Quelle: RUAG Schweiz AG.

Eine der größten Herausforderungen der langfristigen bemannten Raumfahrt ist die Lebenserhaltung. Wenn Menschen jemals zum Mars oder darüber hinaus reisen wollen, müssen sie die Neuversorgung mit lebenswichtigen Verbrauchsmaterialien wie Luft, Wasser und Nahrung minimieren. Das bedeutet, dass Technologien entwickelt werden müssen, die das Recycling von Luft, Wasser und menschlichen Abfällen in einem sogenannten geschlossenen Kreislauf ermöglichen, d.h. ohne externe Störungen oder Hilfe.

Warum sollten Algen mit in den Weltraum fliegen?
Für viele Menschen mögen Algen Bilder von grünlichen Teichen oder Erinnerungen an das Verfangen in Algen während einer Schwimmrunde im See auslösen. Andere denken vielleicht an japanische Maki-Rollen und ihren unverwechselbaren Geschmack. Aber Algen sind auch entscheidend für die Erhaltung des Lebens auf der Erde. Etwa 50% der weltweiten Sauerstoffproduktion stammt von Algen – sie sind sozusagen die „Lunge“ unseres Planeten.

Das Programm Micro-Ecological Life Support System Alternative (MELiSSA) der Europäischen Weltraumorganisation ESA hat Algen umfassend untersucht. Die Resultate zeigen, dass diese Mikroorganismen durch Photosynthese sehr effizient Atemluft regenerieren können. Daher eignen sie sich besonders gut für die Reinigung der Atemluft in Raumschiffen, die von menschlicher Besatzung genutzt werden. Dazu müssen jedoch spezielle Bioreaktoren entwickelt werden. Diese Bioreaktoren müssen in der Lage sein, die Algen unter sehr geringer Schwerkraft zu kultivieren und diesen Prozess bei Langzeitmissionen zu kontrollieren.

Algen als Sauerstoff- und Nahrungsquelle
Aufgrund seiner langjährigen Erfahrung in der Entwicklung von Bioreaktoren für den Weltraum-Einsatz wurde der RUAG Space-Standort in Nyon vor Kurzem mit einem wichtigen Projekt der Europäischen Weltraumorganisation beauftragt. Das Projekt trägt den Namen BIORAT. RUAG Space ist darin für die Entwicklung eines  Prototypen für ein Luftrecycling-System auf Mikroalgenbasis zuständig.

Und so soll es funktionieren: Wenn die Aktivität der Besatzung und der Luftverbrauch steigen, passt der Bioreaktor die Beleuchtung für die Algen an und sorgt dafür, dass sie genau die richtige Menge an Sauerstoff produzieren. Der Bioreaktor basiert auf einem früheren Flugexperiment namens ArtemISS, das die wissenschaftliche Kernhypothese erfolgreich demonstrierte. BIORAT soll nun den Prozess weiter skalieren und seine Effizienz steigern, sowie den Einsatz an echter Kabinenluft eines Raumfahrzeugs demonstrieren.

Eines der Nebenprodukte all dessen ist Spirulina, ein essbares Superfood. So können die Astronauten nicht nur gute Luft atmen, sondern auf ihrer langen Reise einen nahrhaften Snack geniessen.

„Es ist spannend, an Technologien zu arbeiten, die in naher Zukunft bei der Erforschung des Weltraums durch Menschen genutzt werden“, sagt Peter Guggenbach, CEO von RUAG Space. „Die Atemluft für die Astronauten zu sichern, ist das Herzstück einer Mission. Das Projekt ist auch stark mit dem langfristigen Engagement der Schweiz in den Bereichen Weltraumforschung und Wissenschaft verbunden. Dieses Engagement unterstützt Aktivitäten im Bereich der Innovation, sowie auch das Wachstum der Wissensgesellschaft.“

Der derzeit vergebene Auftrag wird zu einem Prototyp des Systems führen. Die eigentliche Demonstrationsmission auf der Internationalen Raumstation ist derzeit für 2024 vorgesehen.

Über RUAG Space
RUAG Space ist der führende Zulieferer für die Raumfahrt in Europa mit einer wachsenden Präsenz in den USA. Rund 1300 Mitarbeitende in sechs Ländern entwickeln und produzieren Produkte für Satelliten und Trägerraketen – dadurch spielt RUAG Space eine zentrale Rolle sowohl im institutionellen, wie im kommerziellen Raumfahrtmarkt. RUAG Space ist Teil des internationalen Technologieunternehmens RUAG mit Sitz in der Schweiz.

RUAG entwickelt und vertreibt international gefragte Technologieanwendungen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Sicherheits- und Wehrtechnik für den Einsatz zu Land, in der Luft und im Weltraum. Die Produkte und Dienstleistungen von RUAG sind zu 56 % für den zivilen und zu 44 % für den militärischen Markt bestimmt. Konzernsitz ist Bern (Schweiz). Standorte befinden sich in der Schweiz sowie in 15 weiteren Ländern in Europa, den USA und Asien-Pazifik. RUAG erwirtschaftet einen Umsatz von rund CHF 1.96 Mrd. und zählt über 9200 Arbeitsplätze – davon 400 für Lernende.

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• RUAG

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Quelle: IAC 2018.

Am 2. Oktober 2018 fand morgens im Rahmen des IAC Kongresses eine Technical Session zum Thema „Commercial Human Spaceflight Programs – Preparing for Flight, Expanding Access to Space“ statt. Einer der Vortragenden war Chris Ferguson, Starliner Testpilot und Director Crew and Missions Operations, Commercial Crew.

Raumfahrer.net (RN) war mit zwei Redakteuren vertreten. Der Fokus des Vortrages lag etwas überraschend auf dem Beginn des Luftfahrtzeitalters in Kitty Hawk und spannte sich über die ersten Postflüge bis zum heutigen Lufttransport mit Boeing-Flugzeugen. Raumfahrtaspekte wurden nur kurz erwähnt.

Im Anschluss daran fand am Messestand von Boeing ein Mediengespräch statt. Dort versammelten sich eine Handvoll Pressevertreter im Halbkreis um den Starliner-Flugsimulator. Chris Ferguson stand für Fragen zur Verfügung.

Reihum wurden Fragen gestellt. Durch den hohen Geräuschpegel in der Ausstellungshalle waren die Fragen und die Antworten teilweise nicht vollständig zu verstehen.

Medienvertreter: Wie sieht der Zeitplan für die Flugtests aus?

Chris Ferguson: Wir haben drei verschiedene Raumfahrzeuge. Diese befinden sich jetzt in den Testeinrichtungen am Kennedy Space Center. Mit dem ersten Flugmodell wird im März oder April nächsten Jahres ein Pad Abort Test stattfinden. Diesen Sommer haben bereits Hot Firing Tests stattgefunden.

Das zweite Flugmodell ist momentan in der Weltraumsimulations-Testkammer und wird Mitte Oktober Umwelttests durchlaufen. Momentan werden die Servicemodule getestet, Mitte bis Ende Oktober kommen die Kapseln für die Besatzungen dazu. Mitte nächsten Jahres wird diese Kombination dann einen Vorflugtest durchlaufen.

Das dritte Raumfahrzeug wird dann das allererste sein, das Ende diesen oder Anfang nächsten Jahres einen unbemannten Testflug absolvieren wird. Die Fallschirmtests werden parallel durchgeführt. Von den fünf Tests wurden bisher drei beendet. Nächstes Jahr wird dann auch der erste bemannte Testflug stattfinden und wir hoffen, dass der Starliner dann hoffentlich Ende des nächsten Jahres zertifiziert wird.

Medienvertreter: Mit welcher Trägerrakete wird der Starliner starten?

Chris Ferguson: Wir werden mit der Atlas V starten. Wir arbeiten sehr gut mit dem ULA-Team (ULA / United Launch Alliance) zusammen. Es gibt momentan Integrationsarbeiten, um die Kapsel mittels Adapter auf die Atlas V aufzusetzen. Normalerweise fliegt die Atlas V mit zwei verschiedenen aerodynamischen Konfigurationen. Die beiden unterschiedlichen Nutzlastverkleidungen haben entweder einen Durchmesser von vier oder einen von fünf Metern.

In der Startkonfiguration mit der Kapsel für die Besatzung wird die Atlas V mit der Konfigurationsbezeichnung N22 fliegen, d.h. die Kapsel wird von keiner Nutzlastverkleidung umschlossen. Die aerodynamischen Bedingungen werden daher in der Startphase ungewöhnlich sein. Intensive Windkanaltests der Kombination aus Trägerrakete und Starliner haben bereits stattgefunden. In der Startkonfiguration befinden sich zwei Feststoffbooster an den Seiten der Rakete. Die Oberstufe, die verwendet wird, ist eine Centaur-Oberstufe mit zwei Triebwerken (Bezeichnung DEC für Dual Engine Centaur).

Medienvertreter: Wird die Atlas V die einzige Rakete sein, mit der der Starliner gestartet werden wird?

Chris Ferguson: In absehbarer Zukunft werden wir nur mit der Atlas V fliegen. Wir haben aber die Möglichkeit, mit jeder beliebigen Mittelklasse-Rakete zu starten, die es gibt. Wir arbeiten zum Beispiel auch daran, mit der Falcon-Rakete als Ersatz für die Atlas 5 zu starten.

Raumfahrer.net (RN): Vor Beginn des Space Shuttle Programms hat die NASA vier Space Shuttle (Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis) eingeplant. Prognostiziert wurden circa 20 Missionen pro Jahr. Da die Turn-Around Zeit des Space Shuttle zu groß war, wurde diese hohe Anzahl an Missionen pro Jahr nie erreicht. Mit welcher Turn-Around Zeit kalkuliert Boeing beim Starliner?

Chris Ferguson: Sie liegt beim Starliner bei fünf bis sechs Monaten. In der Zeit, in der ein Starliner nach einem Raumflug wieder startklar gemacht wird, befindet sich die zweite Besatzungskapsel auf einer Raumflugmission. Wir werden zwei Raumfahrzeuge alternierend für Missionen zur Internationalen Raumstation verwenden.

RN: Hat die Besatzung die Möglichkeit das Raumfahrzeug manuell zu steuern?

Chris Ferguson: Das Raumfahrzeug ist autonom. Es fliegt und dockt vollautomatisch an die Raumstation an, ohne jegliche Interaktion mit der Besatzung. So wird auch der unbemannte Testflug vom Starliner durchgeführt. Sollte es bei einem bemannten Flug nötig sein, die manuelle Steuerung zu übernehmen, so hat die Besatzung die entsprechenden Fähigkeiten. Im bemannten Testflug gehört das Testen der manuellen Steuerung zum Testprogramm.

Jeder NASA-Astronaut will natürlich manuell an die Raumstation andocken, aber wir ermutigen die Besatzung, die autonome Flugkontrolle nicht durch Handsteuerung zu übernehmen. Sollte es allerdings erforderlich sein, kann der Pilot die Flugkontrolle jederzeit übernehmen. Wir schauen uns sämtliche kritischen Missionsphasen an, und überprüfen, ob wir dort für die Besatzung ein zusätzliches Training benötigen.

RN: Der Anflug vom Space Shuttle oder von der Sojus-Kapsel an die Raumstation dauerte ungefähr zwei Tage. Mittlerweile werden Anflugmanöver von der Sojus an die Raumstation in weniger als sechs Stunden vom Eintritt in den Erdorbit bis zum Rendezvous durchgeführt. Wie sieht das Anflugkonzept für den Starliner aus?

Chris Ferguson: Mit dem Starliner haben wir die Fähigkeit, die Raumstation innerhalb von drei bis vier Orbits zu erreichen. Allerdings kann dieses Rendezvous-Konzept nur sehr selten durchgeführt werden, weil es von der Himmelsmechanik abhängt. Unser Ziel ist natürlich ein Anflug innerhalb von drei bis vier Orbits, aber es gibt nun mal auch viele einschränkende Parameter. Durch das kurze Zeitfenster werden wir meistens nach 24 Stunden Flugzeit beziehungsweise mit Beginn des zweiten Flugtages andocken. Das heißt natürlich auch, dass die Besatzung in der Raumkapsel schlafen wird. Aber das sollte auch kein Problem darstellen.

Medienvertreter: Zum Thema Besatzungsausbildung: Wie viel Zeit verbringen Sie und Ihre Besatzungskollegen heute mit Training an Starliner-Systemen und wie viel für das Training an den Raumstationssystemen?

Chris Ferguson: Gute Frage. Wie Sie wissen hat Boeing mit der NASA einen Vertrag unterzeichnet, das Test-Raumfahrzeug und die Besatzung bis zu sechs Monate auf der Raumstation zu lassen. Das wäre der Fall, wenn eine Lücke entsteht bei der Möglichkeit, Amerikaner dorthin und zurück zu bringen. Auch wenn das wahrscheinlich Plan C wäre, können wir nicht warten, bis das passiert, sondern müssen jetzt schon anfangen zu trainieren.

