Quelle: NASA / Cheryl Warner, News Chief, 19. Februar 2026

„Das Raumschiff Boeing Starliner hatte während seiner unbemannten und der jüngsten bemannten Mission mit Herausforderungen zu kämpfen. Boeing baute Starliner, die NASA akzeptierte es und schickte zwei Astronauten ins All. Die technischen Schwierigkeiten beim Andocken an die Internationale Raumstation waren sehr offensichtlich“, sagte NASA-Administrator Jared Isaacman. „Um Missionen durchzuführen, die die Welt verändern, müssen wir sowohl unsere Erfolge als auch unsere Mängel offenlegen. Wir müssen zu unseren Fehlern stehen und sicherstellen, dass sie sich nie wiederholen. Abgesehen von den technischen Problemen ist klar, dass die NASA umfassende programmatische Ziele verfolgt hat, wonach zwei Anbieter in der Lage sein sollten, Astronauten in den Orbit und zurück zu transportieren, was sich insbesondere während und unmittelbar nach der Mission auf technische und operative Entscheidungen ausgewirkt hat. Wir korrigieren diese Fehler. Heute erklären wir offiziell einen Unfall der Kategorie A und stellen die Verantwortlichkeit der Führungskräfte fest, damit sich solche Situationen nie wiederholen. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Boeing, während beide Organisationen Korrekturmaßnahmen umsetzen und Starliner erst dann wieder fliegen lassen, wenn es soweit ist.“

Starliner startete am 5. Juni 2024 zu seinem ersten bemannten Testflug zur Internationalen Raumstation. Ursprünglich als acht- bis 14-tägige Mission geplant, wurde der Flug auf 93 Tage verlängert, nachdem während des Aufenthalts des Raumschiffs im Orbit Anomalien im Antriebssystem festgestellt worden waren. Nach Auswertung der Flugdaten und Durchführung von Bodentests in der White Sands Test Facility beschloss die NASA, das Raumschiff ohne die NASA-Astronauten Butch Wilmore und Suni Williams zurückzuholen. Starliner kehrte im September 2024 von der Raumstation zurück und landete im White Sands Space Harbor in New Mexico. Wilmore und Williams kehrten später im März 2025 an Bord der Crew-9-Mission der Raumfahrtbehörde SpaceX sicher zur Erde zurück.

Im Februar 2025 beauftragte die NASA ein unabhängiges Programmuntersuchungsteam mit der Untersuchung der technischen, organisatorischen und kulturellen Faktoren, die zu den Problemen beim Testflug beigetragen hatten.

Dieser Bericht wurde im November 2025 fertiggestellt. Die NASA und Boeing arbeiten seit der Rückkehr von Starliner vor 18 Monaten zusammen, um die während der Mission aufgetretenen Probleme zu identifizieren und zu beheben, und die Suche nach den technischen Ursachen wird fortgesetzt. Die Ermittler stellten ein Zusammenspiel aus kombinierten Hardwarefehlern, Qualifikationslücken, Führungsfehlern und kulturellen Zusammenbrüchen fest, das zu Risikobedingungen führte, die nicht mit den Sicherheitsstandards der NASA für bemannte Raumflüge vereinbar waren. Die NASA wird dies als Abschlussbericht akzeptieren. Infolgedessen ergreift die NASA Korrekturmaßnahmen, um den Ergebnissen des Berichts Rechnung zu tragen und sicherzustellen, dass die gewonnenen Erkenntnisse zur Sicherheit der Besatzung und der Mission bei zukünftigen Starliner-Flügen und allen NASA-Programmen beitragen. Aufgrund des Verlusts der Manövrierfähigkeit des Raumfahrzeugs, als sich die Besatzung der Raumstation näherte, und der damit verbundenen finanziellen Schäden hat die NASA den Testflug als Unfall der Kategorie A eingestuft. Obwohl es keine Verletzten gab und die Mission vor dem Andocken wieder unter Kontrolle gebracht werden konnte, wird mit dieser höchsten Einstufung anerkannt, dass das Potenzial für einen schweren Unfall bestand.

Die NASA wird weiterhin eng mit Boeing zusammenarbeiten, um die technischen Herausforderungen des Starliner-Raumfahrzeugs vollständig zu verstehen und zu lösen und gleichzeitig die Untersuchungsempfehlungen vor dem Start der nächsten Mission zu berücksichtigen.

Der vollständige Bericht, der in Abstimmung mit den kommerziellen Partnern der Behörde zum Schutz proprietärer und datenschutzrelevanter Informationen redigiert wurde, ist online in englischer Sprache verfügbar: https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2026/02/nasa-report-with-redactions-021926.pdf?emrc=76e561

Anmerkung der Raumfahrer.net Redaktion: Weitere Unfälle der Kategorie A waren z.B. die Verluste von Challenger und Columbia. Es wird damit die Schwere dieses Ereignisses sehr stark hervorgehoben.

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• Boeing CST-100 / Starliner

Der Beitrag Report der Untersuchung des bemannten Starliner Testflugs von NASA veröffentlicht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autoren: Ingo Muntenaar und Kirsten Müller, Quelle: Kongressbesuch.

Das Update zum Starliner wurde mit den Schlagzeilen aus Nachrichtenmagazinen eingeleitet. „Stuck in Space“ mit den Konterfeis von Sunita Williams und Barry Wilmore oder die Umbenennung von Starliner in „Stuckliner“ waren nur einige der Überschriften, die eingeblendet wurden. Allerdings haben Videos, die während des Kongresses eingeblendet wurden, gezeigt, dass Sunita Williams und Barry Wilmore nicht im Weltraum gestrandet sind.

Laut Mike Fincke hat es die NASA gleichzeitig mit drei verschiedenen, brandneuen Raumkapseln zu tun, SpaceX Crew Dragon, Boeing CST-100 Starliner und Orion, wobei schon die Handhabung mit einem einzigen Raumfahrzeug eine Herausforderung bedeutet.

Anschließend gibt Mike Fincke einen Überblick über das kommerzielle, bemannte Raumfahrtprogramm.

Vor 10 Jahren, 2014, kurz nach dem XXVII ASE Planetary Congress in China wurden weitreichende Entscheidungen für das Commercial Crew Programm angekündigt. Dabei ist man davon ausgegangen, dass der Wettbewerb zwischen drei Teilnehmern (Boeing, SpaceX, Sierra Nevada) entschieden würde, und man sich auf einen Lieferanten für das zukünftige Raumfahrzeug einigen würde. Aber entgegen dieser Annahme wurden zwei Unternehmen für das zukünftige bemannte Weltraumprogramm ausgewählt. Nur Sierra Nevada (mittlerweile Sierra Space) ist aus diesem Wettbewerb ausgeschieden. Mittlerweile hat Sierra Space sein unbemanntes Raumtransportsystem Dream Chaser vorgestellt.

Die Vereinigten Staaten wollten das Wachstum eines kommerziellen Raumfahrtsektors im erdnahen Weltraum fördern und erleichtern. Dabei sollten die USA eine Führungsrolle bei der Schaffung neuer Märkte einnehmen.

Die Raumfahrtbehörde NASA sollte von einem Teil der technischen Arbeit entlastet werden. Diese sollte von kommerziellen Partnern übernommen werden. Drei Schlüsselthemen, die einige der Veränderungen unterstreichen, hat die NASA im Hinblick auf den kommerziellen Raumfahrtsektor bereits in Angriff genommen:

• Die Rolle des Privatsektors als Partner und nicht als Auftragnehmer. Als Beispiel nannte Mike Fincke das Space Shuttle. Dieses Raumtransportsystem gehörte den Vereinigten Staaten. Beim SpaceX-System ist das nicht mehr der Fall. Die Dragon-Kapseln sind im Besitz von SpaceX. Der Starliner gehört Boeing.
• Die NASA kauft Dienstleistungen von diesen Raumfahrtfirmen und nicht mehr die Hardware.
• Private Firmen können ihren Einfallsreichtum schneller in Innovationen umsetzen.

Die Anforderungen, die die NASA für das kommerzielle Crew-Programm an die industriellen Partner gestellt hatte, sahen folgende Randbedingungen vor:

• Lieferung und Rückkehr von vier Besatzungsmitgliedern und ihrer Ausrüstung zur Internationalen Raumstation
• Sicherstellung der Rückkehr der Besatzung im Falle eines Notfalls
• Im Falle eines Notfalls als 24-stündiger sicherer Hafen dienen
• 210 Tage lang an die Internationale Raumstation angedockt bleiben können

Aus dem kommerziellen Crew-Programm wurden zwei Partner ausgewählt, Boeing und SpaceX. Boeing war der NASA bereits als vertrauensvoller Lieferant bekannt, da sie maßgeblich am Bau der Internationalen Raumstation beteiligt waren. SpaceX war die große Unbekannte. Sie bekamen gewissermaßen eine „Wildcard“. Die NASA wusste nicht was mit diesem Vertragspartner auf sie zukam. SpaceX hätte mit seinem Lösungsansatz sehr erfolgreich oder auch komplett erfolglos sein können.

SpaceX war mit seiner Crew Dragon, die mit der Falcon 9 Rakete gestartet wurde, bisher sehr erfolgreich. Folgende Missionen sind erfolgreich durchgeführt worden:

• SpX DM-1: 2. März 2019 – 8. März 2019 (keine Besatzung)

• SpX DM-2: 30. Mai 2020 – 1. August 2020 (Hurley, Behnken)

• SpaceX Crew-1: 16. November 2020 – 2. Mai 2021 (Hopkins, Glover, Noguchi, Walker)

• SpaceX Crew-2: 23. April 2021 – 9. November 2021 (Kimbrough, McArthur, Hoshide, Pesquet)

• SpaceX Crew-3: 11. November 2021 – 6. Mai 2022 (Chari, Marshburn, Maurer, Barron)

• SpaceX Crew-4: 27. April 2022 – 14. Oktober 2022 (Lindgren, Hines, Cristoforetti, Watkins)

(Anmerkung der Redaktion: Über die weiteren Flüge hatte Mike Fincke bereits in seinem ersten Teil berichtet)

Mit Beginn der operationellen Flüge hat SpaceX sein Vertragsvolumen sogar übererfüllt. War SpaceX anfangs davon ausgegangen, dass sie einen Crew Dragon-Flug pro Jahr zur Internationalen Raumstation durchführen mussten, so belief sich diese Anzahl nunmehr auf zwei Flüge. Der eine Flug pro Jahr, den Boeing vertragsgemäß mit dem CST-100 / Starliner absolvieren sollte, konnte nicht erfüllt werden. SpaceX hat diese Lücke im Flugplan gefüllt und weitere Ressourcen dafür aufgebaut. Allerdings würde SpaceX gerne Erfolge beim Boeing-Team sehen. Die hohe Arbeitsbelastung macht der SpaceX-Belegschaft zu schaffen. Sie würden gerne turnusmäßig auf einen Crew Dragon-Flug pro Jahr zurückkehren.

Bei Boeing sieht die Situation allerdings etwas anders aus. Die Raumkapsel CST-100 / Starliner wird durch die Trägerrakete ULA / Atlas V N22 in den Weltraum gebracht. Da von der Atlas V allerdings nur noch 6 oder 7 flugbereite Raketen vorhanden sind, soll die Atlas V durch die ULA / Vulcan ersetzt werden.

Der Zeitplan für die Flugtests sah einen unbemannten OFT (Orbital Flight Test) vor. Dieser fand vom 19. bis zum 22. Dezember 2019 statt. Dieser Flug sollte an die Internationale Raumstation andocken, allerdings wurde dieser Versuch abgebrochen. Ein weiterer unbemannter Flug mit der Bezeichnung OFT-2 fand vom 19. bis zum 21. Mai 2022 statt. Dieses Mal war die Kopplung mit der Internationalen Raumstation erfolgreich. 2021 sollte dann der erste bemannte Testflug (CFT – Crewed Flight Test) zur ISS stattfinden. Als Crew für diesen Testflug wurden Christopher Ferguson, Nicole Mann und Eric Boe benannt (Anmerkung der Redaktion: Letzterer wurde aus gesundheitlichen Gründen durch Mike Fincke ersetzt). Der Testflug zur Internationalen Raumstation sollte eine Flugdauer von sechs Monaten haben. Nach diesem Flug war ab Mitte 2022 der Beginn der operationellen Phase (CTS-1 – Crew Transportation System) mit einer vierköpfigen Besatzung geplant. Als Crewmitglieder wurden unter anderem Josh Cassada, Sunita Williams und Jeanette Epps genannt (Anmerkung der Redaktion: Suni Williams befindet sich zur Zeit auf der ISS; Jeanette Epps ist mit SpaceX Crew-8 zur Raumstation geflogen). Für den CFT wurden die Besatzungen weiter durchgetauscht und letztendlich fiel die Wahl auf Sunita Williams und Barry Wilmore mit dem Ersatz-Crewmitglied Mike Fincke. Mike Fincke ist dann als Pilot für die CTS-1 Mission benannt worden. Als weitere Besatzungsmitglieder für diesen Flug sind Scott Tingle als Kommandant, sowie der kanadische Astronaut Joshua Kutryk und der japanische Astronaut Kimiya Yui als Missionsspezialisten nominiert.

