Quelle: Airbus Defence and Space 9. Februar 2023.

Bremen, 9. Februar 2023 – In den Bremer Reinräumen von Airbus werden drei europäische Servicemodule (ESM) parallel gefertigt. Die Integration von ESM-3 ist fast abgeschlossen, ESM-4 ist in vollem Gange, und die neu eingetroffene ESM-5-Struktur steht nun im Mittelpunkt der ersten Integrationsschritte.

Jedes ESM erfordert die Integration von mehr als 22.000 Elementen. Es ist das erste Mal, dass die NASA einen nicht-amerikanischen Hauptauftragnehmer, nämlich Airbus im Auftrag der ESA, mit dem Bau eines missionskritischen Elements für eine amerikanische bemannte Raumfahrtmission betraut hat.

„Zusammen mit der Europäischen Weltraumorganisation liefert Airbus die Hälfte des Raumfahrzeugs, das Menschen zum Mond zurückbringen wird – und sie damit weiter als je zuvor ins All bringt und natürlich auch sicher zur Erde zurückkehren lässt“, sagte Marc Steckling, Leiter von Space Exploration bei Airbus. „Wir haben bereits die ersten beiden ESMs ausgeliefert, wobei ESM-2 derzeit im Kennedy Space Center in Orion integriert wird. Mit dem Eintreffen der ESM-4-Struktur im vergangenen Sommer und der ESM-5-Struktur kurz vor Weihnachten haben wir nun die Serienproduktion eingeleitet. Unsere Reinräume wurden so optimiert, dass sie drei ESMs gleichzeitig aufnehmen können. Wir sind auf dem besten Weg, die Anforderung der NASA zu erfüllen, in Zukunft ein ESM pro Jahr zu liefern.“

Das ESM ist ein entscheidendes Element des astronautischen Orion-Raumschiffs der NASA, da es das Hauptantriebssystem des Raumschiffs ist und gleichzeitig das Manövrieren im Orbit und die Positionskontrolle ermöglicht. Auch die Stromerzeugung und -verteilung sowie die Versorgung der Besatzung mit den zentralen Elementen der Lebenserhaltung wie Wasser und Sauerstoff werden vom ESM übernommen. Das ESM regelt darüber hinaus die thermische Kontrolle, während es mit dem Besatzungsmodul verbunden ist. Darüber hinaus kann das drucklose Servicemodul für zusätzliche Nutzlasten genutzt werden. Die ESA hat rund 2 Milliarden Euro in das Orion-Programm investiert und Airbus mit der Leitung des europäischen Konsortiums und dem Bau von bisher sechs ESMs beauftragt.

Im Jahr 2022 fand die erste Artemis-Mission mit dem ersten Orion-Raumschiff statt, das vom ESM-1 angetrieben wurde. Das Raumfahrzeug legte mehr als 2 Millionen Kilometer zurück, war einem Temperaturbereich von mehr als 200°C ausgesetzt und flog mit einer Höchstgeschwindigkeit von 40.000 km/h (oder 11 km/s). Alle Systeme wurden getestet und funktionierten gut und zuverlässig, einige sogar besser als erwartet.

ESM-2 wurde im Oktober 2021 an Florida ausgeliefert. Es wird nun im Kennedy Space Center getestet und integriert. Es wird Teil der astronautischen Artemis-II-Mission sein, die seit 1972 die ersten Astronauten um den Mond und zurück zur Erde fliegen wird. Der Start von Artemis II ist derzeit für 2024 geplant.

ESM-3, das sich in der Endphase der Integration befindet, wird die Artemis-III-Mission antreiben, bei der die erste Frau und der erste farbige Mensch den Mond betreten werden. Die Auslieferung von ESM-3 ist für die zweite Hälfte des Jahres 2023 geplant. Diese Mission ist frühestens für das Jahr 2025 vorgesehen.

Die ESM-4-Struktur traf im Juni 2022 im Reinraum von Airbus in Bremen ein und wird derzeit integriert. An der kürzlich eingetroffenen ESM-5-Struktur wird bereits gearbeitet.

Die ESM 4, 5 und 6 werden für die Missionen Artemis IV bis VI eingesetzt, von denen die ersten beiden Teil des europäischen Beitrags zum internationalen Gateway sind, einer Raumstation, die in der Mondumlaufbahn errichtet werden soll. Ziel der ESA und der NASA ist es, ein Mond-Ökosystem (Gateway, Argonaut) aufzubauen, um den Mond besser zu verstehen und zu erforschen und längerfristig bemannte Missionen zum Mars vorzubereiten.

Weitere ESM 7, 8 und 9 wurden auf dem ESA-Ministerrat im November 2022 genehmigt, und Airbus ist derzeit dabei, sein Angebot für die Bereitstellung dieser ESM fertigzustellen.

Das Orion-ESM hat eine zylindrische Form mit einem Durchmesser und einer Höhe von etwa vier Metern. Beim Start wiegt es knapp über 13 Tonnen und macht damit etwa 60 % der Gesamtmasse des Orion-Raumschiffs aus. Seine 8,6 Tonnen Treibstoff treiben das Haupttriebwerk, acht Hilfstriebwerke und 24 kleinere Triebwerke für die Lageregelung an. Das europäische Servicemodul ist unterhalb des Besatzungsmoduls im Kennedy Space Center in den USA installiert. Zusammen bilden sie das Orion-Raumschiff.

Airbus-Ingenieure fertigen die ESMs zusammen mit der ESA und Industriepartnern, darunter Zulieferer aus 10 Ländern. Die ESM-Fertigung baut auf den Erfahrungen auf, die Airbus mit dem Automated Transfer Vehicle (ATV) gesammelt hat, das zwischen 2008 und 2015 fünfmal zur ISS geflogen ist.

Artemis I ein voller Erfolg
Artemis I war die erste in einer Reihe von immer komplexeren Missionen, die die Grundlage für die Erforschung des Weltraums durch den Menschen schaffen und einen wichtigen Schritt zur Rückkehr von Astronauten auf den Mond darstellen sollten, wobei Europa eine führende Rolle im bisher größten Weltraumabenteuer der Menschheit spielen sollte.

Dieser erste Flug hat eine enorme Fülle an Informationen generiert und alle mit dem ESM verbundenen Missionsziele wurden vollständig erreicht. Die erste Auswertung der Testdaten hat bestätigt, dass das Orion-Raumschiff viel weniger Treibstoff und elektrische Energie verbraucht und gleichzeitig viel mehr Energie erzeugt hat als berechnet. Das Antriebsteilsystem lieferte erwartungsgemäß den nötigen Schub für präzise Orbitalmanöver und die Lageregelung des Fahrzeugs. Die gute Leistung des Antriebssystems ermöglichte die Durchführung zusätzlicher Flugversuche zur besseren Charakterisierung des Fahrzeugs. Das ESM-Haupttriebwerk wurde wie geplant mehrmals mit einer kumulierten Gesamtbrenndauer von 10 Minuten gezündet. Die NASA hat bestätigt, dass die Gesamtleistung der Mission über den Erwartungen lag und am Ende der Mission noch fast 2 Tonnen Treibstoff übrig waren. Dies ermöglicht künftige Missionen mit längerer Dauer oder größerer Masse (z. B. Gateway-Module, die mit dem ESM transportiert werden). Besonders beeindruckend ist, dass die Solarzellen 15 % mehr elektrische Energie erzeugten als angegeben. Gleichzeitig verbrauchte das Raumfahrzeug weniger Strom, da die Temperaturschwankungen geringer waren als erwartet.

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Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: ESA, Airbus D&S, NASA, spacepolicyonline.com.

15. Februar 2015, 18:06 GMT, irgendwo über dem südpazifischen Ozean: Ein etwa zehn Meter langes, über 15 Tonnen schweres tonnenförmiges Raumschiff rast der Atmosphäre seines Heimatplaneten entgegen, bevor es schließlich in ihr verglüht. So endete die äußerst erfolgreiche Mission ATV-5, deren Ziel es war, mithilfe des europäischen Raumtransporters ATV (Automated Transfer Vehicle) die Internationale Raumstation ISS zu versorgen. Doch noch viel wichtiger: Mit diesem Wiedereintritt endet auch die Ära des ATVs an sich, denn dies war die letzte Mission des europäischen Versorgungsraumschiffs.

Am 29. Juli 2014 startete dieses Raumschiff mit dem Namen Georges Lemaitre mithilfe einer Ariane 5-Rakete in den Weltraum. Es handelte sich um das insgesamt fünfte ATV, es war mit einem Startgewicht von 20,2 Tonnen zugleich die schwerste Nutzlast, die die Ariane 5 jemals startete. An Bord waren Versorgungsgüter für die ISS, am 12. August dockte das Raumschiff schließlich nach einem langem Freiflug millimetergenau an das russische Swesda-Modul der Station an. Danach wurde die Fracht im Inneren des druckbeaufschlagten Moduls, darunter Nahrung, Wasser und wissenschaftliche Experimente, zu der Raumstation transferiert. Zusätzlich führte Georges Lemaitre mithilfe seiner Triebwerke Bahnmanöver zur Anhebung der Umlaufbahn der ISS oder zum Ausweichen von Weltraumschrott durch. Vor dem Wiedereintritt wurde dann das ATV mit Müll beladen, der durch Verglühen in der Erdatmosphäre entsorgt wird.