Was wir also jetzt schon probieren, ist einiges an nicht vergänglichem Training anzufangen, wie zum Beispiel medizinische Arbeit und Training an den Raumstationssystemen. Die NASA-Besatzungsmitglieder Eric [Boe] und Nicole [Mann] beginnen mit dem Training für einen außerplanmäßigen Außenbordeinsatz. So werden schon mal viele anfängliche Basisarbeiten gemacht, und wir flechten die Starliner-Ausbildung darin ein, so dass wir irgendwann nicht nur das Fluggerät, sondern auch das Trainingsprogramm testen.

Nicole hat auch an Teilen der Entwicklung teilgenommen, zum Beispiel am sogenannten MOST (Mission Ops Simulation Testing, Simulationstests bei den Missionsoperationen). Wir machen das nun seit etwa einem Jahr, zum Beispiel für den Wiedereintritt und manuelle Docking-Operationen. Wir sind also gut beschlagen, und was wir sicherstellen wollen ist, dass der Trainingsfluss gut verstanden wird und die Vorträge und der Lehrplan gut vorbereitet werden für die erste PCM-Crew (Post Certification Mission / Besatzung für den ersten Flug nach der Zertifizierung).

Viel kommt also ad hoc, zusätzlich zur ISS und dem Starliner-Systemtraining läuft noch viel Testarbeit, und je nachdem wie das Fluggerät die verschiedenen Testphasen durchläuft, wird man entscheiden, ob man schon damit fliegen kann oder ob es noch in Punkten geändert oder verbessert werden muss. Diese Tests laufen jetzt seit August, seit zwei Monaten, und wir sind sicher auf dem richtigen Weg, um Mitte des nächsten Jahres fliegen zu können. Ich denke, dass die NASA etwa im März des nächsten Jahres eine kurz- oder langfristige Entscheidung fällen wird.

Medienvertreter: Wie viel des ursprünglich gedachten Preises für den Starliner müssen Sie jetzt investieren, um ihn umzurüsten, wie viel sparen Sie jetzt also?

Chris Ferguson: Sie meinen Wiederverwendbarkeit im Vergleich zu Einfachnutzung? Da kenne ich die genauen Zahlen nicht, und wenn ich sie hätte, wäre ich nicht sicher, ob ich sie Ihnen geben würde. Als wir das Raumfahrzeug entwickelt und konstruiert haben, sind alle Komponenten, die wir in die Besatzungskabine einbauen wollten, konzipiert worden für Mehrfachgebrauch. Das Servicemodul hatte die Teile, die nicht wiederverwendbar sein mussten. Kleine Batterien, kleine Boxen für Bordelektronik zur Bewegungssteuerung und die gesamte Speicherkapazität befinden sich im Besatzungsmodul.

Die Rekapitalisierung dadurch, das Servicemodul jedes Mal zu entsorgen, ist also minimal. Eine Methode, es kosteneffektiv zu machen, ist acht Missionen unter Vertrag zu fliegen, zwei Testflüge und sechs Service-Flüge. Was wir sehen werden ist, dass wir alle Servicemodule bauen und gebrauchsfertig anliefern werden. Sollte man sich in Zukunft wieder auf uns berufen, dann werden wir das Team wieder einbringen, so dass wir effizient neue Servicemodule bauen können.

Wiederverwendbarkeit ist momentan in der Raumfahrt ein sehr beliebtes Thema, und man kann sicher sagen, dass wir dazu beitragen durch die Wahl, wie wir das Fahrzeug konstruiert haben und die Unterbringung der ganzen wichtigen Flugelektronik im wiederverwendbaren Besatzungsmodul. Natürlich hilft die Landung auf Land uns dabei auch, wir brauchten bei der Entwicklung nicht extra Rücksicht darauf zu nehmen, wie empfindlich die Kapsel auf Salzwasserumgebung reagiert.

Medienvertreter: Wie viele Exemplare planen Sie insgesamt zu bauen?

Chris Ferguson: Insgesamt drei, wovon zwei sich abwechseln werden für orbitale Flüge.

Medienvertreter: Wie steht der Starliner in Konkurrenz mit den anderen neuen bemannten amerikanischen Raumfahrzeugen, wie zum Beispiel dem Crew Dragon? Was hat der Starliner, das SpaceX nicht hat, oder vielleicht anders herum?

Chris Ferguson: Ich bin da nicht unparteiisch, ich gebe da vielleicht eine einseitige Antwort. Wissen Sie, ich weiß nicht allzu viel über den Entwurf von SpaceX. Wenn ich die Raumfahrzeuge vergleichen müsste aufgrund dessen, was ich weiß, dann würde ich sagen, dass Boeing durch die Rolle, die es in sechzig Jahren bemannter Raumfahrt gespielt hat, zum Beispiel bei Apollo, bei Skylab, beim Shuttle und bei der Raumstation, eine eher traditionelle Herangehensweise hat. Die NASA fühlt sich in manchen Aspekten dabei vielleicht wohler, und ich weiß, dass die Art und Weise, wie wir planen zu arbeiten, ihnen sehr vertraut sein wird. Darum sind wir tatsächlich auch wieder angeheuert worden für das Mission Operation Team, das sehr eng mit der NASA zusammengearbeitet hat.

Medienvertreter: Sehen Sie dies als Konkurrenz oder mehr als zusätzlichen Service?

Chris Ferguson: Dies ist mehr Geschäft. Ich würde gerne fünfzehn Leute von verschiedenen Organisationen zum niedrigen Erdorbit fliegen sehen. Wenn wir dieses Niveau erreicht haben, dann werden wir wirklich sehr erfolgreich sein. Ich vergleiche es mit der Autoindustrie oder mit der Luftfahrtindustrie: Je öfter wir es getan haben, desto besser können wir es tun. Und wer konnte sich das jemals vorstellen. Anscheinend ist Prozesskontrolle und Erfahrung durch häufigeres Fliegen eine Methode, die Raumfahrt sicherer zu machen.
Medienvertreter: Sind damit auch die Russen gemeint? Denn die Sojus wird weiterhin fliegen. Sie ist viel älter, ich weiß nicht, ob sie kosteneffektiv ist, aber es ist irgendwie ein sehr bewährtes System.

Chris Ferguson: Stimmt genau. Das Sojus-System ist fünfzig Jahre alt und man hat kleine Verbesserungen angebracht, um die Prozesskontrolle zu verbessern.

RN: Eric [Boe] and Nicole [Mann] trainieren momentan für Contingency EVAs (unplanmäßige Außenbordaktivitäten). Können diese Weltraumspaziergänge nur von der ISS aus durchgeführt werden, wenn der Starliner an die ISS angedockt ist, oder auch aus der Starliner Kapsel heraus, indem man diese zum Beispiel wie bei den Gemini-Kapseln evakuiert und nach Schließen der Luke die Kapsel wieder mit Atmosphäre beaufschlagt – hat die Starliner-Besatzungskabine eine separate Luftschleuse?

Chris Ferguson: Der Starliner ist nicht für Außenbordeinsätze entworfen worden. Wir wissen nicht, wie man ihn evakuieren kann. Sollten Eric Boe und Nicole Mann tatsächlich außerplanmäßige Außenbordaktivitäten durchführen, um am Starliner Inspektionen oder Reparaturen durchzuführen, so werden diese nur von der Luftschleuse in der Raumstation aus stattfinden können. Ein Ausstieg in den Weltraum durch die Luke des Starliner ist nicht vorgesehen.

Nach etwas über 20 Minuten endete die Medienrunde. Eine Forumsdiskussion fand dann am 4. Oktober 2018 unter großer Publikumsbeteiligung und dem Motto „International Space Station and the Next Generation – Launching the Low-Earth Orbit Ecosystem“ statt. Raumfahrer.net war wiederum mit zwei Redakteuren vor Ort.

Für Boeing nahmen Mark Mulqueen, Boeing Program Manager ISS und Chris Ferguson an der Forumsdiskussion teil. Beide standen dem Publikum für Fragen zur Verfügung. Durch seine Tätigkeit als Boeing-Testpilot war das Publikum auf Chris Ferguson fixiert.

Publikumsfrage: Könnte der Starliner auch den Besatzungstransport zur Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) übernehmen?

Chris Ferguson: Die Kombination Atlas V / Starliner hätte die Kapazität, die Aktivitäten am LOP-G zu unterstützen, allerdings ist der Starliner gemäß Vertrag mit der NASA für den astronautischen Raumtransport zur ISS vorgesehen.

Publikumsfrage: Ein Pilot erlernt die Fähigkeiten, ein Flugzeug oder Fluggerät selber zu fliegen. Macht es dem Astronauten nichts aus, wenn er den Starliner nicht selber steuern kann?

Chris Ferguson: Die NASA hat die Spezifikation aufgestellt, dass das Raumfahrzeug autonom fliegen soll. Die Besatzung kann sich so auf wissenschaftliche Tätigkeiten auf der Raumstation konzentrieren und muss nicht noch die komplette Bedienung des Starliner intensiv erlernen.

Publikumsfrage: Wie viele Personen kann der Starliner transportieren?

Chris Ferguson: Zu Beginn der Entwicklung war die Kapsel für eine Besatzung von sieben Personen ausgelegt. Die NASA beschränkte sich allerdings im Laufe der Entwicklung auf ein Raumfahrzeug für nur vier Besatzungsmitglieder. Der Starliner hat deshalb in der Flugkonfiguration tatsächlich nur vier Sitze, allerdings gibt es die Möglichkeit, einen fünften Sitz einzubauen. Zusätzlich können in die Besatzungskabine Transportcontainer eingeladen werden.

Publikumsfrage: Warum landet der Starliner auf dem Land und nicht wie bei den Kapsellandungen im Mercury-, Gemini- oder Apollo-Programm im Wasser?

Chris Ferguson: Wir haben fünf Landegebiete für den Starliner innerhalb der USA. Diese sind alle auf Land. Nach dem Wiedereintritt öffnen die drei Fallschirme. In einer bestimmten Höhe wird das Hitzeschutzschild abgesprengt. Dann werden Airbags, die sich unterhalb des Kapselbodens befinden, mit einem Gemisch aus Stickstoff und Sauerstoff aufgepumpt. Die Airbags dämpfen den Aufprall auf den Boden.

Es gibt zwar auch mit dem Starliner die Möglichkeit, auf dem Wasser zu landen, allerdings möchte kein Besatzungsmitglied nach einem sechsmonatigen Raumstationsaufenthalt in einer engen Kapsel auf Wellenkämmen herumschaukeln. Der Wiedereintritt und die Schwerkraft setzen den Astronauten schon stark zu.

Publikumsfrage: Besteht der Thermalschutzschild aus einzelnen Keramikkacheln, so wie sie im Space Shuttle Programm zum Einsatz kamen?

Chris Ferguson: Beim Space Shuttle lagen die g-Werte in dem Flugbereich bei hoher thermischer Belastung bei 0,5 g. Der Space Shuttle hat einen relativ flachen Wiedereintritt in die dichteren Atmosphärenschichten geflogen. Der Starliner hat beim Abstieg aus dem Erdorbit eine wesentlich höhere Belastung, da der Eintrittswinkel wesentlich steiler ist. Keramikkacheln würden diese Kräfte nicht aushalten. Daher verfügt der Starliner über einen Thermalschutzschild mit Ablationskühlung (Kühlung durch Abtragung schmelzenden Materials).

RN: Das erste Mal in der Geschichte der Raumfahrt wird ein Jungfernflug eines Raumtransportsystems mit einer Besatzung aus zivilen Astronauten und NASA-Astronauten fliegen. Welches Besatzungsmitglied wird das Kommando über Besatzung und Kapsel haben?

Chris Ferguson: Diese Frage möchte ich nicht direkt beantworten. Nun, der Testpilot von Boeing wird sehr viel Zeit für die Systemtests aufwenden. Ungefähr 500 detaillierte Testziele müssen bei dieser Mission abgearbeitet werden. Die beiden anderen Besatzungsmitglieder konzentrieren sich auf die wissenschaftlichen Tätigkeiten an Bord der Raumstation. Zwischen den Zeilen können Sie die Antwort auf Ihre Frage finden.

Vor und nach den Vorträgen und Diskussionsrunden wurde Chris Ferguson von einer Kommunikationsmitarbeiterin stark abgeschirmt. Es war RN leider nicht möglich, ihm außerhalb der offiziellen Programmpunkte zusätzliche Fragen zu stellen. RN wird aber auf jeden Fall weiter über die Entwicklung und den Einsatz von Boeings Starliner berichten.

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• Boeing CST-100 / Starliner

Der Beitrag IAC 2018: Boeing Starliner als ISS-Versorger erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Andreas Weise. Quelle: RN.

Um es vorweg zu sagen: Nein, ich bin kein SpaceX-Freak. Ich bin auch kein Falcon-Nerd, der jedes Detail einer „Nine“ oder „Heavy“ im Schlaf aufsagen kann. Ich habe mich nicht detailliert mit der Geschichte einer gewissen space-x-igen Raumfahrtfirma beschäftigt. Auch glaube ich nicht, dass Elon Musk die Reinkarnation von Iron Man ist. Und schon gar nicht ist er der Techno-Messias, der uns alle retten wird, weil Prof. Stephen Hawking meinen soll: Wir müssten schnell in den nächsten 100 Jahren auf den Mars auswandern. Allerdings habe ich Musks Biographie im Schrank – und auch gelesen.