Erster Testflug OFT-1

Am 20. Dezember 2019 um 11:36 Uhr GMT startete die Atlas-V mit ihrer Nutzlast zum Testflug OFT-1. Das Hauptproblem trat beim Einschuss in die Erdumlaufbahn auf. Die Raumkapsel hatte eine falsche Zeiteinstellung der Missionsuhr von der Atlas V-Borduhr übernommen. Der Fehler resultierte aus einer falschen Zuweisung des Softwarecodes, was wiederum zu einem Fehler beim Einschuss in die Erdumlaufbahn (Orbital Insertion Burn) führte. Ein weiteres Softwareproblem hätte zum Totalverlust der Flughardware führen können. Das Servicemodul hätte beim Wiedereintritt mit dem Besatzungsmodul kollidieren können, wenn nicht mitten in der Mission Software-Updates übertragen worden wären. Die Landung erfolgte am 22. Dezember 2019, 12:58 Uhr GMT am vorgesehenen Landeplatz White Sands Missile Range, New Mexico.

Nach der Fehleranalyse des Fluges OFT-1 forderte die NASA den Hersteller Boeing auf, 80 Softwarekorrekturen vorzunehmen, wobei der Schwerpunkt auf End-to-End-Tests und Codeüberprüfung lag.

Das war für die NASA der erste Hinweis, dass Boeing keine integrierten End-to-End Tests durchgeführt hatte. Dabei wird überprüft, ob jede Komponente innerhalb des gesamten Systems in realen Szenarien korrekt funktioniert, um sicherzustellen, dass sich die Software / Hardware aus Sicht des Benutzers wie vorgesehen verhält. Da Boeing als Lieferant von Hardware für die Raumstation solche Tests wohl durchgeführt hatte, war die NASA davon ausgegangen, dass Boeing das nun wiederum getan habe.

Mit den entsprechenden Korrekturen hätte im August 2021 der OFT-2 Testflug stattfinden sollen.

Erster Startversuch OFT-2 am 4. August 2021

Im August 2021 stand die Atlas V mit der Nutzlast OFT-2 bereits auf der Startrampe als 2 Tage vor dem Start heftige Regenschauer über Florida hereinbrachen. Am Starttag wurden noch etliche Pre-Flight Checks an den Treibstoffventilen der Triebwerke vorgenommen. Die Ventile haben bei diesen Kontrollen nicht angesprochen. Es stellte sich heraus, dass Feuchtigkeit in die Treibstoffventile des Antriebssystems eingetreten waren. Die hypergolen Treibstoffe (Stickstofftetroxid – N₂O₄ und Monomethylhydrazin – N₂H₃(CH₃) ) haben in Verbindung mit Wasser zu Korrosion in den Ventilen geführt.

Die Ingenieure konstruierten die Ventile neu, um die Abdichtung zu verbessern und somit zukünftig Feuchtigkeitsschäden auszuschließen. Anhand neuer Testprotokolle konnten die Ventile zertifiziert werden. Dies führte zu weiteren Startverzögerungen.

Zweiter Startversuch OFT-2 am 19. Mai 2022

Am 19. Mai 2022 um 22:54 Uhr GMT startete die Atlas-V Rakete. Der Flug der Atlas-V verlief reibungslos und OFT-2 konnte planmäßig in der Erdumlaufbahn abgetrennt werden. Beim Zünden der OMACS-Triebwerke (Orbital Maneuvering) des CST-100 wurde ein Paket mit zwei Orbitaltriebwerken vom bordseitigen Flugkontrollsystem des OFT-2 Servicemoduls abgeschaltet. Mit den zehn verbliebenen Orbitaltriebwerken und den kleineren Lageregelungstriebwerken konnte der Flug fortgesetzt werden und die weiteren Bahnmanöver konnten problemlos durchgeführt werden. CST-100 dockte am 21. Mai 2022 an die ISS an. Die Starliner-Luke wurde am gleichen Tag um 16:04 Uhr GMT geöffnet. Nach 4 Tagen und 18 Stunden gemeinsamen Flug wurde CST-100 / Starliner von der Raumstation abgekoppelt und trat einige Stunden später in die Erdatmosphäre ein. Die Landung erfolgte am 25. Mai um 22:49 Uhr GMT am vorgesehenen Landeplatz White Sands Missile Range, New Mexico.

Nach diesem erfolgreichen Testflug ging man nunmehr davon aus, dass der bemannte Starliner Flug CFT-1 stattfinden könnte. Mit OFT-2 hatte Boeing die Einsatzbereitschaft bewiesen und die NASA ging nun davon aus, dass es in Kürze zu einem halbjährigen Wechsel des Zubringerraumschiffes für die Besatzungen zwischen SpaceX und Boeing kommen würde.

Weg zum CFT (Crew Flight Test):

Ein Testflug im Juni 2023 war nicht mehr zu halten. Bei der Endkontrolle im Frühjahr 2023 wurden erneut Probleme aufgedeckt. Elektrische Leitungen waren mit brennbarem Klebeband umwickelt. An den Stellen, an denen das Klebeband nicht entfernt werden konnte, wurde das Klebeband mit einer nichtbrennbaren Schutzschicht versehen. Diese Arbeiten waren bis zum Herbst 2023 abgeschlossen. Allerdings wurden im Frühjahr auch Probleme mit den Fallschirmgurten registriert. Einige Fallschirmschlingen entsprachen nicht den aktuellsten Sicherheitsstandards und das Fallschirmsystem war damit nicht ordnungsgemäß getestet worden. Ein überarbeitetes Fallschirmsystem wurde angefertigt und musste dann für eine Flugzertifizierung getestet werden. Der Abwurftest mit einem überarbeitetem Fallschirmsystem fand erfolgreich in Yuma im Bundesstaat Arizona statt.

Obwohl das Ende des Raumstationsprogramms, welches für 2030 terminiert ist, immer näher rückt, will die Raumfahrtbehörde NASA immer noch zwei konkurrierende bemannte Fahrzeuge als Zubringerraumschiffe für die Internationale Raumstation haben. Ziel ist es, jedes Jahr einen bemannten Flug mit Boeing und SpaceX durchzuführen.

Starttermin CFT-1:

Der Start für den bemannten Testflug CFT-1 war für den 6. Mai 2024 terminiert. Frühere Termine waren durch den Zubringerverkehr bemannter und unbemannter Raumschiffe nicht möglich.

Am 25. April 2024 flogen die beiden designierten Crewmitglieder Barry E. Wilmore und Sunita L. Williams von der Ellington Air Base, Houston mit ihren T-38 nach Florida, um sich dort umgehend in die Quarantäne zu begeben.

Am 6. Mai 2024 saßen Butch Wilmore und Suni Williams bereits angeschnallt in ihren Konturensitzen und warteten auf das Zünden der Haupttriebwerke. Zwei Minuten vor dem Start wurde dieser Versuch allerdings abgebrochen. Diesmal lag es nicht am CST-100 / Starliner, sondern die sonst als sehr zuverlässig geltende Atlas-V hatte ein Problem in der Centaur-Oberstufe. Ein Überdruckventil am Sauerstofftank war defekt.

Nach dem Austausch des defekten Überdruckventils wurde ein erneuter Startversuch am 1. Juni 2024 unternommen. Dieses Mal sorgte ein Software-Fehler im Computer des Startsequenzers zum Stoppen des Countdowns. Außerdem wurde ein Heliumleck in einem der 28 Lageregelungstriebwerke im Starliner detektiert. Dieses Leck war aber nicht ausschlaggebend für den Startabbruch. Nach etlichen Meetings wurde auf eine Reparatur des Lageregelungstriebwerks verzichtet. Die Ausgasungsrate war zu gering und hätte den Flug nicht gefährdet.

Am 5. Juni 2024 um 14:52:15 Uhr GMT erhob sich Atlas-V mit seiner Nutzlast von der Startrampe SLC-41 zum ersten bemannten Flug. Beim Anflug auf die Raumstation wurden die ersten Ausfälle von Lageregelungstriebwerken bemerkt, aber dadurch, dass genügend redundante Systeme vorhanden waren, wurden die Annäherungsmanöver an die Raumstation fortgeführt. Am 6. Juni 2024 um 17:34 Uhr GMT erfolgte das Andocken, und nach den obligatorischen Leckchecks zwischen Starliner und dem Andockmodul wurden die Luken zwischen Starliner und der ISS geöffnet. Die Leckrate und der Ausfall einiger Lageregelungstriebwerke wurden im Missionskontrollzentrum massiv diskutiert. Gleichzeitig wurden beim Hersteller Bodentests von baugleichen Triebwerken durchgeführt.

Butch Wilmore und Suni Williams wurden währenddessen voll in die Bordaktivitäten der Expedition 71 integriert.

Die NASA entschloss sich dazu, den Rückflug vom Starliner ohne Besatzung durchzuführen. Auf dem Rückweg zur Erde sollten weitere Triebwerktests durchgeführt werden um eine bessere Datenlage zu gewinnen, ohne die vorherigen Besatzungsmitglieder in Gefahr zu bringen. Barry „Butch“ Wilmore und Sunita „Suni“ Williams blieben an Bord der Raumstation zurück. Sunita Williams hält nun das Kommando für Expedition 72.

Das Abdocken von Starliner erfolgte am 6. September 2024 um 22:04 Uhr GMT. Die Bremstriebwerke vom Starliner wurden um 03:17 Uhr GMT gezündet. Planmäßig wurde das Servicemodul abgetrennt. Der weitere Abstieg in der Atmosphäre wurde durch die Fallschirme abgebremst und die Landung von Starliner erfolgte, abgebremst durch die Airbags, am 7. September 2024 um 04:01 Uhr GMT auf dem Testgelände der White Sands Missile Range in New Mexico.

Auf dem Rückweg von der ISS zur Erde wurden keine weiteren Probleme mit den Lageregelungstriebwerken registriert.

Fehleranalyse der Lageregelungstriebwerke

Bei den In-orbit Operationen wurden die Lageregelungstriebwerke mit kleinen Schubstößen gefeuert. Dabei überhitzte sich nicht nur dieses Triebwerk, sondern auch die anderen Lageregelungstriebwerke, die unter der Gehäuseabdeckung zusammengefasst waren. Die Wärme konnte nicht schnell genug abgeführt werden. Lange Triebwerkstöße führen dazu, dass der unterkühlte Treibstoff, der durch die Zuleitungen zugeführt wird, ebenfalls einen Kühleffekt auf die weiteren Triebwerkpakete in dem entsprechenden Gehäuse haben.

Falsche Annahmen beim Erstellen des thermischen Modells führten zu diesem gravierenden Konstruktionsfehler. Die Vielzahl der Triebwerkszündungen beim Anflug auf die Raumstation dienen natürlich bei einem Testflug der Überprüfung, ob die theoretischen Annahmen der Flugsteuerung mit den realen Flugbewegungen übereinstimmen. In diesem Fall führten diese Triebwerkpulse jedoch zu einer thermischen Belastung und zu einer Ausdehnung der Ventile. Teflondichtungen in den Ventilen dehnten sich in der Hochtemperaturumgebung aus, wodurch der Oxidationsmittelfluss eingeschränkt wurde. Dieses wiederum führte zur Verringerung der Effizienz der Triebwerke.

Beim Hinflug des Starliner hat eins von 28 Triebwerken gar nicht funktioniert, und mehrere dieser Triebwerke haben nur eingeschränkt gearbeitet. Während der Dockingphase an die Raumstation gab es immer wieder technische Meetings, in denen die Leistungen der Triebwerke erörtert wurden. Auch stellte sich die Frage, ob sich nach dem Ablegen des Starliner von der Raumstation die Situation mit den Triebwerken noch verschlechtern würde. Weitere Triebwerktests an Testständen haben zu einem tiefergehenden Verständnis über die Triebwerkprobleme geführt.

Abschließende Diskussionen führten dazu, dass die Triebwerksprobleme Auswirkungen auf die weiteren Zubringerflüge mit CST-100 / Starliner zur Internationalen Raumstation haben werden. So werden operationelle Flüge erst nach Behebung der Designfehler beginnen. Für Barry Wilmore und Sunita Williams bedeuteten die fehlerhaften Lageregelungstriebwerke einen Verbleib auf der Raumstation und die Rückkehr mit einer Crew Dragon zu einem späteren Zeitpunkt im März 2025 (Anmerkung der Redaktion: Bei der Präsentation wurde noch der Februar 2025 als Rückkehrtermin mit Crew Dragon genannt).

Für die Flugplanung bedeutete das, dass Zena Cardman und Stephanie Wilson nicht Teil der Besatzung von SpaceX Crew-9 sein würden. Diese beiden Sitze werden beim Abkoppeln von der Raumstation durch Barry Wilmore und Sunita Wilson belegt werden.

