Quellen: RIA Nowosti, TASS.

Moskau, 14. April 2023 – Russlands Präsident Wladimir Putin hat den Chef seiner Raumfahrtbehörde GK Roskosmos, Juri Borissow, am Mittwoch zum 62. Jahrestag des Fluges von Juri Gagarin offenbar ins Gebet genommen. Denn dieser übte am Freitag auf einem Internationalen Weltraumfilm-Festival in Kaluga bei Moskau deutlich Selbstkritik. Sein Land habe den Moment „etwas verschlafen“, als die Welt sich wieder für den Mond interessierte, sagte er. Sowohl Amerika als auch China „überholen uns in dieser Richtung“. Um zum Mond zu fliegen und von ernsthaften Fortschritten dabei zu sprechen, brauche man eine superschwere Trägerrakete. „Und wir haben einen solchen Träger nicht.“

Putin habe zudem das Projekt des Informations- und Analysesystems „Mletschny putj“ (Milchstraße) genehmigt, betonte der Manager. Mit ihm solle die Sicherheit der Aktivitäten im erdnahen Weltraum gewährleistet werden. Es werde aus einer Gruppe spezialisierter Beobachtungssatelliten und 65 Teleskopen bestehen und auch ein „kosmisches Segment“ erhalten. Derzeit könne die GK Roskosmos Objekte von weniger als zehn Zentimetern Größe „nicht sehen“.

Borissow betonte darüber hinaus die Notwendigkeit, 2025 jährlich 250 bis 300 und 2030 rund 500 Satelliten zu bauen. Russland brauche mehr als 1.000 nationale Satelliten auf der Umlaufbahn. Erforderlich sei auch die geplante Russische Orbitalstation (ROS), deren erstes Modul Ende 2027 gestartet werden solle. Ohne sie verliere Russland seine bemannte Raumfahrt.

Gerhard Kowalski

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Quelle: RIA Nowosti.

Moskau, 13. April 2023 – Russland nimmt 2024 die Projektierung einer superschweren Trägerrakete für das bemannte Mondprogramm wieder auf. Das hat der Generaldirektor der GK Roskosmos, Juri Borissow, am Donnerstag der Nachrichtenagentur RIA Nowosti gesagt. Damit folge man einem Auftrag von Präsident Wladimir Putin. Das Programm für das Projekt sei schon aufgeschlüsselt und zur Abstimmung verschickt worden. Im kommenden Jahr „müssen wird bereits mit der Projektierung beginnen“, fügte er hinzu.

Die technische Projektierung einer solchen superschweren Rakete war im Februar 2021 eingestellt worden. Der damalige Chef der Raumfahrtbehörde, Dmitri Rogosin, hatte dazu erklärt, man könne eine solche Rakete nicht auf der Grundlage von Ausarbeitungen bauen, die 20 Jahre alt seien. Dafür brauche man die neuesten Technologien, etwa den Einsatz von Methan-Triebwerken.

Putin hatte am Vortag auf dem Festakt im Kreml zum 62. Jahrestag des Fluges von Juri Gagarin gefordert, das nationalen Mondprogramm „schnellstmöglich“ wieder aufzunehmen.

Gerhard Kowalski

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Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: NASA, NSF.

Die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur NASA will nach über 40 Jahren wieder bemannt zu Zielen jenseits der niedrigen Erdumlaufbahn aufbrechen. Zunächst sollen die nötigen Technologien für Flüge zum Mars erprobt werden, bevor dann erstmals Menschen auf der Oberfläche des roten Planeten landen sollen. Derartige Missionen erfordern es aber, große Massen mit einem Flug ins All zu starten. Also muss eine neue, große Trägerrakete her.

Mit dem Space Launch System (SLS) entwickelt die NASA momentan eine solche Rakete. Das SLS basiert auf der Technologie des Space Shuttles: Die zylindrische Hauptstufe basiert auf dem orangefarbenen Außentank, unten sind vier modernisierte Space Shuttle-Haupttriebwerke angebracht. Diese verbrennen flüssigen Sauerstoff und flüssigen Wasserstoff und treiben so die Rakete an. Darüber hinaus sind seitlich an der Hauptstufe zwei Feststoffbooster befestigt, die in den ersten Minuten des Fluges einen Großteil des Schubes erzeugen. Sie basieren auf den Feststoffboostern des Space Shuttles, werden jedoch verlängert und modernisiert. Wenn die Feststoffbooster und danach die Hauptstufe ausgebrannt sind, werden sie abgeworfen. Dann wird die Oberstufe des SLS mit der Bezeichnung ICPS (Interim Cyrogenic Propulsion Stage) gezündet. Bei ihr handelt es sich um eine leicht modifizierte Version der Oberstufe der Delta-IV Rakete, die bereits seit mehr als einem Jahrzehnt zuverlässig im Einsatz ist.

Diese Rakete wird über 97 Meter hoch über dem Kennedy Space Center aufragen, betankt fast 3.000 Tonnen wiegen, etwa 40 Meganewton Schub beim Start produzieren und dazu in der Lage sein, 70 Tonnen Nutzlast in eine niedrige Erdumlaufbahn zu befördern. Eine beachtliche Vorgabe, schaffen gewöhnliche Raketen heutzutage doch nicht einmal die Hälfte. Dennoch wird diese erste Version namens Block I nur beim ersten Flug des SLS zum Einsatz kommen. Danach wird auf die leistungsfähigere Oberstufe EUS (Exploration Upper Stage) gewechselt, mit der dann Nutzlasten von bis zu 95 Tonnen möglich sein werden. Das Ende der Fahnenstange? Mitnichten. Beim Block II sollen die bisherigen Feststoffbooster durch leistungsfähigere Exemplare ersetzt werden -genug für satte 130 Tonnen Nutzlast. Mit dieser Rakete sollen dann auch tatsächlich die Flüge zum Mars durchgeführt werden.

Beim Erstflug des SLS soll noch der Block I zum Einsatz kommen. Es handelt sich dabei um die Mission EM-1 (Exploration Mission 1), die spätestens im November 2018 starten wird. Bei ihr soll Orion, das neue Raumschiff der NASA, erstmals unbemannt zum Mond und wieder zur Erde zurück fliegen. Die Entwicklungsarbeiten zu dieser Mission laufen bei der NASA auf Hochtouren. Diese Arbeiten beinhalten etwa Berechnungen und Simulationen, wie sich die Rakete und ihre Bauteile während des Fluges verhalten, Tests von Prototypen einzelner Komponenten oder etwa Testzündungen des Triebwerks oder des Feststoffboosters. Sie finden an vielen verschiedenen Orten in den Vereinigten Staaten statt, koordiniert wird die Entwicklung des SLS durch das Marshall Space Flight Center (MSFC) der NASA im Bundesstaat Alabama.