Ich verfolge mit Interesse die Diskussionen in den einschlägigen Threads über SpaceX in Raumcon. Dabei sehe ich mich als Amateur im Bereich der Raketentechnologie. Den Marsprojekten stehe ich kritisch gegenüber, obwohl sie mich faszinieren.

Und natürlich staune ich darüber, was ich so bei manchem Berliner Raumcon-Stammtisch über die SpaceX-Raketenentwicklung und über die neusten Akkus für Tesla-Autos erzählt bekomme. Dabei ist mir der Hype um die neue „Superrakete“ Falcon Heavy nicht entgangen.

Am 6. Februar 2018 war nun der lang angekündigte und von vielen Fans herbeigefieberte Höhepunkt: Der Demo-Flight der Heavy. Ich war rechtzeitig durch den Berliner Berufsverkehr zu Hause angekommen und hatte zuerst auf einen Start um 19:30 Uhr gewartet. Dann ein Blick in Raumcon. Ah, der Start ist verschoben auf 21:45 Uhr. Im Computer lief der SpaceX-Stream. Zum Start wurde dann der Fernsehsender WELT (ehemals N24) zugeschaltet. Diese Übertragung hinkte dem Live-Stream via Internet knappe 10 Sekunden hinterher. Dafür erklärte bei WELT Prof. Ulrich Walter dem nicht so raumfahrtkundigen Zuschauer das Geschehen. Ulrich Walter hatte einmal folgende Entwicklung vorausgesagt: In seinem Buch „Höllenritt durch Raum und Zeit“ im Kapitel 28 (ab Seite 169) „Die Mär vom cleveren Raketen-Recycling“ vermutete Walter, dass Musk mit seinem Raketenrückführungskonzept finanziell scheitern wird. Und an die Mitbewerber gewandt schrieb er: „…Allen anderen Raketenbauern kann ich daher nur raten: Lasst die Finger von dieser Art Raketen-Recycling.“

Zurück zur TV-Übertragung. Es wurde sehr viel mit Superlativen herum geworfen: „Raumfahrtgeschichte“ werde geschrieben. Mancher Youtuber ging dann später noch weiter: „Ein Meilenstein in der Menschheitsgeschichte…“.

Dagegen war die Mondlandung geradezu ein Klacks, möge man meinen. Nun sei dem großen Teil dieser Jubler verziehen, denn sie haben die Mondlandung nicht selber miterlebt. Es ist halt schon zu lange her. Die WELT verabschiedete sich dann von den Zuschauer mit „… dem Stück Geschichte was wir (Wer ist wir?) gerade geschrieben haben.“ Wenige Sekunden, bevor die Landung der beiden Außenstufen zu sehen gewesen wäre. Dämlicher konnte die Übertragung nicht beendet werden. Inzwischen kannte die ehrliche Begeisterung bei Raumcon keine Grenze mehr.

Ich hatte eigentlich auch eine Übertragung durch PHÖNIX erwartet. Fehlanzeige. Dafür brachte das ZDF in den 19-Uhr-heute-Nachrichten am nächsten Tag (!) einen kurzen Beitrag mit der Kernaussage, dass der Roadster (die Nutzlast) nur noch Weltraumschrott sei. Eine sehr kontraproduktive Berichterstattung also.

Und nun möchte ich versuchen nüchtern zu rekapitulieren, was ich am 6. Februar 2018, kurz vor 10 Uhr abends wirklich gesehen habe: Es startete die zurzeit stärkste Trägerrakete der Welt zu ihrem Jungfernflug. Warum war es die stärkste Rakete? Weil die Russen es nicht mehr können, die NASA es zurzeit nicht mehr kann, die Chinesen es noch nicht können und die Europäer es nicht wollen.

Insgesamt 27 Triebwerke arbeiteten beim Start zusammen. Eine großartige Leistung von SpaceX! Die Sowjetische Raumfahrt hatte bekanntlich bei der Synchronisation von so vielen Triebwerken einige negative Erfahrungen gesammelt.

Der Jungfernflug, dem Musk selber eine 50/50-Chance fürs Gelingen gegeben hatte, wurde live übertragen. Dabei wurde auch die Übertragung eines möglichen Scheiterns einkalkuliert. Absolute Öffentlichkeit eben. Dabei sind Fehlschläge bei Erststarts nichts Ungewöhnliches. Arianesapce kann sich bestimmt noch an den Flug der ersten „5“ erinnern. Da fällt mir doch gleich die Übertragung des letzten Ariane-5-Fluges ein. Die war so spannend gehalten wie die Meldungen der Wasserstände und Tauchtiefen für die Oderschifffahrt bei Hohenwutzen. Obwohl es eigentlich etwas zu berichten gab… Aber das ist eine andere Geschichte, zeigt aber eine komplett andere Herangehensweise an die Berichterstattung. Bei SpaceX ging dafür die Post ab. Dafür ein ganz großes Lob! So macht Raumfahrt Spaß.

Die beiden Außenstufen sind bilderbuchmäßig gelandet. Es sah aus, wie in einer Computersimulation. Aber es war keine Fake-News. Es war Realität. Eigentlich wurde relativ wenig auf den eigentlichen Grund der Rückführung der Stufen eingegangen. Es geht um die Wiederverwendung und damit um Kostensenkung. Kein anderer Raketenhersteller kann derzeit bei dieser Disziplin in einer Liga mitspielen. Jedenfalls nicht in dieser Größenordnung.

SpaceX wird hier anderen Anbieter sehr viel Kopfschmerzen bereiten. Hat die hochgezüchtete Wegwerfrakete langfristig eine Zukunft? Irgendwie sehe ich hier Parallelen mit den Autobauern. Neue E-Autos gegen hochgezüchtete Diesel-Technologie. Wer ist da in welcher Sackgasse? Es geht um Steuergelder, Arbeitsplätze, Staatsaufträge und so weiter.

SpaceX zeigt hier, dass sie eine neue Technologie, die vorher niemand für möglich gehalten hat, beherrschen. Und das in einer Präzision wie ein Uhrwerk. Ein Außenstehender hält das alles schon für normal. Ein Scheitern von SpaceX wird fast schon ausgeschlossen obwohl ein Fehlstart nichts Ehrenrühriges wäre. Das Alles ist mit eisernem Willen und dem Engagement der Mitarbeiter – das waren die jungen Leute, die beim Start im Hintergrund zu Recht so laut gejubelt haben – erreicht. Qualitätsmanagement, Entwicklungsstrategie, Planung … Man fragt sich, wie die das machen. Die sind so richtig super innovativ und das ist sehr zu bewundern! Dass die Rückführung der Zentralstufe nicht funktioniert hat, ist nur eine Randnotiz. SpaceX wird auch das in den Griff bekommen.

„Aber die Nutzlast hat nicht richtig funktioniert!“ Diese Meldung, dass das Space-Auto angeblich nicht die richtige Bahn einschlägt, ist das typische Suchen nach dem Haar in der Suppe durch unsere Medien. Dabei wird bewusst unterschlagen, dass es um den erfolgreichen Start eines neuen Raketentyps ging und nicht um ein Auto im Weltall.

Der Werbegag mit dieser schon etwas verrückten Nutzlast war etwas für die Fans. Motto: Alles ist möglich. Es ging um die Simulation einer Nutzlast, die ebenso ein Zementblock hätte sein können.

Ob Raumfahrtgeschichte geschrieben wurde? Sie wurde auf alle Fälle fortgeschrieben. Nicht mehr und nicht weniger. Und in der Geschichte der Menschheit als Gesamtheit ist dieses Ereignis wohl eher zu vernachlässigen.

Aber eigentlich hat mich nur eine Sache wirklich beeindruckt und zum tiefgreifenden Nachdenken angeregt. SpaceX hat in einer geradezu rasanten Geschwindigkeit die technologische Entwicklung der Raumfahrt vorangetrieben. SpaceX hat eine Strategie und setzt diese konsequent und in einer Präzision um, die einfach nur verblüfft. Das ist freilich nur durch die Finanzkraft des Unternehmens möglich. Aber Unternehmen kommt eben von unternehmen.

Hinzu kommt ein charismatischer, visionärer und unkonventioneller Vordenker in Gestalt von Elon Musk. „Wer Visionen hat, sollte zum Arzt gehen“ lautet ein bekanntes Zitat. Aber das stimmt nicht. Und das nicht nur in Bezug auf die Raumfahrt. Wie machen es denn die Mitbewerber? In Russland „bastelt“ man seit einer gefühlten Ewigkeit an der Angara herum. Bei der NASA erfindet man gerade die Saturn V in Gestalt des SLS wieder neu. Das entsprechende Ingenieurwissen muss sich dabei nach dem Abbruch von Apollo- und Shuttle-Programm zum Teil wieder erarbeitet werden. Aber es sind ja nur Steuergelder die hier zum wiederholten Male ausgegeben werden. Und in Europa schaut man jedes Jahr wie das Kaninchen auf die Schlange, wenn die Finanztöpfe in der ESA-Ministerratskonferenz neu verteilt werden. Die Entwicklungsgeschichte der Ariane 6 ist hier das Beispiel. Man könnte glauben, es ginge nur um Geldverteilung, um den einzelnen nationalen Firmen etwas vom Kuchen abzugeben, und nicht darum, ein Produkt mit einer konkreten Zielsetzung zu schaffen.

Der Markt wird es schon richten. Nein! Wird er nicht! Steuerfinanzierung zwingt nicht unbedingt zum Erfolg. Beispiele aus anderen Bereichen stehen hier Pate. Die Liste ist sehr lang. A400M, NH90, Eurofighter – alles tolle Technologieprojekte, die nicht so funktionieren, wie sie sollen.

Versagen von Ingenieur-, Projektierungs- und Planungsleistung findet man eben nicht nur am BER oder am Stuttgarter Bahnhof. Beispiele gibt es im Kleinen wie im Großen. Das Marie-Elisabeth-Lüders-Haus im Regierungsviertel ist ebenso beschämend, wie das 90-Meter-Loch auf der A20 nördlich von Neubrandenburg. Der Ausfall von unseren supermodernen ICE-Sprintern gleich bei der Premiere der neuen Bahnstrecke Berlin-München wird bei uns fast schon als normal angesehen. Es wäre auch ein Wunder, wenn es sofort funktioniert hätte. Würde morgen jemand sagen, in der Elbphilharmonie wäre die Haustechnik nicht in Ordnung, ich würde es ohne darüber nachzudenken sofort glauben…

Was macht SpaceX da anders?

SpaceX ist zum Erfolg verdammt. Das scheint ganz andere Energien freizusetzen. Die Mitarbeiter sind hoch motiviert. Und Effektivität bestimmt das Handeln. Es scheint, dass eine Strategie wie ein Masterplan abgearbeitet wird.

Und das macht mir Angst. Nicht Angst vor SpaceX sondern Angst davor, dass WIR den Schuss nicht gehört haben.

Ich wünsche SpaceX noch viele bahnbrechende Erfolge. Erfolge, die uns den Spiegel vorhalten. Warum nicht wir?

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• Tesla auf Falcon Heavy (2x♺) Jungfernflug vom LC-39A CC

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Quelle: ESA, SpaceNews, Airbus Defence & Space, SpaceX, Arianespace

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Probleme durch zu hohe Startkosten

Bislang finanziert sich der Betreiber der bisherigen Ariane 5, die Firma Arianespace, zu einem großen Teil durch Kunden, die mit der Ariane ihre Satelliten starten wollen. Doch obwohl die Auftragsbücher von Arianespace (noch) prall gefüllt sind, sind bereits jetzt staatliche Subventionen in Höhe von etwa 100 Millionen Euro pro Jahr nötig, um den Betrieb aufrechtzuerhalten. Denn europäische Staaten haben das durchaus berechtigte Interesse nach einem eigenen Zugang ins Weltall, unabhängig von russischen oder amerikanischen Raketen. Wenn die Ariane 6 aufgrund ihres hohen Preises auf dem freien Markt an der stärkeren Konkurrenz scheitert, wären noch höhere Subventionen als bisher nötig, um dieses Ziel zu erreichen. Diese müssten dann letztendlich wir europäische Bürger zahlen. Gleichzeitig würde die Raumfahrt wohl in unserer Gesellschaft durch mehrere hundert Millionen Euro Steuergeld jährlich an Subventionen wesentlich negativer betrachtet werden.

Mit „Adeline“ hat das Unternehmen Airbus Defence and Space inzwischen ein innovatives Konzept für eine wiederverwendbare Rakete vorgestellt, die die Kosten deutlich senken könnte. Ob das Konzept tatsächlich bei der Ariane 6 eingesetzt wird, müssen europäische Raumfahrtpolitiker bei der nächsten Ministerratskonferenz 2016 entscheiden. Eine solche Entscheidung für Adeline oder ein anderes innovativeres Konzept ist aber leider unwahrscheinlich, da dafür wohl intensive Entwicklungsarbeiten nötig sind. Und diese werden ja -dank dem Geo-Return-unverantwortlich teuer sein.

