Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: NASA, Bigelow Aerospace.

Auf dem Weg zum Langzeit-Test eines auffaltbaren Weltraummoduls an Bord der Internationalen Raumstation ISS geht es in den Endspurt. Im zweiten Halbjahr 2015 soll das jetzt bei Bigelow fertiggestellte Testmodul mit dem achten Versorgungsflug durch SpaceX zur ISS gebracht werden. Momentan steht der Starttermin auf dem 02. September 2015. Das Testmodul wird bis dahin noch einige Prüfungen bei der NASA zu absolvieren haben.

BEAM hat im gepacktem Zustand einen Durchmesser von 2,4 Metern und passt damit in den Trunk, so der offene Stauraum im Fachjargon, eines Dragon-Versorgungsfrachters. Der Trunk befindet sich im nicht unter Druck stehenden Zylinder unterhalb der druckbeaufschlagten Dragonkapsel, an dem auch die Solarzellenausleger und Wärmetauscher angebracht sind. In ihm werden vorzugsweise Außenbordinstrumente der ISS transportiert.

BEAM wiegt 1,36 Tonnen. Angesichts der üblichen Nutzlast von rund 2,5 Tonnen in einem Dragon-Frachter auf einer Falcon 9v1.1-Rakete ist das eine erhebliche Masse. Der NASA scheint diese Fracht jedoch wichtig genug zu sein, markiert die Technologie in ihren Augen einen großen Schritt hin zu leichteren und damit hinsichtlich Gewichts-Volumen-Verhältnis (start-)kostengünstigeren Konstruktionen im Raumschiffbau. Grundlegende Forschungen wurden von der NASA bereits bis in die 1990er Jahre getätigt. Die Weiterentwicklung wurde 2000 aber auf Bigelow Aerospace übertragen. Der BEAM-Entwicklungsauftrag wurde im Jahr 2013 vereinbart und hat ein Volumen von 17,8 Mio. US-Dollar.

An der ISS angekommen, wird BEAM am Tranquility Modul angedockt. Bevor es aufgeblasen wird, stehen eingehende Systemtests an. Entfaltet wird es einen etwa 16 Kubikmeter großen und begehbaren Raum bieten. BEAM wird mindestens zwei Jahre als Testmodul dienen. Währenddessen werden die ISS-Besatzungsmitglieder als auch Ingenieure am Boden BEAM überwachen. Die Astronauten werden BEAM zudem regelmäßig betreten, um Messungen vorzunehmen und seinen Zustand zu überprüfen. Insbesondere möchte man Erfahrung über das Verhalten einer entfaltbaren, weichen Struktur unter den thermischen Bedingungen des Weltraums sammeln, ebenso wie über die Strahlungsresistenz und die Robustheit der mehrlagigen Außenhaut gegenüber Einschlägen von Mikrometeoriten und Weltraumschrott.

Keine unüberwindbaren Probleme beim BEAM-Versuch vorausgesetzt, hat die NASA große Pläne mit entfaltbaren Weltraummodulen. Im erdnahen Orbit könnte der revolutionäre Ansatz kommerziell genutzte Plattformen ermöglichen. Mit Blick auf Langzeitmissionen zum Mars oder andere Ziele jenseits des erdnahen Orbits möchte man im kommenden Jahrzehnt neue Technologien auch im Mondorbit testen. Dabei geht es nicht nur um die notwendige Technik, sondern auch um Abläufe und notwendige Fähigkeiten und Ressourcen, um längere Zeit unabhängig von einer Versorgung von der Erde aus operieren zu können.

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• Bigelow baut entfaltbares Testmodul für die ISS

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: RussianSpaceWeb. Vertont von Peter Rittinger.

Begonnen wurden die Entwicklungsarbeiten um 2011 in Koroljow, nahe Moskau. Für die Raumfahrt ist die Ballontechnik alter Zeiten eine neue Technologie. Zum einen bietet sie die Chance, mit vergleichsweise wenig Masse größere Volumina nutzen zu können, zum anderen soll sie aber die gleiche Sicherheit für ihre Bewohner bieten wie Module mit fester Hülle.