Für diesen Wiedereintritt wurden die Pläne geändert: Ursprünglich sollte der Raumtransporter einen 14 Tage langen Freiflug durchführen und daraufhin in einem flachen Winkel in die Erdatmosphäre eintreten. So sollten Daten für den Wiedereintritt der ISS in den 2020ern gesammelt werden. Doch einer der vier Energieführungskreise versagte, sodass man nichts riskieren wollte und den ATV auf die übliche Art und Weise eintreten ließ. Während des Wiedereintritts gab es zudem Probleme mit einem Aufzeichnungsgerät (Reentry Breakup Reciorder, REBR) an Bord, das aus dem Innerem des Raumschiffs Daten über den Eintritt sammeln sollte. Das tat es auch, jedoch wurden keine Bilder empfangen. Diese wurden zwar aufgenommen, erreichten jedoch nie die Bodenstation. Die empfangenen Messwerte legen aber den Schluss nahe, dass der Wiedereintritt planmäßig abgelaufen ist.

Das Vermächtnis des Automated Transfer Vehicles

Diese Probleme sollen aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass ATV-5 einen erfolgreichen Abschluss des ATV-Programms darstellt. Bereits 1987 gab es erstmals den Vorschlag, mit einem europäischen Raumtransporter eine internationale Raumstation zu versorgen. Im Oktober 1995 wurde die Entscheidung gefällt, das ATV tatsächlich zu bauen, woraufhin ein Jahr später die Entwicklung des Raumtransporters begann. Durch das Liefern von Versorgungsgütern beglich die ESA ihren Teil der Kosten, die durch den Betrieb der Raumstation anfielen. Insgesamt fünf ATVs flogen zu der ISS: ATV-1 „Jules Verne“ 2008, ATV-2 „Edoardo Amaldi“ 2011, ATV-3 „Johannes Kepler“ 2012, ATV-4 „Albert Einstein“ 2013 und nun ATV-5 „Georges Lemaitre“ 2014. Bei diesen Flügen wurde Fracht mit einem Gesamtgewicht von über 31.500 kg zur ISS geliefert. Jetzt ging dieses erfolgreiche Programm zu Ende, genauso wie es in den ursprünglichen Planungen vorgesehen war.

Doch das ATV lebt weiter, und zwar in Form des europäischen Servicemoduls für das neue Raumschiff der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA, Orion. Dieses neue Raumschiff ist für Missionen jenseits des niedrigen Erdorbits ausgelegt, dem bisherigen Einsatzbereich des ATVs und der ISS. Orion befindet sich momentan noch in der Entwicklung, 2018 soll ein unbemannter Testflug erfolgen. Diese Mission namens EM-1 (Exploration Mission 1) wird das neue Raumschiff in eine Umlaufbahn um den Mond führen, zugleich wird sie auch den Erstflug der neuen Schwerlastträgerrakete der NASA darstellen, dem Space Launch System. Und Europa ist mit dabei, und zwar in Form des Servicemoduls von Orion. Diese zylinderförmige Struktur wird das konusförmige Crewmodul antreiben und mit Strom, Luft und Thermalkontrolle versorgen. Gebaut von der Raumfahrtfirma Airbus Defence and Space in Bremen, werden durch die Lieferung dieses Servicemoduls die Kosten beglichen, die die ESA durch die Nutzung der ISS von 2017 bis 2020 bei der NASA verursacht. Und die Technologie des europäischen Servicemoduls für Orion basiert auf der des ATVs.

Das ATV war kein Versuch, kostengünstig Fracht zur ISS zu befördern. Das ATV war kein Versuch, größtmöglichen Profit zu machen, es wurde nicht so kostengünstig wie möglich gebaut. Der Transporter ist auch nicht unersetzlich, nach dem Ende des Programms werden nun das russische Progress-Raumschiff, das japanische HTV und die kommerziellen Raumtransporter Dragon und Cygnus die Versorgung der Raumstation übernehmen. Nein, das ATV war vielmehr ein Statussymbol für ganz Europa. Es demonstrierte erfolgreich die Leistungsfähigkeit der Raumfahrtindustrie und versorgte Europa mit einem Zugang zu der Station. Des Weiteren wurden wertvolle Erfahrungen gesammelt und Know-How aufgebaut, wichtig für zukünftige europäische Raumschiffe. Viele Vorschläge zur Weiterentwicklung des ATVs gab es, nun wird tatsächlich das Servicemodul des Raumschiffs gebaut, das Menschen jenseits des niedrigen Erdorbits, jenseits der ISS zu neuen, bisher unbekannten Zielen befördern wird. Da EM-1 der einzige Flug dieses europäischen Servicemoduls sein könnte, steht Europas Raumfahrtpolitik in der Pflicht, die bemannte Erkundung des Weltalls auch nach der Einstellung des ATVs ernsthaft und forciert weiterzuverfolgen. So kann ATV-5 nicht nur das Ende der Ära des ATVs darstellen, sondern auch den Beginn eines ganz neuen Zeitalters: Den der bemannten Erkundung des Weltalls, die sich nicht mehr nur auf erdnahe Ziele beschränkt.

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Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: ESA, Airbus D&S, NASA, spacepolicyonline.com.

Am 17. November machte das neue Raumschiff Orion der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur NASA einen weiteren Schritt in Richtung des ersten Mondfluges mit ihm. In Berlin wurde im Beisein der deutschen Koordinatorin für Luft- und Raumfahrt, Brigitte Zypries, ein Vertrag der europäischen Raumfahrtagentur ESA über 390 Millionen Euro unterzeichnet. Dieser Vertrag finanziert die Entwicklung und den Bau des europäischen Servicemoduls für Orion. Durchgeführt werden sollen diese Arbeiten von dem Luft- und Raumfahrtkonzern Airbus Defence and Space (D&S) in Bremen. Das Servicemodul soll bei Orions erstem, noch unbemannten Mondflug zum Einsatz kommen, genannt Exploration Mission 1 (EM-1). Das Servicemodul ist gleichzeitig ein finanzieller Ausgleich der ESA an die NASA. Mit seiner Lieferung begleicht die ESA die Schulden bei der NASA, die die ESA durch den Betrieb der Internationalen Raumstation von 2017 bis 2020 verursacht.

Bei dem Servicemodul handelt es sich um den Versorgungsabschnitt des Orion-Raumschiffs. Angebracht unter dem Hitzeschild des kapselförmigen Crewmoduls (CM), in dem sich die Besatzung aufhalten wird, soll es für die Stromversorgung mithilfe von vier Solarzellen, wichtige lebenserhaltende Funktionen und die Thermalkontrolle zuständig sein. Zusätzlich wird das Servicemodul Orion mithilfe eines amerikanischen Triebwerks namens AJ-10 antreiben und mithilfe mehrerer kleinerer Triebwerke seinen Kurs korrigieren. Das Servicemodul für Orion basiert auf dem des europäischen Raumtransporters ATV (Automated Transfer Vehicle), der nun nach fünf Versorgungsflügen zur Internationalen Raumstation ISS außer Dienst gestellt wird. Im Mai 2014 fand der Preliminary Design Review des Servicemoduls statt, eine vorläufige Designprüfung, im November 2015 soll das Critical Design Review folgen, eine rigorose Designprüfung. Danach kann dazu übergegangen werden, das Servicemodul zu bauen, das tatsächlich bei EM-1 zum Einsatz kommen soll. Der Start zu dieser Mission soll der Jungfernflug der neuen Schwerlastrakete Space Launch System sein und nicht später als im November 2018 stattfinden.

Orion wird das neue Raumschiff der NASA sein. Während die kommerziellen Partner der NASA für den Transport von Fracht und Astronauten zur ISS im Erdorbit zuständig sind, wird das auch MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) genannte Raumschiff Astronauten zu verschiedenen Zielen jenseits des Low Earth Orbits (LEO) transportieren. So kann eine intensivere Erkundung des Weltalls als je zuvor stattfinden. Mit der Entwicklung von Orion wurde bereits im Rahmen des 2010 gestrichenen Constellation-Programms entwickelt. So konnte die Entwicklung an einem Raumschiff, an dem bereits mit Hochdruck gearbeitet wurde, fortgeführt werden.

