein neueres Modell BD-2 ersetzt, das zuvor mit dem Frachter Progress-M 19M eingetroffen war. Auch im US-basierten Teil der Station wurde ein Sportgerät modernisiert: ARED (Advanced Resistive Exercise Device), eine Art Kraftsportinstallation, die mit Vakuumzylindern anstelle von Gewichten arbeitet.

Am 11. Juni legte der mit Abfällen beladene Frachter Progress-M 19M vom Heck der Station ab. Er blieb für weitere Untersuchungen im Rahmen der Experimentserie Radar-Progress noch bis zum 19. Juni in einer Erdumlaufbahn und wurde dann über dem Pazifik zum Verglühen gebracht. Beim Ankoppeln im April hatte man auf Handsteuerung aus dem Inneren der Station umgeschaltet, da der Arm einer für die Navigation benötigten Radarantenne nicht ausgeklappt war. Beim Abflug wurden die vom Transporter übermittelten Bilder des Kopplungsstutzens der Station genau unter die Lupe genommen, um sicher zu gehen, dass keine Beschädigungen entstanden waren. Kurioserweise klappte der Antennenarm bei Abkoppeln aus.

Am 15. Juni koppelte das 10 Tage zuvor gestartete Automated Transfer Vehicle ATV 4 „Albert Einstein“ am Stationsheck an. Auch hier hatte man vor der Endphase des Rendezvous mittels Kamera und Laser die Funktionstüchtigkeit der entsprechenden Navigationsanlagen ausführlicher als sonst geprüft. Das Andocken geschah dann mit höchster Präzision, der Sporn trat ohne Kontakt zum Konus direkt ins Zielloch ein.

Nach Herstellen einer festen Verbindung verzögerte sich das Öffnen der Luken etwas, da man eine Kontamination mit Schimmelsporen wie bei ATV 3 befürchtete. Die Besatzung bekam die Anweisung, bestimmte Frachttaschen so schnell wie möglich mit Desinfektionsmittel abzureiben.

Am 19. Juni wurden zwei Triebwerke des am Heck der Station angekoppelten Frachters ATV 4 für 6 Minuten und 47 Sekunden gezündet und damit eine Erhöhung der Geschwindigkeit um 0,98 m/s und eine Anhebung der Bahn um durchschnittlich 1,73 km erreicht.

Für den 24. Juni ist ein erstes von fünf Ausstiegsmanövern der ISS-Expedition 36 geplant. Im Verlauf dieses Einsatzes sollen Reparaturen am Kühlsystem des Moduls Sarja vorgenommen, ein Teil des Experiments Molina-Gamma zur Messung von Strahlungsspitzen aus der Erdatmosphäre im Verlaufe von Gewittern geborgen, die Geräte des Kurs-Annäherungssystems getestet, Klammern für das spätere Befestigen von Strom- und Datenkabeln angebracht und Untersuchungen an der Außenhaut des Moduls Swesda angestellt werden.

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• ISS-Expedition 36
• ATV 4 – Mission & Betrieb

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Roskosmos, NASA, Raumcon.

Nach fünf Tagen autonomem Flug geschah das Kopplungsmanöver bewusst etwas später als geplant, da man noch prüfen wollte, ob alle drei Laserreflektoren am Heck der Station von den Systemen des ATV erfasst werden würden. Ende April hatte ein Progress-Transporter mit noch eingeklappter Radarantenne dort angedockt, wobei man nicht genau wusste, ob diese den Kopplungsstutzen oder eine der Anbauten beschädigt haben könnte.

Nachdem klar war, dass alles wie gewünscht funktionierte, wurde die Kopplung gegen 16.07 Uhr MESZ vollzogen. Dazu gleitet ein Sporn in einen Konus, bis der Kopf des Sporns ein Loch in der Mitte des Konus‘ passiert hat und dabei Schnappriegel ausklappen und sich wie Widerhaken hinter der Öffnung verhaken. Anschließend wird die Führungsstange eingefahren wonach dann Haltebolzenpaare einrasten können, welche die feste Verbindung des Raumschiffs mit der Station übernehmen.

