Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: NASA, SpaceX, Raumcon.

Die dritte Commercial Resupply-Mission von SpaceX (SpaceX CRS-3 oder kürzer und neuerdings offiziell in Gebrauch: SpaceX-3 oder SpX-3) startete mit einer spektakulär nach oben schießenden Schlammwolke am 18. April 2014 um 21:25 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit zur ISS. Vorausgegangen waren etliche Terminverschiebungen. Ursprünglich war mal der 11. November 2013 als Starttermin anvisiert. Pessimisten hielten das bereits lange davor für zu optimistisch und tippten auf einen Start weit im ersten Quartal 2014. Selbst das sollte nicht wahr werden. Man könnte sagen, SpaceX hatte bei den Vorbereitungen nicht immer Glück, und dann kam auch noch Pech dazu. Über die Ursachen der ständigen Startverschiebungen wurde viel spekuliert. Vermutete technische Probleme mit der Rakete und zu schlechtes Wetter für den Transport von Raketenteilen mussten herhalten. Neuplanungen bei der Reihenfolge der ISS-Anflüge taten ihr übriges. Den Start am 16. März 2014 verhinderte ein Verdacht auf Kontamination der Ladung. Als man mit dem Starttermin endlich am 30. März 2014 angekommen war, fiel eine als Backup dienende Radarbodenstation aus. Wegen fehlender Redundanz hieß es, zurück in den Hangar. Beim nächsten Versuch am 14. April 2014 (also im 2. Quartal) streikte ein Ventil der Stufentrennung. Obwohl hier das redundante Teil funktionierte, wollte man kein Risiko eingehen. Vorsicht ist die Mutter eines gelungenen Raketenstarts. Am 18. April war es dann endlich soweit, trotz lange Zeit eher kritischen Wetters hob die Falcon 9 v1.1 ab. Zuletzt verbesserten sich die Wetterdaten in den grünen Bereich. Nach gegenwärtigem Stand lief der Start anscheinend wie geplant. Neun Minuten nach Lift-off und sechs Minuten nach Trennung der ersten Stufen erfolgte die Separation des Dragon-Transporters von der zweiten Stufe und das Einschwenken in die vorläufige Umlaufbahn (313 x 332 km x 51.6°). Wesentliche Aktion der anschließenden Dragon-Inbetriebnahme war das erfolgreiche Ausklappen der Solarzellenflügel 15 Minuten nach dem Start. Kleinere Probleme mit den Steuerungsdüsen der Dragon konnten umgehend gelöst werden.

Neben dem Aussetzen des Raumtransporters in der Umlaufbahn nutze SpaceX den Start erneut zum Test der angestrebten Wiederverwendbarkeit der ersten Stufen. Was daraus geworden ist, war in der noch am Startabend (um 23:00 Uhr MESZ) angesetzten Pressekonferenz noch weitgehend unklar. Wegen des schlechten Wetters wurde das Vorhaben kurz vor dem Start ganz oder teilweise in Frage gestellt. Geplant war, über Wasser eine sanfte Landung zu simulieren. Über Wasser deshalb, weil für die Genehmigung einer Landung an Land erst der Nachweis erbracht werden muss, dass die erste Stufe auch zielgenau gesteuert werden kann. Die erste Stufe der Falcon 9 ist für diesen Zweck neben Treibstoffvorrat und Steuerungsvorrichtungen erstmals mit Landebeinen ausgestattet. Die Planung sah eine Bergung der ersten Stufe vor, um die Beanspruchung der Triebwerke sowie der gesamten Raketenstruktur beim Rücksturz zur Erde zu untersuchen und daraus Schlüsse für die Wiederverwendbarkeit nach einer erfolgreichen Landung an Land ableiten zu können. SpaceX-Gründer Elon Musk erklärte in der Pressekonferenz, dass die Daten des die erste Stufe verfolgenden Überwachungsflugzeuges zumindest ein erfolgreiches Abbremsen auf Mach 1.1 in 8,5 Kilometer Höhe belegen. Die Roll-Rate sei Null und damit unter Kontrolle gewesen. Die Wasserung habe die erste Stufe wahrscheinlich nicht ohne Zerstörung überstanden. Ein Bergungsversuch sei wegen der schweren See unwahrscheinlich.