Diese Integration des SLS als Ganzes betrachtet ist von enormer Bedeutung, vor allem wenn man bedenkt, dass viele tausend Arbeiter und Ingenieure an der Entwicklung beteiligt sind. Deshalb muss von Zeit zu Zeit das Design des SLS überprüft werden, ob es die Anforderungen erfüllt. Dies geschieht in sogenannten Designprüfungen. Die erste fand mit dem Systems Requirements Review im Juli 2012 statt, bei dem die Anforderungen im Bezug auf Kosten, Leistung, Technik und Zeitplan für das SLS festgelegt wurden. Im August 2013 folgte das Preliminary Design Review, bei dem das vorläufige Design der Rakete auf diese Anforderungen überprüft wurde. Nun wurde am 23. Juli mit dem Critical Design Review (CDR) die nächste Designprüfung erfolgreich abgeschlossen. Bei ihm wurde das Design ein letztes Mal kontrolliert, bevor nun endgültig mit der Produktion begonnen wird.

Doch wie läuft eine solche Designprüfung ab? Zunächst haben die Mitarbeiter bei der Entwicklung der einzelnen Elemente der Rakete -wie etwa der Hauptstufe- eigene Einzel-CDRs durchgeführt. Dann sind 13 Teams beim MSFC zusammengekommen, um dort über elf Wochen hinweg mehr als 1.000 Dokumente bezüglich des SLS zu überprüfen. Mögliche Fehler im Design wurden dabei ausfindig gemacht und verbessert. Als dieser Prozess abgeschlossen war, wurden die Ergebnisse an ein unabhängiges Team von erfahrenen Experten der NASA und aus der Industrie weitergegeben. Diese werden die Ergebnisse überprüfen und sollen bestätigen, dass der vorher festgelegte Kosten- und Zeitrahmen eingehalten werden kann. Die Manager des SLS-Programms werden diese Ergebnisse dann der Führung des MSFCs präsentieren. Diese soll dann grünes Licht dafür geben, dem NASA-Hauptquartier die Ergebnisse mitzuteilen.

Auch das Orion-Programm in Houston und das Büro, das für die nötigen Bodenanlagen im Kennedy Space Center, Florida, zuständig ist, werden dieses Jahr noch jeweils ein Critical Design Review abhalten. Sind diese abgeschlossen, kann ein Datum für EM-1 festgelegt werden. Gary Lyles, Chefingenieur des Büros des SLS-Programms, ist jedenfalls zufrieden mit den Ergebnissen des Critical Design Reviews: „Das Team arbeitet auf einem sehr hohen Niveau. Und ich bin unglaublich glücklich über die strukturelle Robustheit des SLS-Programms; die Rakete ist außergewöhnlich leistungsfähig. Wir haben da die richtige Rakete ausgewählt, um zum Mars zu fliegen.“

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Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: NASA, Florida Today.

Am 27. August gaben NASA-Offizielle bekannt, dass sie eine rigorose Prüfung des SLS, des neuen Schwerlastträgers der NASA, abgeschlossen haben. Diese Prüfung wird auch als „Key Decision Point C“ bezeichnet. Einen solchen Meilenstein in der Entwicklung eines neuen Trägersystems hatte die NASA zuletzt in der Entwicklung des Space Shuttles erreicht. Experten sollten im Rahmen von Key Decision Point C die Entwicklungskosten und den Entwicklungszeitraum bis zu dem Erstflug von SLS bestimmen. Das nun vorliegende Ergebnis lautet, dass die Entwicklungskosten von Februar 2014 bis zum Erstflug des SLS 7,02 Milliarden Dollar betragen werden. Dieser Erstflug, auch EM-1 genannt, sollte ursprünglich im Dezember 2017 steigen. Jetzt soll er nicht später als im November 2018 stattfinden. Zwar möchte man weiterhin auf einen früheren Termin hinarbeiten, es gilt jedoch als unwahrscheinlich, dass das SLS vor 2018 starten kann. Die Wahrscheinlichkeit, dass mit dem vorhandenen Budget dieser neue Zeitplan eingehalten werden kann, beträgt nun 70 %.

„Nach einer genauen Überprüfung können wir heute bestätigen, dass wir ein Budget und einen Zeitplan haben, die uns auf Kurs halten, um Menschen in den 2030ern zum Mars schicken- und wir stehen hinter dieser Verpflichtung“, meinte Robert Lightfoot, der die Überprüfung beaufsichtigte. Der nächste Schritt in der Entwicklung des SLS ist ein Critical Design Review (CDR) der Rakete, eine rigorose Überprüfung des Designs. Es existieren bereits CDRs der Hauptstufe und der Feststoffbooster, nun soll das der gesamten Rakete folgen.

Bereits im Juni warnte das Government Accountability Office (GAO), eine Organisation ähnlich dem Bundesrechnungshof, dass mit dem derzeitigen Budget der Termin für den Erstflug nicht eingehalten werden kann. Für einen Erstflug 2017 würden laut ihrem Bericht dem Budget für die Entwicklung des SLS 400 Millionen Dollar pro Jahr fehlen. Die Obama-Administration weigert sich jedoch, sich für eine Budgeterhöhung einer Rakete einzusetzen, mit der eine weitaus umfassendere bemannte Erkundung des Weltalls als je zuvor möglich ist. Neben bemannten Flügen sind auch große robotische Missionen vorgesehen, die eine äußerst umfangreiche Erkundung selbst der äußeren Planeten des Sonnensystems ermöglichen, weil die Nutzlastkapazität des SLS höher als die aller derzeitig verwendeten Träger ist. Beispielsweise wäre eine kombinierte Lander-Orbiter Mission zu dem Jupitermond Europa oder sogar eine Uranus-Sonde denkbar. Noch fehlt das Geld für solche Expeditionen, jedoch ist zu erwarten, dass spätestens 2018 durch das Ende der Entwicklung des SLS und von Commercial Crew nicht unbeträchtliche Geldmengen freiwerden, die dafür genutzt werden könnten.

Auch wurde im Zuge von Key Decision Point C festgehalten, dass bereits erste Komponenten gefertigt wurden, die tatsächlich bei dem SLS-Erstflug zum Einsatz kommen sollen. Es handelt sich dabei um Ringe, die mithilfe von Rührreibschweißen in der Michoud Assembly Facility (MAF) in New Orleans gefertigt wurden. Diese Ringe werden in der Hauptstufe des SLS verwendet. Sie dient dazu, in zwei großen Tanks den flüssigen Treibstoff aufzubewahren. In diesen Tanks kommen die Ringe nun zum Einsatz: Sie dienen dazu, den zylinderförmigen Teil des Tanks mit dem kuppelförmigen Tankdom zu verbinden. Neben der Verbindung verleihen sie den Tanks auch zusätzliche Stabilität.

Zehn der besagten Zylinder der Tanks wurden ebenfalls bereits gefertigt. Dafür wurden Platten aus Aluminium gewölbt und an den Enden miteinander verschweißt. Diese Zylinder sollen jedoch noch nicht bei dem Erstflug zum Einsatz kommen, sie dienen nur zu Qualifikationszwecken, wie etwa einer Testversion des LH2 (flüssiger Wasserstoff)-Tanks.