Wie es bei einem solchen Ereignis üblich ist, wurden bei der Vertragsunterzeichnung auch große Worte geschwungen. „Dieser Folgeauftrag zeigt das Vertrauen in unser Know-how und unsere Kompetenz, zuverlässige, hochmoderne Produkte termin- und budgetgerecht zu liefern. Durch dieses Programm und durch unsere kontinuierlichen Investitionen sichern wir unseren technologischen Vorsprung“, sagte etwa François Auque, Leiter von Space Systems. „Europa unterstreicht in diesem Programm nach dem herausragenden Erfolg der ISS-Versorgungstransporter ATV erneut seine wichtige Rolle im weltweiten Umfeld der bemannten Raumfahrt.“

Ob die ESA mit diesem Servicemodul tatsächlich die europäische bemannte Raumfahrt voranbringt, darf stark bezweifelt werden. Im Moment sollen schließlich nur zwei Servicemodule gefertigt werden, danach gehen fast alle Pläne an die NASA über. Das Ergebnis dürfte höchst ernüchternd aus- fallen: Europa investiert mehrere Hundert Millionen Euro und zahlreiche Jahre Entwicklungsarbeit in ein enorm leistungsfähiges System, das dann lediglich zweimal zum Einsatz kommt. Dabei könnte eine weitere Nutzung des europäischen Servicemoduls eine Win-Win Situation sowohl für die NASA als auch für die ESA bedeuten: Die NASA erhält ein leistungsfähiges Servicemodul praktisch umsonst, was gerade in Zeiten niedriger Budgets ein großer Vorteil sein kann. Dafür darf die ESA bei jedem Orion-Flug einen der vier Astronauten an Bord stellen. So wäre es für die ESA möglich, weiterhin bemannte Raumfahrt betreiben, auch nach dem Ende der ISS. Die Chancen auf eine Realisierung dieses Konzeptes stehen jedoch leider schlecht: Unsere europäischen Raumfahrtpolitiker sehen bemannte Raumfahrt größtenteils als Geldverschwendung an. Es steht daher zu befürchten, dass es sich bei dem europäischen Servicemodul für Orion erneut um ein Projekt ohne allzu großen nachhaltigen Nutzen handelt und dass es nach dem Ende der ISS für längere Zeit keine bemannte europäische Raumfahrt geben wird.

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Ein Beitrag von Roman van Genabith. Quelle: Boeing, CNES, ESA, Golem, NASA, Raumfahrer.net, SNC, SpaceX.

Der bemannte Zugang zum All
Die Sojus-Raumschiffe zwar recht zuverlässig, basieren jedoch auf einer jahrzehntealten Entwicklung, die keine großen Innovationssprünge mehr zulässt, trotz gradueller Entwicklungen wie der Digitalisierung der Bordelektronik, die u.A. den schnellen Pfad ermöglicht, der den Raumfahrern einen tagelangen Aufenthalt in der beengten Kapsel erspart. Das zeigt bereits eines der Defizite dieses Fahrzeugs auf. Der höchst begrenzte Platz macht den Flug für die Passagiere unbequem, viel entscheidender ist aber die ebenfalls sehr limitierte Zuladung, die sich bei Sojus-Starts auf rund maximal drei Tonnen beschränkt.

Zudem bedingt das derzeitige technische Quasimonopol Russlands bei bemannten Starts eine starke Abhängigkeit aller Raumfahrtnationen vom Partner Russland, ein politisch umstrittener Sachverhalt. Das zeigte sich erst jüngst in Form der eigentlich als sicher verstandenen Betriebsverlängerung der ISS nach 2020, die von der russischen Führung im Zuge politischer Konflikte mit westlichen Staaten nicht bestätigt wurde.

Generell ist das Vorhandensein mehrerer Alternativen bei jeder technischen Prozedur zu begrüßen. Die NASA sieht das ähnlich, weshalb sie im Rahmen des Commercial Crew Programms nach alternativen Startfähigkeiten für Astronauten sucht, die von Unternehmen aus der freien (US)-Wirtschaft beigesteuert werden soll.

Das Kalkül: Während private Konzerne als Subunternehmer der NASA den Transport in niedrige Erdumlaufbahnen übernehmen, konzentriert sich die NASA auf ihre neue Schwerlastrakete SLS mit dem Raumfahrzeug Orion für Flüge in den tiefen Raum. 2017 soll der private Charterflugbetrieb beginnen.

Die verschiedenen Entwicklungsansätze nehmen merkbar Fahrt auf und Form an:

Dragon zum Zweiten
Der Raumfahrtkonzern SpaceX, Entwickler der Dragon-Transporter, die bereits unbemannte Versorgungsflüge zur ISS leisten, ist dabei, Dagon für den bemannten Flug weiterzuentwickeln. Bislang wassern Dragon-Frachter nach dem Wiedereintritt unbemannt.

Die neue Raumkapsel selbst wird nach dem Willen von SpaceX mit den Astronauten landen, und zwar an fast jedem beliebigen Ort, und danach für weitere Flüge verwendet werden können. Erreicht werden soll diese Flexibilität durch eine Abkehr von klassischen Landemodellen mit Fallschirmen oder einer Wasserung. Die V2 soll durch eigene Bremstriebwerke zu einem kontrollierten Abstieg befähigt werden. Diese Bremstriebwerke stellen ein Highlight des neuen Konzepts dar.

Die sogenannten Super Draco-Triebwerke, von denen die V2 je zwei paarweise angeordnete Einheiten besitzt, was eine Redundanz bei Ausfall ergibt, entwickeln einen Schub von über 71.100 Newton. Die Brennkammern der Triebwerke sollen im Direct-Metal-Laser-Sintering-Verfahren gefertigt werden.

Die Nutzung von 3D-Druck zum Aufbau von Komponenten und Produkten zur Verwendung im Raumfahrtbereich, darunter sowohl Nahrungsmittel als auch vitale Bauteile, erfährt bereits seit Längerem von verschiedener Seite eine angeregte Evaluierung. Das Verfahren könnte dafür sorgen, dass Platz im Raum, ergo Platz in der Nutzlast, als auch als Resultat hiervon bares Geld gespart wird. Der Einsatz von 3D-Druck zum Aufbau von Raketentriebwerken würde einen deutlichen Einschnitt in der Fertigung von Raumfahrtkomponenten markieren.

V2 soll mit ihren Brems- und Abstiegstriebwerken nahezu überall auf der Erde mit der Präzision eines Helikopters landen können. Zeigen sich während der Landung Fehlfunktionen oder Anomalien der Triebwerke, kann V2 auch mittels für den Notfall mitgeführter Fallschirme landen.

Ähnlich will SpaceX mit der Trägerrakete Trägerrakete Falcon 9 verfahren. Eine ihrer Stufen soll ebenfalls durch eigene Triebwerke gebremst zur Erde zurückkehren und wiederverwendet werden (Vertical-Takeoff-Vertical-Landing, VTVL). An diesem Konzept arbeitet SpaceX bereits seit gut zwei Jahren. So diente die experimentelle Konstruktion Grasshopper als Testumgebung zur Erprobung des kontrollierten Wiederabstiegs.

Die rund 34 Meter hohe Grasshopper besteht aus einem Tank und einem Raketentriebwerk und absolvierte zwischen September 2012 und März 2013 insgesamt drei Flüge, bei denen Aufstiegshöhe und Dauer beständig gesteigert wurden, von 1,8 Metern und drei Sekunden bis 80 Meter. Bei einem weiteren Flug einen Monat später wurden bereits 250 Meter Höhe erreicht. Ein Flug im August demonstrierte die Fähigkeit des Seitwärtsflugs. Bei einer Aufstiegshöhe von 250 und einem Seitwärtsflug von 100 Metern gelang die sichere Landung.

Aus dieser Entwicklung ging schließlich der Nachfolgetyp der bisherigen Falcon 9 von SpaceX hervor, deren erste Stufe nun Falcon 9 Reusable, kurz F9R genannt wird und nach einer Reihe von Tests im Rahmen normaler Satellitenstarts irgendwann rückkehrfähig sein soll. Die weiterentwickelte Version der Falcon 9 wird mit dem neuen Triebwerkstyp Merlin 1D bestückt, der Nachfolger der Merlin 1C erzeugt mehr Schub.

Die neun Triebwerke der verbesserten F9 sind zudem anders angeordnet: Statt in drei Reihen à drei Triebwerken bilden acht Merlin-1D-Triebwerke einen Kreis um ein neuntes. Außerdem ist die F9R größer, nimmt mehr Treibstoff auf und transportiert schwerere Nutzlasten. Zukünftige Versionen der F9 sollen mit schwenkbaren Flügeln ausgestattet werden, die die Rückkehrstufe präziser zum Landeplatz navigieren lassen sollen, ein von Marschflugkörpern bekanntes Konzept, ferner sollen die Füße, auf denen die Rakete startet und landet einziehbar ausgeführt werden.

Motiviert werden die innovativen Ansätze von SpaceX nicht zuletzt vom Wunsch nach Kostenreduktion, wie SpaceX-Chef Elon Musk bei der Vorstellung der V2 ausführte: „Solange wir weiterhin Raketen und Raumschiffe wegwerfen, werden wir nie echten Zugang zum Weltraum haben. Es wird immer unglaublich teuer sein.“

Die V2 soll erstmals 2016 fliegen. Wie das ausgemusterte Space Shuttle der NASA bietet die V2 Platz für sieben Raumfahrer. Sie soll autonom wie die heutigen Frachtschiffe oder bedarfsweise in manueller Steuerung an der ISS andocken. Die Bedienung der Bordfunktionen erfolgt über moderne Touchscreens auf den Panels über den Sitzen der Piloten, die das Schiff mittels einer Art Joystick steuern können. Vitale Funktionen sind allerdings auch weiterhin über physische Bedienelemente regulierbar.