Man bemerkt, dass sich dieses Problem in der Raumfahrt nicht etwa durch Designänderungen, Verbesserungen der Technologie oder ähnliches lösen lässt, sondern auf politischer Ebene angegangen werden muss: Unsere Raumfahrtpolitiker müssen über ihren Schatten springen und den ineffizienten Geo-Return -zumindest bei der Ariane 6- endlich abschaffen. Das wird natürlich kein leichter Weg: Eine solche Entscheidung könnte zahlreiche Arbeitsplätze in der High-Tech Branche gefährden, Unternehmen müssen mit Einbußen rechnen. Aber am Ende könnte Europas Raumfahrt gestärkt aus einer solchen Maßnahme hervorgehen: Wir können in wenigen Jahren über eine zukunftsträchtige, günstige Trägerrakete verfügen. Dafür aber müssen europäische Raumfahrtpolitiker und auch wir Bürger europäische Solidarität beweisen und zeigen, dass uns die Eroberung des Weltraums wichtiger ist als nationalstaatliche Kirchturmpolitik.

Denn letztendlich ist der Geo-Return kein schreckliches Monster, dass außer Kontrolle geraten ist. Nein, wir EU-Bürger sind der Geo-Return: Letztendlich stellen fast alle von uns irrationale nationalstaatliche Interessen über gemeinsame europäische Ziele oder unterstützen zumindest eine solche Politik, mit ernüchternden Folgen. Und das nicht nur in der Raumfahrt.

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• ESA Geo-Return-Prinzip
• Ariane 6
• Adeline – ADvanced Expendable Launcher with INnovative engine Economy

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Quelle: ESA, SpaceNews, Airbus Defence & Space, SpaceX, Arianespace

Europa baut eine neue Rakete: Die Ariane 6, die Nachfolgerin der Ariane 5, die momentan im Einsatz ist. Über vier Milliarden Euro sollen für die Entwicklung dieser Rakete ausgegeben werden, bis 2020 soll sie fertig sein. Eine ganze Stange Geld, möchte man denken, aber es ist ja auch nötig, wenn man über ein innovatives Raketensystem verfügen will, das pro Start wesentlich günstiger ist. Es ist tatsächlich nötig, dass Europa eine neue, günstigere Rakete als die Ariane 5 baut, denn der internationale Wettbewerb hat sich verschärft: Vor allem der amerikanischen Firma SpaceX gelingt es, immer günstiger ins All zu fliegen, wodurch einige Startaufträge für Satelliten bereits heute nicht mehr an die europäische Ariane, sondern an den Newcomer aus Kalifornien vergeben wurden. Der jüngste Fehlstart wird die Firma wohl nur kurz aufhalten.

Noch sind Europas Auftragsbücher prall gefüllt, doch auch das wird sich ändern: Nicht nur wird SpaceX seine ohnehin niedrigen Preise in den nächsten Jahren wohl weiter senken, sondern auch bei der amerikanischen ULA, dem russischen Raketenkonstrukteur RKZ Progress, Japans Raumfahrtagentur JAXA und Indiens Raumfahrtagentur ISRO stehen mit der Vulcan, der Sojus-5, der H-III und der GSLV Mk III neue, kostengünstige Raketen in den Startlöchern.

Um diesen Wettbewerbern Paroli bieten zu können, erscheint es da ganz vernünftig, dass die europäische Raumfahrtagentur ESA jede Menge Geld in die Hand nimmt. Um die Preise deutlich zu senken, sind neue, zukunftsträchtige Ideen für die Ariane 6 nötig, und die Entwicklung solcher Systeme ist nun mal nicht gerade günstig.

Doch leider ist die Ariane 6 ärmer an neuen Ideen als Wetten dass… unter Markus Lanz: Es handelt sich bei ihr mehr oder weniger um eine kleinere Ariane 5. Die Hauptstufe und die Oberstufe verbrennen weiterhin flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff, wohingegen die meisten Konkurrenten statt auf den schwierig zu beherrschenden Wasserstoff inzwischen auf Methan oder Kerosin setzen. Seitlich an der Hauptstufe werden zwei oder vier Feststoffbooster angebracht. Diese „Hilfsraketen“ basieren auf der ersten Stufe der kleinen Trägerrakete Vega. Insgesamt kommt man also auf drei Hauptelemente, die jeweils eine eigene Produktionslinie benötigen, wo sie aufwendig hergestellt und integriert werden. Zum Vergleich: SpaceX benötigt für ihre Falcon 9 gerade einmal eine einzige solche Produktionslinie. Bei einer solchen Komplexität ist es nicht verwunderlich, dass die Kosten hoch sind, um einmal die Ariane 6 zu starten: Ein Preis von 75 Millionen wird angestrebt(!). Euro, wohlgemerkt.

Es ist zwar möglich, mit der stärkeren Version der Ariane 6 für 90 Millionen zwei Satelliten auf einmal zu starten, die meisten Kunden aus der Satellitenindustrie stehen solchen Doppelstarts jedoch skeptisch gegenüber. SpaceX bietet bereits jetzt Satellitenstarts für 61,5 Millionen $ an und es ist anzunehmen, dass dieser Preis bis zum ersten Flug der Ariane 6 weiter fallen wird. Auch die internationale Konkurrenz hat -wie gesagt- in den letzten Jahren wesentlich modernere und kostengünstigere Ideen präsentiert. Aber wieso wird nicht das Design der Ariane 6 geändert? Wieso setzt man nicht auf effizientere und innovativere Technologien?

Der Geo-Return
Um diese Fragen zu beantworten, muss man das Prinzip verstehen, wie die europäische Raumfahrtagentur ihre Raketen finanziert. Dieses Prinzip nennt sich Geo-Return, es ist bereits seit mehreren Jahrzehnten üblich. Es funktioniert derart, dass der Geldbetrag, den ein Land für die Entwicklung der Rakete ausgibt, zu mindestens 90 % wieder in Form von Aufträgen an Firmen zurückfließt, die dort ansässig sind. Investiert etwa beispielsweise Schweden einen bestimmten Betrag für die Entwicklung einer Rakete, erhalten schwedische Firmen Aufträge von der ESA in dieser Höhe. Im Gegenzug entwickeln oder bauen sie zum Beispiel die Düse des Raketentriebwerks.

Das hört sich zunächst nach einem gerechten und sinnvollen System an. Arbeitsplätze werden erhalten, die heimische Wirtschaft gestärkt. Doch es ist auch sehr ineffizient: Nehmen wir bei unserem Beispiel einmal an, dass etwa eine französische Firma die gleiche Triebwerksdüse günstiger entwickeln könnte als die schwedische. Obwohl so auch der Gesamtpreis der Rakete gesenkt werden könnte, ist das nicht gestattet, weil nun der Geo-Return verletzt ist: Schwedische Firmen erhalten nun nicht mehr den gleichen Betrag, den die schwedische Regierung vorher in das Projekt investiert hat.

Durch solche „ungenutzten Einsparungen“ steigen die Entwicklungskosten für das Projekt in die Höhe. Um diese Kosten dann vertretbar zu halten, verzichtet die ESA bei der Ariane 6 auf neue, bessere Technologien, die vorher teuer entwickelt werden müssten. Deshalb ist es nicht möglich, auf ein innovativeres Design zu setzen.

Bei diesem Szenario handelt es sich nicht nur um ein reines Gedankenspiel: Bei der Entwicklung der Ariane 6 gibt es ähnliche Probleme. Ursprünglich sollte der Geo-Return bei dieser Rakete abgeschafft werden, um über ein konkurrenzfähiges Produkt zu verfügen und es effizient entwickeln zu können.

Wegen massiver Kritik vor Allem vonseiten Deutschlands wurde aber nach unzähligen langen Verhandlungen dieses Prinzip letztendlich doch beibehalten. Von einer Erhöhung der Effizienz ist nicht mehr viel zu spüren, wie dieses Beispiel zeigt: Da Deutschland einen zu geringen Geo-Return erhalten hätte, wurde beschlossen, eine zweite Produktionslinie für die CfK-Gehäuse der Feststoffbooster in Augsburg zu errichten. Eine solche Produktionslinie existiert jedoch bereits schon in Italien. Nicht nur die Entwicklungskosten steigen so aufgrund des Geo-Returns, sondern auch die Kosten pro Start. Doch was genau wäre eigentlich das Problem, wenn ein Start der Ariane 6 mehr als bei der Konkurrenz kostet?

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, ESA, NASA.

Bereits am 21. September 2012 entdeckten die beiden Amateurastronomen Witali Njewski und Artjom Nowitschonok auf den Aufnahmen von einem der zehn Teleskope des International Scientific Optical Network (ISON) einen Kometen, welcher sich auf dem Weg in das innere Sonnensystem befand. Zum Zeitpunkt der Entdeckung war der Komet mehr als 950 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt, erreichte trotz dieser großen Entfernung aber bereits eine Helligkeit von rund 18,8 mag. Berechnungen über die zu erwartende Helligkeitsentwicklung schürten die Erwartung, dass der neu entdeckte Komet Ende November/Anfang Dezember 2013 einen spektakulären Anblick am nächtlichen Himmel bieten würde. Eventuell, so die erstellten Prognosen, könnte der Komet dabei sogar die Helligkeit des Vollmondes erreichen und somit auch während des Tages als sogenannter „Tageskomet“ als heller Fleck unmittelbar neben der Sonne zu beobachten sein.

Aber nicht nur aus diesem Grund geriet der Komet in den vergangenen Monaten zunehmend in den Fokus von Amateurastronomen und professionellen Wissenschaftlern, welche ihn unter anderem mit diversen Großteleskopen und Raumsonden beobachteten. Dieser mit dem Namen C/2012 S1 (ISON) versehene Komet gehört zu den langperiodischen Kometen, welche sich auf extrem langgestreckten Umlaufbahnen um die Sonne bewegen. Er stammt somit sehr wahrscheinlich direkt aus der Oortschen Wolke – einem Bereich des äußersten Sonnensystems, welcher vermutlich die Heimat von mehreren 100 Milliarden Kometen darstellt. Durch gravitative Störungen werden die Umlaufbahnen der dort befindlichen Kometen gelegentlich verändert, wodurch einige von ihnen in das innere Sonnensystem abgelenkt werden können. Die dabei erreichten Umlaufperioden dieser Kometen können dann von einigen zehntausend Jahren bis hin zu mehreren Millionen Jahren betragen.

Die Berechnungen der Umlaufbahn von C/2012 S1 (ISON) haben ergeben, dass der Komet sich jetzt – mehr als 4,5 Milliarden Jahre nach seiner Entstehung – sehr wahrscheinlich zum ersten Mal dem inneren Bereich unseres Sonnensystems näherte. Aus diesem Grund gingen die Kometenforscher davon aus, dass der Kern von C/2012 S1 (ISON) noch über seine ursprüngliche Oberflächenzusammensetzung verfügte. Die Untersuchung dieser Zusammensetzung, so die Erwartung der Wissenschaftler, dürfte tiefere Einblicke in die Frühzeit unseres Sonnensystems ermöglichen und dabei helfen, verschiedene bisher ungeklärte Fragen, welche von der Entwicklung unseres Sonnesystems bis hin zu den Ursprüngen des Lebens auf der Erde reichen, zu beantworten.

Die Sonnenpassage am 28. November 2013

Am 28. November 2013 war es dann soweit: Der lediglich rund vier Kilometer durchmessende, hauptsächlich aus gefrorenen Wasser, Trockeneis, Kohlenmonoxid, Ammoniak und Methan bestehende Kern des Komet C/2012 S1 (ISON), welcher zudem über Beimengungen aus silikathaltigen, meteoritenähnlichen Staub- und Gesteinspartikeln verfügt, näherte sich der knapp 1,4 Millionen Kilometer durchmessenden Sonne immer weiter an und erreichte gegen 19:35 MEZ das Perihel seiner Umlaufbahn, also den Punkt seiner dichteste Annäherung an das Zentralgestirn unseres Sonnensystems. Zu diesem Zeitpunkt passierte der Komet die rund 5.500 Grad Celsius heiße Photosphäre der Sonne mit einer Geschwindigkeit von etwa 600 Kilometern pro Sekunde in einer Entfernung von lediglich 1,16 Millionen Kilometern.

Durch die dabei auftretenden Temperaturen wurde die Oberfläche des Kometen auf einen Wert von deutlich über 2.000 Grad Celsius erhitzt. Das Eis des Kometenkerns verdampfte dabei in einem immer weiter zunehmenden Maße und riss dabei Teile der Staub- und Gesteinspartikel mit sich. Im Rahmen dieses Prozesses verlor der Komet während der Phase der dichtesten Sonnenannäherung pro Sekunde bis zu drei Millionen Tonnen an Masse.

Bereits im Vorfeld dieser Passage waren sich die Astronomen nicht sicher, ob der Komet diese thermalen Belastungen „in einem Stück“ überstehen wird, oder ob sich dessen Kern dabei in einzelne Bestandteile auflösen würde. Letzteres Szenario wurde von vielen Experten aufgrund der Beobachtungen in den letzten Tagen und Wochen erwartet.