Für Boeing bedeutet der Testflug vom Starliner nur ein Teilerfolg. Für eine zukünftige Einsatzbereitschaft vom Starliner muss Boeing weitere Thermal- und Funktionstests an den Lageregelungstriebwerken absolvieren.

Die weiteren Fragen, die sich nach dem Testflug stellen sind folgende:

Ist Starliner nach diesem ersten Testflug voll einsatzbereit? Möglicherweise nicht mit den Daten, die man aus diesem Flug gewonnen hat.

Welche Tests fehlen noch? Mit welchen thermischen Modellen will man zukünftig arbeiten?

Wie werden zukünftig die Lageregelungstriebwerke benutzt werden dürfen, ohne dass man die Triebwerke überhitzt?

Wird CST-100 / Starliner überhaupt die Einsatzreife erhalten, um die halbjährlichen Rotationsphasen gemeinsam mit der Crew Dragon zu schaffen?

Was kann man aus den Fehlern lernen?

Integrierte Tests: Zukünftige Raumfahrzeuge sollten integrierten Systemtests über einen kompletten Missionszyklus vom Start bis zur Landung unterzogen werden.

Dadurch kann man die Fehler vom Starliner OFT-1 – Flug vermeiden. Im Gegensatz zu SpaceX hat Boeing eben die Hardware nicht gut genug getestet. Boeing kauft Hardware von unterschiedlichen Lieferanten. Diese Hardware hat ein Readiness Review durchlaufen. Die Funktionalität eines Bauteils muss der Lieferant gegenüber seinem Kunden nachweisen. Damit ist das Bauteil zertifiziert. Nach dem Zusammenbau der einzelnen Komponenten bei Boeing hat es keinen integrierten Test der Baugruppe mehr gegeben, da jedes einzelne Bauteil seine Zertifizierung durch die Tests beim Kunden ja erhalten hat. Daher musste nach der Logik von Boeing auch die Baugruppe funktionieren, denn jedes einzelne Bauteil wurde durch Tests abgenommen. Wenn z.B. ein integrierter Test der Lageregelungsdüsen inklusive Gehäuse stattgefunden hätte, wären die Thermalprobleme während des Fluges in diesen Baugruppen niemals aufgetreten bzw. wären vorher aufgefallen.

Überprüfung der Software: Umfassende Software-Audits, einschließlich End-to-End-Simulationen, müssen Standard sein, um Software-Probleme wie bei OFT-1 zu vermeiden, die beinahe zu einem katastrophalen Ausfall geführt hätten.

Eine Simulation der Software innerhalb einem integrierten Systemtest hat nicht stattgefunden. Um die Probleme anschließend zu beseitigen, wurden vier Jahre und zwei unbemannte OFT’s (Orbital Flight Test) benötigt.

Antrieb und Ventilkonstruktion: Eine ordnungsgemäße Isolierung und Feuchtigkeitskontrolle in Antriebssystemen sollte Vorrang haben, um Korrosionsprobleme bei Ventilen zu vermeiden, wie sie bei OFT-2 auftraten und zu Verzögerungen führten.

Das Zusammenführen und Verbrennen von hypergolen Treibstoffen in den Lageregelungstriebwerken bereitet sehr große Probleme. Man hatte gehofft, dass man genug Wissen dafür aus den Lageregelungstriebwerken aus dem Space Shuttle Programm gewonnen hätte.

Wärmemanagement: Eine fortschrittliche Echtzeit-Wärmeüberwachung und verbesserte Methoden zur Wärmeableitung sind entscheidend, um Überhitzungsprobleme zu vermeiden, die zu Fehlfunktionen der Starliner-Triebwerke führten.

Die Entscheidungsfindung, ob Sunita Williams und Barry Wilmore den Rückflug im Starliner antreten sollen, hat beinahe 4 Wochen gedauert. Es gab keine genauen Wärmemodelle für die Lageregelungstriebwerke während der Wiedereintrittsphase der Boeing Raumkapsel. Wenn man eine bessere Sensorik und frühzeitig bessere Tests vor dem Raumflug gemacht hätte, hätte es Thermalmodelle gegeben, die die Situation im Weltraum besser eingeschätzt hätten.

Im Anschluss an die Präsentation wurden viele Fragen aus dem Auditorium gestellt. Von diesen bezogen sich etliche auf die Flughardware, die Mike Fincke nicht ausreichend beantworten konnte, weil noch weitere Tests, beispielslweise der Lageregelungstriebwerke, ausstehen.

Eine Frage von Reinhold Ewald (Soyuz TM 25 / Soyuz TM-24) bezog sich auf die Besatzungsstärke der Internationalen Raumstation und die Anzahl der Sitze für die Rückkehrkapsel. Er wunderte sich, warum diese Ausgeglichenheit im Herbst 2024 nicht mehr eingehalten wurde. Starliner ist zur Erde zurückgekehrt, ohne dass es ausreichend Sitze in den Rückkehrkapseln gab. Ewald stellte die Frage, ob es eine Risikobewertung gab.

Als Starliner an die Internationale Raumstation andockte, waren die Probleme mit den Lageregelungstriebwerken noch nicht so groß. Diese Problematik verstärkte sich erst nach dem Andocken. Zu diesem Zeitpunkt gab es auch ausreichend Sitze in den Rückkehrkapseln. (Anmerkung der Redaktion: Anzahl der Sitze in den angedockten Raumfahrzeugen: 2 Plätze im Boeing Starliner für Sunita Williams und Barry Wilmore; 4 Plätze auf SpaceX Crew-8 für Matthew Dominick, Michael Barratt, Jeanette Epps und Aleksandr Grebyonkin; 3 Plätze auf Soyuz MS-25 für Oleg Kononenko, Nikolai Chub und Tracy Caldwell Dyson)

Nachdem Starliner am 6. September 2024 abgelegt hatte, hätte es bei einer Evakuierung der Raumstation keine Rückflugmöglichkeit für Williams und Wilmore mehr gegeben. Sie wären buchstäblich auf der „sinkenden Titanic“ verblieben, da es kein Rettungsboot mehr gab. Für diesen Fall gab es eine Absprache zwischen NASA und SpaceX. „Seatliner“ für Williams und Wilmore wurden in dem Bodenbereich des SpaceX-Raumfahrzeugs so integriert, dass beide Raumfahrer so sicher und verletzungsfrei wie möglich mit der vierköpfigen Stammbesatzung von Crew-8 zur Erde hätten zurückkehren können.

Im Zeitraum zwischen dem Abkoppeln von Starliner und dem Andocken von SpaceX Crew-9 am 29. September 2024 gab es dann tatsächlich ein höheres Risiko für den Fall einer Evakuierung und einem Abdocken der Raumfahrzeuge.

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• ASE-Kongresse

Der Beitrag XXXV. ASE Planetary Congress Noordwijk – Das Starliner-Programm und die Zusammenarbeit zwischen NASA und Boeing erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: NASA, SpaceX, NSF, SpaceNews. Vertont von Peter Rittinger.

Wenn 2017 Astronauten an Bord der kommerziellen Raumschiffe von den privaten Unternehmen SpaceX und Boeing zur Internationalen Raumstation ISS starten, tun sie das nicht nur auf einer Trägerrakete vom Typ Falcon 9 oder Atlas V. Sie sitzen auch mehr oder weniger auf mehreren hundert Tonnen Kerosin, Wasserstoff und Sauerstoff, den Treibstoffen der Raketen. Nicht auszudenken, was bei einer Explosion geschehen würde. Deshalb verfügt sowohl das Raumschiff von SpaceX – der Dragon 2- als auch der CST-100 (Crew Space Transport 100) von Boeing über ein Rettungssystem, welches die Raumkapsel mitsamt der Astronauten bei einem Notfall in sichere Entfernung befördert. Anders als die Rettungssysteme des Apollo- oder des Orion-Raumschiffs, bei denen eine Rakete über der Kapsel das Raumschiff „wegzieht“, ist bei den kommerziellen Raumfahrzeugen das Rettungssystem in dem Raumschiff integriert und „schiebt“ das Raumschiff von unten weg. Es ist klar, dass man eine solche kritische Komponente nicht unerprobt in den bemannten Einsatz schicken will. Deshalb versuchen nun sowohl Boeing als auch SpaceX, ihre Rettungssysteme zuvor zu testen.

Das System von SpaceX ist -wie fast alle Entwicklungen des kalifornischen Start-Ups- sehr innovativ. Acht Raketentriebwerke sind jeweils paarweise an der Seite ihrer Dragon-2 Kapsel angebracht. Die Triebwerke vom Typ SuperDraco arbeiten mit druckgefördertem, diergolischem Treibstoff und können jeweils bis zu 80 kN Schub erzeugen. Die Brennkammern des Triebwerks werden 3D-gedruckt. An dem Trunk, dem nicht unter Druck stehenden Frachtbehälter unterhalb der Raumkapsel, sind vier Finnen angebracht, die das Raumschiff während des Startabbruchs aerodynamisch kontrollieren. Der Clou dieses Systems liegt zum Einen darin, dass das Rettungssystems während des gesamten Fluges einsetzbar ist, es existiert keine Lücke, in der sich die Besatzung nicht in Sicherheit bringen kann. Zum Anderen ist das Rettungssystem -wie bei allen bisherigen Systemen- keine tote Masse, die einfach in der Erdatmosphäre verglüht, wenn sie nicht benötigt wird. Wird das System nicht benötigt, kann der Dragon auf dem Abgasstrahl der Triebwerke nach der Mission sanft auf der Erde landen.

Um dieses System vor dem Flugeinsatz zu testen, plante SpaceX, einen sogenannten Pad-Abort Test durchzuführen. Dabei sollte eine Testversion des Dragon 2 am Boden das Rettungssystem auslösen und dann einen Startabbruch simulieren. Vorher wurden bereits unzählige Testzündungen der SuperDracos durchgeführt. Um den Flug aufzuzeichnen und Daten zu sammeln, befanden sich im Inneren der Kapsel 270 Sensoren und ein Dummy. Um die Masse der restlichen Ausrüstung zu simulieren, befanden sich des Weiteren Gewichte an Bord. Nachdem sich dieser Test mehrmals verschoben hatte (ursprünglich war er für August 2014 geplant), wurde der Dragon 2 Anfang Mai auf einem Gerüst zu dem Startplatz SLC-40 in Cape Canaveral transportiert. Am 5. Mai fand dann die Generalprobe für den Test statt: Für kurze Zeit wurden am Boden alle acht SuperDracos gezündet, der Dragon 2 wurde jedoch noch am Boden festgehalten. Eine solches „static fire“ ist eine übliche Vorgehensweise bei SpaceX, bei der das Antriebssystem vor dem Flug getestet werden kann.

Dann, am 6. Mai, war der große Tag gekommen. Um 15:00 mitteleuropäischer Zeit hob der Dragon 2 ab. Obwohl die acht SuperDracos gerade einmal sechs Sekunden lang zündeten, hätte das Raumschiff wohl jeden Supersportwagen beim Ampelduell nassgemacht: Nach 1,2 Sekunden war der Dragon bereits über 160 km/h schnell, seine Höchstgeschwindigkeit betrug über 550 km/h. Nach einer halben Sekunde senkrechten Fluges wurden die Triebwerke so gedrosselt, dass das Raumfahrzeug jetzt dem Atlantik entgegenflog. Als wenig später der gesamte Treibstoff verbraucht war, flog der Dragon antriebslos weiter zum höchsten Punkt der Flugbahn, wobei er passiv von den Finnen des Trunks aerodynamisch kontrolliert wurde. Dann wurde der Trunk abgetrennt und zwei Bremsfallschirme wurden entfaltet, die eine korrekte Ausrichtung der Kapsel gewährleisteten, um die drei größeren Hauptfallschirme zu entfalten. Diese bremsten das Raumschiff ab, damit es sanft im Ozean landen konnte, wo es geborgen und an Land gebracht wurde. Wegen Seitenwinden, die hart an der Grenze waren, betrug die zurückgelegte Entfernung statt den geplanten 2.105 nur 1.202 Meter. Da bei einem der SuperDracos die Treibstoffmischung nicht korrekt war, „rülpste“ es kurz, die erreichte Höhe lag mit 1187 Metern etwa 300 Meter unter den Erwartungen.

Dennoch war der Test im Großen und Ganzen erfolgreich, wären Menschen an Bord gewesen, hätten sie den Flug wohl problemlos überstanden. Als nächster Schritt in der Entwicklung des Dragon 2 war ursprünglich ein sogenannter In-Flight Abort vorgesehen. Bei diesem Testflug soll das Raumschiff des Pad Abort-Tests erneut verwendet werden und auf einer Erststufe der Falcon 9 angebracht werden. Nachdem diese Trägerrakete auf ihrem Flug den Punkt, bei dem der höchste aerodynamische Druck auf das Raumschiff wirkt, überschritten hat, soll erneut das Rettungssystem des Dragon ausgelöst werden. Ursprünglich sollte dieser Test im September 2015 auf dem SpaceX-Startplatz in Vandenberg, Kalifornien, stattfinden. Nun wird aber offenbar darüber nachgedacht, zugunsten eines ersten unbemannten, orbitalen Testflugs (bisher geplant für Ende 2016) den In-Flight Abort auf Anfang 2017 zu verschieben. Der bemannte Erstflug von Dragon 2 ist momentan für April 2017 geplant, der etwa 14 Tage dauern und zur ISS führen soll.