Das ATV mit der Nummer 4 wurde am 5. Juni vom Raumfahrtzentrum Kourou in Französisch Guayana an der Spitze einer Ariane-5-Trägerrakete gestartet, trägt den Namen Albert Einstein und ist das vorletzte derartige Raumfahrzeug, das von der ESA zur Versorgung der Internationalen Raumstation eingesetzt wird. Es besitzt mit Treibstoffen und Fracht eine Gesamtmasse von reichlich 20,2 Tonnen. Davon entfallen etwa 6,6 Tonnen auf die einzelnen Bestandteile der Nutzlast.

Den größten Anteil daran besitzen mit 3,44 Tonnen Treibstoffe für Bahnanhebungsmanöver der ISS mit den ATV-Triebwerken sowie zum Nachfüllen der ISS-Tanks. In weiteren Tanks befinden sich zudem 570 kg Wasser, 66 kg Luft und 33 kg Sauerstoff. Die sogenannte Trockenfracht umfasst etwa 1.400 verschiedene Teile mit einer Gesamtmasse von 2,5 Tonnen. Dazu zählen Bekleidung, Nahrungsmittel, Experimentiereinrichtungen und -materialien und Werkzeuge.

Das ATV 4 soll bis zum 28. Oktober am Heck der Station angekoppelt bleiben und während dieser Zeit entladen werden. Zudem werden mehrere teilweise erhebliche Bahnanhebungen mit den Triebwerken des Raumfahrzeugs ausgeführt. Am Ende wird ATV 4 mit nicht mehr benötigten Materialien beladen und in der Erdatmosphäre verglühen.

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• ATV 4 Albert Einstein – Vorbereitung und Integration
• Ariane-5 ES VA-213 mit „Albert Einstein“
• ATV-4 Albert Einstein – Mission und Betrieb

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: ESA, Arianespace, Raumcon, DLR. Vertont von Peter Rittinger.

Der Start erfolgte von Kourou aus an der Spitze einer Ariane-5-Trägerrakete gegen 23.52 Uhr MESZ. Nach 2:22 min wurden die ausgebrannten Feststoff-betriebenen Zusatzraketen abgetrennt. Die zentrale erste Stufe lieferte insgesamt 8:54 min Schub und wurde 6 Sekunden nach dem Abschalten abgetrennt. Danach übernahm eine EPS-Oberstufe die weitere Beschleunigung sowie die Zirkularisierung der Umlaufbahn.

Nach reichlich 17 Minuten war die erste Antriebsphase der EPS abgeschlossen, die zweite begann fast eine Stunde nach dem Start und dauerte lediglich 28 Sekunden. Wenige Minuten danach wurde das ATV, die eigentliche Nutzlast, abgetrennt. Die Solarzellenausleger wurden ausgeklappt und die Paneele entfaltet.

Das ATV mit der Nummer 4 trägt den Namen Albert Einstein und ist das vorletzte derartige Raumfahrzeug, das von der ESA zur Versorgung der Internationalen Raumstation eingesetzt wird. Es besitzt mit Treibstoffen und Fracht eine Gesamtmasse von reichlich 20,2 Tonnen. Davon entfallen etwa 6,6 Tonnen auf die einzelnen Bestandteile der Nutzlast.

Den größten Anteil daran besitzen mit 3,44 Tonnen Treibstoffe für Bahnanhebungsmanöver der ISS mit den ATV-Triebwerken sowie zum Nachfüllen der ISS-Tanks. In weiteren Tanks befinden sich zudem 570 kg Wasser, 66 kg Luft und 33 kg Sauerstoff. Die sogenannte Trockenfracht umfasst etwa 1.400 verschiedene Teile mit einer Gesamtmasse von 2,5 Tonnen. Dazu zählen Bekleidung, Nahrungsmittel, Experimentiereinrichtungen und -materialien und Werkzeuge.