Dank der beiden Sonnenbeobachtungssatelliten SoHO und STEREO, deren aktuellsten Aufnahmen im Internet einsehbar sind, konnte das weitere Schicksal des Kometen von der interessierten Öffentlichkeit fast in Echtzeit mitverfolgt werden. Zunächst schien es auf diesen Aufnahmen tatsächlich so, als würde ISON das Schicksal anderer Sungrazer-Kometen teilen und sich komplett auflösen. Nachdem der Komet zunächst immer heller erschien und dabei eine Helligkeit von etwa 0,5 mag erreichte, ließ die Helligkeit bei der noch weiter fortschreitenden Annäherung an die Sonne deutlich erkennbar nach, was am besten dadurch erklärt werden konnte, dass die Eisvorräte des Kometen mittlerweile nahezu komplett aufgebraucht waren, so dass kein weiteres Gas freigesetzt wurde. Etwa gegen 18:30 MEZ verschwand der Kern von ISON schließlich hinter der zentralen Blende des Sonnenkoronographen LASCO C3 von SoHO. Auch der ab diesem Zeitpunkt noch sichtbare Teil des Kometenschweifes verlor jetzt in der folgenden Zeit zunehmend an Helligkeit.
Aufgelöst? Oder doch noch intakt?

Dies wurde von den Experten der ESA und der NASA zunächst als ein eindeutiges Indiz dafür gedeutet, dass der Komet C/2012 S1 (ISON) die Sonnenpassage nicht überstanden und sich vollständig aufgelöst hat. Allerdings zeigte sich auf den Aufnahmen, welche gegen 20:30 MEZ von SoHO erstellt wurden, eine lichtschwache, keilförmig verlaufende und leicht in die Länge gezogene Struktur, welche sich auf der für ISON vorausberechneten Bahn bewegte. Offenbar hatten zumindestens Teile von ISON die Passage überstanden. Zu diesem Zeitpunkt war aber unklar, ob sich an der Spitze des jetzt erneut erkennbaren Schweifs noch ein Kometenkern verbirgt oder nicht.

Bei dem Schweif, welcher über eine deutlich geringere Helligkeit und Ausdehnung als noch vor der dichtesten Annäherung an die Sonne verfügte, dürfte es sich um Staubteilchen von ISON sowie um mehrere Trümmerteile handeln, welche sich auf der Bahn des Kometen weiterbewegen, so die meisten Experten. Ein vergleichbares Verhalten konnte in der Vergangenheit bereits bei diversen anderen Sungrazer-Kometen beobachtet werden und eigentlich, so die Erwartungen der Wissenschaftler, hätte dieser Staubschweif langsam weiter an Helligkeit verlieren müssen. Doch genau dieser Fall trat zunächst nicht ein. Vielmehr erhöhte sich die Helligkeit des Schweifes in den nächsten Stunden wieder leicht.

„Wir raufen uns gerade die Haare, denn wir wissen, dass viele Interessierte – sowohl Medienvertreter als auch Wissenschaftler – wissen wollen, was hier eigentlich gerade passiert ist“, so der Astrophysiker Karl Battams vom U.S. Naval Research Laboratory. Erste Vermutungen gehen davon aus, dass ein kleines Fragment des Kometenkerns die Sonnenpassage überstanden hat, welches damit begonnen haben könnte, langsam wieder einen Kometenschweif auszubilden. Man könne allerdings nicht sagen, wie groß dieser „Restkern“ ist und ob dieser als Ganzes existiert, so Karl Battams.

„Derzeit haben sich eine Vielzahl an neuen Unbekannten in unserer Gleichung eingefügt und dieses kuriose, verrückte, überaus dynamische und unvorhersagbare Objekt begeistert, verblüfft und verwirrt uns noch immer. Wir bitten deshalb um einige Tage Geduld, in denen wir die Daten analysieren können und herausfinden wollen, was dort geschehen ist“, so Karl Battams weiter. Aufnahmen, welche mehrere Stunden nach dem Periheldurchgang gewonnen wurden, lassen dabei allerdings erste weitergehende Schlüsse zu.

Keine weitere Freisetzung von Staub
„Der Staubschweif des Kometen zeigt sich nun zweigeteilt“, so Dr. Hermann Böhnhardt vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) im niedersächsischen Katlenburg-Lindau. Der Teil des Schweifs, welcher in Richtung Sonne zeigt, besteht laut Dr. Böhnhardt aus Staubpartikeln, die bereits deutlich vor der Perihelpassage freigesetzt wurden. Der zweite Schweif enthält dagegen offenbar jüngeres Material. Dieses wurde unmittelbar während der Sonnenpassage emittiert und deutet darauf hin, dass zu diesem Zeitpunkt zumindest noch ein Teil des Kerns existierte und aktiv war. Die Wissenschaftler des MPS stützen ihre Einschätzung auf Computersimulationen, mit denen sie die Form des Staubschweifs modellierten.

„Wenn wir in unseren Rechnungen annehmen, dass der Komet im Perihel noch Staub emittiert hat, können wir die aktuellen Aufnahmen gut reproduzieren“, so Dr. Böhnhardt. Der Komet ISON verfügte demzufolge zum Zeitpunkt seiner größten Sonnenannäherung anscheinend noch über einen intakten und zudem aktiven Kern, der größere Mengen an Gas und Staub freisetzte.

Nach der Perihelpassage angefertigte Aufnahmen des Sonnenkoronographen LASCO zeigten dann allerdings, dass der Komet ISON etwa zwei Stunden nach seiner dichtesten Annäherung an die Sonne die Staubproduktion offenbar eingestellt hatte. Ob der Kometenkern auch zu diesem Zeitpunkt noch intakt war oder seinen weiteren Weg als ein deutlich geschrumpftes, kleineres Überbleibsel oder gar nur als die Ansammlung einer Vielzahl von Einzelfragmenten fortsetzte, steht zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht fest.

Keine „Kometenshow“, aber wertvolle Daten
Auf aktuellen Aufnahmen nimmt die Helligkeit des mittlerweile offenbar inaktiven Kometen allerdings allmählich immer weiter ab. Derzeit erreicht der Komet – oder wohl besser gesagt dessen Überreste – eine Helligkeit von lediglich noch etwa 7,5 mag mit einer fallenden Tendenz. Die für den Dezember 2013 von vielen Amateurastronomen erhoffte „große Kometenshow“ wird es somit mit einer fast schon an Sicherheit grenzenden Wahrscheinlichkeit leider nicht mehr geben.

Allerdings ist die Beobachtungskampagne des Kometen C/2012 S1 (ISON) damit noch nicht abgeschlossen. Zum einen werden auch weiterhin Raumsonden und Teleskope auf die Überreste dieses Kometen ausgerichtet werden, um auch in den kommenden Tagen und Wochen möglichst viele Daten zu sammeln. Zum anderen werden die professionellen Wissenschaftler Monate und wahrscheinlich Jahre damit beschäftigt sein, um die dabei gewonnenen Daten auszuwerten. Unter anderem das Sumer-Instrument an Bord des Sonnenbeobachtungssatelliten SoHO, welches unter Leitung des MPS entwickelt und gebaut wurde, beobachtete den Kometen ISON in den Stunden seiner direkten Sonnenannäherung. Dieses Instrument spaltet das Licht, welches der Komet ins All sendet, in seine einzelnen Bestandteile auf. Daraus können die beteiligten Wissenschaftler auf Elemente und Moleküle schließen, welche in der Staubwolke des Kometen enthalten sind.
„Unsere Messungen zeigen ein klares Signal des Kometen während des Sonnenvorbeifluges“, so der MPS-Mitarbeiter Werner Curdt.

Aus den Aufnahmen der beiden Raumsonden SoHO und STEREO hat die NASA ein kurzes Video erstellt, welches Sie hier betrachten können.

Aufgrund der aktuellen Entwicklung erscheint es derzeit als extrem unwahrscheinlich, dass der Komet C/2012 S1 (ISON) in den kommenden Wochen mit dem bloßem Auge am frühen Abendhimmel erkennbar sein wird. Für mit entsprechenden Instrumenten ausgestatteten Amateurastronomen könnte sich dagegen noch die eine oder andere Beobachtungsmöglichkeit ergeben.

Auf jeden Fall kann eine Tatsache als gegeben angesehen werden: Der nächste „große“ Komet kommt – in welchem Jahr auch immer – ganz bestimmt und wird uns dann einen spektakulären Anblick am Himmel bieten.

Kometenfotos einer ganz anderen Art sind dagegen für das Jahr 2014 zu erwarten. Am 20. Januar 2014 wird die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Kometensonde Rosetta ihren im Juni 2011 begonnenen „Winterschlaf“ beenden und mit der Erforschung des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko beginnen (Raumfahrer.net berichtete). Im November 2014 soll im Verlauf dieser Mission auch ein Lander abgesetzt werden, der die Oberfläche dieses Kometen ausführlicher analysieren wird. Erste Aufnahmen des Zielkometen sollen von Rosetta im März 2014 angefertigt werden.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, NASA.

Bei den Kometen handelt es sich um unregelmäßig geformte, maximal lediglich wenige Kilometer durchmessende Objekte aus gefrorenen Wasser, Trockeneis, Kohlenmonoxid, Ammoniak und Methan mit Beimengungen aus silikathaltigen, meteoritenähnlichen Staub- und Gesteinspartikeln, bei denen es sich um Überbleibsel aus der Entstehungszeit unseres Planetensystems handelt. Sie umkreisen das Zentralgestirn unseres Sonnensystems normalerweise in sehr großen Entfernungen jenseits der Umlaufbahn des Planeten Neptun und sind dabei nicht beobachtbar. Durch gravitative Einflüsse werden jedoch von Zeit zu Zeit einige dieser Kometen auf Umlaufbahnen abgelenkt, welche sie auf einen Weg in das innere Sonnensystem befördern. Bei der dadurch erfolgenden Annäherung an die Sonne wird die Oberfläche der Kometen langsam aufgeheizt, was zu einer Freisetzung der zuvor gefrorenen Bestandteile von deren Oberflächen führt.

Die jetzt freigesetzten Gase entweichen von dem Kern des Kometen, wobei Teile der Staub- und Gesteinspartikel mitgerissen werden, und bilden zunächst eine den Kometenkern umgebende sogenannte „Koma“ aus, welche abhängig von der „Aktivität“ des Kometen einen Durchmesser von über 100.000 Kilometern erreichen kann. Von der Sonne ausgehende Sonnenwinde führen dazu, dass Teile dieser Koma aus der Umgebung des Kometen „weggeweht“ werden und einen bis zu mehrere Millionen Kilometer langen „Kometenschweif“ bilden.

Diese Kometenschweife sind es letztendlich, die den Kometen den Beinahmen „Schweifsterne“ eingebracht haben. Durch das teilweise beachtliche Schauspiel, welches sie am nächtlichen Himmel bieten, haben Kometen die Menschen seit langen Zeiten in ihren Bann gezogen. In historischen Zeiten wurden die Kometen dabei oftmals als Unglücksboten angesehen, welche von zukünftigen kriegerischen Konflikten, Seuchen oder Hungersnöten kündeten. Gegenwärtige Forschungen haben jedoch gezeigt, dass Kometen – neben Asteroiden – in der Frühphase unseres Sonnensystems für die Lieferung von Wasser und von chemischen Verbindungen, welche als die „Bausteine des Lebens“ angesehen werden, verantwortlich sind und dadurch wahrscheinlich einen nicht unwesentlichen Beitrag dazu geleistet haben, dass sich vor über drei Milliarden Jahren auf unserem Heimatplaneten Leben entwickeln konnte.

Durch die regelmäßige Beobachtung des Nachthimmels durch Amateur- und Berufsastronomen, aber auch in zunehmenden Maße durch systematische Himmelsdurchmusterungsprojekte, werden mittlerweile jedes Jahr eine Vielzahl neuer Kometen entdeckt. Nur wenige dieser „Besucher des inneren Sonnensystems“ entwickeln jedoch in der Folgezeit einen ausgeprägten Schweif oder sind sogar mit dem bloßen Auge sichtbar. Dieser Fall könnte jedoch in den kommenden Wochen eintreten…

Der Komet ISON
Bereits am 21. September 2012 entdeckten die beiden Amateurastronomen Witali Njewski und Artjom Nowitschonok auf den Aufnahmen von einem der zehn Teleskope des International Scientific Optical Network (ISON) einen Kometen, welcher sich auf dem Weg in das innere Sonnensystem befand. Zum Zeitpunkt der Entdeckung war der Komet mehr als 950 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt, erreichte trotz dieser großen Entfernung aber bereits eine Helligkeit von rund 18,8 mag. Berechnungen über die vermutlich zu erwartende Helligkeitsentwicklung schürten die Erwartung, dass der neu entdeckte Komet Ende November/Anfang Dezember 2013 einen spektakulären Anblick am nächtlichen Himmel bieten würde. Eventuell, so die Prognosen könnte der Komet dabei sogar die Helligkeit des Vollmondes erreichen und somit auch während des Tages als sogenannter „Tageskomet“ als heller Fleck unmittelbar neben der Sonne zu beobachten sein.

Dieser mit dem Namen C/2012 S1 (ISON) versehene Komet gehört zu den langperiodischen Kometen, welche sich auf extrem langgestreckten Umlaufbahnen um die Sonne bewegen. Er stammt somit sehr wahrscheinlich aus der Oortschen Wolke – einem Bereich des äußersten Sonnensystems, welcher vermutlich die Heimat von mehreren 100 Milliarden Kometen darstellt. Durch gravitative Störungen werden die Umlaufbahnen der dort befindlichen Kometen gelegentlich verändert, wodurch einige von ihnen in das innere Sonnensystem abgelenkt werden können. Die dabei erreichten Umlaufperioden dieser Kometen können dann von einigen zehntausend Jahren bis hin zu mehreren Millionen Jahren betragen.