Boeing fliegt zur ISS
Neben SpaceX arbeiten noch weitere Unternehmen an der Entwicklung bemannter Raumfahrzeuge, die sich vom klassischen Einweg-Raumschiff lösen. So entwickelt Boeing das Crew Space Transportation-100 alias CST-100. Dieses ebenfalls bis zu 10x wiederverwendbare Raumschiff soll zunächst auf der Atlas V der United Launch Alliance, später auch auf der Falcon 9 und der Delta IV starten und ebenfalls bis zu sieben Astronauten oder eine kleinere Crew und zusätzliche Nutzlast in eine niedrige Erdumlaufbahn transportieren.

Die schon seit Gemini-Tagen und auch bei SpaceX V2 praktizierte Trennung zwischen Crew- und Servicemodul kommt auch hier zum Zuge. Der Flug mit dem CST-100 könnte deutlich komfortabler als heutige Raketenstarts verlaufen. Die Astronauten, von denen vier im unteren Teil und drei eine Reihe darüber sitzen, sollen über durchgängiges drahtloses Internet, sowie moderne, tabletähnliche Bordcomputer verfügen und auf schockgedämpften Sitzen ähnlich wie bei Sojus-Kapseln die Landung erleben. Ebenfalls ähnlich zur Sojus ist das Raumangebot im etwa 4,5 Meter durchmessenden kegelförmigen Mannschaftsmodul nicht gerade üppig, ein Umstand, der jedoch angesichts des beim CST-100 höchst wahrscheinlich zum Einsatz kommenden schnellen Anflugpfad weniger ins Gewicht fallen dürfte.

Im Servicemodul, das wie das von Apollo (bei anderen Dimensionen) in eine Mittel- und sechs Außensektionen unterteilt ist, befinden sich die Treibstofftanks. Die vier RS-88 Triebwerke des Moduls sollen Bahnänderungen im Orbit erlauben und das Raumschiff im Falle eines Problems mit der Rakete nach dem Start aus dem Gefahrenbereich befördern, auf eine separate Rettungsrakete wird verzichtet.

CST-100 ist für eine autonome Flugdauer von bis zu 60 Stunden ausgelegt und soll bis zu 210 Tage angedockt an eine Raumstation verweilen können. Bei der Rückkehr wird CST-100 zunächst durch Fallschirme abgebremst, die Landung erfolgt auf ausgetrockneten Salzseen oder im Wasser und soll durch Airbags zusätzlich abgefedert werden. Somit kommt bei Boeings Konzept ein im Vergleich mit SpaceX ambitionierter V2 ein eher klassischer Rückkehrmodus zum Einsatz.

Traumschiff der Sterne
Ein weiteres derzeit in Entwicklung befindliches und im Rahmen des NASA Commercial Crew Programs finanziell gefördertes Raumfahrzeug ist der Dream Chaser, ein Raumgleiter für bis zu sieben Astronauten, dessen Entwicklung ursprünglich von SpaceDev begonnen worden ist, welche zwischenzeitlich von der Sierra Nevada Corporation übernommen wurde.

Dream Chaser soll eine Länge von neun und eine Spannweite von sieben Metern haben und auf einer modifizierten Atlas V starten. Die Entwicklung geht bis in die 80er Jahre zurück. Als Zubringer für die damals geplante US-Raumstation Freedom war ein sowjetischer Entwurf eines Raumgleiters von Anfang der 1980er Jahre (BOR) angedacht gewesen.

Erste erfolgreiche Triebwerkstests und die Erprobung der Gleitflugphase vor der Landung mit einem Modell des Raumschiffs im Maßstab 1:7 erfolgten bereits 2010. Von Mai-August 2013 erfolgten erste Rolltests mit einem Testgerät in Originalgröße im Dryden Flight Research Center. Bei einer Erprobung der Landefähigkeit, dem Abwurf des Geräts aus einem Helikopter mit anschließender Gleitflugphase schlitterte Dream Chaser jedoch nach dem Aufsetzen über die Landebahn, da das linke Fahrwerk nicht ausfuhr.

Für den 1. November 2016 ist ein erster eintägiger und unbemannter Testflug von Cape Canaveral, Florida geplant, der erste bemannte Test mit einem SNC- und einem NASA-Astronauten inkl. Kopplung mit der ISS soll 2017 stattfinden. Ähnlich wie das Space Shuttle landet Dream Chaser wie ein Flugzeug horizontal.

Das bemannte ATV
Seit einigen Jahren fliegt der unbemannte europäische Frachter ATV (Automated Transfer Vehicle) Versorgungsgüter und Treibstoff zur ISS. Der autonome Frachter, von dem bis jetzt vier Modelle die ISS anflogen, nähert sich der Station voll automatisch und dockt im Normalfall ohne Einsatz des Canadarm-Roboterarms der Station an. ATV, dessen letzte Ausführung in wenigen Tagen zur ISS aufbricht, transportiert bis zu 6,6 Tonnen Nutzlast und verfügt über eine unter Druck stehende Sektion im vorderen Teil des Frachtschiffs, die von den ISS-Astronauten in der Zeit seines Dockings gern als zusätzlicher Aufenthaltsraum genutzt wird.

ATV stellt ein Spitzenprodukt europäischer Raumfahrttechnik dar und wäre ohne Weiteres für die Weiterentwicklung zu einem für bemannte Flüge geeigneten Schiff in Frage gekommen, berichtet Volker Schmid, Leiter der Fachgruppe ISS beim DLR im Gespräch mit dem Technikbranchendienst golem.de . Technisch sei eine modulare Fortentwicklung für den bemannten Flug kein Problem. Die Überlegungen Mitte der 90er Jahre scheiterten jedoch am fehlenden Konsens der ESA-Mitglieder über die Finanzierung zur Errichtung einer zusätzlichen Startrampe am Startkomplex Kourou, sowie der hierfür nötigen Verbesserung der Zuverlässigkeit der Ariane-Trägerrakete.

In Anbetracht der heutigen Probleme, eine funktionale Alternative zum russischen Sojus zu bauen, und mit Blick auf die beispiellos erfolgreiche Karriere des ATV, dessen Performance auch bei der NASA auf wohlwollende Aufmerksamkeit stößt, erscheint diese Entscheidung der europäischen Raumfahrtnationen kurzsichtig und unüberlegt. Die Chance auf einen europäischen bemannten Zugang zum All, aufbauend auf einem funktionierenden Konzept und somit ohne exzessive Neuentwicklungsinvestitionen, wurde zugunsten bürokratischer Etatstreitigkeiten leichtfertig vergeben.

Aufwendig und gefährlich?
Etablierte Akteure im Raumfahrtsektor sehen den Versuch zur Einführung wiederverwendbarer Raumschiffe mit Skepsis. Zu unsicher, zu teuer, zu wenig Routine, bringt es Dan Dumbacher, ein ehemaliger hochrangiger NASA-Mitarbeiter auf den Punkt. Dabei hatte die NASA mit den Space Shuttles selbst das ausgedehnteste Raumfahrtprogramm mit wiederverwendbaren Orbitern.

Die ausufernden Kosten, die durch die aufwendigen Wartungsprozeduren und die Komplexität der Maschine mit über einer Million Einzelkomponenten verursacht wurden, sind hinlänglich bekannt: Statt dem ursprünglich projektierten Nutzlastpreis von 200$ pro kg fand man sich schließlich bei buchstäblich astronomischen 16.000$ je kg.

Das Konzept wiederverwendbarer Raumschiffe wurde jedoch auch abseits des Space Shuttles bereits seit den 60er Jahren verfolgt, etwa vom US-Luft- und Raumfahrtkonzern McDonnell Douglas. Mitte der 90er Jahre nahm man dort im Auftrag des US-Verteidigungsministeriums, sowie der NASA die Arbeit an wiederverwendbaren Raketen wieder auf und baute den Delta Clipper Experimental (DCX).

Diese verkleinerte Version einer einstufigen und wiederverwendbaren Rakete flog am 18. August 1993 zum ersten Mal und demonstrierte die Fähigkeit einer Rakete zum kontrollierten Start, Wiederabstieg und Landung in insgesamt acht Flügen bis 1995, der Längste dauerte rund zwei Minuten.

Nach 1995 übernahm die NASA die Entwicklung und führte mit dem weiterentwickelten Delta Clipper Experimental Advanced (DCXA) weitere vier Testflüge durch, bei denen das Fluggerät in eine Höhe von 3.100 Metern aufstieg. Nachdem der DCXA beim letzten Flug wegen eines nicht ausgefahrenen Standbeins nach der Landung umkippte, Feuer fing und verbrannte, stellte die NASA die weitere Entwicklung ein.

Die Idee des DCXA lebte weiter. Mitarbeiter und Knowhow gingen schließlich im privaten Raumfahrtunternehmen Blue Origin von Amazon-Gründer Jeff Bezos auf, das das Raumschiff New Shepard entwickelte, letztlich eine Weiterentwicklung des DCXA. Ein einziger erfolgreicher Testflug im Frühjahr 2011 zeigte, dass das Raumschiff fliegen konnte. Bei einem weiteren Test im August 2011 wurde der Prototyp allerdings zerstört.

Die NASA jedoch nahm von da an die bekannte kritische Position zu wiederverwendbaren Raumschiffen ein, die sich im Weiteren substanziell aus den Erfahrungen beim Betrieb des Space Shuttles speiste. Man hatte beabsichtigt die Triebwerke des Orbiters auf 55 Flügen einzusetzen, man habe die Feststoffbooster aus dem Meer gefischt, gereinigt und inspiziert. Das ganze sei unglaublich teuer gewesen und stünde in keinem sinnvollen Verhältnis zum Nutzen.

