Ein Beitrag von Tobias Willerding. Quelle: SpaceX, NASA.

Dragon startet zur ISS
Die nächste ISS-Versorgungsmission von SpaceX ist heute um 10:47:10 MEZ von Cape Canaveral zur ISS gestartet. Der erste Countdown am 6. Januar musste kurz vor dem Start abgebrochen werden, weil es ein Problem mit der Schubvektorkontrolle der Oberstufe gab. Diese wird während des Countdowns kurz getestet und offenbar gab es eine abnormales Verhalten. In den letzten Tagen wurde der fehlerhafte Aktuator ausgewechselt und zusätzliche Tests durchgeführt.

Ursprünglich sollte die Mission bereits im Dezember starten, musste jedoch aufgrund eines technischen Problems auf nach Weihnachten verschoben werden. Die Mission war bereits davor von Anfang Dezember auf Mitte Dezember verschoben worden. Der Grund hierfür liegt in Anpassung des Frachtmanifests nach der spektakulären Explosion der Antares Ende Oktober. Dabei wurde der Raumfrachter Cygnus inklusive aller Fracht komplett zerstört.

Dadurch sind für die ISS einige Anpassungen an der Frachtzusammensetzung notwendig geworden. Die Fracht beinhaltet 490 kg persönliche Ausrüstung für die Astronauten und 717 kg Raumstationshardware, davon 678 kg für die US- und japanischen Teile der Station und 39 kg für den russischen der Station. Darüber hinaus sind 16 kg Computerausrüstung und 23 kg EVA-Ausrüstung an Bord. Schlussendlich werden noch 577 kg an wissenschaftlichen Experimenten in der Kapsel und 494 kg wissenschaftliche Experimente außerhalb der Kapsel transportiert. Bei dem externen Experiment handelt es sich um CATS (Cloud-Aerosol Transport System ), das an der Außenseite des Kibo-Moduls angebracht werden soll. Von dort aus soll es die Partikel in der Erdatmosphäre studieren. Insgesamt bringt Dragon 2317 kg Fracht zur ISS.

Auch bei dieser Mission gab es wieder atemberaubende Bilder von der Onboardkamera zu sehen, wie es sie derzeit nur bei SpaceX zu sehen gibt. So wurde neben den üblichen Kameraperspektiven an Unter- und Oberstufe sowie Dragon auch eine Kameraperspektive der Tanks von innen gezeigt. In dem mit Licht spektakulär von innen ausgeleuchteten Tank konnte man die Blasenbildung des flüssigen Sauerstoffs in der Schwerelosigkeit nach der Stufentrennung beobachten. Dabei sind beeindruckende Bilder entstanden, die man sich hier anschauen kann: SpaceX CRS-5 Start bei Youtube

Der Landeversuch der Erststufe
Viel interessanter als eine weitere Routinemission zur ISS ist für den an Raumtransport interessierten Menschen natürlich die geplante Landedemonstration auf einer Seeplattform. Bei diesem Flug sollte die erste Stufe nach der Stufentrennung einen Boostback-Brennvorgang machen, danach mit den Triebwerken ein Abbremsmanöver vor dem Wiedereintritt durch die Erdatmosphäre machen und anschließlich einen vierten Brennvorgang für die Landung auf der Seeplattform machen. Neben den ausfahrbaren Landebeinen verfügt die Falcon 9 nun auch erstmals über Gridfins am Raketenkörper, die für eine bessere Orientierung der Rakete sorgen und vermutlich auch einen minimalen Auftrieb erzeugen können. Gridfins (deutsch Gitterflossen) fand man bisher vor allem an modernen Bomben wie der MOAB oder auch dem Rettungssystem der Sojuskapsel. Gridfins sind im Gegensatz zu anderen Steuerflächen sehr gut verstaubar und bieten gute Steuerbarkeit in einem großen Geschwindigkeitsbereich. Dabei hat wohl auch alles planmäßig funktioniert bis kurz vor Ende. Aus noch ungeklärter Ursache kam es jedoch beim Landevorgang zu einer Anomalie und die Stufe krachte auf die Seeplattform. Dabei wurde die Stufe zerstört und auch einige Ausrüstung auf der Plattform muss laut Musk auf Twitter „ersetzt werden“.