Dafür sollen in dem Vertical Assembly Center des MAF, eine gewaltige Maschine zur Fertigung des LH2-Tanks, die Ringe, Dome und Zylinder alle miteinander verbunden werden. Tests der Tanks werden vermutlich nächstes Jahr beginnen, Tests der gesamten Hauptstufe, die auch eine Testzündung der vier RS-25 Triebwerke beinhalten werden, sind gegenwärtig für Ende 2016/Anfang 2017 auf dem B-2 Teststand des Stennis Space Centers in Mississippi geplant.

Diese Tests werden hauptsächlich strukturelle Tests sein, bei denen die Tanks mit Treibstoff befüllt und dann unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt werden, die bei dem Flug des SLS zu erwarten sind, ausgesetzt werden. Doch nicht nur die gewaltige Hauptstufe, sondern auch die beiden Feststoffbooster, die an ihr seitlich angebracht sind, werden während des Fluges enorme strukturelle Belastungen erfahren. Deshalb wurde Anfang August erneut (es gab bereits im Mai erste Tests) die obere Verkleidung der Booster getestet. Strukturelle Tests an ihr sind aus dem Grund so wichtig, dass die obere Verkleidung mit der Hauptstufe verbunden ist. Deshalb wird an ihr der immense Schub der Feststoffbooster auf die Hauptstufe übertragen. Aus diesem Grund stellt die obere Verkleidung ein kritisches, strukturell stark beanspruchtes Teil dar. Sie befindet sich über dem mit Feststoff gefüllten Motor und enthält die Avionik der Booster, die für den Einsatz am SLS verbessert wurde. Die Tests liefen derart ab, dass man verschieden starke Kräfte auf das Objekt ausübte und so verschiedene Flugszenarien simulierte. MarsDas CDR der Booster wurde ebenfalls Anfang August abgeschlossen, nun bereitet die Herstellerfirma ATK eine erste Testzündung des neuen 5-Segmente Boosters am Ende dieses Jahres vor, genannt QM-1 für Qualification Motor 1.

Eine solche Zündung eines einzelnen Feststoffbooster wird bereits enormen Lärm verursachen, ist jedoch kein Vergleich zu dem Geräuschpegel bei dem Start des gesamten SLS. Die Schallwellen während des Starts könnten sogar derart energiereich sein, dass sie das SLS beschädigen. Um das zu verhindern, erforscht die NASA in dem Marschall Space Flight Center Technologien, um den Schallpegel während dem Start des SLS zu senken. Für diese Tests werden vier voll funktionstüchtige Flüssigkeits- und zwei Feststofftriebwerke eines 1:20 Modell des SLS gezündet, wie bei dem realen Träger. Das Modell kann in verschiedenen Höhen angebracht werden um herauszufinden, wie stark die Geräuschbelastung bei verschiedenen Abständen zur Startrampe ist. An dieser simulierten Startrampe ist ein System angebracht, welches Wasser zur Unterdrückung von Schallwellen verprüht. Durch die Analyse der Daten, die während dieser Tests gesammelt werden, kann das Design des Sound Suppression Systems auf der realen Startrampe verbessert werden.

Die Testzündung am 28. August –insgesamt die 34. – diente dazu, den Geräuschpegel des SLS zu bestimmen, wenn es sich etwa 50 m über der Startplattform befindet. Die Tests mit dem Modell sind fast abgeschlossen, sie begannen im Januar und sollen im Herbst enden. Die zuständigen Ingenieure sind mit den erreichten Ergebnissen zufrieden.

Das SLS soll künftig als neue Schwerlastrakete der NASA dienen. Seine Technik basiert auf dem außer Dienst gestellten Space Shuttle. Unter anderem will man auf ihr das Orion- bzw. MPCV-Raumschiff zu verschiedenen Zielen jenseits niedriger Erdumlaufbahnen (low earth orbits, LEOs) starten. Derzeit ist geplant, nicht später als 2018 mit der Mission EM-1 den Erstflug durchzuführen. Dabei soll ein unbemanntes MPCV mit einem europäischen Servicemodul am Mond vorbei fliegen. 2021 soll ein ähnlicher Flug bemannt stattfinden, und es wird darüber nachgedacht, bei diesem Flug einen zuvor eingefangenen Asteroiden anzufliegen und zu untersuchen. Spätere Flüge sollen verschiedene Ziele anfliegen, um bemannte Marsflüge in den 2030er Jahren vorzubereiten. Diese Vorgehensweise nennt die NASA „Flexible Path“. Der Erstflug der Orion MPCV-Kapsel soll noch dieses Jahr stattfinden. Eine Rakete vom Typ Delta-IV-Heavy soll bei der Mission EFT-1 die unbemannte Raumkapsel bis auf einen Abstand von rund 5.500 km von der Erde schicken.

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Der Beitrag SLS besteht Key Decision Point C erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: NASA, ATK, raumfahrer.net.

Die Entwicklung der neuen Schwerlastrakete der NASA, das Space Launch System (SLS), macht stetig Fortschritte. Ein Meilenstein dieser Entwicklungsarbeiten besteht darin, dass das Team, das für die Entwicklung der Booster zuständig ist, am 6. August erfolgreich das Critical Design Review, eine rigorose Designprüfung, für diese Komponente abgeschlossen hat. An diesem Prozess, bei dem fast 1.200 Dokumente bezüglich der Feststoffbooster im Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, begutachtet und überprüft wurden, waren mehr als 330 Experten von verschiedenen NASA-Zentren und der Herstellerfirma ATK waren beteiligt. „Diesen Meilenstein zu erreichen, ist eine große Errungenschaft für die NASA und ATK, um die Booster für das Space Launch System zu bauen“, meinte Charlie Precourt, Vizechef von ATK.

Mit diesem abgeschlossenen Critical Design Review können nun Qualifikationstests des Designs der Feststoffbooster beginnen. Ein Bestandteil dieser Tests ist die Testzündung eines Boosters, genannt QM-1 (Qualification Motor-1). Dieser Test soll Ende 2014/ Anfang 2015 auf einer ATK-Einrichtung in Promontory, Utah, stattfinden. Dabei soll ein waagerecht am Boden befestigter Feststoffbooster für Testzwecke gezündet werden. Danach ist geplant, 2016 mit dem Design Certification Review die Booster für ihren Einsatz zu zertifizieren. Ebenfalls soll in diesem Jahr das SLS Vertical Assembly Center (nicht zu verwechseln mit dem Vehicle Assembly Building), in dem die Treibstofftanks der Hauptstufe gefertigt werden sollen, eröffnet werden. Auch eine Testzündung eines RS-25 Triebwerks, wie es in der Hauptstufe des SLS eingesetzt werden soll, wird noch dieses Jahr stattfinden. Frühere, bereits erreichte SLS-Meilensteine bezüglich der Feststoffbooster beinhalteten Tests mit der Verkleidung, der Avionik und der Kontrollsysteme.