Bisher handelt es sich offenbar lediglich um eine Energija-Entwicklung ohne offiziellen Auftrag. Anstelle eines zweiten konventionellen Wissenschafts- und Energiemoduls NEM wäre möglicherweise auch ein entfaltbares Modul denkbar. Vorgesehen sind ein kleinformatiges Testmodul sowie später ein größeres Modul.

Gegenwärtig wird die Station allerdings erst einmal auf die Ankunft des Mehrzweck-Labormoduls Naúka vorbereitet. Auch gehen die Tests mit hochauflösenden Kameras der Firma UrtheCast in die letzte Phase. Vor kurzem wurden bereits die Montagearbeiten im Unterwasserbecken geprobt. Beide HD-Kameras sollen mit Progress-M 21M im November zur Station gelangen.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: New Space Watch.

Hauptakteure auf dem Briefing waren William Gerstenmaier (NASA) und Robert Bigelow (BA). Bigelow Aerospace hatte die Studie der ersten Phase 40 Tage vor Ablauf der Frist fertiggestellt.

Während man den möglichen Beitrag kommerzieller Unternehmen zur Infrastruktur im erdnahen Weltraum als bedeutend ansieht, versucht man nun, mit dieser Studie darüber hinaus gehende Ambitionen und Möglichkeiten zu evaluieren. Hierbei stellte Robert Bigelow fest, dass sein primäres Ziel auf lange Sicht eine bewohnbare Station auf dem Mond ist. Dazu würden in naher Zukunft Tests mit entfaltbaren Habitaten auf der Erde beginnen.

Eine erste Raumstation im erdnahen Orbit soll bereits 2016 aufgebaut werden, wenn dafür bemannte Raumschiffe zur Verfügung stünden. Die Station Bigelow Alpha solle (zunächst) aus zwei BA-330-Modulen bestehen, von denen das erste unbemannt gestartet und über einen gewissen Zeitraum erprobt würde. Danach solle die erste (zweiköpfige) Besatzung starten und ankoppeln. Im Verlaufe der Mission solle die Station für den bemannten Betrieb sowie die Ankopplung des zweiten Moduls vorbereitet werden.

Auf die Frage, ob eine kommerzielle Station wie Bigelow Alpha die ISS ersetzen könne, antwortete Gerstenmaier, die Aufgaben einer solchen Station würden nicht mit denen der ISS übereinstimmen. Er sehe kommerzielle Anwendungen für eine kommerzielle Station. Er erwarte, dass die Internationale Raumstation bis 2028 betrieben würde. Damit könne man kommerziellen Anbietern einen Anreiz zur Entwicklung und Vervollkommnung ihrer Transportsysteme bieten. Zur Frage des Monds als neuem – altem NASA-Ziel äußerte Gerstenmaier, Asteroiden und der Mars genössen Priorität, man wolle aber durchaus allgemeine, umfassende Lösungen.

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Der Beitrag Bigelow: Ziel ist ein Mond-Habitat erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Bigelow hat bereits zuvor geäußert, dass man aufbauend auf bisherigen Erfahrungen in der Lage sei, ein solches Modul innerhalb von zwei Jahren zu fertigen. Bereits seit 2011 existiert eine vertragliche Vereinbarung, in deren Rahmen Bigelow ohne finanzielle Unterstützung an diesem Projekt gearbeitet hat. Zuvor diskutierten beide Seiten bereits eine Erweiterung der ISS durch ein entfaltbares Modul.

Bigelow hatte die Technologie im Jahr 2000 von der NASA übernommen und in der Folgezeit weiter entwickelt. 2006 und 2007 wurden zwei Testmodule namens Genesis I und II gestartet. Seitdem strebt die Firma die Installation einer kommerziellen Raumstation mit mehreren großen entfaltbaren Modulen an und ist dazu einige Allianzen eingegangen.

Die Zusammenarbeit mit der NASA geschieht in beiderseitigem Nutzen. Zum einen könnte Bigelow vor Installation der eigenen Raumstation die Technologie im Einsatz erproben. Die NASA hingegen könnte mit einem oder gar mehreren entfaltbaren Modulen deren Eignung als Lebensraum bei längeren Flügen untersuchen und dabei auch noch Geld sparen.