Trotz des Misserfolges bei der Landung kann dieser Testflug bereits als immenser Erfolg gewertet werden. So wurde von vielen „Experten“ – unter anderem aus der europäischen Raumfahrtindustrie – angezweifelt, dass ein zielgenauer Anflug der Seeplattform überhaupt möglich ist. So war SpaceX bisher nur eine Genauigkeit von +/- 10 Meilen bei der Landung gelungen. Durch die Gridfins bzw. Gitterflossen ist es nun gelungen diese Genauigkeit auf mindestens +/- 50 Meter (halbe Größe der Seeplattform) zu verbessern. Je nach Schaden auf der Plattform könnte der nächste Landeversuch bei der DSCOVR-Mission stattfinden, die derzeit für Ende Januar / Anfang Februar geplant ist. Auch diese Mission soll über Landebeine verfügen.

Die Seeplattform hat eine Größe von 300 Fuß x 170 Fuß (ca. 91 x 52 m). Ein erstes Bild der Plattform wurde von Elon Musk auf Twitter gepostet. Die Plattform kann auch in rauer See ihren Standort auf +/- 3 Meter halten. Dafür besitzt sie vier starke Unterwasserpropeller von der Firma Thrustmaster, die zentral gesteuert werden. Die Plattform ist unbemannt und wird vermutlich von einem Begleitschiff aus ferngesteuert. Laut NASASpaceflight.com soll die Plattform später vor allem an der Westküste der US-Küste eingesetzt werden um dort die Zentralstufe der Falcon Heavy zu landen. Die Booster der Falcon Heavy sollen beide zum Startplatz zurückfliegen. In Vandenberg wird gerade extra ein Startplatz beseitigt um einen Landeplatz für die Falcon Heavy Booster zu schaffen.

Themen im Raumcon-Forum

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

Am 27. Januar hatten Oleg Kotow und Sergej Rjasanski an der Außenseite der Station im Verlaufe eines etwa sechsstündigen Ausstiegs (6:08 h) zwei Kameras im Auftrag der kanadischen Firma UrtheCast installiert. Nach einem vergeblichen Versuch bei einem zurück liegenden Ausstieg konnte man nun Erfolg melden: beide Kameras funktionieren.

Am 3. Februar hatte der Frachter Progress-M 20M von der Station abgelegt. Mit ihm wurden mehrere Tage lang Untersuchungen zu gravitationssatbilisierten Fluglagen vorgenommen, bevor er am 11. Februar in dichten Atmosphärenschichten verglühte. Bereits am 5. Februar war ein weiterer Frachter, Progress-M 22M gestartet und hatte rund 6 Stunden später an der Station angedockt. Mit ihm gelangten rund 2,5 t Fracht an Bord.

Am 18. Februar wurde das Anfang Januar gestartete und an die Station angelegte Transportraumschiff Cygnus 2 (CRS-Orb-1) mit Müll beladen von der ISS getrennt und mittels Canadarm² in etwa 10 Metern Entfernung abgesetzt. Am 19. Februar erfolgten hier das finale Bremsmanöver und der zerstörerische Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.

Mittlerweile wurden 16 der insgesamt 28 vom Cygnus-Frachter gelieferten Flock-1-Satelliten mittels einer speziellen Startvorrichtung (SSOD = Small Satellite Orbital Deployer) dem All überlassen. Jeder der Satelliten besitzt Abmessungen von 10 x 10 x 30 Zentimetern und ist außen mit Solarzellen versehen. Zudem verfügt jeder Satellit über eine Kamera und Sendeeinrichtungen, mit denen Bilder der Erdoberfläche angefertigt und zur Erde übermittelt werden können. Flock, auf deutsch so viel wie Schar oder Schwarm, soll eine ganze Konstellation von Kleinsatelliten werden, die sich, zu unterschiedlichen Zeiten gestartet, über einen weiten Bereich des Orbits in etwa 400 Kilometern Höhe bei einer Bahnneigung von knapp 52 Grad verteilen werden. Damit kann man jeden Punkt der Erde zwischen 52 Grad nördlicher und südlicher Breite in regelmäßigen Abständen wiederholt fotografieren.

Die Flock-Konstellation wurde von der US-amerikanischen Firma Planet Labs initiiert und gebaut und soll weltweit Informationen über Veränderungen auf unserem Planeten zur Verfügung stellen. Jeder Satellit fertigt Bilder an, speichert diese und sendet die Daten zur Erde, sobald er eine Bodenstation des Systems überfliegt. Hier werden die Bilder aufbereitet und auf einem Server zur Verfügung gestellt.