Bei einem Flug des Space Launch Systems sollen zwei seitlich angebrachte Feststoffbooster zum Einsatz kommen. Sie basieren auf den SRBs des Space Shuttles, sollen jedoch statt über vier über fünf Segmente des Treibstoffs HTBP verfügen. Mit der Entwicklung derartiger Booster wurde bereits im Zuge des inzwischen gestrichenen Constellation-Programms begonnen. Ein einzelner Booster des Space Launch Systems wird 53,86 m lang, 3,71 m breit und 731,88 t (mit Treibstoff befüllt) schwer sein. Er soll fast 14 MN Schub über zwei Minuten lang produzieren können. Nahezu unverändert von dem SRB des Shuttles werden Planungen zufolge die Struktur, die Hülle aus Stahl, die Schubvektorsteuerung und die Düse übernommen werden. Neu werden jedoch neben dem fünften Segment Treibstoff die verbesserte Avionik und die Hülle, die auf den giftigen Stoff Asbest verzichtet, sein.

Das SLS soll künftig als neue Schwerlastrakete der NASA dienen. Unter anderem will man auf ihr das Orion- bzw. MPCV- Raumschiff zu verschiedenen Zielen jenseits niedriger Erdumlaufbahnen (low earth orbits, LEOs) starten. Derzeit ist geplant, Ende 2017 mit der Mission EM-1 den Erstflug durchzuführen. Dabei soll ein unbemanntes MPCV mit einem europäischen Servicemodul am Mond vorbei fliegen. 2021 soll ein ähnlicher Flug bemannt stattfinden, und es wird darüber nachgedacht, bei diesem Flug einen zuvor eingefangenen Asteroiden anzufliegen und zu untersuchen. Der Erstflug der Orion MPCV-Kapsel soll noch dieses Jahr stattfinden. Eine Rakete vom Typ Delta-IV-Heavy soll bei der Mission EFT-1 die unbemannte Raumkapsel bis auf einen Abstand von rund 5.500 km von der Erde schicken.

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Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: Florida Today, GAO, NASA, NSF, The Huntsville Times.

Das GAO überwacht für den Kongress der Vereinigten Staaten von Amerika die Verwendung von Steuergeldern. Der vor rund anderthalb Wochen herausgegebene Bericht des GAO hält fest, dass im Budget für das SLS 400 Millionen Dollar fehlen, um das SLS gemäß des Zeitplans zu realisieren. Nach Angaben von NASA-Offiziellen besteht ein 90-prozentiges Risiko, dass der Erstflug des SLS nicht wie geplant 2017 stattfinden kann.

Die gegenwärtige Schätzung für die Entwicklungskosten liegt bei 12 Milliarden Dollar. Es besteht nun die Gefahr, dass das SLS entweder teurer als diese Summe wird oder dass sich der Erstflug verzögert. Ähnliche Kosten- und Zeitplanprobleme – wenn auch größeren Ausmaßes – haben Präsident Obama veranlasst, vor rund vier Jahren das Constellation-Programm zu streichen. Ursachen für die aktuellen Probleme sind die Entscheidung der NASA, den Zeitplan für die Entwicklung der Hauptstufe der neuen Rakete zu straffen, und Schwierigkeiten mit Komponenten, die nicht speziell für das SLS konstruiert wurden waren, wie beispielsweise der aus dem Constellation-Programm übernommene 5-Segmente-Feststoffbooster.

Der Report der GAO hält jedoch auch fest, dass die NASA bei der Entwicklung sichtbare Fortschritte macht. Ein Beispiel für diese Fortschritte ist, dass das Triebwerkstestprogramm für die in der Hauptstufe des SLS verwendeten RS-25-Triebwerke begonnen hat. Letzte dienten schon als Haupttriebwerke des Space Shuttles, sie wurden aus den Orbitern ausgebaut und müssen für ihren Einsatz im SLS modifiziert werden. Vor rund zwei Wochen wurde das RS-25 Nummer 0525 für Triebwerkstests im Teststand A-1 des Stennis Space Centers installiert. Das Triebwerk 0525 ist allerdings ein Entwicklungstriebwerk, das nie bei einer Space Shuttle-Mission zum Einsatz kam. Mit den Triebwerkstests, die in den kommenden Wochen beginnen sollen, möchte man Daten bezüglich der neuen Triebwerks-Kontrolleinheit und anderer Modifikationen sammeln.

Auch ein neuartiger Diffusor für das SLS wurde getestet. Ein Diffusor ist ein Bauteil, das bei der Kontrolle des Drucks von flüssigem Raketentreibstoff in Treibstofftanks hilft, und der Verteilung des zur Bedrückung benutzen Gases im Tank dient. Ein solches Bauteil ist bei Raketen nicht unüblich, jedoch unterscheidet sich der Diffusor für das SLS, entwickelt am Marshall Space Flight Center (MSFC) in Huntsville, erheblich von den bisher verwendeten. Er ist wesentlich kleiner und ermöglicht durch seinen niedrigeren Platzverbrauch, dass mehr Treibstoff in die Tanks gefüllt werden kann. Dadurch kann die Nutzlast erhöht werden. Die ersten Tests des Diffusors sind bereits abgeschlossen, weitere sollen folgen. Bei den absolvierten Tests hat man den Diffusor an eine Testvorrichtung angeschlossen und Geschwindigkeitsdaten gesammelt, um die beim Entwurf des Diffusors eingesetzten Computermodelle zu verbessern.

Das SLS soll künftig als neue Schwerlastrakete der NASA dienen. Unter anderem will man auf ihr das Orion- bzw. MPCV-Raumschiff zu verschiedenen Zielen jenseits niedriger Erdumlaufbahnen (low earth orbits, LEOs) starten. Derzeit ist geplant, Ende 2017 mit der Mission EM-1 den Erstflug durchzuführen. Dabei soll ein unbemanntes MPCV mit einem europäischen Servicemodul am Mond vorbei fliegen. 2021 soll ein ähnlicher Flug bemannt stattfinden, und es wird darüber nachgedacht, bei diesem Flug einen zuvor eingefangenen Asteroiden anzufliegen und zu untersuchen. Der Erstflug der Orion MPCV-Kapsel soll noch dieses Jahr stattfinden. Eine Rakete vom Typ Delta-IV-Heavy soll bei der Mission EFT-1 die unbemannte Raumkapsel bis auf einen Abstand von rund 5.500 km von der Erde schicken.

Der Beitrag NASAs Space Launch System fehlen 400 Millionen Dollar erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Clormann. Quelle: NASA, nasaspaceflight.com, Raumcon.

Das SLS stellt das momentane Planungsdesign der NASA für einen zukünftigen, bemannt oder unbemannt verwendbaren, Schwerlastträger dar. Primäres Ziel ist es, nach dem Ende des Shuttle-Programms 2011, langfristig wieder Menschen zu variablen Zielen ins All befördern zu können. Insbesondere sollen Raumfahrer und schweres Material über den Low Earth Orbit (LEO) hinaus transportiert werden können, um etwa bemannte Mond- und Mars-Missionen möglich zu machen.