2010 wurden verschiedene Konzepte im Rahmen einer Technologieinitiative vorgestellt. So sollte vor 2015 ein kleines Testmodul an der ISS angekoppelt werden, welches im Rahmen des CRS-Vertrages von einem der anderen kommerziellen Partner der NASA, SpaceX oder Orbital, zur Station transportiert würde. Hier böte es vor allem zusätzlichen Stauraum, könnte aber vollständig in den Betrieb der Station eingebunden werden.

Hauptuntersuchungsgegenstand wäre auf jeden Fall die neuartige Außenwand, die gänzlich ohne feste Bestandteile oder Metall auskommen soll. Dazu wurde ein Mehrlagenkonzept entwickelt, das bis zu 20 verschiedene Schichten umfasst, von denen etwa die Hälfte als Schild gegen Mikrometeoriten dient. Das Testmodul könnte etwa 20 m³ Raum umfassen und an Tranquility angedockt werden. Es würde in gefaltetem Zustand zur ISS transportiert, anschließend umgedockt und aufgeblasen.

Das eigentliche Ziel ist aber ein größeres Modul mit einem Rauminhalt bis zu 200 m³, einer Länge von rund siebeneinhalb Metern und einem ebenso großen Durchmesser in entfaltetem Zustand. Im Inneren verliefe eine feste Röhre, die möglicherweise aus Kohlefaserverbundstoff gefertigt wäre. Um diese herum wäre beim Start die zusammengefaltete Außenhülle gruppiert, so dass beides unter eine gewöhnliche Nutzlastverkleidung passt. Der Innenraum der Röhre ist in drei Sektionen eingeteilt, eine Schleuse, einen zentralen Raum und ein Abteil für die Druckgastanks des Entfaltungssystems. Dem Modul vorangesetzt wäre ein Antriebs- und Steuerungsmodul, das noch zu entwickeln wäre.

Die Planungen von 2010 sahen vor, dass das große Modul bis 2015 an einem dritten Knotenmodul angekoppelt wird, welches zuvor aus einem ISS-Reservemodul entwickelt und gestartet werden sollte. Alternativ wurde die Kopplung an Tranquility-Nadir vorgesehen, wobei die Cupola zuvor nach Unity-Nadir verlegt werden könnte. Nun könnte zumindest dieser Plan mit zwei Jahren Verzögerung verwirklicht werden.

Das kleinere BEAM (Bigelow Expandable Activity Module) soll nun aber realisiert werden und könnte bis 2015 ins All gelangen. Dabei wäre ein Transport im Rumpfteil eines Dragon-Raumschiffes denkbar. Einzelheiten sind derzeit noch nicht offiziell bei NASA oder Bigelow einsehbar.

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Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: Bigelow Aerospace.

Nach der Behebung einiger Fehler konnte das Lagekontrollsystem der Station endlich in Betrieb genommen werden und hat seitdem die erhebliche Taumelbewegung der Station drastisch reduziert: Anfänglich rotierte Genesis 1 in sechs Minuten einmal um sich selbst, jetzt nur noch einmal pro Orbit, wobei eine solche Erdumkreisung etwa 100 Minuten dauert. Die endgültige Fluglage soll in wenigen Tagen erreicht sein; die Station ist dann so ausgerichtet, dass immer die selbe Seite zur Erde weist, was auch die Kommunikation mit der Bodenstation erheblich verbessern soll.

Wem solche „Fortschritte“ bereits derart selbstverständlich erscheinen, dass Organisationen wie NASA und ESA darüber schon gar nicht mehr berichten würden, dem sei in Erinnerung gerufen, dass Genesis 1 das erste echte Weltraumprojekt einer privaten Raumfahrtfirma ist und darüber hinaus ein Technologieträger ersten Ranges: Genesis 1 ist nicht wie bisherige Raumstationen aus starren, schweren Segmenten aufgebaut, sondern besteht aus einem leichten Stützgerüst, um das herum eine flexible Hülle einfach aufgeblasen wird. Die NASA hatte die Technologie der aufblasbaren Raumstation schon in den 1980er-Jahren entwickelt, aber aus Kostengründen nicht weiter verfolgt. Robert T. Bigelow lizenzierte die Technik von der NASA, um seine Weltraumtourismus-Pläne darauf aufzubauen. Der Prototyp Genesis 1 ist nun der erste Schritt dahin.