Hier kann auch getrost von einem aus der Not geborenen Vorgehen ausgegangen werden, waren doch die Komponenten der Shuttles zunehmend schwieriger zu beschaffen. Außerdem fehlte die Routine: Raketen starten im Vergleich zu Flugzeugen zu selten, um verlässliche Erkenntnisse über Wartungsintervalle und mögliche Fehlerquellen erlangen zu können. Zwei Totalverluste von Space Shuttles, bei denen insgesamt 14 Menschen ums Leben kamen, legen trauriges Zeugnis von falschen Annahmen ab. Zumindest eins der beiden Unglücke lässt sich mit der fehlenden Erfahrung mit den Eigenschaften der verwendeten Materialien in Zusammenhang bringen.

Die französische Raumfahrtagentur CNES bringt einen weiteren problematischen Aspekt ins Gespräch, die Effizienz. Wiederverwendbare Raumschiffe benötigten eine eigene Start- und Landevorrichtung, etwa Stahlfüße wie bei der V2, sowie womöglich eigene Bremstriebwerke, die wiederum Treibstoff benötigen, erläutert Christophe Bonnal von der CNES. Die somit erzeugte Gewichtszunahme führe wiederum zu einem um ca. 25-30% gestiegenen Treibstoffbedarf. Am Ende gehe diese Spirale auf Kosten der Nutzlast, die sich ohnehin schon im niedrigen einstelligen Prozentbereich des Gewichts des Raumfahrzeugs bewege.

Eine Machbarkeitsstudie von CNES und der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos zu einer wiederverwendbaren Version der Ariane, bei der wiederverwendbare flüssigtreibstoffgespeiste Zusatzraketen statt Feststoffboostern verwendet werden sollten, scheint das Problem zu bestätigen. Anfangs seien die Booster Zylinder mit einem Triebwerk und kleinen Flügeln gewesen. Drei Jahre später seien daraus Gebilde von der Größe eines Airbus mit je vier Triebwerken geworden, so Bonnal.

Und auch er hegt weitere Sicherheitsbedenken: Um die Landung einer Abstiegsstufe zu ermöglichen, werde eine spezielle Infrastruktur am Boden benötigt, die an heutigen Startplätzen womöglich nur mit Schwierigkeiten realisiert werden könne. Er verweist hier beispielhaft auf den Startkomplex Kourou im französischen Überseedepartement Französisch-Guayana.

Letzterer Einwand ist schnell als latente Besorgnis etablierter kommerzieller Startanbieter um möglicherweise gefährdete Marktanteile zu erkennen. Die Neueinsteiger mit ihren innovativen Konzepten setzen ohnehin nur teilweise auf die Nutzung bestehender Infrastrukturen, vor allem beim Start und den verwendeten Raketen.

Wenn die Landung etwa auf konventionellen Rollfeldern erfolgen kann, oder ähnlich wie bei der Sojus weiterhin bestimmte zur Landung geeignete Bodenareale oder eine Wasserung zum Zuge kommen, kann daraus kein signifikantes Defizit des wiederverwendbaren Ansatzes gefolgert werden, schließlich ist mit keinem Wort gesagt, dass die Evolution der Trägersysteme die bisherige Geschäftsgrundlage heutiger Marktteilnehmer berücksichtigen muss.

Anders verhält es sich mit dem angeführten Nutzlastparadigma. Dass hier eine staatliche Agentur die Ökonomie als Argumentation ins Feld führt, überrascht zumindest etwas. Schließlich ist eben die angestrebte Kostenersparnis die Triebfeder der Newcomer.

Andererseits haben die etablierten Agenturen wie NASA und ESA einige Jahrzehnte mehr praktische Erfahrung sammeln können. Welche Position schlussendlich zutrifft und wie die Zukunft der bemannten Starts tatsächlich aussieht, wird wohl erst in ein paar Jahren der Blick auf die Bilanzen der verschiedenen Konsortien zeigen.

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Ein Beitrag von Thomas Brucksch. Quelle: ESA. Vertont von Peter Rittinger.

In der bemannten Raumfahrt ist die ESA bisher mit 8 % an den Kosten der ISS beteiligt. Fünf ATV-Transporter standen für den Cargo-Transport zur ISS zur Verfügung und brachten als ISS-Antrieb die Station regelmäßig in einen höheren Orbit. Europäische Astronauten werden bis 2016 mit der ISS fliegen und am Forschungsprogramm beteiligt sein.

Obwohl sich die NASA bereits bis 2020 bzw. 2024 für den Weiterbetrieb der ISS entschieden hat, scheint die Finanzierung des europäischen Anteils nur bis 2016 gesichert zu sein. Auch die Mittel für das MPCV-Servicemodul sind nur zu 60% genehmigt. Die Ministerratskonferenz im Dezember in Luxemburg muss somit (erneut) entscheiden, wo die ESA weiter investieren wird.

Das ESA-Direktorat hat bei der neuen Ariane-Trägergeneration keine Anforderungen seitens der bemannten Raumfahrt gestellt, um diese in die Designbeurteilung mit einfließen zu lassen. Obschon die Entwicklung mit Steuergeldern erfolgen wird, ist sie ganz auf die kommerziellen Bedürfnisse ausgerichtet.

Dennoch ist bemerkenswert, dass die ESA mit dem Docking-Mechanismus für den Dream Chaser in eine Technologie investieren will, über dessen Zukunft erst noch die NASA entscheiden will. Hier soll, ähnlich wie beim MPCV-SM, Knowhow aus der ARV-Konzeptphase übernommen werden.

Auch die Aktivitäten des gecancelten ESA Lunar Landers will man in die russische Mission (Lunar Resource) einbringen, vermutlich die Technologie der Laserkommunikation und der Lande-Hinderniserkennung.

Nach der Minsterratskonferenz 2012 soll nach zweijähriger Beratungsphase im Dezember dann über die organisatorische Entwicklung der ESA und die Finanzierung der ISS- und des Arianeprogramms entschieden werden.

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Ein Beitrag von Jan-Steffen Fischer. Quelle: Eigene Bilder.

Gegen 10:00 Uhr begann das umfangreiche Programm. Erste Station war das Institut für Werkstoff-Forschung. Hier wurden die aktuellen Forschungen an einer Beschichtung für Triebwerksschaufeln vorgestellt. Weiter ging es in den Werkstätten des Systemhaus Technik, in dem es um den Prozess „vom virtuellen Produkt zum fertigen Windkanalmodell“ ging. Hier erklären Ingenieure CAD, die Fräs- und Drehmaschinen liefen und produzierten kleine Astronauten sowie ein großes Modell eines Spaceshuttles.

Ein Highlight dort war der „3D-Drucker“ für Metall. Bei dieser Technik wird – anders als beim Kunststoffdrucker – zunächst das Metallpulver (z.B. Aluminium, Titan) aufgetragen und anschließend mit einem Laser verschmolzen. Dies wird Schicht für Schicht gemacht, bis das Produkt fertig ist. Dabei können gleichzeitig viele verschiedene einzelne Bauteile produziert werden.

Weiter ging es im Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik mit Plasmawindkanälen sowie den Hyper- und Überschallwindkanälen. Hier wurden Messmethoden für den Staudruck, für Schlieren und Strömungen vorgestellt. Auch hier war die Testeinrichtung beeindruckend.

Zwischendurch fanden immer wieder interessante Vorträge im Casino statt, so z.B. einer über die Rosetta-Mission, welche nächstes Jahr ihr Ziel erreicht. Hier gab es auch Infostände zu Arbeitsplätzen beim DLR sowie zum Archiv und einen Tisch mit vielen interessanten Broschüren über das Raumfahrtmanagement.

Es folgte ein weiteres Highlight des Tages, die Flugzeugausstellung. Hier gab es von der Luftwaffe u.a. je einen Tornado und einen Eurofighter, und außerdem Flugzeuge der Flugbereitschaft zu bestaunen. Neben der Luftwaffe stellte das DLR seine Forschungsflotte vor. Dann gab es noch eine Boeing von UPS und von FedEx. Das tolle daran war, dass letztere mit geöffneter Triebwerksverkleidung betrachtet werden konnte, was einen nicht alltäglichen Einblick ermöglichte.

Auf dem Gelände gab es zudem Infostände von ESA und DLR, von Zeitschriftenverlagen, Astronomie-, Modell- und Raketenbauvereinen, usw.. Zudem waren viele Essens- und Verkaufsstände vorhanden und als weiteres Highlight Zelte, in den man Autogramme von Astronauten bekommen konnte. Eine tolle Möglichkeit die Astronauten auch mal persönlich zu treffen, welche sonst am Tag sehr stark vertreten waren. So gab es viele Vorträge von ihnen und sie waren auch für Fragen offen.