Die bisherigen Berechnungen der Umlaufbahn von C/2012 S1 (ISON) haben ergeben, dass der Komet, dessen Kerndurchmesser etwa vier Kilometer betragen dürfte, sich jetzt – mehr als 4,5 Milliarden Jahre nach seiner Entstehung – möglicherweise zum ersten Mal dem inneren Bereich unseres Sonnensystems nähert. Aus diesem Grund gehen die Kometenforscher davon aus, dass der Kern von C/2012 S1 (ISON) noch über seine ursprüngliche Oberflächenzusammensetzung verfügt. Die Untersuchung dieser Zusammensetzung, so die Erwartung der Wissenschaftler, dürfte tiefere Einblicke in die Frühzeit unseres Sonnensystems ermöglichen und dabei helfen, verschiedene bisher ungeklärte Fragen – vom Ursprung des Lebens auf der Erde bis zur frühen Entwicklung unseres Sonnensystems – zu beantworten. Aus diesem Grund stellt dieser Komet nicht nur für Amateurastronomen, sondern auch für professionelle Wissenschaftler ein interessantes Beobachtungsziel dar und befindet sich dementsprechend seit seiner Entdeckung unter einer dauerhaften Beobachtung.

Während seiner Anflugphase auf das innere Planetensystem zeigte der Komet eine starke Helligkeits- und Gasentwicklung, welche in erster Linie durch die Freisetzung von zuvor gefrorenem Kohlendioxid und wahrscheinlich auch Kohlenmonoxid verursacht wurde. Seit dem Sommer 2013 verdampfte zunehmend auch gefrorenes Wasser. Trotzdem blieb der Komet lange Zeit hinter den ursprünglich erstellten Prognosen über seine Helligkeitsentwicklung zurück.

Outburst
Im Verlauf der vergangenen Woche hat der Komet C/2012 S1 (ISON) jedoch deutlich an Helligkeit gewonnen. Vom 13. auf den 14. November 2013 erhöhte sich die Helligkeit des Kometen innerhalb von 24 Stunden um etwa zwei Größenklassen auf einen Wert von 5,3 mag. Diese Entwicklung hat sich anschließend in einer etwas abgeschwächten Form fortgesetzt, denn am 15. November berichteten zwei Amateurastronomen von zwei unterschiedlichen Beobachtungsstandorten aus Virginia und New Mexiko/USA übereinstimmend von einer scheinbaren Helligkeit von damals aktuellen 4,8 mag. Unmittelbar nach dieser Steigerung der Helligkeit erschien zudem der Schweif des Kometen deutlich länger und ausgeprägter. Mehrere zu beobachtende Plasmaschweif-Ströme lassen dabei auf verschiedene Aktivitätsgebiete auf der Oberfläche des Kometenkerns schließen.

Unter optimalen Beobachtungsbedingungen, sprich einem klaren und zugleich noch möglichst dunklem Himmel, ist der Komet unmittelbar vor Sonnenaufgang sogar ohne technische Hilfsmittel mit dem freien Auge im Bereich der Sternbilder Jungfrau und Waage am Morgenhimmel erkennbar. Speziell bei der Beobachtung mit einem Fernglas ist der Schweif, welcher sich mittlerweile visuell über eine Länge von drei Grad erstreckt, zu sehen. Mit einem Teleskop ist zudem die deutlich ausgeprägte Koma des Kometen erkennbar.

Wie lässt sich dieser „Outburst“ erklären?
Bedingt durch die zunehmende Erhitzung seiner Oberfläche, so die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Katlenburg-Lindau, könnten sich in den vergangenen Tagen ein einzelnes oder vielleicht sogar mehrere Bruchstücke vom Kern des Kometen ISON abgespalten haben. Darauf deuten zwei flügelartige Strukturen in der Koma des Kometen hin, welche Mitarbeiter des MPS und des Wendelstein-Observatoriums der Ludwig-Maximilians-Universität München in Aufnahmen, die am 14. und am 16. November 2013 erstellt wurden, sichtbar gemacht haben. Ein solches Ablösen einzelner Trümmerteile könnte möglicherweise den jüngsten Helligkeitsausbruch des Kometen erklären.

Die Auswertung der angefertigten Aufnahmen zeigen zwei auffällige Strukturen in der Koma des Kometen, welche „flügelartig“ vom Kern ausgehen. In den am 14. November angefertigten Aufnahmen waren diese beiden Strukturen noch relativ schwach ausgeprägt. Zwei Tage später dominierten diese „Flügel“ die Aufnahmen dagegen bereits deutlich. „Solche Strukturen treten typischerweise auf, nachdem sich einzelne Bruchstücke vom Kern eines Kometen abgelöst haben“, so Dr. Hermann Böhnhardt vom MPS.

Ebenso wie der Hauptkern des Kometen geben auch dessen eventuell freigesetzten Bruchstücke Gas und Staub in das umgebende Weltall ab. In den Bereichen des Raumes, wo sich die Emissionen des Kometen und der kleineren Brocken treffen, entsteht eine Art Trennschicht, welche oftmals eine flügelartige Gestalt annimmt. Ob das eventuelle Abspalten von Bruchstücken auch für den zuletzt registrierten Helligkeitsanstieg von ISON während der vergangenen Tage verantwortlich ist, lasse sich allerdings nicht mit Sicherheit sagen, so Dr. Böhnhardt. Bei anderen Kometen sei ein solcher Zusammenhang jedoch nachgewiesen worden.

Allerdings, so andere Wissenschaftler, können die auch als Indiz für den beginnenden Zerfall des Kometenkerns gewerteten „Flügel“ innerhalb der Koma auch von Jets ausgelöst werden, welche ihren Ursprung auf der Oberfläche des Kometen haben. Sollten sich die „Flügel“ durch Jets gebildet haben, so wäre dies ein Hinweis darauf, dass der Komet gegenwärtig sehr aktiv ist. Sollten sich dagegen tatsächlich Teile vom Kern abgelöst haben, so ist für die weitere Entwicklung entscheidend, wie groß die abgebrochenen Teile sind. Werden sie sich als kleinere Kometen „selbstständig machen“ oder werden sie aufgrund ihrer geringen Ausgangsmasse relativ schnell verlöschen?

Mit dem bloßem Auge sind die flügelartigen Strukturen in den Aufnahmen nicht erkennbar. Erst durch numerische Verfahren können sie in nachträglich bearbeiteten Bildern sichtbar gemacht werden. Dafür durchsuchten die beteiligten Wissenschaftler des MPS die Koma des Kometen an ihren Computern auf Helligkeitsveränderungen des Kometen. Der gleichmäßig helle Hintergrund der Kometenkoma wird bei diesem Verfahren herausgerechnet und kann so die lichtschwachen Strukturen nicht mehr überstrahlen. „Unsere Rechnungen deuten darauf hin, dass sich nur ein Brocken abgelöst hat oder höchstens sehr wenige Trümmer freigesetzt wurden“, so Dr. Böhnhardt weiter.

In wenigen Tagen, nämlich am 28. November 2013, wird der Komet C/2012 S1 (ISON) seine dichteste Annäherung an die Sonne durchlaufen und diese ein einer Entfernung von lediglich etwa 1,2 Millionen Kilometern passieren. Dabei wird sich die Oberfläche von ISO auf Temperaturen von deutlich über 2.000 Grad Celsius erhitzen. Eventuell jetzt entstandene kleinere Sub-Kometen werden diese Sonnenannäherung sehr wahrscheinlich nicht überleben. Es bleibt von daher zu hoffen, dass noch ein relativ großer Kern intakt ist, welcher die Sonnenpassage übersteht und uns Anfang Dezember eine imposante Himmelserscheinung beschert!

Sollte der Komet die dichteste Phase der Sonnenannäherung tatsächlich unbeschadet überstehen und dabei nicht in eine Vielzahl kleinerer Objekte zerbrechen, so könnte uns C/2012 S1 (ISON) im Dezember 2013 einen wirklich spektakulären Anblick am Abendhimmel bescheren. Als Vergleich wird hierfür gerne der Komet C/2011 W3 (Lovejoy) herangezogen, welcher im Dezember 2011 für eine leider nur auf der südlichen Hemisphäre der Erde zu beobachtende beeindruckende „Show“ am Nachthimmel sorgte.

Jahrhundertkomet?
In einer vergleichbaren Distanz zu der Sonne, in der sich derzeit der Komet ISON befindet, erreichte der Komet C/2011 W3 (Lovejoy) lediglich eine Helligkeit von etwa 10 mag und war damit ein Objekt, welches ausschließlich mit Teleskopen zu beobachten war. Der Komet C/2012 S1 (ISON) erreicht dagegen gegenwärtig rund 4 mag ist damit etwa 100 mal heller! Diese Entwicklung nährt natürlich die Hoffnungen auf das Erscheinen eines wirklichen Jahrhundertkometen, welcher dann ab Anfang Dezember 2013 von der gesamten Nordhemisphäre der Erde aus am Nachthimmel zu beobachten wäre.

Allerding sind Kometen von Natur aus relativ unberechenbare Objekte, über deren zukünftige Entwicklung nur sehr schwer belastbare Prognosen erstellt werden können. Wie sich der Komet in den nächsten Tagen bei seiner Annäherung an die Sonne verhalten wird, ist dementsprechend noch unklar. „Die Erfahrungen der Vergangenheit zeigen jedoch, dass Kometen, die einmal Bruchstücke verloren haben, dazu tendieren, dies wieder zu tun“, so Dr. Böhnhardt.

In den nächsten Tagen wird die internationale Gemeinde der Kometenbeobachter bei der Beobachtung des Kometen ISON allerdings in erster Linie auf Daten angewiesen sein, welche von Raumsonden aufgezeichnet werden, welche eigentlich primär zur Beobachtung der Sonne eingesetzt werden. Sollte ISON diese Passage jedoch einigermaßen unbeschadet überstehen, so könnte dieser Komet am 27. Dezember 2013, dem Zeitpunkt seiner dichtesten Annäherung an die Erde, währen der gesamten Nacht zu beobachten sein und als regelrechter „Weihnachtsstern“ den Himmel dominieren.

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Der Beitrag Komet ISON: Auflösung oder Jahrhundertkomet? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: NASASpaceFlight, NASA JSC.

„Morpheus“ ist ein Projekt für ein experimentelles Fluggerät mit der Fähigkeit zu vertikalen Starts und Landungen. Der Lander wird vom Johnson Space Center zusammen mit Armadillo Aerospace entwickelt. Er dient im jetzigen Entwicklungsstadium in erster Linie als Plattform zur Erprobung neuer Technologien für autonome Landeanflüge auf Himmelskörper mit vergleichsweise geringer Gravitation und aerodynamischen Anforderungen. Zug um Zug wird das Gerät weiterentwickelt. In der Endphase wird die Experimentierplattform im Prinzip ein vollwertiges Raumfahrzeug darstellen. Mit daraus abgeleiteten tatsächlichen Landern ähnlicher Leistungsklasse sollen später zunächst Missionen zum Erdmond durchgeführt werden. Die Nutzlast beschränkt sich bislang auf etwa 500 Kilogramm. Nutzlasten können humanoide Roboter, Rover oder kleine Laboreinheiten sein. Grundsätzlich soll der Lander einen breiten Einsatzbereich innerhalb des Sonnensystems abdecken. Zu den Fernzielen zählen daher beispielsweise auch Anflüge an Asteroiden oder Landungen auf fernen Monden. Anforderung dafür ist unter anderem die Eignung für automatische Betankungen im All. Rendevouz- und Ankopplungsmanöver an ein Basis- oder Versorgungsraumschiff müssen selbständig bewältigt werden. Eine Erweiterung des Systems für größere Nutzlasten wird nicht ausgeschlossen.

Die Entwicklung des Morpheus-Landers verlief bislang nicht unproblematisch. Vor einem Jahr fanden die ersten gesicherten Flugversuche am Autokran im Johnson Space Center statt. Insgesamt 19 Flüge dienten der Feinabstimmung des Lagekontrollsystems. Danach wurde das Gerät zur Shuttle Landing Facility (SLF) im Kennedy Space Center überführt für ungesicherte Flugversuche über einem relativ kleinem Testfeld. Das Testfeld am Ende der Shuttle-Landebahn ist mit künstlichen Kratern und Felsbrocken übersät. Hier sollten Schwebe- und Ausweichmanöver über schwierigem Gelände geübt werden. Am 09. August 2012 stürzte das Testmodell bei Flugversuchen ab, geriet in Brand und explodierte. Ursache war eine Fehlfunktion bei der Steuerung über die schwenkbaren Düsen (Thrust Vector Control System TVC).