Nach der endgültigen Einstellung des Constellation-Programms im Jahr 2010, hat das SLS in der Konzeption dessen Aufgaben teilweise übernommen. Statt einer umfangreichen Neuentwicklung geeigneter Trägersysteme soll das SLS jedoch auf bewährte Technologien des Shuttles sowie der Saturn-, Delta- und Altas-Raketenfamilien zurückgreifen. Bisher ist nur eine erste Variante des Trägers im Entwicklungsprozess weiter fortgeschritten. Mit ihr soll bei einer unbemannten Auftakt-Mission noch 2017 der Mondorbit erreicht werden. Vier Jahre später ist, im Zuge des zweiten Starts, ein bemannter Mondorbit mit der Orion-Kapsel als Ziel ausgegeben.

Die neueste Forschungs- und Entwicklungskooperation der NASA soll offenbar Konzepte und Technologien für eine leistungsgesteigerte Weiterentwicklung des SLS fördern. Mit einem solchen, weiter ausgebauten, Trägersystem wären beispielsweise auch umfangreichere, bemannte Missionen zum Mars oder zur Erkundung erdnaher Asteroiden möglich. Die nun bereitgestellten Mittel der NASA sind breit gestreut auf verschiedenste Bereiche und umfassen unter anderem:

• Werkstoffeigenschaften von Triebwerksmaterialien
• verbesserte Schweißverfahren
• zerstörungsfreie Bauteilprüfung
• Simulation von Verbrennungsvorgängen im Triebwerk
• Weiterentwicklung von Turbopumpen
• Hochleistungs-Energiespeicher
• elektronische Datenbanksysteme

Zunächst ist die finanzielle Kooperation mit den beteiligten Universitäten auf ein Jahr befristet. Die NASA behält sich jedoch zum jetzigen Stand spätere Verlängerungen der Zusammenarbeit vor.
Für den weiteren Weg des SLS-Projekts insgesamt lassen sich aus dieser neuen Entwicklung noch keine direkten Schlüsse ziehen. Über das Jahr 2021 hinaus bleiben die Perspektiven für den neuen Schwerlast-Träger weiterhin eher ungewiss. Noch steht kein konkretes Programm in den Startlöchern, das einen weiter ausgebauten, für die bemannte Raumfahrt qualifizierten, Schwerlastträger in den nächsten Jahrzehnten notwendig macht. Solange der US-amerikanische Haushalt, und damit das NASA-Budget, strikten Sparmaßnahmen unterworfen ist, rückt der menschliche Mars-Flug potentiell in weite Ferne.

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Der Beitrag NASA fördert Langzeitentwicklung des SLS erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Daniel Maurat. Quelle: NSF, Raumcon, flightglobal.com.

Startplattform

Für den neuen Träger braucht man auch eine neue Startplattform, einen sogenannten ML (engl. Mobile Launcher für mobiler Starter), welcher die Rakete von der Integration im VAB (Vehicle Assembly Building) am Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida, zu einem der Startplätze des Komplexes 39 (LC 39) bringt, der bis zum eigentlichen Start in den Weltraum als Stabilisation und Schutz vor Wind dient und die Verbindung zu den elektrischen Systemen und den Datenleitungen herstellt, die benötigt werden, um den Zustand der Rakete zu überprüfen. Außerdem braucht man solch eine Startplattform auch dazu, die Rakete auf der Startrampe zu betanken und, wie im Falle des SLS, die Besatzung in ihre Raumkapsel einsteigen zu lassen. Man sieht also, dass solch eine Startplattform eine ganze Reihe von Aufgaben hat.

Wenn man sich im Kennedy Space Center umsieht, kann man einen über 100 m hohen Turm sehen, der stark an die Startplattformen der Apollo-Ära mit ihren Saturn-Raketen erinnert: Diese Startplattform wurde vor einigen Jahren für die inzwischen eingestellte Ares I des Constellation-Programms gebaut. Nachdem eben jenes Programm im Februar 2010 durch US-Präsident Obama beendet wurde, brauchte man für diese neu gebaute MLP einen besseren Verwendungszweck als den eines neuen Aussichtturms über den Weltraumbahnhof. Diesen erhielt es mit dem SLS, dem neuen Schwerlastträger, der aus der Asche sowohl des Constellation- als auch des Shuttle-Programms aufstieg. Aber diese Startplattform in ihrem jetzigen Zustand hat einen Nachteil: Sie ist für eine völlig andere Rakete mit völlig anderem Stufenkonzept ausgelegt. So hatte die Ares I als Erststufe einen Feststoffbooster, ähnlich derer des Space Shuttles. Das SLS aber ähnelt mehr einem Shuttle auf der Startrampe, nur ohne Orbiter, mit den Triebwerken am Tank montiert und der Nutzlast an der Spitze. Dies machte Umbauarbeiten von vorn herein unumgänglich.

In den letzten Monaten hat man sich bei der NASA um dieses Thema redlich Gedanken gemacht, da man auch eine Reihe von Versorgungsarmen braucht, um die Rakete zu betanken etc. Dabei hat man sich bis dato auf eine Reihe von Versorgungsstrukturen geeinigt, die an die Startplattform angebaut werden sollen. Dabei handelt es sich um folgende Strukturen:

• Die beiden Tail Service Mast Umbilicals (TSMUs) bilden das Betankungssystem für die Kernstufe des SLS. Sie werden sich gegenüber des Service-Turms sowie des Trägers befinden. Jeder dieser TSMUs betankt die Stufe mit einem anderen Treibstoff, namentlich die kryogenen Substanzen flüssiger Wasserstoff und flüssiger Sauerstoff. Die beiden TSMUs bestehen dabei aus je einem schwenkbaren Arm, welcher beim Start in eine integrierte Schutzhülle geschwenkt wird, die die Leitungen vor den Abgasen der Triebwerke schützen soll. Sie ähneln dabei einem Betankungssystem, das schon bei der Saturn V für deren Erststufe genutzt wurde.
• Eine Rakete braucht natürlich auch einen festen Halt, damit sie nicht umkippt. Dazu werden insgesamt acht Vehicle Support Posts (VSPs) zur Verfügung stehen. Auf je vier von ihnen wird je ein Booster gelagert und beide mit Sprengbolzen verbunden. Bei der Zündung der Booster werden die Bolzen weggesprengt und die Rakete kann abheben. Das System wird vom Shuttle-Programm übernommen.
• Doch die Booster brauchen nicht nur eine mechanische Verbindung zur Startrampe, sondern auch eine elektrische sowie eine Datenverbindung zum Kontrollzentrum. Dafür wird je ein Aft Skirt Umbilical (ASU) pro Booster zur Verfügung stehen. Diese werden ebenfalls im Moment des Starts vom Booster getrennt und dann in einen integrierten Schutzraum eingefahren.
• Da das SLS eine etwa sechs Kilometer lange Straße vom VAB zur Startplattform überwinden muss, braucht es so genannte Vehicle Stabilizer (VS). Es handelt sich dabei um Hydraulikkolben, die Schwingungen der Rakete abfedern und somit das Gesamtsystem SLS stabil halten.
• Beim Space Shuttle gab es die ET Vent Line, ein Entlüftungssystem für den Wasserstofftank. Überschüssiger gasförmiger Wasserstoff wurde abgepumpt und in einiger Entfernung verbrannt, um so eine Knallgasexplosion an der Startrampe zu verhindern. Ein ähnliches System ist mit der Core Stage Inter-Tank Umbilical (CSITU) in Planung. Es soll am Wasserstoffentlüfungsventil an der Zwischentanksektion zwischen den beiden Tanks befestigt werden und die Aufgabe der ET Vent Line übernehmen. Zunächst war angeblich geplant, eben jene Vent Line der zurzeit im Abriss befindlichen Strukturen des LC 39, welche für das Shuttle gebraucht wurden, wiederzuverwenden. Dieser Plan wurde aber aufgegeben.
• Es gibt jedoch auch Versorgungsstrukturen, deren Einsatz noch nicht sicher ist. Zu jener Gruppe gehört sicherlich der Core Stage Forward Skirt Umbilical (CSFSU). Er soll am oberen Ende der Kernstufe befestigt werden und den Arbeitern an der Startrampe einen Zugang zur Stufe gewährleisten. Zu dieser Kategorie gehören ebenfalls die zwei Vehicle Access Arms (VAAs), die die gleiche Aufgabe haben wie der CSFSU.
• Für die ersten Flugmodelle des SLS, den sogenannten Block-1A-Modellen, ist eine Interim Cryogenic Propulsion Stage (iCPS), also eine vorübergehend zu verwendende kryogene Oberstufe geplant. Sie wird die Zeit bis zu den beiden eigentlichen Oberstufen, welche wohl erst Mitte der 2020er beziehungsweise Anfang der 2030er Jahre zur Verfügung stehen werden, überbrücken. Die iCPS, welche auf der Oberstufe der Delta IV Heavy basieren soll, braucht natürlich ebenfalls Betankungsanlagen etc., genauso wie die Kernstufe. Für diese Aufgaben ist der Interim Cryogenic Propulsive Stage Umbilical (iCPSU) geplant. Dieser Arm soll dabei den Strukturen ähneln, welche schon heute am Startkomplex 37B, von wo die Delta IV startet, eingesetzt werden.
• Für die Hauptnutzlast des SLS, das Raumschiff Orion, braucht man ebenfalls Versorgungsstrukturen. Dafür zuständig sein wird der Orion Service Module Umbilical (OSMU), welcher über Treibstoff-, Strom- sowie Datenleitungen verfügen wird. Er wird am Service-Modul von Orion befestigt sein und auch erst beim Start von diesem getrennt.
• Schließlich braucht eine Rakete, deren Nutzlast ein bemanntes Raumschiff ist, auch eine Zugang für die Astronauten, damit sie in ihr Raumschiff einsteigen können. Diese Aufgabe fällt dem Crew Access Arm (CAA) zu. Er besteht dabei aus einer schwenkbaren Brücke sowie einem Reinraum, der sogenannten Environmental Chamber (EC), in der die Astronauten durch das Startplattformpersonal für den Einstieg in das Raumschiff bereit gemacht werden. Das Personal dort wird den Astronauten außerdem helfen, in das Raumschiff einzusteigen sie festschnallen sowie weitere Aufgaben übernehmen. Für den CAA gibt es Überlegungen, denjenigen zu nehmen, der auch im LC 39A verbaut wurde, ihn zu recyceln und umzubauen, um den veränderten Anforderungen gerecht zu werden. Er wird auch Bestandteil des Rettungssystems der Astronauten, des so genannten Emergency Egress System (EES), sein.

Booster

Die derzeit für Block 1A geplanten Booster sind eine Weiterentwicklung der bisherigen Shuttle-Booster, welche über fünf mit Treibstoff gefüllten Segmenten verfügen werden statt der bisherigen vier der Shuttle-SRBs (Solid Rocket Booster – Feststoffzusatzrakete). Ab dem fünften Flug, der für 2025 geplant ist, sollen neue Booster die Rakete antreiben. Für diese läuft derzeit eine Ausschreibung zwischen ATK, dem Hersteller der Shuttle-Booster und der neuen Fünf-Segment-Booster, sowie Dynerics und Pratt & Whitney Rocketdyne (PWR), die einen Booster auf Flüssigtreibstoffbasis, namentlich mit Kerosin und flüssigem Sauerstoff, entwickeln wollen. Als Antrieb sollen zwei modernisierte Rocketdyne F-1A-Triebwerke auf Basis der Triebwerke der Erststufe der Saturn 5 dienen. Bei der Produktion der Triebwerke sollen modernste Anlagen der NASA, welche noch für das Constellation-Programm gebaut wurden, genutzt werden und ein kompletter Test aller Komponenten innerhalb eines 30-monatigen Entwicklungsprogramms erfolgen. Schon in der Block-1-Variante wäre eine solche Rakete in der Lage, eine Nutzlast von 120 t zu starten. Mit den Boostern von ATK wäre das nur mit der Block 2-Variante, also mit der neuen, großen Oberstufe, machbar.

Eine weitere Möglichkeit für diesen Booster neben dem Einsatz beim SLS ist eine Nutzung als Erststufe für einen eigenen Träger. So gibt es Überlegungen, den Booster um eine Oberstufe zu erweitern. Eine Möglichkeit wäre, die Oberstufe der eingestellten Ares I zu benutzen, die den gleichen Durchmesser hat wie der Booster. Damit wäre es auch möglich, die Orion-Kapsel in den erdnahen Orbit zu bringen, ohne gleich das dafür überdimensionierte SLS zu benutzen.

Nutzlastverkleidungen
Auch in Sachen Nutzlastverkleidungen gibt es bei der NASA Pläne für die Zukunft: Neben dem Auftrag, ein Schwerlastträger als Basis für die Exploration des Sonnensystems, vor allem etwa von erdnahen Asteroiden oder des Mars, zu sein, gibt es auch Gedanken für eine anderweitige Nutzung. Das sind etwa der Start von wissenschaftlichen Nutzlasten, wie großen Teleskopen zu den Lagrangepunkten, aber auch der Start einer geplanten Raumstation am Lagrangepunkt 2 des Erde-Mond-Systems. Letzterer befindet sich etwa von der Erde gesehen rund 40.000 km hinter dem Mond. Um die Module einer Station dorthin zu bringen, braucht man einen Träger wie das SLS und dieses eine passende Nutzlastverkleidung, damit die Nutzlasten den Flug durch die Erdatmosphäre unbeschadet überstehen. So soll es zwei grundlegende Arten von Nutzlastverkleidungen geben: Eine mit kleineren Durchmesser, welche für die iCPS-Stufe geeignet ist, sowie eine größere Verkleidung mit 8 m Durchmesser, welche sowohl mit als auch ohne eine Oberstufe einsetzbar sein wird. Es soll sie in verschiedenen Längen geben sowie eine spezielle Version für einen bemannten Flug mit dem Orion-Raumschiff.