Und das Projekt verlief bisher erstaunlich erfolgreich: Sowohl der Start mit einer russischen Dnepr-Rakete (eine umgebaute SS-18 aus der Zeit des Kalten Krieges, die aus einem Raketensilo startet) verlief am 12. Juli einwandfrei, und dann auch das Aufblasen der Hülle. Insgesamt fünf Jahre wird die Station sich schätzungsweise im Orbit halten, den harten Bedingungen des Weltraums ausgesetzt, und Telemetriedaten und Bilder zur Erde übertragen, um Erfahrungen für zukünftige Projekte zu sammeln.

Insbesondere die Bilder sind für Bigelow noch aus einem anderen Grund sehr wichtig: Der reinen Erprobungsstation Genesis 1 soll noch eine zweite Station Genesis 2 folgen, die schon erste kommerzielle Ziele verfolgt: Jeder, der will, kann für kleine persönliche Gegenstände oder Fotos einen Platz an Bord von Genesis 2 buchen. Gesetzt den Fall, deren Start mit einer Dnepr verläuft wieder fehlerfrei, werden Webcams an Bord der neuen Station permanent Bilder der unter Schwerelosigkeit frei umhertreibenden Gegenstände zur Erde übertragen, die im Internet veröffentlicht werden. Bigelow garantiert jedem Kunden, dass innerhalb von 90 Tagen sein gebuchter Gegenstand mindestens einmal deutlich erkennbar zu sehen sein wird – wenn nicht, kann der Kunde sein Geld zurück fordern.

In der Hülle von Genesis 1 fliegen schon jetzt etliche Gegenstände und Fotos herum, die aber von Bigelow-Mitarbeitern beigesteuert wurden – und die Bilder dieser Gegenstände, die teilweise auf der Bigelow-Homepage veröffentlicht werden, sollen quasi als Appetitanreger für die Buchung von Flügen an Bord der Schwesterstation dienen. Nach dem Motto: „Das könnte Ihr altes Matchbox-Auto sein…“

Der Start von Genesis 2 hat sich schon mehrfach nach hinten verschoben: Ursprünglich für September geplant, dann auf Dezember verschoben, gab Bigelow jetzt bekannt, dass der Start wegen der Weihnachtsfeiertage erst im Januar 2007 erfolgen soll. Die Firma gab ferner bekannt, dass es nach Genesis 2 keine weitere Gelegenheit geben wird, eigene Gegenstände in den Weltraum fliegen zu lassen. Als Buchungsschluss wurde der 31. Oktober 2006 festgelegt. Nach dem erfolgreichen Start von Genesis 2 will Robert Bigelow seine weiteren Pläne bekannt geben.

Diese Ankündigung könnte spannend werden. Denn das Fernziel von Bigelow ist ein „Hotel Orbit“ von gleicher Machart, aber der dreifachen Größe der Genesis-Stationen. Weltraumtouristen sollen Flüge zu diesem Hotel buchen und einen oder mehrere Tage in der Gesellschaft von Gleichgesinnten verbringen können – und das bestimmt nicht zu den exorbitanten Preisen, die in den letzten Jahren einige betuchte Personen gezahlt haben und noch zahlen, um mal ein paar Tage an Bord der MIR oder ISS zu verbringen. Das Transportmittel zu diesem Hotel steht noch nicht fest – vielleicht das geplante, orbitalflugfähige SpaceShipThree der ebenfalls privaten Raumfahrtfirma Scaled Composites?

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Der Start von Genesis 1

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: Raumfahrer.net.