Auch Boeing macht Fortschritte in der Entwicklung ihres CST-100 (Crew Space Transport 100). Neben dem Bau eines Zugangsturms am Startplatz, durch den die Astronauten in das Raumschiff an der Spitze der Atlas V-Trägerrakete einsteigen können, wird auch bei dem CST-100 großen Wert auf die Sicherheit der Astronauten gelegt. Dieses Raumschiff wird ebenfalls über ein Pusher-Rettungssystem verfügen, das sich jedoch anders als bei SpaceX nicht in der Raumkapsel, sondern dem zylindrischen Servicemodul unterhalb dieser befindet. Das Rettungssystem besteht aus vier RS-88 Triebwerken, die ursprünglich in den frühen 2000ern für das OSP-Programm (Orbital Space Plane) entwickelt wurden. Für den Einsatz im CST-100 wurden sie modifiziert, beim Treibstoff wurde von flüssigem Sauerstoff und Alkohol auf eine diergolische Mischung gewechselt und bei der Kühlung der Düse von ablativ (Material nimmt Hitze auf und führt sie durch Schmelzen ab) auf eine Filmkühlung (Treibstoffilm über der Düse kühlt sie). Auch diese Triebwerke hat der Hersteller Aerojet Rocketdyne intensiv am Boden getestet. Genauso wie bei dem Dragon sind ist das Rettungssystem keine tote Masse: Sollte bei dem Flug ins All alles problemlos verlaufen und das Rettungssystem nicht benötigt werden, kann mit ihm der Deorbit-Burn ausgeführt werden, mit dem das Raumschiff seine Umlaufbahn senkt, um für die Landung wieder in die Erdatmosphäre eintreten zu können.

Um dieses System zu testen, plant Boeing, ebenfalls einen Pad-Abort Test durchzuführen. Obwohl bis zu ihm noch etwas Zeit vergehen wird (er ist momentan für Februar 2017 geplant), wird auch er schon vorbereitet. Hier zeigt sich auch ein Unterschied in der Unternehmensphilosophie: Während SpaceX (fast) alles selbst baut, testet und startet, arbeitet Boeing mit zahlreichen Zulieferern und NASA-Zentren zusammen. Im Langley Research Center der NASA in Virginia führt Boeing etwa Tests eines ungefähr 60 cm großen Modells des CST-100s im Windtunnel durch, bei denen ein Startabbruch simuliert wird. Auch finden hier Wasserungstests eines Mockups der Kapsel statt. Gewöhnlicherweise landet der CST-100 nach der Mission mithilfe von Fallschirmen und Airbags an Land, bei einem Startabbruch oder anderen Notfällen ist jedoch eine Landung im Ozean erforderlich. Um dieses Szenario zu erproben, wird eine Testversion der Raumkapsel in ein großes Schwimmbecken des Zentrums geworfen. Daneben werden die Triebwerke weiterhin in White Sands getestet. Für weitere Tests soll ein Servicemodul gebaut werden, das am Boden testgezündet werden soll, um einen Startabbruch zu simulieren.

Nach dem Pad Abort-Test wird Boeing im April 2017 einen ersten unbemannten, orbitalen Testflug des CST-100s durchführen. Dieser wird 30 Tage dauern und zur ISS führen. Im Juli folgt eine zweite Mission, die nur 14 Tage dauern wird. Hier werden zwei Astronauten an Bord sein, einen von ihnen stellt Boeing, den anderen die NASA. Wer die Glücklichen sein werden, wird Boeing diesen Sommer bekanntgeben. Später werden auch die Raumanzüge vorgestellt, die sie tragen werden. Sie werden momentan von der Firma David Clark entwickelt.

Nicht nur bei den Transportfahrzeugen, sondern auch bei ihrem Ziel laufen die Vorbereitungen auf Hochtouren: Der Internationalen Raumstation ISS. Neben der Umsetzung eines Lagermoduls, die am 28. Mai mit dem Roboterarm geschehen soll, wird auch ein neuer Adapter an der Station installiert werden. Dieser trägt den Namen IDA-1 und wird es den kommerziellen Raumschiffen ermöglichen, an dem Harmony-Modul der Station anzudocken. Der Adapter soll bei der nächsten Versorgungsmission von SpaceX geliefert werden: CRS-7 (Commercial Resupply Service 7), momentan geplant für den 26. Juni, bei der auch wieder eine Landung der Erststufe auf einer Seeplattform angestrebt wird. Am 21. Mai wurde die vorherige Mission beendet, indem der Dragon-Raumfrachter von der ISS abgekoppelt wurde und mit über 1.500 kg Fracht wieder auf der Erde gelandet ist. IDA-1 wird in dem nicht unter Druck stehenden zylindrischen Trunk des unbemannten Dragon-Raumfrachters transportiert und später dann bei einem Außeneinsatz installiert werden. Ein zweiter derartiger Adapter soll Ende 2015 an der ISS ankommen.

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• Dragon Pad Abort Test
• Boeing/Bigelow CST-100

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Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: NASA, NASA TV, NSF, Parabolic Arc, Boeing, SpaceX, SNC.

Im September 2014 wurde die Zukunft der bemannten US-Raumfahrt bei einer Pressekonferenz vorgestellt: Bald sollen wieder amerikanische Raumschiffe, die kommerziell von privaten Unternehmen entwickelt und gestartet werden, Astronauten zur Internationalen Raumstation ISS bringen. Bisher wurden US-Raumschiffe von der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur NASA mitentwickelt und gestartet; durch die neue Vorgehensweise erhofft man sich, durch eine Wettbewerbssituation Geld zu sparen. Dieses Programm nennt die NASA CCtCap (Commercial Crew Transportation Capability). Das Unternehmen Boeing erhielt einen Vertrag über 4,2 Milliarden Dollar, das Unternehmen SpaceX einen über 2,6 Milliarden Dollar. Die Vertragsbedingungen sehen eine Entwicklung und Zertifizierung des Raumschiffs bis 2017, mindestens einen bemannten und einen unbemannten Testflug sowie 2 bis 6 operationelle Flüge vor. Der Mitwettbewerber Sierra Nevada Corporation (SNC) war leer ausgegangen, das Unternehmen legte Protest gegen die Entscheidung der NASA bei dem GAO ein (Government Accountability Office, ähnlich dem Bundesrechnungshof).

Nach sorgfältiger Untersuchung gab dann am 5. Januar das GAO die Entscheidung bekannt: Der Protest von SNC wurde abgelehnt. Das GAO ist zu dem Schluss gekommen, dass die Auswahl der NASA konsistent mit den in der Ausschreibung festgelegten Kriterien, gerecht und sinnvoll evaluiert worden ist, was SNC angezweifelt hat. Auch wurde das sogenannte Source Selection-Dokument veröffentlicht, das die Begründung der NASA für ihre Entscheidung darlegt. Demnach hat SpaceX einen Vertrag für CCtCap erhalten, weil ihr Raumschiff den günstigsten Preis aller drei Wettbewerber habe, sehr gut für die Mission geeignet sei und auch in der Vergangenheit gute Leistungen gezeigt wurden. Zwar gäbe es ein paar Bedenken bezüglich der Technik, diese Probleme können aber dank des langen zeitlichen Spielraums gelöst werden. Boeing hat demnach einen Vertrag für CCtCap erhalten, weil ihr Raumschiff zwar unter allen Vorschlägen das teuerste sei, jedoch am Besten für die Mission geeignet sei, am Flexibelsten genutzt werden könne und das Boeing-Team den besten Management-Ansatz aufweise. Darüber hinaus sei die Sicherheit hoch, dass das Raumschiff pünktlich fertig ist, und die Leistungen in der Vergangenheit ebenfalls am Besten gewesen. SNC hat demnach keinen Vertrag erhalten, da die Leistung in der Vergangenheit zwar gut gewesen sei und auch der Management-Ansatz gut sei, jedoch das Design ihres Raumschiffs am Komplexesten sei und eine hohe Wahrscheinlichkeit bestehe, dass die Entwicklung nicht pünktlich abgeschlossen wird. Boeing nahm den ersten, SpaceX den zweiten und SNC den dritten Platz ein.

Am 26. Januar wurde bei einer Pressekonferenz bekanntgegeben, wie die weitere Entwicklung der Raumschiffe im Rahmen von CCtCap verlaufen soll:

1. Boeing
Boeing entwickelt das CST-100 (Crew Space Transport 100), ein Raumschiff mit einem relativ konservativem Konzept. Wie auch schon bei Apollo besteht das Raumschiff aus einem kapselförmigen Rückkehrmodul und einem zylinderförmigem Servicemodul. In dem Rückkehrmodul hält sich die Besatzung während des Fluges auf, das Servicemodul dient zum Antrieb und zur Versorgung des Rückkehrmoduls. Das Rückkehrmodul landet mithilfe von Fallschirmen und Airbags an Land und wird bis zu zehn Mal wiederverwendet, das Servicemodul verglüht in der Erdatmosphäre. Das Rückkehrmodul verfügt über eine neuartige Druckkabine, die ohne Schweißnähte auskommt, eine drahtlose Internetverbindung, Tablet-Computer und eine LED-Beleuchtung. Vermutlich wird eine Mischung aus Besatzung und Fracht zur ISS gebracht, und zwar innerhalb von einem Tag, danach kann das Raumschiff bis zu 180 Tage angedockt bleiben. Sollte sich ein Notfall ereignen, wird das CST-100 sein neuartiges Pusher-Startabbruchsystem verwenden: Vier modifizierte RS-88 Triebwerke werden das Raumschiff in Sicherheit befördert. Die Raketentriebwerke sind am Servicemodul angebracht, wenn sie nicht für einen Startabbruch benötigt werden, wird mit ihnen der Deorbit-Burn durchgeführt. Das CST-100 startet auf einer Atlas V, einer der zuverlässigsten Trägerraketen. Der Startplatz wird SLC-41 sein, gebaut wird das Raumschiff in einer der Hangars, in denen vorher das Space Shuttle gewartet wurde.

Die Entwicklung des CST-100s konzentrierte sich bis jetzt auf Designprüfungen, bei denen das Konzept des Raumschiffs sorgfältig überprüft wurde. Darüber hinaus wurden Triebwerks- und Landetests durchgeführt, Mock-Ups gebaut und Demonstrationsartikel gefertigt. Als nächstes werden drei CST-100 in der ehemaligen Shuttle-Hangar C3PF (Commercial Crew Processing Facility) gefertigt, die momentan umgebaut wird. Damit werden dann ein Test eines Startabbruchs im Februar 2017, ein unbemannter Testflug im April 2017 und ein bemannter Testflug im Juli 2017 mit einem Boeing- und einem NASA-Astronauten durchgeführt. Ein Turm, mit dem die Besatzung das CST-100 betreten kann, ist bereits im Bau. Diesen Sommer soll die Flugsoftware geliefert werden, bald wird auch Flughardware gefertigt.

2. SpaceX

SpaceX` Raumschiff, der Dragon 2, ist deutlich spektakulärer und revolutionärer im Konzept. Der kapselförmige Dragon 2 basiert zwar auf dem Dragon-Raumfrachter, sein Konzept beinhaltet aber zahlreiche weitere bahnbrechende Innovationen. Die bemerkenswerteste ist sicherlich der Einsatz von acht SuperDraco-Triebwerken. Mit diesen Raketentriebwerken kann sowohl ein Startabbruch als auch eine Präzisionslandung an Land erfolgen, und zwar ohne Unterstützung eines Fallschirms. Bei den ersten Flügen wird die Landung dennoch an Fallschirmen im Wasser erfolgen. Anders als sein Vorgänger kann der Dragon 2 vollautomatisch an der ISS andocken. Die Kapsel ist mehr als zehn Mal wiederverwendbar, eine genaue Zahl wurde nicht genannt. Bei den ersten Flügen wird jedoch keine Wiederverwendung erfolgen. Die Piloten sitzen in Ledersitzen und steuern das Raumschiff über Touchscreen-Bildschirme, nur für den Notfall gibt es Knöpfe und Drehregler. Dragon 2 wird auf einer Falcon 9 v1.1 starten, einer ebenfalls von SpaceX gebauten Trägerrakete, die als eine der kostengünstigsten der Welt gilt. Gestartet und vorbereitet werden Rakete und Raumschiff bei LC-39A, einem historischem Startplatz, von dem bereits die Saturn V und das Space Shuttle zu ihren geschichtsträchtigen Missionen aufbrachen.