Anfang dieses Jahres wurden zunächst mit dem verbesserten Modell Morpheus 1.5B erneute Testflüge am Sicherungsdrahtseil eines Kranes im Johnson Space Center aufgenommen. Daneben existiert noch ein Morpheus 1.5C. Wesentlicher Meilenstein war eine Zündung des Haupttriebwerks über 50 Sekunden bei Prüfung der Schubvektorsteuerung TVC und des integrierten Methane Reaction Control Systems (RCS). Während das TVC-System für Ausbalancierung und Flugbewegungen verantwortlich ist, sorgt das RCS für die korrekte und stabile Ausrichtung des Landers. Getestet wurden laut NASASpaceFlight auch Folgen von extrem kurzen Triebwerkszündungen. Die Arbeiten waren offensichtlich durch nicht ganz kleine Herausforderungen geprägt. Der Zeitplan musste mehrmals nach hinten angepasst werden. Ursprünglich sollten die jetzt anstehenden Freiflugversuche am KSC im Sommer 2013 beginnen.

Im Dezember 2013 läuft nun die nächste Versuchsreihe mit gesicherten und später ungesicherten Flügen am Kennedy Space Center an. Zurück am Testfeld neben der Shuttle-Landebahn werden mit zunehmend realistischeren Anforderungen autonome Flüge in geringer Höhe in Verbindung mit dem Gefahren-Vermeidungssystem (Autonomous Landing Hazard Avoidance Technology ALHAT) stattfinden.

Neben Armadillo Aerospace arbeiten Masten Space Systems mit „Xombie“, Unreasonable Rocket mit „Blue Ball“ und die NASA selbst mit „Mighty Eagle“ an wiederverwendbaren autonomen Landesystemen in der unteren Leistungsklasse.

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• Morpheus-Projekt

Der Beitrag Morpheus-Tests gehen in die nächste Runde erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, NASASpaceFlight, Parabolic Arc, Sierra Nevada Corporation, Raumcon.

Hauptsächliche Ursache dafür war die Tatsache, dass sich die Klappe, hinter der das linke Rad verborgen war, nicht geöffnet hatte, so dass ein normales Aufsetzen auf beiden Rädern des Fahrwerkes unmöglich war.

Dies hatte bei einem Test ohne Abwurf am Dienstag noch reibungslos geklappt. Am 22. Oktober hatte man insgesamt drei Testflüge unternommen, bei denen das Modell mittels eines Kabels an einem Hubschrauber befestigt war und blieb. Beim dritten Testflug hatte man zudem das Ausklappen des Fahrwerks und des Gleitsporns am Bug im Vorwärtsflug ausprobiert. Generell wird das Fluggerät beim Absetzen immer auf das ausgeklappte Fahrwerk gestellt.

Nach dem Abheben am Samstag hatte zunächst alles nach einem Erfolg ausgesehen. Die Flugelektronik und -mechanik funktionierte und nach dem Ausklinken des Fluggerätes in etwa 3.600 Metern Höhe glitt dies eine ganze Zeit lang stabil in einem Winkel von im Mittel 23 Grad durch die Luft und setzte wie geplant zur Landung an.

In den Monaten Mai und August hatte man das Dream-Chaser-Modell bereits erfolgreich bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten von einem Fahrzeug auf der Landebahn ziehen lassen und anschließend ausgeklinkt. Damit hatte man Lenkung und Bremsen getestet. Außerdem erfolgte im August auch ein Flugtest am Kabel, bei dem das Fahrwerk ausgefahren wurde.

Der Dream Chaser wird von der Sierra Nevada Corporation unter Mitfinanzierung durch die NASA im Rahmen des Commercial Crew Development Program entwickelt und basiert auf einem NASA-Entwurf. Das Projekt HL 20 wurde bei der NASA jedoch eingestellt. Der Dream Chaser soll an der Spitze einer modifizierten Atlas-5-Trägerrakete Raumflüge im erdnahem Weltraum, etwa zur Internationalen Raumstation, durchführen können. Seine Entwicklung ist allerdings von weiterer Finanzierung durch die staatliche Weltraumbehörde abhängig. Diese wird nur gewährt, wenn zuvor vereinbarte Zwischenziele erreicht werden. Konkurrenten sind CST-100 von Boeing und Dragon von SpaceX.

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• SNC’s Dream Chaser First Free-Flight Approach-and-Landing Test

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• SNC Dream Chaser ab 26. Oktober 2013

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Sun Herald, seatlepi.

Dabei handelt es sich um den Teststand E2 des John C. Stennis Space Center, der für kleine bis mittlere Triebwerke ausgelegt ist. Hier kann man einzelne Komponenten testen, für das gesamte Triebwerk benötigt man allerdings einen größeren Teststand. Die Modifikationen betreffen unter anderem die Installation einer Treibstoffzuführung für Methan und eines Hochdrucksystems. Als Testbeginn wird Anfang nächsten Jahres angestrebt. Der US-Staat Mississippi unterstützt den Umbau mit 500.000 US-Dollar, die NASA gibt weitere 600.000 Dollar dazu.

Offenbar handelt es sich bei dem zu testenden Triebwerk um ein „Raptor“ genanntes Methantriebwerk für die in Entwicklung befindliche Schwerlastrakete MCT. Methan bietet im Vergleich zu Kerosin einen etwas höheren spezifischen Impuls. Angegeben wurde des Weiteren, dass der Schub eines einzelnen Raptor-Triebwerkes nur wenig unter 3.000 kN liegen soll. Damit ist es etwa viermal stärker als das bisher stärkste SpaceX-Triebwerk, welches einen Vakuumschub von etwa 690 kN erbringt.

Seit 2002 wurden bei SpaceX mehrere Triebwerke unter der Bezeichnung Merlin für ihre Falcon-Raketen entwickelt. Dabei hat die US-Firma relativ oft Pläne umgeworfen, schnelle Fortschritte gemacht und auch so manchen Rückschlag einstecken müssen. Mit der aktuellen Version Merlin 1D hat man nun offenbar einen Stand erreicht, der auch kommerzielle Erfolge real erscheinen lässt. Die Falcon 9 v1.1 ist mit 9 Triebwerken dieses Typs in der Startstufe ausgestattet und verfügt über ein weiteres, für den Einsatz im Vakuum modifiziertes Triebwerk in der zweiten Stufe. Damit will man eine Nutzlast von etwa 16 Tonnen in erdnahe Umlaufbahnen erreichen.

Drei Erststufen im Parallelbetrieb sollen zudem eine deutliche Steigerung der Nutzlast bei einer Falcon Heavy genannten Rakete erlauben. Zudem möchte man die Erststufe(n) wiederverwendbar auslegen und auf einem Landeplatz nahe der Startrampe mittels Triebwerkseinsatz auf Beinen niedergehen lassen. Von vorn herein ist alles auf eine rasche Startvorbereitung und -durchführung ausgelegt. Technische Probleme haben aber einen regelmäßigen Einsatz der Rakete bisher behindert.

MCT steht laut SpaceX-Triebwerksentwickler Tom Mueller für Mars Colonial Transporter und klingt gegenwärtig noch weit in die Zukunft gerichtet. Die geplante Schwerlastrakete soll eine Nutzlastkapazität besitzen, die über der der legendären Saturn 5 liegt.

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• Raptor-Triebwerk
• SpaceX MCT
• Thema SpaceX ab 23.10.2013

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ACS, AEB, Aviation Week.

Im Gebiet des seit rund 30 Jahren existierenden Startgeländes im brasilianischen Bundesstaat Maranhão entsteht eine neue Startrampe und andere für den neuen Raketentyp notwendige Infrastruktur. Die Arbeiten dazu sind nach Angaben von ACS zu rund 48% erledigt, wofür von Seiten der beteiligten Regierungen Brasiliens und der Ukraine umgerechnet rund 300 Millionen US-Dollar ausgegeben wurden.

Juristische Auseinandersetzungen mit der ortsansässigen Bevölkerung und Finanzierungsschwierigkeiten verzögerten das Projekt um mittlerweile rund 3 Jahre. Im Mai 2013 entschieden sich Brasilien und die Ukraine, die für Entwicklung und Umsetzung der neuen Startanlage zur Verfügung zu stellenden finanziellen Mittel von umgerechnet 487 auf 918 Millionen US-Dollar aufzustocken.

Die ACS will die Arbeiten an der Startanlage in Alcântara 2014 abschließen, damit die Anlieferung einer ersten flugfähigen Zyklon-4-Rakete Anfang 2015 erfolgen kann. Die laut ACS-Vorstandsmitglied Sergej Gutschenkow zu rund 76% komplettierte Zyklon 4 hat rund 73% der geplanten Testzeit überstanden.

Ende 2015 könnte die erste Zyklon 4 in Brasilien abheben. Geplant ist, dass die Rakete bei ihrem Qualifizierungsflug eine Reihe von Kleinsatelliten, darunter auch ein Raumfahrzeug aus Japan, auf niedrige Erdumlaufbahnen bringt.

Als Nutzlastkapazität der dreistufigen Zyklon 4 für einen niedrigen Orbit in rund 200 Kilometern über der Erde werden derzeit maximal 5.685 Kilogramm genannt. In einen sonnensynchronen 400-Kilometer-Orbit – übliche Nutzung u.a. durch Erdbeobachtungssatelliten – sollen 3.910 Kilogramm Nutzlast befördert werden können, und in einen Geotransferorbit, von dem aus Raumfahrzeuge den Geostationären Orbit – typisch für Kommunikationssatelliten – erreichen können, noch 1.600 Kilogramm.

Ursprünglich zielte die neue Rakete nicht auf Nutzlasten für den Geostationären Orbit. Der Hype um moderne Konstruktionen von Satelliten mit elektrischen Antrieben könnte nach langen Jahren immer schwerer werdender Kommunikationssatelliten wieder einen Trend zu leichteren Raumfahrzeugen bewirken, weshalb die künftigen Zyklon-4-Betreiber hoffen, solche Satelliten starten zu können. Man hat nun vor, die in einen Geotransferorbit transportierbare Nutzlastmasse schrittweise auf rund 2.200 Kilogramm anzuheben. So will man gewährleisten, dass man um einen Anteil an den Startaufträgen für die sogenannten all-electric Satelliten werben kann. Seinen Kunden möchte man dann zwischen 50 und 55 Millionen US-Dollar für einen Start berechnen.

Die aktuell bei Juschnoje in der Ukraine in der Entwicklung befindliche Zyklon 4 setzt bei der ersten und zweiten Stufe auf Entwürfe, die denen der sowjetischen Zyklon 2 und Zyklon 3 ähneln. Die dritte Stufe der Zyklon 4 ist eine völlige Neukonstruktion, in der Technologie wie bei ukrainischen Raketen der Typen Dnepr und Zenit zum Einsatz kommen soll. Die Auslegung der dritten Stufe erfolgt so, dass sie in der Lage sein wird, fünf Brennphasen zu absolvieren, wofür ihr insgesamt rund 9 Tonnen Betriebsstoffe zur Verfügung stehen.

Der Beitrag 1. Zyklon-4-Start erst Ende 2015 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: EPSC 2013, DLR.

Als Ziel für die zukünftige Raumsonde Hayabusa-2 – so der Name der neuen Mission der JAXA – wurde der Asteroid 1999 JU3 ausgewählt. Bei diesem im Jahr 1999 im Rahmen des „LINEAR-Projektes entdeckten Asteroiden handelt es sich um einen Vertreter der sogenannten Apollo-Asteroiden, deren Umlaufbahnen in ihrem sonnennächsten Abschnitt die Umlaufbahn der Erde kreuzen und die somit eine potentielle Gefahr bezüglich einer Kollision mit der Erde darstellen.

Der etwa 900 Meter durchmessende Asteroid 1999 JU3 zählt zur Klasse der C-Asteroiden. Somit dürfte sich an seiner Oberfläche Material befinden, welches sich seit der Entstehung des Asteroiden vor etwa 4,5 Milliarden Jahren kaum verändert hat, und dessen eingehende Untersuchung den Wissenschaftlern einen Einblick in die Frühzeit unseres Sonnensystems liefern wird. Vermutlich handelt es sich bei dem Zielasteroiden um einen sogenannten Rubble Pile – eine aus einer Ansammlung von Lockermaterial bestehende „kosmische Schutthalde“, welche lediglich durch Gravitationskräfte zusammengehalten wird.

Nach ihrer Ankunft im Jahr 2018 wird die Raumsonde Hayabusa-2 in eine Umlaufbahn um den Asteroiden eintreten, diesen zunächst auf seinem Flug durch das Sonnensystem begleiten und dabei mit verschiedenen Instrumenten dessen Oberfläche vermessen. Nach einer ersten Kartografierungsphase, bei der das Landegebiet eines von der Raumsonde mitgeführten, auf den Namen MASCOT (Kurzform für „Mobile Asteroid Surface Scout“) getaufte Asteroidenlanders ermittelt werden soll, wird dieser schließlich zum Einsatz kommen.

Der etwa schuhkartongroße und lediglich rund zehn Kilogramm schwere Lander soll hierzu von der Raumsonde abgetrennt werden, die Asteroidenoberfläche aus etwa 100 Metern Höhe „im freien Fall“ erreichen und sich anschließend anhand von Sensordaten mit einem speziellen „Push-up-Mechanismus“ ausrichten. Für dieses Manöver ist der Lander mit einem stabilen und dennoch sehr leichtem Gehäuse versehen, welches die elektronischen Komponenten und die im Inneren befindlichen Instrumente vor den auftretenden Belastungen schützen soll.