Eines der aufregendsten wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Mars Express ist MARSIS (= Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding). Dabei handelt es sich um ein Radar, das mit Hilfe einer 40 Meter langen Antenne (die sich erst in der Marsumlaufbahn entfaltet) Wasservorkommen im Marsboden bis hinab in eine Tiefe von einigen Kilometern finden soll. Um dies zu erreichen sendet das Gerät niederfrequente Radiowellen aus, die zwar größtenteils bereits von der Marsoberfläche reflektiert werden, von denen ein Teil jedoch in den Boden gelangt und dort erst zurückgeworfen wird, wenn die Radiowellen auf Grenzschichten zwischen verschiedenen Materialien treffen. Die wichtigste Aufgabe von MARSIS wird die Suche nach Wasser oder Wassereis im Marsboden sein, aber quasi als Nebeneffekt werden die Wissenschaftler des MARSIS-Teams an der Universität La Sapienza in Rom mit Hilfe dieses Radars auch neue Erkenntnisse über die so genannte Ionosphäre des Mars gewinnen, da die Radarsignale auf ihrem Weg durch diese obere Atmosphärenschicht von den dort befindlichen elektrisch geladenen Teilchen teilweise zurückgeworfen werden.

Die beiden wie eine Ziehharmonika zusammengestauchten, je 20 Meter langen Antennen sollten eigentlich schon vor Monaten entfaltet werden. Nach dem Start von Mars Express durchgeführte Simulationen führten jedoch zu der Befürchtung, dass die Antennen beim Entfalten zurückschwingen und dadurch die Raumsonde beschädigen könnten. Monatelang wurden ständig neue Simulationen durchgeführt, um das Risiko so genau wie möglich einschätzen zu können.

Der Mars Express-Projektleiter Dr. Rudolf Schmidt schilderte den aktuellen Stand der Dinge auf Anfrage von Raumfahrer.net folgendermaßen: „Die Untersuchungen sind beinahe abgeschlossen und wir werden spätestens Mitte Januar eine Entscheidung treffen. Gegenwärtig sieht es so aus, dass die Booms [= die Antennen, Anmerk. der Red.] mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit während der Entfaltung den Satelliten treffen. Der Aufprall ist eher sanft aber wir müssen doch sicherstellen, dass keine unerwünschten Nebenwirkungen zurückbleiben. Daher benötigen wir noch die Zeit bis Januar.“ Diese relativ optimistische Aussage lässt darauf hoffen, dass MARSIS im kommenden Jahr doch noch in Betrieb geht. Als frühestmöglichen Termin nennt die ESA Mitte März 2005. Während der Antennen-Entfaltung „darf der Satellit nicht länger als 40 Minuten im Marsschatten sein, [was] mit dem Ladezustand der Batterien zu tun [hat]“, so Rudolf Schmidt.

Da die beiden MARSIS-Antennen vom amerikanischen Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA geliefert worden sind, wurden dort während der vergangenen fünf Monate übrigens auch die meisten Simulationen und Tests ausgeführt. Doch nicht nur in diesem Bereich gibt es eine enge Zusammenarbeit zwischen ESA und NASA. Auch bei der Übermittlung der Aufnahmen und Messdaten von Mars Express zur Erde kann das Mars Express-Team auf die Unterstützung der amerikanischen Kollegen zählen.
Da die ESA derzeit nur über eine Bodenstation in Australien verfügt, deren 35 Meter-Antenne für die Kommunikation mit Mars Express geeignet ist, hilft die NASA mit ihren drei über den Globus verteilten Bodenstationen des Deep Space Network aus: „Routinemäßig [laufen für Mars Express] zwei Bodenstation, sehr oft ist eine davon eine 70 Meter-Antenne vom JPL, ein weiterer Beweis für die gute Zusammenarbeit mit der NASA“, so Rudolf Schmidt weiter. Dennoch werden insbesondere durch die hochauflösende Stereokamera HRSC „mehr Daten erzeugt als der Satellit zur Erde übertragen kann, auch die Mars-Weltrekordtelemetrierate von bis zu 230 kBit/Sek. reicht nicht aus.“ Diese Situation führt zu „Verteilungskämpfen“ zwischen den verschiedenen Wissenschaftlerteams der insgesamt sechs Instrumente, denn natürlich möchte jedes Team möglichst viele der Daten „seines“ Instrumentes zur Erde bekommen. Die für 2009 angedachte nächste Mars-Mission der ESA wird also angesichts immer weiter steigender Datenmengen dringend einen breiteren Datenkanal zur Erde benötigen, wenn die Ergebnisse der Marsforschung auch ihre Empfänger erreichen sollen.

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