Die Entwicklungsarbeiten bezüglich des Dragon 2 konzentrierten sich vor allem auf die SuperDracos, sehr gut drosselbare Raketentriebwerke mit 3D-gedruckter Brennkammer. Dutzende Testzündungen wurden durchgeführt, darüber hinaus wurde ein Fallschirmtest unternommen, Designprüfungen abgeschlossen und ein erster Prototyp des Dragon 2 hergestellt. In etwa einem Monat wird ein Startabbruchtest vom Boden aus erfolgen (der dafür verwendete Testartikel wird in den nächsten Tagen ankommen), später dieses Jahr ein sogenannter In-Flight Abbruchtest, bei dem während eines Fluges das Startabbruchsystem gezündet wird. Ein unbemannter Testflug des Dragon 2 ist momentan für Ende 2016, ein bemannter Testflug für Anfang 2017 geplant. Vor diesem bemannten Flug sollen mehr als 50 Falcon 9-Flüge stattgefunden haben.

3. Sierra Nevada Corporation

Sierra Nevada Corporation (SNC) hat den Dream Chaser vorgeschlagen, einen kleinen Raumgleiter, eine Art „Mini-Space Shuttle“. Dieser basiert auf dem HL-20 Raumgleiter, mit dessen Entwicklung Ende der 80er Jahre begonnen wurde. Dieses Design hat einige Vorteile gegenüber der Kapselform, nämlich geringere G-Kräfte beim Wiedereintritt in die Erdathmosphäre und eine größere Reichweite im Segelflug. Darüber hinaus ist eine Landung an einem gewöhnlichem Flughafen möglich. Der Dream Chaser hätte nur umweltfreundliche Treibstoffe verwendet. Ein autonomer Start und Landung wären ebenso wie eine Wiederverwendung möglich gewesen. Der Dream Chaser wäre ebenfalls auf Atlas V von SLC-41 aus gestartet und in der Operations and Checkout Facility gewartet werden.

Die Entwicklung des Dream Chasers konzentrierte sich auf Freiflugversuche eines Prototypen. Dieser Prototyp wurde mehrmals an einem Helikopter durch die Luft gezogen und über eine Landebahn gerollt, ein Freiflugversuch 2013 schlug fehl. Der Prototyp wurde repariert, diesen Frühling sollen weitere Freiflugversuche folgen. Der Dream Chaser erreichte nie die Entwicklungsreife des CST-100s oder des Dragon 2, das Critical Design Review, eine rigorose Designprüfung, die das endgültige Design festlegt, fand nie statt. Die Fortführung der Entwicklung des Dream Chasers ist ungewiss, es gibt zwar mehrere Vorschläge, den DreamChaser außerhalb des kommerziellen Crewtransports zu verwenden, inwiefern dafür aber das nötige Geld für die Entwicklung bereitgestellt wird, ist ungewiss. Ursprünglich sollte im November 2016 ein unbemannter und 2017 ein bemannter Testflug des Dream Chasers stattfinden.

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Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: NASA, SNC, NSF, Stratolaunch Systems.

Am 16. September begann eine neue Ära der US-amerikanischen Raumfahrt: Die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur NASA gab in einer Pressekonferenz bekannt, dass die privaten Firmen Boeing und SpaceX im Rahmen von CCtCap (Commercial Crew Transportation Capability) Verträge erhalten, die es ihnen ermöglichen, bemannte Raumschiffe zu entwickeln und zu fliegen. Dabei handelt es sich um ein komplett neuartiges Vorgehen, denn bisher war alleine die NASA für die Entwicklung neuer Raumschiffe zuständig. Boeing erhielt 4,2 Milliarden Dollar für ihre CST-100 Raumkapsel, SpaceX 2,6 Milliarden für ihre Dragon V2. Diese Entscheidung für Boeing und SpaceX war zugleich auch eine Entscheidung gegen den anderen Wettbewerber, die Sierra Nevada Corporation (SNC) mit der „Dream Chaser“-Raumfähre. Weil ihnen so ein Milliardenvertrag entgangen war, legte SNC kurze Zeit später offiziell bei der GAO, dem amerikanischen Rechnungshof, Protest gegen die Vergabe der CCtCap-Verträge ein. SNC hofft, dass sich die GAO dazu entscheidet, einem der anderen Wettbewerber der Vertrag zu entziehen und ihn stattdessen SNC zuzuteilen.

Um zu verhindern, dass mit den Verträgen von Boeing und SpaceX Geld für ein Raumschiff ausgezahlt wird, dem durch einen erfolgreichen Protest dann der Vertrag entzogen wird, hat die NASA kurze Zeit später die Firmen angewiesen, alle Arbeiten an CCtCap abzubrechen. Am 9. Oktober gab die NASA jedoch überraschend bekannt, dass beide Firmen ihre CCtCap-Arbeiten weiterführen dürfen, obwohl der Protest von SNC noch nicht beendet ist. Als Gründe für diesen erstaunlichen Schritt gab die NASA an, dass es durch einen Stop der Arbeiten nicht möglich sei, in der gewünschten Zeit einen kommerziellen ISS-Transport zu ermöglichen. Das würde Risiken für die gesamte Internationale Raumstation ISS mit sich bringen, die Operationen auf der ISS stören und eventuell sogar dafür sorgen, dass die NASA ihre internationalen Verträge bricht. Die NASA glaubt, dass es deshalb am Besten für das Wohl der Vereinigten Staaten ist, die Arbeiten weiterlaufen zu lassen.

Auch gegen diese Entscheidung der NASA hat SNC Protest eingelegt, dieses Mal bei dem Bundesgericht der Vereinigten Staaten. Letzte Woche wurde die Klage abgewiesen, die Arbeiten von Boeing und SpaceX werden weitergeführt.

Doch SNC, die unterlegene Firma, verlässt sich nicht ganz darauf, dass der andere Protest bei der GAO erfolgreich sein wird. Neben dem Einreichen ihres Dream Chasers bei dem CRS-2 (Commercial Resupply Services) Programm, das die Entwicklung eines kommerziellen Frachtraumschiffs ermöglichen soll, hat SNC auch bekanntgegeben, dass sie daran arbeiten, einen verkleinerten Dream Chaser bemannt mithilfe von Stratolaunch zu starten. Bei Stratolaunch handelt es sich um ein spektakuläres Projekt der Gründer von Microsoft und Scaled Composite, Paul Allen und Burt Rutan, das Ende 2011 bekanntgegeben wurde. Es sieht den Start einer Trägerrakete in den Orbit von einem gewaltigen, zweirümpfigen Flugzeug aus. Dieses Flugzeug besteht aus den Rümpfen zweier gebrauchter Boeing 747 Jumbojets, sie sind mithilfe einer Tragfläche von unglaublichen 117 Metern Spannweite miteinander verbunden. Angetrieben wird es von sechs Pratt and Whitney-Strahltriebwerken unter den Flügeln. Das Flugzeug befindet sich momentan im Bau in einer Hangar auf dem Flughafen in Mojave, Kalifornien, die Hälfte der Konstruktionsarbeiten sind bereits abgeschlossen. Der Erstflug soll 2016 stattfinden.

Zwischen den beiden Rümpfen, unter der Tragfläche befindet sich dann eine Trägerstruktur für eine Rakete, die an der Trägerstruktur befestigt werden kann und dann von dem Trägerflugzeug auf eine angemessene Höhe gebracht wird. Auf dieser angekommen wird die Rakete in etwa 10.000 Metern Höhe von dem Trägerflugzeug abgeworfen. Danach zündet das Triebwerk der Rakete. Ursprünglich sollte diese Rakete eine abgewandelte Version der Falcon 9 von SpaceX sein, inzwischen ist man zu einem Träger der Firma Orbital Science gewechselt. Dieser muss erst noch neu entwickelt werden, sein Erstflug ist gegen 2018 zu erwarten. In den ersten zwei Stufen soll der Träger festen Treibstoff einsetzen. Dieser Motor wird über eine Außenhülle aus Verbundwerkstoffen verfügen und von der Firma Allied Techsystems (ATK) gebaut werden. Die dritte Stufe verwendet dann flüssigen Treibstoff, der von zwei RL-10 Triebwerken verbrannt wird. Die Arbeiten an dieser Oberstufe wurden jedoch inzwischen gestoppt, man denkt nun auch bei ihr über einen Feststoffmotor nach.

Diese Rakete ist in der Lage, etwa 6,5 Tonnen Nutzlast in einen niedrigen Erdorbit (LEO) zu befördern. Das ist zu wenig für den Dream Chaser, der etwa 10 Tonnen schwer ist. Deshalb möchte die Herstellerfirma SNC den Dream Chaser auf 75 % seiner ursprünglichen Größe verkleinern, damit er auf Stratolaunch starten kann. Das würde eine Gewichtseinsparung von 42 %, jedoch auch eine Verkleinerung der Besatzungsgröße von 7 auf 3 bedeuten. Neben bemannten Flügen in den LEO wären mit einem solchen Mini- Dream Chaser auch unbemannte Frachtmissionen, Laborflüge für empfindliche Experimente in der Schwerelosigkeit oder suborbitale Punkt-zu-Punkt Transporte möglich. Da mithilfe des Stratolaunch-Trägerflugzeugs ein Start bei jedem Wetter und von jedem Punkt der Welt aus möglich ist, wäre der Dream Chaser so wesentlich flexibler.

Auch hat SNC die Idee vorgestellt, den Dream Chaser für wissenschaftliche Forschungsflüge zu benutzen. Solche Missionen wären unbemannte Flüge in den Erdorbit, bei denen diverse automatische Experimente zur Erforschung der Schwerelosigkeit an Bord des Dream Chasers wären. Das Raumflugzeug –genannt Dream Chaser for Science (DC4Science)- wäre dafür ausgelegt, längere Zeit autonom frei im Weltraum zu fliegen. So können Experimente in den Bereichen Biologie, Pharmazie und Materialforschungen stattfinden. Die Vorteile des Dream Chasers für diese Rolle liegen darin, dass Kunden –anders als auf der ISS- von jedem Land mit ihm Forschungen durchführen können. Dank dem Lifting-Body Design des Dream Chasers, das einen Wiedereintritt in die Erdathmosphäre mit geringen G-Kräften erlaubt, können auch empfindliche Versuchsanordnungen mitgenommen werden, was ein großer Pluspunkt sein dürfte.

Man sieht, dass SNC zahlreiche Pläne hat, um den Dream Chaser weiterzuentwickeln, auch wenn mittlerweile eine Förderung durch die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde NASA unwahrscheinlich erscheint. Der Dream Chaser könnte gewissermaßen das neue Space Shuttle werden, ein Arbeitstier, das nicht nur bemannte Flüge in den LEO, sondern auch zahlreiche andere Aufgaben hervorragend erfüllen kann. Es bleibt spannend, welche Bilder die kommerzielle Raumfahrt uns in Zukunft bieten wird und ob ihr rasanter Fortschritt weiterhin von unseren europäischen Raumfahrtministern zwecks nationaler Interessen ignoriert wird.

Bei dem Dream Chaser handelt es sich um einen kleinen Raumgleiter im Tragrumpf (lifting body)-Design, der kommerziell von der Firma Sierra Nevada Corporation (SNC) entwickelt wird. Sein Design stammt von dem HL-20 Personell Space Plane ab, in dessen Entwicklung die NASA Ende der 1980er Jahre etwa eine Milliarde Dollar investierte, bis das Programm eingestellt wurde. Durch das Zurückgreifen auf ein bekanntes Design kann SNC beachtliche Summen in der Entwicklung sparen. Und dieses bekannte Design des Dream Chasers hat zahlreiche Vorteile: Dank seiner Auslegung kann er unter wesentlich geringeren G-Kräften in die Athmosphäre wiedereintreten. Das schont die Besatzung und/oder die Fracht an Bord. Auch kann der Dream Chaser auf jeder gewöhnlichen Landebahn landen und kann bei schlechten Bedingungen auf einer dieser Landebahnen einfach zu einer anderen gleiten. Ursprünglich war geplant, den Dream Chaser auf einer Atlas V Trägerrakete zu starten.

Die Entwicklung des Dream Chaser erfolgte im Rahmen des Commercial Crew Development (CCDev)-Programms der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA, die so wieder einen unabhängigen bemannten Zugang zur ISS haben will. Die Besonderheit ist, dass die Entwicklung der Raumfahrzeuge, die dieses Ziel erfüllen sollen, komplett kommerziell erfolgen soll. Dazu stellten mehrere Firmen ihre Konzepte für solche Raumfahrzeuge der NASA vor. Für ihre Entwicklung vergab die NASA an die Firmen Verträge, die die Finanzierung sicherstellten. Es gab mehrere Runden bei CCDev, bei jeder wurde die Geldmenge erhöht. Vor jeder Runde wurden die einzelnen Konzepte analysiert und auf dieser Basis gefördert. Bis zur letzten Runde, genannt CCiCap (Commercial Crew Integrated Capability), war der Dream Chaser noch dabei. Die Entwicklungsarbeiten an dem Dream Chaser in dieser Runde konzentrierten sich vor allem auf Tests eines Mock-Ups des Dream Chasers. Er wurde erfolgreich von einem Helikopter in den Himmel getragen und von einem Pick-Up Truck über eine Landebahn gezogen. Ein erster Freiflugversuch vor knapp einem Jahr schlug jedoch fehl, weitere freie Flüge sind für Anfang 2015 geplant.