An Bord des Dragon-Transporters befinden sich rund 2,1 Tonnen Nutzlast. Im kegelförmigen Druckmodul sind 1,5 Tonnen verstaut, unter anderem 715 Kilogramm an wissenschaftlichen Experimenten und 476 Kilogramm Nachschubmaterial für die Besatzung. Hinzu kommen Geräte für den Außenbordeinsatz, Ersatzteile und IT-Equipment. Im drucklosen Teil des Frachters (der zylindrische Trunk) befinden sich 571 Kilogramm Ladung. Die wissenschaftliche Nutzlast beinhaltet zwei ESA-, sieben Jaxa- und 15 NASA-Experimente, darunter ein Minitreibhaus für Salatzucht (VEGGIE), ein Instrument zur optischen Kommunikation (OPALS oder Optical Payload for Lasercomm Science), ein Experiment zum Wachstum von Proteinkristallen und eines zur Alterung der menschlichen T-Zellen. Für den Robonaut-2-Torso werden zwei Beine mitgeführt, um diesem zu einer eigenständigen Mobilität zu verhelfen. Für den dauerhaften Außeneinsatz wird ein aus vier Kameras bestehendes System zur permanenten Videobeobachtung der Erde (HDEV oder High Definition Earth Viewing) mitgeführt. Der entsprechende Live-Stream soll der breiten Öffentlichkeit im Internet verfügbar gemacht werden.

Zudem führte die zweite Falcon-Stufe als Sekundärnutzlast fünf CubeSats mit, die 16 Minuten nach der Dragon-Separation freigesetzt wurden. Einer der Cubesats („KickSat“) wird in 16 Tagen und mit ausreichendem Abstand zur ISS in 300 Kilometer Höhe einen Schwarm von 104 Mikrosatelliten (3,5 mal 3,5 mal 0,3 Zentimeter) für verschiedene Experimente unter anderem zur Lagesteuerung und Temperaturmessung freisetzen. Die Lebensdauer bis zum Verglühen in der Erdatmosphäre beträgt nur wenige Tage.

Das Andockmanöver an das Harmony-Modul der ISS ist in zwei Tagen vorgesehen.

Update 19. April 2014, 14:00 Uhr
SpaceX meldet, dass die vom Überwachungsflugzeug empfangenen Daten auf eine annähernd sanfte Wasserung hindeuten. Die Flugcomputer der ersten Stufe sendeten demnach noch acht Sekunden nach Kontakt mit der Wasseroberfläche Daten. Per Ferndiagnose kommt man zu dem Schluss, dass sich die Raketenstufe leicht verzögert horizontal legte und die Elektronik danach ihre Arbeit einstellte. Es sind mehrere Schiffe unterwegs zur Eintauchstelle. Die Wetterbedingungen sind unverändert schlecht für eine Bergung.

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

Durch die Beschädigung einer Anlage ist die vorgeschriebene Redundanz nicht mehr vorhanden, so dass Startvorgänge untersagt sind. Betroffen davon sind der Start einer Atlas 5 mit einem militärischen Satelliten sowie der nächste Flug einer Dragon-Kapsel zur Internationalen Raumstation.

Diese sollte ursprünglich am 11. November vergangenen Jahres starten, verzögerte sich jedoch aus unterschiedlichen Gründen mehrfach. Zunächst gab es einen erhöhten Arbeitsaufwand bei der Umrüstung der Dragon-Kapsel, die im Auftrag der NASA vorgenommen wurde. Die NASA benötigt vor allem für den Rücktransport von medizinisch-biologischen und physikalischen Proben von der ISS mehr Kühlgeräte, welche die Bereitstellung einer erhöhten elektrischen Leistung innerhalb der Kapsel erfoderlich machen. Anschließend wurde der erste Flug einer Cygnus-Kapsel im Rahmen der Commercial Resupply Services durch Orbital Sciences vor gezogen.

Mitte März wurde bekannt, dass die innere Auskleidung des Raumschiffrumpfes geringe Verunreinigungen mit Öl aufweist, die durch die Verwendung älterer Nähmaschinen verursacht wurde. Später stellte sich allerdings heraus, dass diese keinen Einfluss auf die im Torso zu transportierenden Außennutzlasten haben würde. Dazu gehören eine Installation mit vier HD-Kameras, die von Schülern, Studenten oder kommerziellen Unternehmen verwendet werden können, um Bilder von der Erdoberfläche zu gewinnen sowie eine Laser-Kommunikationseinrichtung, mit der man die Datenübertragung per Lichtstrahl testen möchte.

Der Brand in der Radarstation führt nun zu einer weiteren, mehrwöchigen Verzögerungen, auch in der Startplanung der Firma Space Exploration Technologies (SpaceX). Trotz voller Auftragsbücher und verfügbarer Raketen konnte in diesem Jahr bisher nur ein einiger Start ausgeführt werden.

Während eine Reparatur der Radarstation offenbar mindestens 6 Wochen Zeit in Anspruch nehmen würde, überlegt man sich gegenwärtig Alternativen. So wird erwogen, eine inaktive Anlage in kürzerer Zeit betriebsbereit zu machen. Allerdings würde ohnehin eine Modernisierung der Anlagen notwendig, wenn man die vonseiten SpaceX gewünschte hohe Startfrequenz einhalten wolle.