Neben diesen ganzen Möglichkeiten bildete die Radiobühne von WDR 2 mit Interviews und Musik auf dem ganzen Gelände einen tollen Hintergrund. So bekam man auch den erfolgreichen Weltrekordversuch mit, selbst man nicht unmittelbar vor Ort war. Ein Kran hob und hielt einen 15t-Lastwagen, der nur mit einer Scheckkarten-großen Klebstofffläche mit der Hebeeinrichtung verbunden war. Auch für Familien und Kinder gab es übrigens tolle Möglichkeiten und Programmpunkte.

Krönender Abschluss des Tages war die Präsentation des Tauchbeckens, wo mit André Kuipers das Astronautentraining und die Sicherheitsvorkehrungen bei einer EVA, also einem Ausstieg ins All, erklärt wurden. Danach ging es noch kurz ins Astronautenzentrum. Auch wenn das Betreten der Module nicht mehr möglich war, war es doch ein lohnenswerter Blick in die Halle.

Nach acht Stunden mit vielen neuen Eindrücken und tollen Informationen gingen alle etwas müde vom Gelände, und mit dem Schuttlebus konnte man zum Bahnhof fahren. Auf dem Gelände fand übrigens das SocialSpace-Treffen von ESA und DLR statt, bei dem andere Mitglieder von Raumfahrer.net dabei waren.

Insgesamt muss ich sagen, dass der Tag der Luft- und Raumfahrt sich gelohnt hat. Einen solchen faszinierenden und interessanten Einblick in die Forschung, die Astronautenausbildung, Durchführung von Missionen und auch den ganzen Bereich der Luft- und Raumfahrt gibt es selten. Um es kurz zu sagen: Es war großartig! Vielen Dank DLR und ESA! Man sieht sich in zwei Jahren wieder!

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Ein Beitrag von Daniel Maurat. Quelle: ESA, NASA.

Diese Pressekonferenz fand am Mittwoch statt, wobei vonseiten der NASA William Gerstenmaier, Associate Administrator für bemannte Erforschung und Operationen und Orion-Programmmanager Mark Geyer erschienen. Von der ESA waren Bernardo Patti, ESA-Manager für Operationen auf der ISS, sowie der Direktor für bemannte Raumfahrt und Operationen, Ex-Astronaut Thomas Reiter anwesend. Dabei ging es vor allem um die geplante Kooperation im Orion-Programm, wobei die ESA ein auf dem ISS-Zubringer ATV basierendes Servicemodul für die ersten beiden Flüge EM-1 und EM-2 entwickeln und bauen soll.

Das von der ESA gebaute Service-Modul wird dabei eine Länge von 2,7 m bei einem Durchmesser von 4,5 m haben, es wird also nur halb so lang sein wie das des ATV. Darüber hinaus soll der Antrieb verändert werden. Als Haupttriebwerk wird man entweder das europäische Aestus, welches in der EPS-Oberstufe der Ariane 5 genutzt wird und heutzutage das ATV in den Erdorbit bringt, oder das AJ-10, welches sowohl in der Delta-Oberstufe, dem Service-Modul der Apollo-Raumschiffe als auch im Space Shuttle im Orbital Maneuvering System (OMS) genutzt wurde. Darüber hinaus gibt es acht kleinere Triebwerke mit einem Schub von etwa 490 Newton, welche für feinere Bahnmanöver sowie als Backup für das Haupttriebwerk genutzt werden sollen. Auch soll die Energieversorgung des Raumschiffes im Gegensatz zum ATV verbessert werden. So sind neue Galliumarsenid-Solarzellen geplant, welche über eine Effizienz von 30% verfügen sollen. Die derzeitigen Solarzellen des ATV wandeln nur 17% der einfallenden Lichtenergie in elektrische Energie um.

Diese Kooperation zwischen NASA und ESA ist Teil eines Tauschgeschäfts zwischen beiden Organisationen. Für das ATV-SM darf die ESA auch über 2015 hinaus die ISS nutzen und Raumfahrer zur Station hinschicken. Dabei setzt man auf Sachwerte wie eben das Service-Modul oder davor das ATV anstatt auf Geldzahlungen, um so auch die europäische Industrie zu stärken. Im Rahmen dieser Kooperation wird die ESA nun vier Service-Module an die USA liefern. Zwei dieser Module dienen nur zu Testzwecken, während die anderen zwei auch tatsächlich in den Weltraum fliegen. Dies wird während den Missionen EM-1 im Jahr 2017 und mit EM-2, welche zwischen 2019 und 2021 stattfinden soll, geschehen.

Dabei finden beide Starts mit der in den USA gerade in Entwicklung befindlichen neuen Schwerlastrakete SLS statt und die Raumschiffe werden dabei in eine Umlaufbahn um den Mond geschickt, ähnlich dem Missionsprofil von Apollo 8 im Dezember 1968. Während EM-1 noch unbemannt fliegen soll, werden mit EM-2 erstmals seit Dezember 1972 Menschen aus dem Gravitationsfeld der Erde hinausfliegen und sich im Einflussgebiet eines anderen Himmelskörpers, namentlich des Mondes, befinden. Für EM-2 besteht zudem die Möglichkeit, dass eines der Besatzungsmitglieder auch ein ESA-Astronaut sein könnte. Damit könnte mit dieser Mission auch erstmals ein Nicht-Amerikaner aus dem Erdorbit hinaus und zum Mond fliegen.

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Ein Beitrag von Daniel Maurat. Quelle: ESA, NASA, BBC News, Raumfahrer.net. Vertont von Peter Rittinger.

Damit bestätigte Dordain Spekulationen, welche seit einem Jahr durch die Raumfahrt-Gemeinschaft geistern (Raumfahrer.net berichtete). Das Service-Modul wird dabei im Austausch für die Nutzung der ISS bis 2020 durch die ESA geliefert, sofern sich die Mitgliedsstaaten der ESA demnächst entsprechend festlegen.

Dabei soll das Service-Modul auf dem des europäischen Transportraumschiffes ATV basieren, welches bisher drei Mal zur ISS geflogen ist und in den nächsten zwei Jahren noch zwei weitere Male die ISS mit Nachschub versorgen soll. Es wird dabei die Avionik des Raumschiffes beinhalten sowie Solarzellenausleger für die Energieversorgung, die Wärmekontrolle des Raumschiffs, Konsumgüter wie etwa Wasser, Luft und Raketentreibstoff sowie den Antrieb an sich. Dieser soll von Europa entwickelt werden, wobei man sich höchstwahrscheinlich dem Aestus-Triebwerk der EPS-Oberstufe der Ariane 5 bedienen wird. Dieses war schon vorher neben dem AJ-10-Triebwerk, welches im Space Shuttle, bei den Apollo-Raumschiffen oder der Zweitstufe der Delta II Verwendung fand, ein Kandidat für das Raumschifftriebwerk.

Diese Vereinbarung gilt aber nur für den ersten unbemannten Testflugs des gesamten Orion-Systems mit der neuen US-amerikanischen Schwerlastrakete SLS, welcher zurzeit für 2017 geplant ist. Davor soll im Jahr 2014 ein erster Testflug mit einer unbemannten Orion-Kapsel auf einer Delta IV Heavy stattfinden, bei der vor allem der Wiedereintritt und das Startabbruchsystem LAS im Blickfeld der Ingenieure stehen. Ein zweiter Flug im Jahr 2019 soll schon bemannt sein und in einen Orbit um den Mond fliegen. Dies wäre ein ähnliches Flugprofil wie bei der Mission Apollo 8 im Dezember 1968 und das erste Mal, dass Menschen so nahe am Mond sein werden seit Apollo 17, der letzten Mondlandung im Dezember 1972. Die ESA kann sich aber auch vorstellen, dass sie diese Mission und darüber hinaus mit ihrem Service-Modul und vielleicht sogar mit eigenen Astronauten unterstützen wird.

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• Ideen zum ESA-Beitrag im ISS-Betrieb
• NASA-Raumschiff *Orion*

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

Zunächst bereitete man den Abflug des unbemannten Transportraumschiffes ATV 3 Edoardo Amaldi vor. Dieser legte schließlich am 28. September, beladen mit Abfällen, vom Heck der Station ab und trat am 3. Oktober in dichte Schichten der Erdatmosphäre ein, wobei er größtenteils verglühte.

Bereits einen Tag zuvor testete man im russischen Teil ein neuartiges Kommunikationssystem. Dabei werden Daten mittels eines Laserstrahles zur Erde übermittelt. Hier wurden die Impulse von einer Bodenstation im Nordkaukasus empfangen. Bei diesem ersten Test wurden insgesamt 2,8 GByte Informationen mit einer Datenrate von 128 MBit/s übertragen. Der erfolgreiche Test ebnet nach Worten Verantwortlicher den Weg für eine breite Einführung derartiger Systeme in der Raumfahrt. Mit derartigen Systemen ließen sich Datenübertragungsraten bis zu 10 GBit/s erreichen.

Am 4. Oktober schließlich wurden 4 japanische Kleinsatelliten sowie ein Cubesat der Universität Hanoi (Vietnam) mit einer speziellen Vorrichtung vom Kibo-Modul aus ins All katapultiert. Startanlage und Satelliten waren zuvor vom Transportraumschiff Kounotori 3 zur ISS transportiert worden. Bei den Satelliten handelt es sich um Raiko, FITSat 1, We Wish, F-1 und TechEduSat.