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• SNC DreamChaser
• Commercial Crew Development (CCDev)

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

Nach wochenlanger Verzögerung hat die NASA heute die heiß erwartete Entscheidung zur Zukunft des bemannten Raumtransports in den USA bekanntgegeben. Der weltbekannte Luft- und Raumfahrtkonzern Boeing und der neue Star am Raumfahrthimmel, SpaceX, teilen sich den Auftrag zu nicht-gleichen Teilen. SpaceX bekommt 2,6 Milliarden Dollar und Boeing 4,2 Milliarden Dollar. Das Programm, offiziell CCtCap (Commercial Crew Transportation Capability), ist die letzte Entwicklungsstufe des kommerziellen Crewprogramms und soll die Systeme bis zur Einsatzreife bringen. Inbegriffen in dieser Summe sind die Entwicklung und Zertifizierung des Crewtransportsystems, ein bemannter Testflug zur ISS (pro System), 2-6 operationelle Missionen (pro System) sowie „spezielle Studien“. Bei „speziellen Studien“ kann es sich um zusätzliche Tests handeln, die die NASA fordert aber auch um zusätzliche Anforderungen, die anfangs nicht definiert worden sind.
Kosten
Ein großes Augenmerk muss auch auf die Kosten für den Steuerzahler gerichtet werden. Die gesamten Kosten für den bemannten Crewtransport belaufen sich auf: CCDev1 (50 Millionen Dollar), CCDev2 (310 Millionen Dollar), CCiCap (1170 Millionen Dollar), CPC1 (30 Millionen Dollar) und CCtCap (6800 Millionen Dollar). Insgesamt kommt man somit auf etwas über 8 Milliarden Dollar für zwei bemannte Systeme inklusive 6-14 Flüge zur ISS. Damit kommt man auf etwa 4 Milliarden pro Crewsystem inklusive einiger operativer Flüge. Das Argument, dass die Entwicklung eines bemannten System ca. 10 Milliarden Dollar bzw. Euro kostet, kann damit endgültig zu den Akten gelegt werden. Hier geht es auch für weniger als die Hälfte.

SpaceX
SpaceX möchte als ihr Konzept die „Dragon V2“-Kapsel einsetzen. Dabei handelt es sich um eine stark modifizierte Dragonkapsel, die bereits für die Frachtflüge zur ISS eingesetzt wird. Die „Dragon V2“ (Version 2) besitzt an der Seite acht Superdraco-Triebwerke, die im Notfall einen Startabbruch erlauben und gleichzeitig als Landetriebwerke dienen sollen. Im Gegensatz zu Apollo verwenden diese keinen Feststoff sondern benutzen hypergolen Treibstoff (Hydrazin und Distickstofftetroxid), der sonst für Orbitmanöver gedacht ist. Erste bemannte Flüge sollen allerdings noch mit dem Fallschirm landen, der grundsätzlich immer als Backup dabei sein soll. Im November plant SpaceX einen Startabbruch vom Startplatz, wo die Superdraco-Triebwerke die Kapsel von der Startrampe wegkatapultieren sollen. Die Kapsel soll anschließend im Atlantik wassern. Im Januar soll das Rettungssystem im Flug getestet werden. Diese beiden spektakulären Tests geschehen noch unter dem Vorgängerprogramm CCiCap und stellen die letzten Meilensteine von SpaceX da.

Die Kapsel bietet Platz für bis zu sieben Personen. Alternativ ist auch eine Mischung aus Astronauten und Fracht möglich. Bei der Vorstellung der Kapsel vor ein paar Monaten konnte auch das Innenleben der Kapsel begutachtet werden. Die Interaktion der Crew mit der Kapsel erfolgt nahezu komplett über Touchscreens und nur für die Notfall-Systeme ist noch ein analoges Interface vorhanden. Damit hält nun modernste Elektronik in der bemannten Raumfahrt Einzug. Ob ebenfalls ein Inflight Entertainment System wie bei einem modernen Verkehrsflugzeug eingebaut ist, ist nicht bekannt.

Weiterhin ist die Kapsel laut SpaceX auch auf Wiederverwendbarkeit ausgelegt. Das lässt sich zum Beispiel daran erkennen, dass alles teure, wie Elektronik, Antriebssystem und Lebenserhaltung in der Kapsel selbst und nicht im „trunk“ (engl. Kofferraum, quasi Servicemodul) untergebracht ist. Lediglich Solarzellen, Batterien und Radiatoren befinden sich nicht in der Kapsel. Der „trunk“ wird erst kurz vor dem Wiedereintritt abgeworfen. Die Kapsel soll auf der ebenfalls teilweise wiederverwendbaren Falcon 9-Trägerrakete starten. Die NASA allerdings möchte vorerst keine wiederverwendbare Kapsel und so wird jedes Mal eine neue produziert.

Boeing
Boeing setzt auf die CST-100 Kapsel. Dabei handelt es sich um ein Kapsel mit 5 Metern Durchmessern, sie ist also deutlich voluminöser als Dragon. Genau wie Dragon setzt auch Boeing auf ein Rettungssystem mit hypergolen Treibstoffen. Bei CST-100 sind jedoch die vier Bantam-Triebwerke nicht an der Kapsel sondern am Servicemodul angebracht, wo sich auch Treibstofftanks und andere Systeme befinden. CST-100 soll auf Airbags an Land landen. Boeing plant den Startabbruchtest vom Startplatz in 2016, einen unbemannten Testflug Anfang 2017 und einen bemannten Flug Ende 2017. Als Trägerrakete soll die Atlas V 412 zum Einsatz kommen, also mit einem Feststoffbooster und einer Dual-Centauroberstufe.

Boeing ist die einzige von den drei Firmen, die es geschafft hat, ihre Meilensteine des Vorgängerprogramms CCiCap vor der heutigen Bekanntgabe abzuschließen.

Mehr Informationen:

• Commercial Crew Thema

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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 Michael Clormann. Quelle: NASA, Raumcon.

Tatsächlich dürften die nächsten zwölf Monate für den Auswahlprozess einer US-amerikanischen Kapazität für den erdnahen Astronautentransport einige richtungsweisende Entscheidungen bereithalten. Die vorerst letzte bereits klar definierte Stufe des Programms, Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap), soll noch im Sommer mit neuen Fördermitteln für die teilnehmenden Privatanbieter an Fahrt gewinnen. Bisher wetteifern in erster Linie die Sierra Nevada Corporation (SNC) mit ihrem Raumgleiter-Konzept Dream Chaser, Boeing mit der Kapsel CST-100 und SpaceX mit einer bemannten Version ihrer Dragon-Kapsel samt Falcon 9-Träger, um zukünftige Aufträge zur Personalversorgung der ISS.
Meilensteine und Jahresausblick
SNC konnte mit Dream Chaser zuletzt im Oktober 2013 einen spektakulären Meilenstein erreichen: Ein Testmodell der Raumfähre führte erstmals, abgeworfen aus mehreren Kilometern Höhe, einen selbstständigen Gleitflug samt Landung durch. Das Versagen eines der beiden Fahrwerke führte allerdings zur „Bruchlandung“ und trübte die kalkulierte Erfolgsmeldung. Wie sich letztlich herausstellte, wurde das Versuchsmodell jedoch nur leicht beschädigt und der Zeitplan wohl nicht entscheidend zurückgeworfen. Im August war zuvor der letzte captive-carry-Test des „Traumjägers“, angehängt an einen Transporthubschrauber, erfolgreich verlaufen.

Für 2014 will man sich in Nevada weitere Gleittests, umfangreiche Windkanal-Versuche und die Weiterentwicklung des Antriebssystems für die Fähre auf die Fahnen schreiben. Weiterhin soll in enger Kooperation mit der NASA vor allem am Sicherheitskonzept des Gleiters weiter gefeilt werden.

Von Boeings Mannschaftskapsel CST-100 waren im vergangenen Jahr vergleichsweise wenige Fortschrittsmeldungen an die Öffentlichkeit gelangt. Im Sommer konnte jedoch immerhin ein provisorisch eingerichtetes Demonstrationsmodell des Raumfahrzeugs von Astronauten auf seine Bedienbarkeit und Praxistauglichkeit hin beurteilt werden. Zeitlich präsentierte Boeing die Grundzüge der vorgesehenen Innenraumgestaltung der Kapsel. Auch auf anderem Gebiet erreichte man ein gestecktes Zwischenziel: Für die Antriebskomponenten von CST-100 ist nach übereinstimmender Einschätzung der NASA die Entwicklungsphase abgeschlossen. In nächster Zeit gilt es nun vor allem, ihre Integration in das Raumschiff erfolgreich technisch zu bewerkstelligen.

Auch SpaceX konnte im vergangenen Jahr einige Schritte in Richtung bemannter Transportfähigkeit gehen. Ende September absolvierte die modifizierte Version Falcon 9 v1.1 des hauseigenen Trägersystems ihren Erstflug weitgehend erfolgreich. Ihre, im Vergleich zur Vorgängerversion, gesteigerte Leistungsfähigkeit sollte die zukünftige Dragon-Besatzung zu ihrem Einsatzort im niedrigen Erdorbit bringen können. Zu den bisher insgesamt drei geglückten Starts des Typs 1.1 werden, so hofft man, 2014 einige weitere hinzukommen. Eine fortgesetzte Erfolgsserie, so sie den eintritt, dürfte im Auswahlverfahren der NASA für das CCP sicherlich registriert werden. Gleiches gilt für die Bewährungsproben, denen sich das Startabbruch-System in den kommenden Monaten stellen muss. Nur wenn die neu entwickelten SuperDraco-Triebwerke sich als geeignet erweisen, Dragon samt Crew bei Start-Komplikationen in Sicherheit zu bringen, kann SpaceX sein CCP-Konzept wie geplant weiterführen.

Blue Origin, das Raumfahrtunternehmen des Amazon-Gründers Jeff Bezos, befindet sich offenbar ebenfalls noch im erweiterten Kreis möglicher Teilnehmer. Von dort waren allerdings im abgelaufenen Jahr, außer einem planmäßig durchgeführten Brennversuch des BE-3 Raketenmotors, kaum handfeste Ergebnisse an die Öffentlichkeit gelangt. Es bleibt wahrscheinlich, dass Blue Origin sich auf dem Gebiet ausgereifter Träger- und Kapsel-Konzepte gegenüber den Mitbewerbern deutlich im Hintertreffen befindet.

Rahmenbedingungen für 2014

Insgesamt wird das Jahr 2014 für die bisher am CCP beteiligten privaten Unternehmen erhebliche Herausforderungen bereithalten. Erstens: Man nähert sich mit schnellen Schritten den letzten Phasen der technischen Entwicklung und dem Ende des aktuellen NASA-Zeitplans. Zweitens: Eine weitere Selektion unter den vier bemannten Raumfahrzeug-Konzepten wird unausweichlich sein. Nicht zuletzt das jüngst genehmigte NASA-Budget für das kommende Jahr legt dies nahe: Der Kostenbereich Commercial Spaceflight wird mit deutlich weniger Mitteln (gut 15% Kürzung) auskommen müssen als bisher im Haushaltsentwurf vorgesehen. Höchstens einer oder zwei der kommerziellen Anbieter wird weiterhin mit substanzieller Förderung rechnen können.

Einen neue Perspektiven für das Programm hat sich in den letzten Wochen allerdings herauskristallisiert: Sollte die ISS, wie nun offenbar geplant, tatsächlich bis 2024 in Betrieb bleiben, käme der Sicherstellung einer von Russland unabhängigen, amerikanischen Mannschaftsversorgung neue Bedeutung zu. Was dies für die Weiterführung des Commercial Crew Program bedeuten mag, bleibt abzuwarten.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: FlightGlobal, Behind the Black.

Im Rahmen eines Förderprogramms zur Entwicklung eines bemannten Raumschiffes für niedrige Erdumlaufbahnen (CCiCap) hat Boeing eine Zusage von 480 Millionen US-Dollar erhalten, wenn 19 zuvor festgelegte Entwicklungsabschnitte erreicht werden. Um daraus ein flugfähiges System zu machen, wären danach aber noch weitere 33 Meilensteine zu erreichen.
„Unser Geschäftsmodell basiert auf Transporten zur ISS bis 2020, sagte John Elbon, Boeings Vizepräsident in Sachen Weltraum. Um profitabel zu sein, benötige man aber mindestens zwei Flüge pro Jahr. Dies sei noch nicht vereinbart. „Bisher ist da nur die ISS, als eine Art Grundlage.“

Damit drückt Boeing seine Sorge aus, die Entwicklung im Rahmen eines Wettbewerbs voranzutreiben und anschließend keine Abnehmer für ihr Produkt zu haben. Ohne weiteres Investment über das Ende des CCiCap-Zeitraumes hinaus werde man die Entwicklung der CST-100-Kapsel gegebenenfalls aufschieben. Neben den Fördergeldern sei es notwendig, zusätzliche Investitionen vorzunehmen und dies mit ungewissem Ausgang. Boeing denke in Puncto Investitionen aber konservativ.