Für die Raumfahrer an Bord der ISS stellt die Verzögerung indessen kein wirkliches Problem dar. Die Vorräte an Luft, Wasser, Nahrungsmitteln und sonstigen Verbrauchsgütern sind für mehrere Monate ausreichend. Zudem stehen mit mehrere Alternativen praktisch in den Startlöchern. Progress-M 23M soll im April zur ISS fliegen, Cygnus 3 im Mai und das ATV 5 Ende Juli. Man wartet allerdings auf die neuen Experimente, für welche die aktuelle Besatzung speziell ausgebildet wurde.

Der letzte Dragon-Versorgungsflug liegt mittlerweile mehr als ein Jahr zurück.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASASpaceflight, SpaceX, Skyrocket, Raumcon.

Der Test umfasste Betankungsoperationen, Schubvektorkontrolle, Umschaltung auf interne Energieversorgung, Aktivierung des Flugabbruchsystems, Druckbeaufschlagung der Treibstofftanks und eine kurze Zündung aller Triebwerke über wenige Sekunden. Anschließend wurden die Treibstoffe wieder in die Vorratstanks gepumpt und die Rakete in den Vorbereitungshangar zurück gefahren. Der Test verlief dabei offenbar erfolgreich.

Erstmals wird eine Falcon 9 in der Version 1.1 ein Dragon-Raumschiff starten. Dabei nutzt man die höhere Kapazität einerseits, um die Nutzlast zur ISS zu erhöhen, andererseits soll erneut ein Punktlandungsversuch absolviert werden. Dies wurde zuletzt beim Start von CASSIOPE gemacht, wobei die Lagekorrektur, eine Bremszündung mit drei Triebwerken sowie eine Wiederzündung des zentralen Triebwerks zum finalen Abbremsen gelungen waren. Eine unerwartet aufgetretene Rotation hatte jedoch den Treibstoffvorrat für Lageregelungsoperationen aufgebraucht und Schwingungsdämpfer, die sich im Inneren der Tanks befanden beschädigt, da sie den Belastungen nicht gewachsen waren. Dadurch wurde die reguläre Treibstoffzufuhr unterbrochen und das Triebwerk abgeschaltet, so dass der optional angesetzte Versuch misslang, die Raketenstufe über der Wasseroberfläche komplett abzubremsen.

Dies steht nun auf dem regulären Testplan. Dabei kommen zusätzlich erstmals die Landebeine zum Einsatz. Sie sollen 10 Sekunden nach der finalen Zündung des mittleren Triebwerks ausgeklappt werden und eine Landung simulieren. Allerdings findet der Versuch bei Nacht statt, weshalb wahrscheinlich keine aussagekräftigen Bilder zu erwarten sind. Der Nachtstart ergibt sich aus der gegenwärtigen Lage von Umlaufbahn der Internationalen Raumstation und Startort zueinander und ist objektiv nicht zu vermeiden.

Eine Bergung der Erststufe aus dem Wasser des Atlantiks ist diesmal optional, wäre aber zur Untersuchung der Triebwerke nach einmaligem Einsatz sicherlich von Vorteil.

Beim dritten regulären Versorgungsflug einer Dragon-Kapsel zur Raumstation – der erste Flug zur ISS hatte noch Demonstrationscharakter – sollen knapp 1,6 t Material transportiert werden. Dazu gehören auf dem Hinweg neben Versorgungsgütern ein neuer US-Raumanzug (EMU = Extravehicular Mobility Unit), eine Außenfracht zur Erprobung von Kommunikationsmöglichkeiten mittels Laser (OPLS = Optical Payload for Lasercomm Science) sowie ein Gerätekomplex mit 4 HD-Kameras kommerzieller Betreiber, der ebenfalls außenbords installiert werden soll (HDEV = High Definition Earth Viewing).

Auf dem Rückweg will man vor allem eine große Zahl von Proben vorangegangener Experimente mit nehmen. Dazu befinden sich drei Kühlgeräte an Bord der Dragon-Landekapsel, ein GLACIER (General Laboratory Active Cryogenic ISS Experiment Refrigerator) und zwei MERLIN (Microgravity Experiment Research Locker Incubator).

Dragon-CRS 3 soll am 16. März an der Spitze einer Falcon 9 v1.1 gestartet, am 18. März mittels Stationsmanipulator am ISS-Modul Harmony angelegt und am 17. April auf die gleiche Weise wieder von der ISS gelöst und zur Rückkehr zur Erde losgelassen werden. Zusatznutzlasten der Rakete sind die Kleinsatelliten All-Star-THEIA, KickSat 1, SporeSat, TechCube 1, LMRSat, TSAT (TestSat-Lite) und Hermes 2. KickSat 1 soll dabei 128 Platinen (sogenannte ChipSats) mit Abmessungen von 3,5 x 3,5 cm auswerfen, auf denen sich je 2 Solarzellen, ein Gyroskop zur Lagestabilisierung sowie Sender und Empfänger für Amateurfunker befinden. Jeder „Kobold“ (Sprite) hat eine Masse von etwa 5 Gramm und soll bereits nach etwa 6 Wochen in der Erdatmosphäre verglühen.

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