Zusammenfassung
Man sieht an diesen ganzen neuen Nachrichten, dass die Entwicklung des SLS trotz des sehr stark gestreckten Zeitplans in vollem Gange ist. Doch neben dem Projekt Schwerlastträger gibt es auch andernorts bei der NASA Fortschritte: So geht es im Kennedy Space Center weiter mit dem Orion-Raumschiff, welches 2014 bei der Mission ETF-1 zum ersten Mal die Erde in Richtung Weltraum verlassen soll. Alles in allem kann man sagen, dass die NASA auf dem richtigen Weg ist und der Traum von der Erforschung des Sonnensystems langsam Gestalt annimmt.

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• SLS-Thread (ab dem 5. November 2012)
• MLP und Launchtower allgemein

Der Beitrag Neues vom SLS erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Klaus Donath. Quelle: raumfahrer.net.

Für das US-Raumfahrtprogramm bedeutet die Konstanz Planungssicherheit. Ein neuer Präsident hätte vielleicht für ähnliche Umbrüche gesorgt, wie sie Obama vor vier Jahren angestoßen hat. Er beendete 2009 das von George W. Bush initiierte Constellation-Programm und brachte die kommerzielle Raumfahrt voran. Erste Erfolge sind bereits zu sehen. SpaceX erreichte die ISS dieses Jahr bereits zwei mal unbemannt und macht auch erhebliche Fortschritte auf dem Weg, wieder Astronauten für die USA zu transportieren. Auch Orbital Sciences ist auf gutem Weg, nächstes Jahr erste Fracht mit ihrer Antares-Rakete zur Raumstation zu liefern.

Gleichzeitig gehen damit auch die Arbeiten am „Space Launch System“ SLS, der in Entwicklung befindlichen Schwerlastrakete von der Größe der Mondrakete Saturn V, weiter. Der Erststart ist für 2017 vorgesehen und möglicherweise beteiligt sich auch Europa an dem Projekt, indem es das Versorgungsmodul für das verwendete Orion-Raumschiff beisteuert. Diese und andere Entscheidungen stehen bei der kommenden ESA-Ministerratskonferenz am 20. & 21. November an, in der sich dann die Zukunft der europäischen Raumfahrt entscheidet. Die Wiederwahl von Präsident Obama spielt auch bei den dort anstehenden Entscheidungen eine wichtige Rolle.

Obwohl sich in den USA kein strategischer Wechsel andeutet, so muss die NASA wahrscheinlich in Zukunft mehr denn je um ihr Budget kämpfen. Das Ziel Obamas, den Staatshaushalt zu sanieren, dürfte in den nächsten Jahren auch die NASA treffen. Ob das langfristige Ziel der NASA, Menschen auf den Mars zu transportieren, damit unerreichbar wird, muss sich zeigen.

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• Wahlen in den USA und die Auswirkungen auf die NASA

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Autor: Daniel Maurat.

Geschichte

Die Geschichte dieses Trägers begann schon im Jahr 2005, zur Zeit der ESAS-Studie (Exploration Systems Architecture Study). Damals suchte die NASA ein Konzept für die neu zu entwickelnde Schwerlastrakete, die man zum Erreichen des Mondes brauchen würde. Eine Idee war dabei ein Shuttle Delivered Launch Vehicle (SDLV), welche vor allem Komponente aus dem Space Shuttle-Programms nutzen sollte. Die Idee dahinter war, den Externen Tank (ET) mit dem SSME-Triebwerk des Shuttles auszustatten und die Feststoffbooster weiter zu nutzen. Die Nutzlast, entweder eine Raumkapsel oder zusätzlich noch eine Oberstufe, sollte dann auf die Rakete gesetzt werden. Die NASA entschied sich aber für das Ares-Konzept, dass auf viele neu zu entwickelnde Technologien setzte. 2006 schlossen sich eine Reihe von Experten, etwa Ingeneure, NASA-Manager und Journalisten, zusammen und starteten das Projekt DIRECT, welches auf dem SDLV-Konzept der ESAS-Studie aufbaute. Im Laufe von vier Jahren verfeinerte man das DIRECT-Konzept und die vorgeschlagene Rakete Jupiter und es wurde vor allem in der Raumfahrt-Community sehr beliebt, vor allem nach einer Reihe von massiven Kostensteigerungen im Constellation-Programm, vor allem bei den Trägerraketen Ares I und Ares V. Dies führte 2009 zum Human Spaceflight Commitee, auch als Augustine-Komitee, benannt nach dem Vorsitzenden, Norman Augustine, und schließlich im Februar 2010 zur Einstellung des Programms durch den US-Kongress und Präsident Barack Obama. Danach sah es zunächst düster für die zukünftige US-amerikanische Raumfahrt aus.

Im Laufe des Jahre 2010 wurden eine Reihe von Konzepte vorgestellt, die auch schon in der ESAS-Studie vorkamen. Dabei waren vier Varianten in der engeren Auswahl. Die erste war das Sidemount-Konzept, welches am ehesten auf dem Space Shuttle beruht. Dabei würde der Orbiter durch eine Triebwerkssektion aus drei SSMEs ersetzt werden und drauf käme eine große Nutzlastverkleidung, in der die Nutzlast transportiert werden könnte. Das zweite Konzept baute auf dem Konzept der Saturn 5 des Apollo-Programms auf, wobei die Rakete nur flüssige Treibstoffe einsetzen sollte. Das dritte Konzept wurde vor allem von der United Launch Alliance, dem Vermarkter der Atlas V und der Delta IV, unterstützt. Dabei sollte aus den EELVs, der Atlas V und der Delta IV, eine Schwerlastrakete entwickelt werden. Das vierte Konzept schließlich war die Jupiter aus dem DIRECT-Konzept, welche aber eine Reihe von Variationen aufwies. So gab es etwa Pläne für Flüssigtreibstoffbooster oder für eine Reihe von Oberstufen. Im Oktober 2010 entschied man sich schließlich zugunsten eines DIRECT-ähnlichen Konzeptes, welches von der Community begrüßt und von der DIRECT-Mannschaft als Erfolg verbucht wurde. Die neue Rakete wurde von da an als Space Launch System (Weltraum-Startsystem), auch SLS, bezeichnet. Sie sollte von nun an sowohl Fracht in den Erdorbit bringen und auch das bemannte Raumschiff Orion (auch MPCV für Multi-Purpose Crew Vehicle) aus dem Constellation-Programm starten.