Nun wirft man Boeing von verschiedenen Seiten Furcht vor Wettbewerb vor. Boeing habe sich, wie andere etablierte Firmen der Luft- und Raumfahrtbranche, in den letzten 30 Jahren an den leicht zu erreichenden Fleischtöpfen der Regierung bedient und unternehmerisches Risiko vermieden. Dabei habe man mit Bigelow Aerospace, die entfaltbare Raumstationen entwickeln und dem Tourismus-Unternehmen Space Adventures doch Partner mit privaten Raumfahrtambitionen.

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Ein Beitrag von Tobias Willerding. Quelle: NASA.

Heute hat die NASA die mit Spannung erwartete Entscheidung über die nächste Phase des kommerziellen Crewprogramms bekanntgegeben. Gewonnen haben Space Exploration Technologies (SpaceX) mit der Dragon-Kapsel, Boeing mit der Kapsel CST-100 und Sierra Nevada Corporation mit dem Dream Chaser, einem Lifting-Body-Design, das auf ein altes NASA-Projekt zurückgeht (HL-20). Im Rahmen der dritten Phase des kommerziellen Crewprogramms, welche den Namen Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap) trägt und 21 Monate dauert, sollen die Konzepte möglichst bis zum Critical Design Review (CDR) weiterentwickelt werden.
Die Gewinner im Einzelnen:

Boeing bekommt 460 Millionen US-Dollar für die Crewkapsel CST-100 für bis zu sieben Personen, die auf der Atlas V von der United Launch Alliance (ULA) gestartet werden soll. Boeings Kapsel verfügt über ein neues Rettungssystem, das – anders als die Feststoffmotoren aus Apollozeiten – mit hypergolen Treibstoffen funktioniert und denjenigen Treibstoff benutzt, der im normalen Fall für die Orbitmanöver verwendet wird. Das Rettungssystem kann den ganzen Weg bis in den Orbit genutzt werden. Gestartet werden soll vom Startplatz 41 der Cape Canaveral Air Force Station, wobei die Atlas V hier in einer Variante der sogenannten Dual-Centaur zum Einsatz kommt. Das heißt, dass die Oberstufe von zwei RL-10 Triebwerken betrieben wird, um ausreichend Schub für die schwere Kapsel zu liefern. Im Rahmen von CCiCap (Commercial Crew-integrated Capability) möchte Boeing wichtige Vorarbeiten vor dem Critical Design Review absolvieren. Dazu gehören Windtunneltests, Avioniktests, Triebwerkstests von Rettungssystem und orbitalem Manövriersystem, Designarbeiten am Atlas-V-Adapter für die Kapsel sowie Tests der Software und dem Zertifizierungsplan. Der letzte Meilenstein ist das Critical Design Review. Sollte nach CCiCap in der finalen vierten Phase des kommerziellen Crewprogramms ausreichend Geld zur Verfügung stehen, rechnet Boeing mit einem ersten bemannten Testflug Ende 2016. Genau wie bei COTS bedeutet dieser Testflug nicht den Start der regulären bemannten Flüge zur ISS, sondern ist lediglich ein bemannter Demonstrationsflug, der nicht zwangsweise zur ISS gehen muss.

SpaceX bekommt 440 Millionen Dollar ebenfalls für eine Crewkapsel für bis zu sieben Personen, die auf der hauseigenen Falcon-9-Rakete fliegen soll und von Startplatz 40 in Cape Canaveral startet. Die Kapsel baut auf der Frachtversion auf, die vor zwei Monaten einen erfolgreichen ersten Flug zur ISS absolviert hat. Im Rahmen der 21 Monate möchte man eine Reihe von Tests und Reviews absolvieren. Besondere Höhepunkte bilden dabei ein Startabbruchtest vom Startplatz und ein Startabbruchtest im Flug. Vor dem Critical Design Review sind zwei separate Preliminary Design Reviews für Bodensysteme/Start und Orbit/Landung geplant. Weiter soll ein Zertifizierungsplan erstellt und die Performance der verbesserten Falcon 9 v1.1 mit erhöhter Nutzlastkapazität verifiziert werden. SpaceX ist etwas optimistischer und rechnet für frühestens Mitte 2015 mit einem bemannten Testflug – optimale Finanzierung vorausgesetzt.

Die Sierra Nevada Corp. bekommt 212,5 Millionen US-Dollar für ein Liftingbody-Design, ebenfalls für bis zu sieben Personen, das wie die Boeing-Kapsel auf der Atlas V gestartet werden soll. Im Gegensatz zu SpaceX und Boeing wird SNC nicht das Critical Design Review bei Ende von CCiCap erreichen. Stattdessen fokussiert man sich auf Risikoreduzierung in einigen wichtigen Bereichen. So soll das Rettungssystem vom Dream Chaser einen Hybridmotor benutzen, bei dem noch weitere Vorarbeiten notwendig sind. Des Weiteren braucht man mehr Zeit, um das „grüne“ orbitale Manövriersystem zu entwickeln, welches offenbar keine hochgiftigen Treibstoffe benutzt. Weiter möchte man Windtunneltests und atmosphärische Testflüge machen.

Und das ATK-Konzept mit europäischer Beteiligung?
Der ATK/Astrium-Vorschlag mit der Liberty-Rakete und Orion-Lite wurde nicht ausgewählt. Die Liberty-Rakete benutzt die Ariane-5-Hauptstufe als Oberstufe, hat also signifikanten europäischen Anteil. Die erste Stufe ist ein Feststoffbooster, wie er schon für die eingestellte Ares I vorgesehen war. Orion-Lite ist eine abgespeckte Version der Orionkapsel, welche für die Exploration jenseits des niedrigen Erdorbits eingesetzt werden soll und von Lockheed Martin gebaut wird. Die genauen Kriterien und Bewertungen für die Auswahl sollen in ca. einer Woche veröffentlicht werden, nachdem man den Firmen ein Feedback über ihre Konzepte abgegeben hat.

Wie gehts weiter?
Nach CCiCap soll in der nächsten Phase die Zertifizierung der Systeme durch die NASA erfolgen, worauf die bemannten Flüge zur ISS starten können. Es ist noch nicht klar, wie genau die nächste Phase aussehen soll. Sicher scheint zu sein, dass ab der nächsten Phase der bisherige Ansatz mit den auf Meilenstein basierenden Space Act Agreements (SAA) verlassen und wieder auf feste Verträge zurückgegriffen wird. Ebenfalls nicht klar ist, ob Zertifizierung und ISS-Auftrag zusammen oder nacheinander ausgeschrieben werden.

In den letzten beiden Jahren gab es bereits die CCDev-Phasen eins und zwei (CCDev = Commercial Crew Development), welche z.B. für Boeing und die Sierra Nevada Corp. mit dem Preliminary Design Review geendet haben. Während das Budget von CCDev1 noch ca. 50 Millionen Dollar betrug, war es bei CCDev2 schon fast 300 Millionen. Für die dritte Phase (CCiCap) werden nun etwas über eine Milliarde US-Dollar für 21 Monate bereitgestellt. Beworben hatten sich unter anderem Boeing, SpaceX, Sierra Nevada sowie ATK zusammen mit Astrium und Lockheed Martin. Eine andere Firma, die noch CCDev-Finanzierung erhalten hatte, Blue Origin, hat offenbar keinen Antrag gestellt. Blue Origin ist ein von Amazon-Gründer Jeff Bezos ins Leben gerufenes Raumfahrtunternehmen, über das nur sehr wenig öffentlich bekannt ist, obwohl dort von Bezos sehr viel Geld investiert wird.

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

Gewählt wurde die Atlas V mit einem seitlich angebrachten Booster. Die Rakete verfügt dann über ausreichend Schub, um das Raumschiff und die erforderliche Centaur-Oberstufe zu transportieren. Die Oberstufe soll mit zwei Triebwerken ausgerüstet sein. Dies ermöglicht eine Nutzlast von etwas mehr als 12 Tonnen in eine erdnahe Umlaufbahn (LEO = Low Earth Orbit).

Ausschlaggebend für die Entscheidung war nach Worten von John Elbon, Vizepräsident von Boeing und Programm-Manager für die bemannte kommerzielle Raumfahrt (CCDev), dass die Atlas V seit ihrem Jungfernflug 2002 insgesamt 26 ausnahmslos erfolgreiche Einsätze absolviert hat. Mit eine Rolle spielen könnte auch, dass Boeing an der United Launch Alliance, dem Betreiber der Atlas, einen Anteil von 50% hält.

Das in Entwicklung befindliche Raumschiff CST-100 soll aus zwei Sektionen bestehen, der Besatzungskabine (Crew Module), einer kegelförmigen Kapsel mit Hitzeschutz, die zur Erde zurückkehren kann, und dem Service Module mit Tanks, Triebwerken und Radiatoren zur Wärmeabführung. An der Basis hat die Kapsel einen Durchmesser von 4,56 m, die Höhe liegt bei etwa 2,40 m. Darin soll Platz für maximal 7 Personen sein. Geplant ist das Anfliegen einer Raumstation innerhalb von 8 Stunden. Ohne zusätzliche Versorgung soll die CST-100 zwei Tage im All bleiben können, mit Versorgung bis zu 210 Tage. Dafür soll das Raumschiff eine Leistung von nur etwa 1 kW beziehen.

Mögliche Ziele für das Raumschiff sind zum einen die Internationale Raumstation, zum zweiten eine in Planung befindliche kommerzielle Station von Bigelow Aerospace. Dazu wurden bereits erhebliche Vorarbeiten vorgenommen. Die meisten Stationsmodule von Bigelow sind entfaltbar. Das größte Modell erreicht ein höheres Volumen als alle gegenwärtigen Module der ISS zusammen. Testmodule umlaufen die Erde bereits seit mehreren Jahren.

Werden von der NASA im Rahmen des Programms CCDev (Commercial Crew Development, kommerzielle bemannte Raumfahrtentwicklung) Fördermittel in ausreichender Höhe zur Verfügung gestellt, so könne man die Entwicklungs- und Erprobungsphase bis 2015 abschließen. Zum Erprobungsprogramm gehören ein unbemannter orbitaler Flug (Uncrewed Orbital Flight Test), ein Aufstiegsabbruchtest (Ascent Abort Test) und ein bemannter Test mit Boeing-Personal (Two-Crew Fligt Test). Zuvor müssen aber noch andere sogenannte Meilensteine erreicht werden.

Als einigermaßen ausreichend sieht Boeing die vom Weißen Haus angesetzten 850 Millionen US-Dollar pro Jahr. Die Förderung ist allerdings zwischen den demokratischen Entscheidungsgremien der USA äußerst umstritten und so wird man zunächst diese schwierige Entscheidung abwarten müssen. Neben Boeing bewerben sich aber mehrere Konkurrenten um die geplanten Mittel.

Raumcon:

• Boeing/Bigelow CST-100 ab Trägerentscheidung
• Bigelow
• Zukunft der bemannten Raumfahrt [in den USA]

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: SpaceNews, Spaceflight Now.

Der größte Posten geht dabei mit 92,3 Millionen Dollar an Boeing zur Weiterentwicklung des CST-100-Konzepts bis zu einer testreifen Raumkapsel. Geht alles nach Plan, könnte diese bereits 2015 zur Verfügung stehen und bis zu 7 Raumfahrer auf niedrige Erdorbits und zurück auf die Erde befördern. Vor wenigen Tagen erst hatte Boeing angekündigt, dass man im Mai eine Trägerrakete auswählen wolle, mit der das Testprogramm durchgeführt werden soll. Im Unterschied zu anderen Konzepten soll aber die Verwendung verschiedener Trägerraketen möglich sein. Die Kapsel selbst soll eine Masse von 13 Tonnen besitzen und über ein integriertes Rettungssystem verfügen. Boeing arbeitet zudem mit Bigelow Aerospace zusammen und hätte damit neben der NASA einen interessierten Kunden und Mitinvestor.

CCDev: Boeings CST 100 (15.12.2010)Boeing wählt erste Trägerrakete für CST 100 aus (17.04.2011)

Über 80 Millionen US-Dollar kann sich die Sierra Nevada Corporation (SNC) freuen. Sie hatte ein Raumgleiterkonzept von der NASA übernommen und zum Dream Chaser weiterentwickelt. Vor wenigen Wochen erst besuchte Lori Garver, NASA-Vize, den Firmensitz und überzeugte sich dabei von den durch die NASA geförderten Fortschritten.