Zu Beginn des Monats wurde auf der Erde das Projekt CATS (Cloud Aerosol Transport System) präsentiert. Es soll Ende 2014 zur Internationalen Raumstation gebracht und an der Experimentierplattform des japanischen Moduls Kibo installiert werden. Mit ihm sollen Konzentration und Verteilung von Schwebeteilchen in der Luft erfasst werden. Diese stammen von natürlichen Ereignissen wie Sandstürmen oder Vulkanausbrüchen, aber auch aus Industrie- und Verkehrsabgasen und beeinflussen Wetter, Klima, bio-geochemische Prozesse, die Flugsicherheit und die menschliche Gesundheit allgemein.

CATS erfasst die Partikel über ihre Rückstreuungseigenschaften und ist dazu mit 3 Lasern ausgestattet. Mit Wellenlängen von 1064, 532 und 355 Nanometern sowie Impulsraten von 5000 pro Sekunde kann man verschiedene Parameter in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung erfassen. Die Eigenarten der ISS-Bahn ermöglichen es zudem, die Partikeldichten über einem Gebiet zu unterschiedlichen Tageszeiten zu erfassen.

In der Station wurde derweil eine Vielzahl an biologischen, physikalischen, medizinischen und technischen Untersuchungen vorgenommen. Zu letzteren zählten unter anderem die Inbetriebnahme eines Multi-Gas-Monitors, der gleichzeitig und in Echtzeit die Konzentrationen an Sauerstoff, Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid und Ammoniak überwacht sowie Temperatur und Luftdruck erfasst. Das Messverfahren beruht auf der Anregung der Gase mit Laserlicht und der Erfassung der entstandenen stofftypischen Strahlung mittels zweier Fotosensoren.

Seit Jahren werden an Bord der ISS kleine Satelliten erprobt, die sich mittels 12 Druckgasdüsen im Inneren der Station bewegen und sich dabei autonom untereinander synchronisieren können (SPHERES = Synchronized Position Hold, Engage, Reorient, Experimental Satellites). So können sie beispielsweise ankoppeln oder sich im Formationsflug bewegen. In der nächsten Zeit sind mehrere Erweiterungsexperimente vorgesehen. Bei SPHERES-Inspire II geht es um zusätzliche Rechenkapazität und Sensorik. Dies begann bereits 2011 mit der Verbindung eines Satelliten mit einem Smartphone. Nun sollen Sensoren eine genaue Positionsbestimmung in der Station erlauben und 2 Kameras mit der entsprechenden Mustererkennung die Orientierung im Raum auf eine neue Stufe heben.

SPHERES-Rings läuft derzeit. Hier wurden die Satelliten mit Ringen voller zusätzlichem Equipment ausgestattet. An der Außenseite befinden sich große Spulen, mit denen es möglich werden soll, dass zwei Satelliten in Formation fliegen können, obwohl einer komplett passiv bleibt. Ein Satellit wird mittels Druckgas angetrieben, während die Kräfte mittels Magnetfeldern auf den zweiten übertragen werden. Außerdem will man dieselbe Apparatur dazu nutzen, kontaktfrei Energie über elektromagnetische Wechselfelder zu übertragen. In den letzten Tagen wurden dazu mehrere Versuchsreihen absolviert.

Schließlich soll bei SPHERES-Slosh herausgefunden werden, welche Steuerbefehle die günstigsten sind, wenn man einen flüssigkeitsgefüllten Tank transportiert. Dabei sollen entstehende Vibrationen und Trägheitsbewegungen so weit wie möglich minimiert werden.

Zusätzlich zu dem angeführten Forschungsprogramm wurden wiederholt Bilder bestimmter Regionen der Erdoberfläche angefertigt. Der nächste Frachter wird Anfang März erwartet, ein Teil der Besatzung soll aufgrund ungünstiger Wetter- und Bodenverhältnisse am geplanten Landeort bereits am 11. März, also einen Tag früher als ursprünglich geplant zur Erde zurück kehren und in einer anderen Landezone niedergehen. Die Ablösung startet Ende März mit dem Raumschiff Sojus-TMA 12M.

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