Raiko ist quaderförmig mit kleinen Solarzellenpaneelen, wurde von den Universitäten Wakayama und Tohoku entwickelt und soll mehrere Aufgaben übernehmen. Zum einen sollen Bilder der Erde über eine Kamera mit Fischaugenlinse gemacht werden. Außerdem wird durch ihn die Messung der Relativgeschwindigkeit gegenüber der ISS ermöglicht. An Bord gibt es einen experimentellen Sternsensor, eine entfaltbare Membran zum beschleunigten Abstieg aus der Umlaufbahn, Bahnvermessung über Dopplereffekt sowie Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung im K_u-Band-Bereich.
We Wish ist ein würfelförmiger Minisatellit mit einer Kantenlänge von knapp 10 cm und einer Masse von etwa 1 kg. Er wurde von Meisei Electric gebaut und dient der Ausbildung. Außerdem wird eine schmalbandige Infrarotkamera erprobt. FITSat ähnelt We Wish, stammt aber vom Fukuoka Institute of Technology und dient der Erprobung optischer Kommunikationseinrichtungen mittels leistungsfähiger Leuchtdioden.

F-1 (1 kg) stammt von der FPT-Universität Hanoi (Vietnam) und umfasst eine einfache Kamera, ein 3-Achsen-Magnetometer sowie verschiedene Temperatursensoren. Die Lageregelung soll über Magnetfelder erfolgen. Der fünfte Cubesat im Bunde, TechEduSat (1 kg) ist ein Gemeinschaftsprojekt zwischen der San Jose State University (USA), ÅAC Microtec (Schweden) und dem NASA Ames Research Institute (USA). Dabei steht ein Kommunikationsexperiment über Iridium- bzw. Orbcom-Satelliten im Mittelpunkt. Der Satellit soll direkt mit diesen Telefonnetzen Kontakt aufnehmen und so Informationen zwischen Orbit und Erde ermöglichen.

Am 8. Oktober soll ein Dragon-Raumschiff an der Spitze einer Falcon-9-Trägerrakete mit Fracht zur ISS starten. Der Beginn des nächsten bemannten Flugs ist gegenwärtig für den 23. Oktober geplant.

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• ISS – Hauptthema
• ISS-Expedition 33 (ab 4. Oktober 2012)
• ATV-3 Edoardo Amaldi – Mission und Betrieb

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

Anstelle der vorgesehenen 31 Minuten und 16 Sekunden für eine Geschwindigkeitssteigerung um 4,4 Meter pro Sekunde wurde der Antrieb des ATV bereits nach etwa 22 Minuten und 30 Sekunden abgeschaltet. Damit wurde nur eine Geschwindigkeitserhöhung um 2,91 Meter pro Sekunde erreicht. Als Ursache dafür wird vonseiten der ESA angegeben, dass ein Temperatursensor an einem der beiden nicht am Antriebsprozess beteiligten Triebwerke des ATV einen zu hohen Wert ermittelt und an die Steuerung an Bord der ISS weitergegeben hat. Daraufhin wurde der Antriebsvorgang abgebrochen, was nicht die eigentlich erwartete Reaktion auf einen solchen Vorgang darstellte. Um den Verantwortlichen ausreichend Zeit für die Fehleranalyse und die Planung weiterer Maßnahmen zu lassen, ist man übereingekommen, die zusätzliche Korrektur gegebenenfalls am 22. August nachzuholen. An diesem Tag ist ohnehin ein Bahnanhebungsmanöver vorgesehen.

Bahnanhebungen werden normalerweise in unregelmäßigen Abständen durchgeführt, um einerseits den Höhenverlust aufgrund der Reibung in der auch in mehr als 400 Kilometern Höhe noch vorkommenden, äußerst dünnen Luft auszugleichen. Ein weiterer Grund ist aber die Feinjustierung der Bahn für bevorstehende Ereignisse wie Kopplungen oder Landungen. Damit das Raumschiff Sojus-TMA 04M Mitte September im vorgesehenen Gebiet landen kann, werden geringfügige Korrekturen vorgenommen.

Auch für bevorstehende Kopplungen werden derartige Feinkorrekturen vorgenommen. Mit einem neuen, nur sechsstündigen Anflug zukünftiger Sojus-Raumschiffe, werden an die Bahnpräzision noch höhere Anforderungen gestellt. Dazu muss die Bahnebene den Startort zu einem Zeitpunkt kreuzen, zu dem die Station nur etwa 8 Minuten voraus ist. Je höher die Bahn der Raumstation ist, umso größer ist die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem anfliegenden Raumschiff und der ISS. Damit kann in kurzer Zeit ein größerer „Vorsprung“ aufgeholt werden. Gleichzeitig muss aber die Bahn des Raumschiffes der der Station angeglichen werden, damit man sie an einem bestimmten Punkt mit fast derselben Geschwindigkeit trifft. Erst dadurch wird aus einem möglichen Vorbeiflug ein Rendezvous. Russische Raumschiffe koppeln im Normalfall mit einer Geschwindigkeit von 12 bis 15 Zentimetern pro Sekunde an.

Das neue Express-Verfahren war am 1. August, also vor wenigen Tagen beim Frachter Progress-M 16M erstmals angewandt worden. Die bemannte Prämiere erlebt es aber erst im nächsten Frühjahr. Die mit einem Gewinn von mehr als 40 Kilometern bisher umfangreichste Bahnanhebung der ISS war im Juni vergangenen Jahres mit den Triebwerken das ATV 2 Johannes Kepler vorgenommen worden.

2012 wurde die ISS bisher von 2 bemannten und 6 unbemannten Raumschiffen angeflogen. In den kommenden Monaten sind noch 2 bemannte und bis zu 4 unbemannte Transporte geplant.

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• ISS – Bahnmanöver & Bahnerhalt ab 19.07.2012

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Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: NASA, ESA.

Während der sechs-monatigen Forschungsmission konnte der niederländische ESA Astronaut Andre Kuipers allerhand erleben. Neben mehr als 50 durchgeführten Experimenten war er auch Zeuge beim ersten Kopplungsmanöver des neuen amerikanischen Frachttransporters Dragon. Auch den Andockvorgang des europäischen Frachters ATV-3 konnte er begleiten. Nun wird es zusammen mit dem amerikanischen Astronauten Don Pettit für weitere medizinische Untersuchungen nach Houston geflogen.

Als nächster ESA-Astronaut wird der Italiener Luca Parmitano an Bord der Sojus TMA-09M im Jahr 2013 zu ISS fliegen. Die Crew der ISS wird allerdings schon am 15. Juli beim Start von Sojus TMA-05M mit Kommandant Juri Iwanowitsch Malentschenko (5. Raumflug) von Roskosmos, Sunita Lyn Williams (2. Raumflug) von der NASA und Akihiko Hoshide (2. Raumflug) von der japanischen Weltraumorganisation JAXA wieder verstärkt.

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• Sojus TMA-03M

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Ein Beitrag von Ian Benecken und Daniel Maurat. Quelle: spaceflight101.com, NASA, ESA.

Das Missions-Kontrollzentrum arbeitet an einem Problem mit dem Stromversorgungssystem des ATVs. Das primäre der beiden RICUs (Russian Systems Interface Units), welches das ATV in seiner angekoppelten Phase mit Strom von der ISS versorgt, ist am 30. März ausgefallen. Das ATV-Kontrollzentrum in Toulouse, Frankreich hat daraufhin vom primären Kreislauf 1 auf das Backup-System Kreislauf 2 geschaltet und dies getestet. Diese Tests wurden erfolgreich abgeschlossen und das ATV erhält nun wieder Strom von der ISS. Jedoch bleibt man weiterhin in einem reduzierten Stromverbrauchsmodus. Der Verlust eines von vier dieser Systeme ist nicht kritisch und die Teams arbeiten bereits daran, die Fehlerursache zu finden und das fehlerhafte System zu reaktivieren. Derzeit wird vermutet, dass die Filter-Hardware, welche kurz nach dem Öffnen der Luken des ATVs benutzt wurde, um die Luft im ATV wegen möglichen Verunreinigungen zu filten, Schuld an diesem Ausfall ist. Dies ist allerdings noch nicht bestätigt und die NASA möchte erst einmal das Backup-System auf seine Stabilität überprüfen, bevor man wieder zum nominalen Plan zurückkehrt.

Während das ATV nicht mit dem Stromversorgungssystem der ISS verbunden war, nutzte es seine eigene autonome Stromversorgung welche ihren Strom aus den Solarpaneelen des ATVs bezieht. Jedoch kann das ATV auf Dauer nicht genügend Strom produzieren solange es an der ISS angedockt ist. Die Lage der ISS zu ändern, damit das ATV eine bessere Ausrichtung zur Sonne hätte, würde auch nichts bringen, denn wegen des hohen Winkels zur Sonne würde auch so das ATV nicht genug Strom bekommen.

Das Worst Case Szenario ist, dass das ATV noch bis einschließlich Sonntag an der ISS angedockt bleibt und schon Montag wieder von der ISS abkoppeln müsste. Die ISS-Kontrollzentren haben einen Notfallplan erstellt für den Fall, dass dies eintritt. Er besagt, dass alle sechs Crew Mitglieder der ISS ihr Wochenende ausfallen lassen und sofort mit dem Be- und Entladen der wichtigsten Items aus dem ATV beginnen sollen. Dieser Plan wird derzeit immer noch ausgeführt.