Zu den Neuerungen beim ATV 4 zählen eine verbesserte, drehbare Aufzugsplattform, mit der Fracht noch bis wenige Tage vor dem Start hinzugefügt werden kann, eine verbesserte Flugsoftware, ein neuer Mechanismus für die Abtrennung des Raumfahrzeugs von der Oberstufe sowie ein System aus 4 Kameras, mit dem während des Fluges Bilder verschiedener Vorgänge in hoher Qualität aufgezeichnet und später zur Erde gesendet werden sollen. Ein Kamerapaar sorgt dabei sogar für dreimimensionale Bilder, auf denen mehr Details sichtbar werden.

ATV 4 Albert Einstein soll am 15. Juni am Heck der Internationalen Raumstation ankoppeln. Im Verlaufe der auf gut viermonatigen Mission sollen mehrere bedeutende Bahnanhebungen der gesamten Raumstation mit den Triebwerken des Raumschiffs durchgeführt werden. Die Abkopplung ist für den 11. Oktober und der zerstörerische Wiedereintritt für den 15. Oktober geplant.

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Ein Beitrag von Ian Benecken. Quelle: ESA, Astrium, NASA, Raumfahrer.Net.

Rückblick auf das europäische Raumfahrtjahr 2011

Einer der wichtigsten Missionen der bemannten Raumfahrt für die ESA im vergangenen Jahr war der zweite Flug eines ATVs zur ISS: ATV 2 Johannes Kepler. Nicht nur weil dies eine Mission war, in die mehrere ESA-Mitgliedsländer involviert waren, sondern auch, weil diese Mission eine internationale Mission war, da sie zur ISS ging. Besonders war hier die Kooperation mit Russland, dockte das ATV doch an den russischen Teil der Station, sowie die Kooperation mit der französischen Raumfahrtagentur CNES welche das ATV-Kontrollzentrum in Toulouse leitete.
Die ESA hatte im Jahr 2011 insgesamt drei Astronauten im All. Zwar flog Roberto Vitori nicht im Auftrag der ESA, sondern der italienischen Raumfahrtagentur ins All, trotzdem ist Roberto Vitori ein ESA-Astronaut. Er flog als letzter nichtamerikanischer Astronaut überhaupt an Bord eines Space Shuttles zur ISS während der Mission STS 134, dem letzten Flug des Space Shuttles Endeavour. Diese Mission hatte zur Aufgabe, den Teilchendetektor AMS 2 zur ISS zu bringen und dort zu installieren.

Daneben flog ein weiterer Italiener, Paolo Nespoli, als Teil einer ISS-Langzeitexpedition im Auftrag der ESA zur Station. Seine Mission überschnitt sich mit der von Roberto Vitori. Damit waren zum ersten Mal zwei Italiener zur gleichen Zeit auf der ISS. Während deren gemeinsamer Zeit an Bord der ISS tätigten diese neben einem Gespräch mit dem italienischen Premierminister auch ein Gespräch mit dem Papst.

Zu guter Letzt flog André Kuipers am 21. Dezember zur ISS, und verweilt dort noch als Teil der ISS-Langzeitexpedition 30/31 bis voraussichtlich Mai diesen Jahres.

Eine weitere wichtige internationale Mission, welche 2011 abgeschlossen wurde, ist die Mars-500-Mission. Diese war eine simulierte Mission zum Mars, bei der sechs Astronauten bzw. Kosmonauten 520 Tage in einer Station im Moskauer Institut für Biomedizinische Probleme eingeschlossen waren. Dies war eine Kooperationsmission zwischen der ESA, die zwei Astronauten der Crew stellte, Russland, das drei Kosmonauten stellte und China, das einen Taikonauten bei der Mission dabei hatte. Diese Mission wurde am 4. November 2011 erfolgreich beendet. Diese Kooperation zwischen der ESA, Russland und China soll in kommenden Missionen fortgesetzt werden. Hier ist die ESA daran interessiert, mittelfristig bei dem bemannten chinesischen Programm zu kooperieren. Hierfür haben die ESA-Astronauten bereits begonnen chinesisch zu lernen.