Nach dem Erreichen der Oberfläche wird der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Kooperation mit der französischen Raumfahrtagentur CNES und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA entwickelte Lander zunächst die Umgebung seines Landegebietes mit vier mitgeführten Instrumenten untersuchen und analysieren:

• Ein vom DLR entwickeltes Radiometer ermittelt dabei die Temperatur der Asteroidenoberfläche
• Ein von der TU Braunschweig beigesteuertes Magnetometer untersucht die Magnetisierung der Oberfläche
• Das Infrarot-Spektrometer MicrOmega der französischen Raumfahrtagentur CNES dient der Analyse der Minerale und Gesteine
• Eine ebenfalls vom DLR entwickelte Kamera bildet dagegen die Oberfläche im Landegebiet in hoher Auflösung ab

„Hüpfend“ zum nächsten Ziel
Nach dem Abschluss dieser Untersuchungen an seiner Landestelle ist die Arbeit von MASCOT aber keineswegs beendet. Mittels eines vom DLR-Zentrum für Robotik und Mechatronik in Oberpaffenhofen entwickelten „Hopping-Mechanismus“ wird sich der Lander anschließend vielmehr „hüpfend“ über die Asteroidenfläche fortbewegen und seine Messungen an zwei weiteren Orten wiederholen.

Auf diese Weise erhalten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler über einen Zeitraum von voraussichtlich etwa 16 Stunden, dies entspricht zwei vollständigen Tag-/Nachtzyklen auf dem Asteroiden, Daten von gleich drei verschiedenen Orten auf dem Asteroiden. Die Kontrolle über den Lander wird in diesem Zeitraum von dem in Köln beheimateten DLR-Kontrollzentrum des Nutzerzentrums für Weltraumexperimente (MUSC) aus erfolgen.

Parallel dazu wird auch der den Asteroiden umkreisende Orbiter Hayabusa-2 weiterhin seine Untersuchungen aus der Umlaufbahn heraus fortsetzen. Neben weiteren Messungen durch die Instrumente des Orbiters besteht das Ziel dabei in der Sammlung von Proben, welche durch eine Art Saugrüssel bei dichten Vorbeiflügen der Raumsonde an dem Asteroiden von dessen Oberfläche entnommen werden sollen. Diese Proben sollen anschließend zwecks einer ausführlichen Laboruntersuchung zur Erde transportiert werden.

MASCOT: Referenzdaten für die Analyse der zurückzuführenden Proben
Die von MASCOT „vor Ort“ gesammelten Daten, so die beteiligten Wissenschaftler, werden dabei eine bedeutende Ergänzung der Daten des Asteroidenorbiters und der Ergebnisse der Laboranalysen darstellen und dabei als Referenzdaten dienen, mit denen sich die Daten der zurückgebrachten Proben – deren Eintreffen auf der Erde ist bei einem Start im Jahr 2014 für das Jahr 2020 vorgesehen – im richtigen Kontext interpretieren lassen können.

Durch die so von Hayabusa-2 und MASCOT gewonnenen Informationen und den Analysen der Materialproben von 1999 JU3 erhoffen sich die Planetenforscher weitere Erkenntnisse darüber, wie der seit 4,5 Milliarden Jahren fast unveränderte Asteroid beschaffen ist. Hierdurch ergeben sich dann auch weitere Rückschlüsse über die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte des gesamten Sonnensystems und somit auch über unseren Heimatplaneten.

Ein weiterer nicht zu vernachlässigender Punkt besteht in der von den erdnahen Asteroiden ausgehenden Gefahr einer Kollision mit der Erde. Da 1999 JU 3 zur Klasse der Apollo-Asteroiden gehört, welche den Großteil der erdnahen und potentiell gefährlichen Asteroiden bilden, können Aussagen über dessen Beschaffenheit und innere Zusammensetzung in Zukunft dann wichtig werden, wenn ein auf Kollisionskurs mit der Erde befindlicher Asteroid entdeckt wird.

Die hier kurz erläuterte Mission der Raumsonde Hayabusa-2 und deren Lander MASCOT wurde am heutigen Tag auf dem European Planetary Science Congress 2013, einer gegenwärtig in London stattfindenden Fachtagung der Planetenforscher, vorgestellt.

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• Hayabusa-2 zu Asteroid (162173) 1999 JU3

EPSC 2013:

• A Mobile Asteroid Surface Scout (MASCOT) for the Hayabusa 2 Mission (engl.)
• Development of Hayabusa-2 Deployable Camera (DCAM3)… (engl.)

Der Beitrag Hayabusa-2: Probenrückführung von einem Asteroiden erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Clormann. Quelle: NASA, NASAspaceflight.com, Raumcon. Vertont von Peter Rittinger.

Dream Chaser wird in den letzten Jahren von der privaten Sierra Nevada Corporation (SNC) in Weiterführung eines sogenannten lifting-body-Konzepts der NASA aus den späten 1980er Jahren entwickelt. Damals bereits als Crew-Transporter zur angedachten Raumstation Freedom konzipiert, soll der Raumgleiter auch nach gegenwärtiger Planung Besatzungen von und zur Internationalen Raumstation (ISS) bringen können. Damit wäre erstmals seit 2011, dem Ende der Space-Shuttle-Ära, erneut eine US-amerikanische Kapazität zum bemannten Transport in einen Low Earth Orbit vorhanden. Die Konstruktion des lifting-body beruht auf einer nahezu flügellosen Formgebung des Fahrzeugs, dessen Auftrieb im Atmosphärenflug fast ausschließlich durch die aerodynamischen Eigenschaften des Rumpfes selbst erzeugt wird.
Nachdem in den letzten Monaten bereits Rollversuche des Dream Chaser am Boden wohl erfolgreich verlaufen waren, zuletzt am 2. August, stellt der nun geglückte captive-carry-Test einen weiteren milestone auf dem Weg zum ersten Orbitalflug des Raumfahrzeugs ab frühestens 2015/2016 dar. Bei dem am Donnerstag erfolgten Flugversuch, fixiert unter einem Air-Crane Helikopter der NASA, stieg erstmalig der sogenannte Engineering Test Article (ETA) des Dream Chaser mit umfangreicher Innenausstattung in eine luftige Höhe bis zu etwa 3.800 Metern auf.

Wichtige Funktionen wie der Bordcomputer, die Steuer- und Navigationssysteme und auch das Fahrwerk samt Frontkufe konnten im Betrieb getestet werden. Die speziell gewählte Flugbahn für den captive-carry bildete dabei die Parameter eines zukünftigen Landeanflugs der Raumfähre auf die Pisten der Edwards Air Force Base ab. Bislang hatte man nur maßstäblich verkleinerte Modelle und weitgehend funktionslose, aerodynamische Frühversionen der Raumfähre in den kalifornischen Himmel befördert.

Nach Erreichen dieses Zwischenziels steht der nächste Schritt für SNC bereits in Kürze an: noch in diesem Jahr soll der ETA, dazu zunächst wieder per Helikopter angehoben, einen ersten autonomen Gleitflug samt Landung absolvieren.
Noch steht aber in den Sternen, wann Dream Chaser tatsächlich auf der Spitze eines Atlas-V-Trägers zur ISS starten wird. Nach aktuellem Zeitplan der NASA wird der Premieren-Einsatz höchstwahrscheinlich erst im Jahr 2017 oder später erfolgen. Noch sind keineswegs alle finanziellen, administrativen oder auch nur technischen Hürden des Entwicklungs- und zukünftigen Fertigungsprogramms genommen. Dream Chaser befindet sich noch immer im Wettbewerb mit Konzepten von Boeing und Space Exploration Technologies (SpaceX) um begehrte (und stets knappe) Zuschüsse aus dem NASA-Haushalt.

SpaceX entwickelt seinerseits eine bemannte Variante der bereits All-erprobten Dragon-Kapsel, während Boeing mit dem CST-100 ebenfalls ein wiederverwendbares Kapsel-Raumschiff neu konzipiert. Obwohl inzwischen die dritte Ausschreibungsrunde der Vereinbarungen zum kommerziellen Crew-Transport, Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap), erreicht ist, kann ein spätes Ausscheiden des Raumfähren-Konzepts von SNC nicht endgültig ausgeschlossen werden. Nichtsdestotrotz besteht erstmals seit einigen Jahren wieder eine gute Chance, die tatsächliche Verwirklichung einer bemannten, horizontal landenden und wiederverwendbaren Raumfähre zu erleben. Im Zuge umfangreicher Kürzungsmaßnahmen Anfang der 2000er Jahre hatte die NASA sämtliche Konzepte ähnlicher Art, etwa das X-38 Crew Return Vehicle (CRV), eingestellt.

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• SNC DreamChaser

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Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: NASA, JPL.

Nicht nur der Grasshopper von SpaceX übt erfolgreich seine Sprünge. Auch die senkrecht startende und landende Experimentalrakete XA-0.1B Xombie von Masten Space Systems war kürzlich am Himmel der Mojave-Wüste zu sehen. Ausgestattet mit einer vom Jet Propulsion Laboratory entwickelten neuen Software zur Optimierung der Treibstoffausnutzung – Fuel Optimal Large Divert Guidance oder G-FOLD – wurde am 30. Juli 2013 eine Präzisionslandung nach vorheriger Abweichung beim Landeanflug demonstriert. Die Tester steuerten Xombie zu diesem Zweck zunächst bewusst in eine falsche Richtung. Kurz vor dem Aufsetzen wurde in rund 30 Metern Höhe G-Fold aktiviert. Die Software sollte anhand der vorliegenden Daten zur Abweichung vom Zielpunkt, den Treibstoffreserven sowie den Flugdaten und Umweltbedingungen in Echtzeit ein neues Flugprofil errechnen, mit dem die Rakete eigenständig den geplanten Landeplatz erreichen kann. Der Versuch war nach Aussagen der NASA ein voller Erfolg. Xombie korrigierte den simulierten Landeanflug und lenkte sich erfolgreich auf einer neuen Flugbahn zum vorgesehenen Landepunkt in etwa 800 Metern Entfernung.

Masten und die NASA planen gegen Ende August noch einen weiteren Test mit einem etwas komplizierter gestalteten Abweichungsproblem als Ausgangslage. Ziel des Ganzen ist die Optimierung autonom gesteuerter Landungen auf anderen Himmelskörpern. Die bislang gebräuchlichen Lande-Algorithmen stammen, so die NASA, im Prinzip noch aus Apollo-Zeiten. Bei ihnen wird der zur Verfügung stehende Treibstoff nicht optimal ausgenutzt, weil mit zu großen Reserven kalkuliert wird. Dadurch werden die Möglichkeiten zu Korrekturmanövern während des Abstiegs unnötig begrenzt.

Mit G-FOLD und der Fähigkeit zu autonomen Präzisionslandungen kommt eine ganz neue Klasse von Landezielen für Robotermissionen zum Mond, Mars und anderen Himmelskörpern in Frage. Das Landeterrain darf dann durchaus etwas anspruchsvoller sein. Für bemannte Missionen hätte die Software zumindest den Vorteil, dass mit der höheren Genauigkeit die notwendigen Treibstoffvorräte zugunsten der Nutzlast minimiert werden können.

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• Masten Space Systems

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

Diesmal erreichte man eine Höhe von etwa 250 Metern, führte dabei aber erstmals ein Seitenmanöver aus. Bereits 2 Sekunden nach dem Start neigte sich die Raketenstufe deutlich und bewegte sich im Verlaufe des weiteren Anstiegs zusätzlich etwa 100 Meter seitlich vom Startpunkt weg.

Den umgekehrten Weg nahm der Flugkörper dann beim Abstieg. Bis zur Landung wurde dabei kein Zwischenstopp ausgeführt. Dies entspricht den Flugmöglichkeiten einer zukünftigen Erststufe der Falcon 9R. Das beim Abstieg verwendete einzelne Triebwerk des Typs Merlin 1D kann nicht so weit gedrosselt werden, dass dessen Schub dem Gewicht der Erststufe entspricht, so dass man praktisch so abbremsen muss, dass man bei Höhe Null auch die Geschwindigkeit Null erreicht. Dies ist auch bei diesem Flug, der ziemlich genau 60 Sekunden dauerte, perfekt gelungen. Der Grasshopper ist mit zusätzlichem Gewicht beschwert, um ihm einen Abstieg zu ermöglichen.

Grasshopper ist ein Konstrukt aus einer Erststufe einer Falcon 9 mit einem einzelnen, zentral angeordneten Merlin-1D-Triebwerk, vier relativ stabil gebauten Landebeinen, die ebenfalls als Startgestell dienen sowie ringsum einer Reihe von Armierungen, welche das Gewicht des Fahrzeugs erhöhen und den Schwerpunkt tiefer legen sollen.

Bei zurückliegenden Tests hatte es wenige Tage danach jeweils ein Video im Netz gegeben, auf dem man den Flug verfolgen konnte. Auf eine Probezündung im September 2012 folgten Flüge bis in etwa 3 m (3.11.2012), 40 m (17.12.2012), 80 m (7.3.2013), 250 m (19.4.2013) und 325 m (14.06.2013) Höhe mit jeweils anschließender weicher Landung.

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• Wiederverwendbarkeit und Landefähigkeit der Falcon-Familie

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