Commercial Hope (22.02.2011)

SNCs Mini-Shuttle (16.12.2010)

Mit 75 Millionen US-Dollar wird SpaceX bedacht. Mit der NASA existiert seit Jahren ein Vertrag zum Frachttransport zur ISS, SpaceX hat allerdings gleich eine Kapsel entwickelt, die auch Fracht zur Erde zurückbringen kann und offenbar grundsätzlich auch für bemannte Einsätze geeignet ist. Beim Jungfernflug einer Dragon-Kapsel im Dezember letzten Jahres waren die Umweltbedingungen an Bord offenbar so gut, dass Menschen diesen Flug erträglich hätten absolvieren können. Temperatur, Luftdruck, G-Kräfte und Vibrationen hielten sich im Rahmen, die Kapsel wurde nach der Wasserung geborgen. Ein Großteil der Entwicklungsarbeit ist also bereits getan und man sieht gute Erfolgschancen, auch wenn hier, im Gegensatz zum erfahrenen Unternehmen Boeing, ein Newcomer am Werk ist. Eine eigene Trägerrakete hatte man gleich mitentwickelt und für die Zukunft existieren weitreichende Pläne.

SpaceX Dragon-Kapsel startet und wassert erfolgreich (08.12.2010)SpaceX entwickelt Schwerlastrakete Falcon Heavy (06.04.2011)

Die übrigen 22 Millionen Dollar bekommt Blue Origin für ein Konzept eines bikonischen Fahrzeugs, das zunächst auf einer konventionellen Rakete und später auf einem wiederverwendbaren Boostersystem gestartet werden soll, sich aber noch in einem vergleichsweise frühen Entwicklungsstadium befindet.

Leer ausgegangen sind offenbar Orbital Sciences Corporation (OSC), die aber mit dem Frachter Cygnus und der Trägerrakete Taurus II im Auftrag der NASA Versorgungsgüter zur Internationalen Raumstation transportieren sollen, sowie ULA und USA.

Anzumerken bleibt, dass mit den Fördergeldern ganz bestimmte Entwicklungs- und Erprobungsziele erreicht werden müssen und dies im Verlauf etwa eines Jahres. Eine Fertigstellung der genannten Projekte erfordert hingegen weitere Anstrengungen in den folgenden Jahren. Ob auch dann mit einer Unterstützung durch staatliche Gelder gerechnet werden kann, ist eine politische Entscheidung. Gegenwärtig bestehen hier aber arge Differenzen zwischen Weißem Haus, Repräsentantenhaus und Senat der USA. Derzeit im Gespräch sind für drei Folgejahre jeweils 850 Millionen US-Dollar.

Immerhin wird mit dieser Initiative das Ziel verfolgt, möglichst schnell US-Astronauten und Material durch landeseigene Unternehmen ins All bringen zu können. Die sich anbahnende alleinige Abhängigkeit von der russischen Raumfahrt beim Transport amerikanischer Raumfahrer zur Internationalen Raumstation sollte in den Augen vieler US-Politiker von möglichst kurzer Dauer sein.

Raumcon:

• CCDev-Thema ab 19.04.2011
• SpaceX
• Boeing/Bigelow CST-100
• SNC (ehemals SpaceDev)

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Space News, Parabolic Arc, NASA Watch, Spaceflight Now, Raumcon. Vertont von Peter Rittinger.

Anfang Februar besuchte die stellvertretende NASA-Chefin Lori Garver Bigelow Aerospace in Las Vegas und Sierra Nevada Corp. in Boulder. Robert Bigelow selbst führte durch die Einrichtung, wobei man insbesondere am 1:1-Modell einer Raumstation verweilte, welches überwiegend aus großen Modulen besteht, die im Weltraum auf ihre vollen Dimensionen entfaltet werden sollen. Die Grundlagen dafür erwarb Bigelow einst von der NASA. Jetzt zeigt die US-Luftfahrt-und-Weltraumbehörde starkes Interesse an der Nutzung der weiterentwickelten Technologie. Bigelow hat mittlerweile drei verschiedene Grundmodelle im Programm, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen können. Ein derartiges Modul könnte in Zukunft auch die ISS schmücken.

Bei der Sierra Nevada Corporation (SNC) wird mit Unterstützung der NASA der Dream Chaser, ein Raumgleiter für bemannte Einsätze, entwickelt. Bisher wurden im Rahmen des Programms CCDev (Commercial Crew Development) zur kommerziellen Entwicklung und Vermarktung von bemannten Raumschiffen für den erdnahen Orbit die Struktur des Dream Chaser sowie Antriebskomponenten gefördert. Auch der Grundentwurf des Mini-Shuttles stammt ursprünglich von der NASA.

Nun steht die zweite CCDev-Runde an, in der insgesamt 200 Millionen US-Dollar an verschiedene Unternehmen gehen sollen, um die Entwicklung entsprechender Technologien zu unterstützen. Sechs Bewerber wurden nun von der NASA zu einer Diskussionsrunde eingeladen. Diese Einladung folgt einem Bewerbungsschluss, bei dem verschiedene Vorschläge eingereicht wurden. SpaceX will seine Dragon-Kapsel zu einem bemannten Raumschiff weiterentwickeln, Orbital Sciences arbeitet am Raumgleiter Prometheus, Boeing an der Kapsel CST-100, die United Launch Alliance entwickelt ihre Träger für bemannte Einsätze weiter, Blue Origin entwirft ein Rettungssystem sowie eine zunächst suborbitale Kapsel aus Verbundmaterialien (New Sheperd). Paragon bewirbt sich mit einem komplexen Luftaufbereitungssystem und Sierra Nevada mit dem bereits erwähnten Dream Chaser.

Auch unter den kommerziellen Unternehmen gibt es eine Vielzahl von Kontakten und Kooperationen. So unterstützt Bigelow die Entwicklung der CST-100, Virgin Galactic ist an Raumgleiterkonzepten interessiert und als Trägerraketen werden Delta, Atlas und Falcon 9 gleichermaßen diskutiert. Teilweise werden erste Testflüge bereits für 2014 für möglich gehalten, wenn die Finanzierung stimmt.

So übertreffen sich die Konkurrenten in den letzten Wochen gegenseitig in vielversprechenden Ankündigungen und buhlen um die Aufmerksamkeit von NASA und Öffentlichkeit. Bei teilweise konfuser Entscheidungslage über den Träger für das Explorationsraumschiff der Zukunft braucht die NASA aber auch die kommerziellen Aktivitäten. Durch deren Vielfalt kommt Bewegung ins Spiel, Farbe in die Diskussion. Im Umgang mit kleinen, flexiblen Unternehmen muss sich auch die NASA in dieser Beziehung schneller bewegen. So wird die kommerzielle Initiative auch zu einer Hoffnung für die Zukunftsperspektiven einer 50 Jahre alten Behörde.

Raumcon:

• CCDev seit Februar 2011

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Boeing, SpaceflightNow, Raumcon. Vertont von Peter Rittinger.

Sie soll 7 Pesonen in einen niedrigen Erdorbit transportieren können. CST steht dabei für Crew Space Transportation und die 100 soll andeuten, dass man diese magische Kilometer-Grenze zum Weltraum überschreitet.

Wirtschaftlich gewinnbringend einsetzbar soll CST-100 dadurch werden, dass die Kapsel mit Unterstützung der NASA entwickelt wird. Danach kann sie teilweise staatlich, teilweise privatwirtschaftlich eingesetzt bzw. vermarktet werden. Zunächst denkt man daran, einen Teil der zur Verfügung stehenden Plätze bei Kurzzeitmissionen über den Veranstalter Space Adventures zu vertreiben. Die Preise sollen mit denen vergleichbar sein, die bei den letzten Touristenmissionen mit Sojus-Raumschiffen zur ISS gezahlt wurden, etwa 40 Millionen US-Dollar für einen 11-tägigen Flug.

Space Adventure hat in Zusammenarbeit mit der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos in den vergangenen Jahren insgesamt 8 Plätze in Sojus-Taxis verkauft. Dennis Tito, der 2001 der erste offizielle Weltraumtourist war, folgten Mark Shuttleworth, Gregory Olsen, Anusheh Ansari, zweimal Charles Simonyi, Richard Garriott und Guy Laliberté. Seit Ende 2009 werden die Sojus-Raumschiffe allerdings ausschließlich dafür gebraucht, die Stammbesatzungen von der und zur Internationalen Raumstation zu transportieren sowie während des Aufenthalts dort als Rettungskapsel zur Verfügung zu stehen.

Die Arbeiten an Boeings CST-100 kommen bisher gut voran, auch aufgrund einer 18-Millionen-Dollar-Förderung durch die NASA im Rahmen des Programms Commercial Crew Development (CCDev). In dieser Woche begannen Tests des Airbag-Landesystems der Kapsel. Seit gestern sollen in Las Vegas auch Drucktests mit einer speziellen Modelleinheit durchgeführt werden. Außerdem wurde in Houston ein Simulator für Annäherungs- und Kopplungsmanöver installiert.

Allerdings steht die weitere Förderung derzeit auf der Kippe. Die Vorstellungen zur Mitfinanzierung der privaten bemannten Raumfahrt gehen zwischen US-Präsident, Repräsentantenhaus und Senat sehr weit auseinander und sind ein Teil des Wahlkampfes geworden. Eine Entscheidung könnte erst nach Auslaufen der bisherigen Förderung getroffen werden.

Zwar hat Boeing auch den „Reiseveranstalter“ Bigelow als Partner, der mit seiner geplanten Raumstation unter Verwendung entfaltbarer Module ein attraktives Ziel bieten kann. Auf eine weitere staatliche und stattliche Förderung hoffen aber auch die Konkurrenten von Boeing. Wird ein immer kleiner werdender Kuchen in immer mehr Teile zerlegt, könnte am Ende zu wenig übrigbleiben.

Zunächst zeigt man aber Zweckoptimismus. Brewster Shaw, Ex-NASA-Astronaut und gegenwärtiger Vizepräsident von Boeing sagte anlässlich der Unterzeichnung des Abkommens mit Space Adventures: „Diese Gelegenheit, der NASA Transportdienstleistungen anbieten zu können, eröffnet eine weitere, nämlich eine Starthilfe für die Migration des Menschen ins All“.

Raumcon:

• Commercial Crew Development CCDev
• Boeing/Bigelow CST-100
• Bigelow

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Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: Boeing, spaceflightnow. Vertont von Peter Rittinger.

Für das Projekt arbeitet Boeing mit Bigelow Aerospace zusammen und so ist es nicht verwunderlich, dass die Kapsel auch mit deren geplanter Raumstation harmonieren würde, welche aus aufblasbaren Modulen bestehen soll. Ein entsprechendes Modell namens Genesis II befindet sich bereits seit 2007 im Orbit.

Boeing und Bigelow Aerospace verfügen bisher über 18 Millionen Dollar welche von der NASA für Studien zur Verfügung gestellt wurden. Die Kapsel soll sowohl mit der Falcon 9 von SpaceX starten können als auch mit den Raketen welche aus dem EELV-Projekt hervorgingen. Dazu gehören die Delta IV und die Atlas V. Genaue Entwicklungskosten möchte Boeing aus Wettbewerbsgründen noch nicht nennen. Sie sollen aber deutlich unter den den geplanten Kosten von 5 Millarden US-Dollar liegen, welche für die Orion-Rettungskapsel veranschlagt sind. CST 100 ist größer als die damalige Apollo-Kapsel und kleiner als die Orion der NASA. Sie kann bis zu 7 Monate im All bleiben, soll auf dem Land niedergehen können und bis zu 10 Mal wiederverwendbar sein. Maximal 7 Astronauten soll das Raumschiff befördern können.

Als Rettungseinheit ist ein Push-System geplant, das nicht wie bei anderen Systemen als Rettungsrakete auf der Kapsel selbst sitzt, sondern sich unter der Kapsel befindet. Dadurch soll es möglich sein, den Treibstoff bei Nichtgebrauch des Rettungssystems im Orbit zu benutzen. Das führt zu einer deutlichen Gewichtsersparnis. Auch soll der Flug zur ISS laut John Elbon, Vizepräsident und General Manager der kommerziellen Crewtransport-Sparte bei Boeing, nur einen Tag dauern. Ebenso sollen unbemannte Flüge für maximalen Frachttransport möglich sein.

Das Weiße Haus hat 5 Milliarden Dollar für kommerziellen Crew-Transport über die nächsten 5 Jahre beantragt. Damit ließen sich mindestens 2 konkurrierende Systeme aus der Industrie betreiben. Zur Zeit finden allerdings Machtkämpfe statt und der Senat möchte das Budget dafür halbieren damit die Entwicklung einer Schwerlastrakete möglich ist. Bis Mittle 2011 muss eine Entscheidung über die Unterstützung des Projektes seitens der NASA vorliegen, um das Ziel 2015 einzuhalten.

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• Boeing/Bigelow CST-100

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