Ausblick in die Zukunft
Was das ATV angeht, so wurde bereits die Produktion weiterer ATVs eingestellt. Es wird nur fünf ATVs geben. Zwei sind bereits gestartet, ATV 3 soll am 9. März starten, ATV 4 hoffentlich im März oder April 2013 und ATV 5 soll 2014 starten.
Da das ATV-Programm 2014 ausläuft, sucht man bei der ESA zurzeit nach einer Möglichkeit, das Know How, welches man bei der Entwicklung des ATV gewonnen hat, weiter zu nutzen.

Da das ATV nur bis 2017 den ESA-Kostenanteil am Betrieb der ISS deckt, diskutiert die ESA derzeit mit der NASA, wie und in welcher Form man den Kostenanteil zum Betrieb der ISS von 2017-2020 entrichten kann.

Ein mögliche Option könnte der Bau eines Servicemoduls für das MPCV Orion der NASA sein. Dieses würde dann auf Basis des ATV-Service-Moduls entwickelt werden. Der Plan ist es, hier ein Service-Modul für die Nasa für den ersten SLS-Start zu bauen. Dieser noch unbemannte Testflug mit einer Orion-Kapsel soll eine Mondumrundung beinhalten. Dieses erste Service-Modul würde die ESA in Gegenleistung für den ISS-Support der Nasa noch schenken, jedes weitere Service-Modul müsste die Nasa entweder von der ESA kaufen oder ein eigenes Service-Modul neu entwickeln. Eine andere Möglichkeit wäre eine Kooperation der ESA in Nasas Explorationsprogramm, bei dem die ESA als kooperativen Anteil das Orion-Service-Modul beisteuern könnte.

Eine andere Option, die auf Basis der ATV-Technologie begonnen werden könnte und derzeit in der ESA diskutiert wird, ist die Entwicklung eines sogenannten “Versatile Autonomous Concept” was auf Deutsch so viel wie „Flexibles Autonomes Konzept“ heißt. Auch hier würde man auf Basis des ATV-Service-Moduls ein flexibles Service-Modul entwickeln, welches für noch festzulegende Aufgaben entwickelt werden soll. Zur Diskussion stehen der ISS-Resupply, eine unbemannte Forschungsplattform oder ein Service-Satellit.

Die NASA wäre im Fall eines ISS-Resupply nur an einem ATV-ähnlichen VAC interessiert. Bei einer Forschungsplattform käme es wahrscheinlich nur zu einer kleineren, freifliegenden Plattform oder nur zu Kurzmissionen. Mit einem Service-Satelliten könnte ein nicht mehr funktionsfähiger Satellit zum Deorbiten gebracht werden oder ein Satellit mit neuem Treibstoff befüllt werden.

Die Optionen werden von der ESA im Weiteren ausgearbeitet und sollen im November auf der ESA-Ministerratskonferenz zur Entscheidung gestellt werden. Diese Treffen finden alle vier Jahre statt, bei denen die vielen Programme und Missionen entschieden werden müssen. So ist auch noch die weitere Finanzierung des ISS-Betriebs von 2013-2020 zu besprechen.

Dabei sollen die Kosten für die ISS-Beteiligung deutlich gesenkt werden, um Mittel für andere Explorationsmissionen frei zu bekommen. Eine weitere Herausforderung hier wird die steigende Anzahl an internationalen Partnern sein, EU-Mitglieder genauso wie andere Raumfahrtagenturen und Industriepartner.

Ziel der ESA ist es, bis 2020 möglichst konkrete bemannte Explorationsmissionen durchzuführen und im Weiteren eine Zukunft nach der ISS zu gestalten.

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