Die Vorbereitungen für ein für heute Abend um 23:54 Uhr MESZ angesetztes Bahnanhebungsmaneuver der ISS mit dem ATV wurden bis jetzt allerdings noch nicht gestoppt.

Update:
Mittlerweile ist die Stromversorgung durch das Backup-System sichergestellt und bestätigt. Die ISS-Crew wurde vom Kontrollzentrum angewiesen, die Notfallausladeprozeduren des ATVs zu stoppen, da nun ein Abkoppeln am Montag nicht mehr notwendig ist. Auch das Bahnanhebungsmaneuver heute Abend kann wie geplant stattfinden.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA.

Das „Progamm Board“ der ESA hatte während einer Tagung in Paris vom 14. bis zum 15. Februar 2012 mit großer Zustimmung den durch eine belgische Delegation übermittelten Vorschlag angenommen, den fünften und nach bisherigem Planungsstand letzten europäischen automatischen Raumfrachter vom Typ ATV „Georges Lemaître“ zu taufen.

Der Astrophysiker und Priester Georges Lemaître, geboren am 17. Juli 1894 in der belgischen Stadt Charleroi, ist Schöpfer einer Reihe von Lösungen für Gleichungssysteme zu Einsteins Relativitätstheorie.

Doktor der Physik und der Mathematik wurde Lemaître 1920, 1923 wurde er zum Priester geweiht. Anschließend folgte ein Graduiertenstudium an der englischen Universität Cambridge, wo sich Lemaître mit Kosmologie, Astronomie der Sterne und numerischer Analyse beschäftigte. Nach Studienaufenthalten in Harvard und beim Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den Vereinigten Staaten von Amerika kehrte Lemaître 1925 nach Belgien zurück, um für den Rest seiner Karriere als Vollzeit-Professor an der katholischen Universität Leuven zu arbeiten.

1927 fand Lemaître eine Reihe von Lösungen für Einsteinsche Gleichungen zur Relativitätstheorie, die für ein sich stetig ausdehnendes Universum sprechen, und nicht für eines statischer Größe. Aus astronomischen Beobachtungen schloss Lemaître außerdem als erster auf einen ungefähren Wert für die Hubble-Konstante. Später wurden diese Zusammenhänge als Theorie vom Urknall bekannt.

Lemaître erhielt in Belgien die höchste wissenschaftliche Auszeichnung des Landes. 1936 wurde er zum Mitglied der päpstlichen Akademie der Wissenschaften ernannt, in der er bis zu seinem Tod 1966 wirkte. Kurz vor seinem Ableben konnte er einer Bestätigung seiner Theorien gewahr werden, als die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung entdeckt wurde.

Im März 2014 könnte eine Ariane 5 ES das ATV 5 „Georges Lemaître“ mit Nachschub für die Internationale Raumstation (ISS) in den Weltraum bringen, wenn es gelingt, existierende Zeitpläne einzuhalten.

Das erste ATV namens „Jules Verne“ war am 9. März 2008 auf einer Ariane-5-Rakete gestartet worden und vom 3. April 2008 bis zum 5. September 2008 mit der ISS gekoppelt. Am 29. September 2008 war das Transportschiff wieder in die Erdatmosphäre eingetreten und dabei wie vorgesehen zerstört worden.

2011 flog das ATV 2 „Johannes Kepler“ zur ISS. Nach dem Start am 16. Februar 2011 war das ATV vom 24. Februar bis zum 20. Juni 2011 mit der ISS gekoppelt. Seine Existenz endete am 21. Juni 2011 beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.

Das ATV 3 „Edoardo Amaldi“ soll in Kürze zu seiner Mission aufbrechen. Der Start ist für den 9. März geplant, das Ankoppeln an die ISS für den 19. März 2012.

„Albert Einstein“, das ATV 4, entsteht zur Zeit in Bremen bei EADS Astrium. Geflogen werden soll es im Jahr 2013.

Aufgabe der unbemannten ATV ist es, die ISS mit Treibstoff, Nahrung, Wasser und Verbrauchsgütern zu versorgen und einen Teil der zum Bahnerhalt der Station nötigen Manöver, man spricht von sogenannten Reboosts, mit den eigenen Triebwerken durchzuführen. Außerdem übernehmen die ATV einen Teil der Abfallentsorgung für die ISS, sie werden vor dem Abkoppeln von der Station entsprechend beladen.

Raumcon:

• ATV 3
• ISS-Versorger ATV

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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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Ein Beitrag von Daniel Maurat. Quelle: NSF, ESA, BBC. Vertont von Peter Rittinger.

Amerika will zum Mars. Das steht schon seit Jahren sowohl bei der NASA als auch in der US-Regierung fest. Dazu begann man die Entwicklung des neuen bemannten Raumschiffes Orion, auch bekannt als Multi Purpose Crew Vehicle (MPCV). Dabei wurde in den vergangenen Jahren die neue Kapsel entwickelt und soll vielleicht schon 2013 einen ersten Testflug machen. Doch ist Amerika beim Versorgungsmodul, welches sowohl die Steuerung als auch die Energieversorgung des Raumschiffes übernehmen soll, noch nicht weit gediehen.

Aber es gibt zurzeit ein erfolgreiches Versorgungsmodul, dass auch im Einsatz ist und für die Orion-Kapsel genutzt werden könnte: das Versorgungsmodul des europäischen ATV war bei seinen bisher zwei Einsätzen der ATV-Missionen 1 und 2 sehr erfolgreich und ist ausbaubar. Das ATV (Automated Transfer Vehicle für Automatisches Transportvehikel) ist dabei ein unbemanntes europäisches Versorgungsraumschiff, welches für die Versorgung der Internationalen Raumstation ISS genutzt wird. Die ESA hatte verschiedene Pläne, auf Basis dieses Raumschiffes ein eigenes bemanntes Raumfahrzeug zu entwickeln. Doch sieht es bisher nicht danach aus. So laufen schon seit einiger Zeit Gespräche zwischen Vertretern der NASA und der ESA zu diesem Thema und auch die Projektleiter des Orion-Programms haben ein immer weiter steigendes Interesse, dass Europa am bemannten amerikanischen Weltraumprogramm auch aktiv teilnimmt.

Das ATV kann aber in seiner jetzigen Konfiguration nicht 1:1 für Orion genutzt werden. Das wohl größte Problem besteht darin, dass das ATV zurzeit noch etwas „untermotorisiert“ ist. Seine vier Haupttriebwerke vom Typ Aerojet R-4D-11 (die als Lageregelungstriebwerke im Apollo-Raumschiff genutzt wurden) haben je einen Schub von gerade einmal 490 N. Das reicht aus, um die ISS langsam anzuheben. Eine bemannte Version bräuchte dagegen ein stärkeres Triebwerk, mit dem große Bahnmanöver durchgeführt werden können, etwa das Einbremsen in den Mondorbit. Als solches sind in Fachkreisen zwei Triebwerke im Gespräch: das von der amerikanischen Firma Aerojet gebaute AJ-10, welches noch auf die Vanguard und Thor-Able zurückgeht und in anderen Versionen (noch heute) in der Delta II Verwendung findet und sowohl als Haupttriebwerk des Apollo-Raumschiffes als auch als OMS-Triebwerk des Space Shuttles diente.

Das andere Triebwerk ist das von EADS Astrium entwickelte und gebaute Aestus-Triebwerk, welches in der EPS-Oberstufe der Ariane 5 Verwendung findet und gegenwärtig das ATV ins Weltall bringt. Auch dieses wurde oft genutzt und hat bisher nur ein einziges Mal versagt.

Auch müssen Energieversorgung und Interface zwischen Versorgungsmodul und Raumschiff umgebaut werden. So müssen die Solarpaneele vergrößert werden, um für die Crew mehr Energie bereitzustellen. Dies wird vor allem bei längeren Flügen von großer Bedeutung sein. Die Verbindungen zwischen Raumschiff und Versorgungsmodul müssen so gebaut werden, dass beide Teile voneinander getrennt werden können, damit eine sichere Rückkehr zur Erde gewährleistet ist.

Noch ist nichts entschieden, doch werden die Chancen für einen europäischen Beitrag für das Orion-Raumschiff immer größer. Bei einem Start wären dann auch europäische Astronauten an Bord, die Hand in Hand mit ihren amerikanischen Kollegen das Sonnensystem erforschen würden. Gestartet werden soll dann das Gespann auf der neuen amerikanischen Schwerlastrakete SLS, welche sich zurzeit in Entwicklung befindet. Zwar sehr unwahrscheinlich aber dennoch möglich ist es, dass dieses Raumschiff auch auf der europäischen Ariane 5 starten könnte. Dafür müsste man aber zunächst die Startanlage in Französisch-Guyana umbauen, was vor allem sehr viel Geld kosten würde. Die Zukunft wird zeigen, ob sich daraus etwas entwickelt.

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• Artikel bei der BBC

Raumcon:

• ISS-Versorger ATV
• Wie geht es weiter mit dem ATV? (ab dem 21. September)
• NASA-Raumschiff *Orion* (Ab dem 10. Oktober)

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