Im Laufe des Jahres 2011 wurde das Konzept des SLS weiter verfeinert. So beschloss man, die übrigen SSME-Triebwerke aus dem Space Shuttle-Programm für die ersten Starts des Trägers zu nutzen. Auch kam es zu Diskussionen um die Anzahl der Triebwerke der Erststufe. Schließlich beschloss man folgende Konfiguration:

• Als Booster sollen zunächst 5-Segmente-Booster verwendet werden, die noch aus dem Constellation-Programm stammen. Eine Ausschreibung für die Booster wurde ausgerufen, wobei der Gewinner den Booster herstellen soll. Es wird entweder der 5-Segment-Booster oder ein völlig neuer Flüssigbooster sein.
• Als Erststufe nutzt man einen überarbeiteten ET des Space Shuttles mit zunächst drei, ab dem elften Flug fünf SSMEs als Antrieb.
• Optional soll eine Oberstufe genutzt werden. Dabei stehen die Zweitstufe der Delta IV, die neu zu entwickelnde Cryogenic Propulsion Stage sowie eine große Oberstufe für schwere Nutzlasten oder hohen Geschwindigkeiten zur Verfügung.

Darüber hinaus soll Hardware genutzt werden, die für das Constellation-Programm entwickelt wurden. Dies schließt das MLP (Moblie Startplattform) der Ares I sowie das Oberstufentriebwerk J-2X ein. Im September 2011 schließlich stellte die NASA das neue Design der Rakete vor. Sie erinnerte nun von der Farbe stark an die alten Saturn-Raketen.

Versionen

Das SLS soll in drei Versionen verfügbar sein:

• Der Block 1 ist die am frühesten verfügbare Konfiguration des SLS. Die Erststufe entspricht einem verlängerten ET des Space Shuttles mit drei oder fünf Haupttriebwerken. Als Booster nutzt man den neu entwickelten 5-Segment-Booster aus dem Constellation-Programm. Als Oberstufe soll eine Oberstufe der Delta IV mit einem Durchmesser von 5 m genutzt werden. Diese wird man-raded sein, also verbessert für den bemannten Gebrauch. Mit diesem Träger sollen die bemannten Orion-Raumschiffe gestartet und verifiziert werden. Auch sollen erste Missionen wie etwa ein zirkumlunarer Flug möglich sein.
• Der Block 1a entspricht der Block 1, nutzt aber eine neue Oberstufe, die Cryogenic Propulsion Stage (CPS). Mit ihr sollen die ersten Frchtflüge, aber auch bemannte Flüge stattfinden.
• Der Block 2 schließlich nutzt eine neue noch zu entwickelnde Oberstufe mit drei Triebwerken vom Typ J-2X als Antrieb. Mit ihr sollen vor allem schwere Nutzlasten, etwa Teile für ein Mars- oder ein NEO-Raumschiff, transportiert werden.

Technik

Das SLS basiert auf Technologie, welche entweder für das Shuttle, das Constellation-Programm oder die Saturn-Raketen entwickelt wurden:

• Die Feststoffbooster, die RSRMs (Reusable Solid Rocket Motors für wiederverwendbarer Feststoffmotor), bringen den Großteil des Startschubes auf. Ein einzelner Booster besteht aus fünf einzelnen Segmenten, die während der Montage der Rakete miteinander verbunden werden. Ein einzelner Booster ist 53,86 m lang, hat einen Durchmesser von 3,71 m und wiegt voll betankt 731,88 t. Das von ATK gebaute Triebwerk liefert für eine Brenndauer von 124 Sekunden einen Schub von 13.964 kN. Als Treibstoff nutzt man den Festtreibstoff HTPB. Es kann aber sein, dass nach der Booster-Ausschreibung der NASA ein völlig anderer Booster verwendet wird.

• Die Hauptstufe basiert auf dem Externen Tank (ET) des Space Shuttles, wurde aber im Gegensatz zum Vorbild verlängert und verfügt über eine veränderte Struktur, um eine Oberstufe und die Haupttriebwerke aufzunehmen. Sie ist 64 m lang, hat einen Durchmesser von 8,2 m, wobei das Startgewicht noch unbekannt ist. Zunächst sollen nur drei Triebwerke vom Typ Rocketdyne RS-25D, auch bekannt als SSME, genutzt werden mit einem Schub von 1.817 kN. Die Brenndauer ist noch nicht bekannt. Später sollen bis zu fünf Triebwerke vom Typ RS-25D/E genutzt werden, die im Gegensatz zum SSME vereinfacht sind, da sie nicht mehr auf Wiederverwendbarkeit ausgelegt sein müssen. Die Leistungsdaten bleiben dieselben. Als Treibstoff nutzt man den im Space Shuttle genutzten Triebstoffmix aus LH₂ (flüssiger Wasserstoff) als Treibstoff und LOX (flüssiger Sauerstoff) als Oxydator.
• Eine Oberstufe für die Rakete ist die iCPS, die Iterim Cryogenic Propulsion Stage, welche nichts anderes als eine Oberstufe der Detla IV+ 5-Serie und der Delta IV Heavy ist, die für den bemannten Betrieb optimiert ist. Sie ist 12 m lang, hat einen Durchmesser von 5,1 m und wiegt voll betankt 30,7 t. Das einzelne Pratt&Whittney RL-10B-2-1-Triebwerk liefert für eine Brenndauer von 1.130 Sekunden einen Schub von 110 kN. Als Treibstoff nutzt man LH₂, als Oxydator LOX.

• Eine weitere Oberstufe ist die Cryogenic Propulsion Stage (CPS), welche neu entwickelt wird. Die CPS hat eine Länge von 13 m, hat einen Durchmesser von 7,5 m und wiegt voll betankt 79 t. Das Triebwerk steht noch nicht fest, es sollte aber einen Mindestschub von etwa 133,45 kN haben. Als Triebwerke stehen eine Reihe von Variationen des RL-10 und das J-2X sowie die europäischen Triebwerke Vulcain 2 und Vinci oder das japanische LE-5B zur Diskussion. Als Brenndauer werden bisher maximal 3000 Sekunden angegeben. Als Triebstoffmix steht schon LH₂ als Treibstoff und LOX als Oxydator fest.
• Die letzte Oberstufe hat zwar noch keinen Namen, soll aber in der Block 2 SLS eingesetzt werden. Sie soll 26,85 m lang und hat einen Durchmesser von 8,04 m. Das Startgewicht ist zurzeit (Stand: November 2011) noch nicht bekannt. Als Triebwerk soll es zwischen einem und drei Triebwerken vom Typ Rocketdyne J-2X mit je einem Schub von 1.221 kN, wobei die Brenndauer noch nicht bekannt ist. Als Treibstoff soll LH₂, als Oxydator LOX eingesetzt werden.

Starts

Zurzeit (Stand: November 2011) ist der erste Start eines SLS für das Jahr 2017 angesetzt. Die Starts sollen dabei vom Startkomplex 39 des Kennedy Space Centers in Cpae Canaveral, Florida stattfinden. Von den beiden Rampen des Startkomplexes starteten schon die Saturn-Raketen zum Mond und das Space Shuttle zu seinen Missionen im Orbit. Die Rakete wird dabei im Vehicle Assembly Building (VAB) zusammengebaut und dann zur Startrampe gerollt. Als Startplattform will man das schon für die Ares I gebaute MLP umbauen, damit es die neue Rakete aufnehmen kann.

Der erste Start im Jahr 2017 soll noch unbemannt sein, doch schon der zweite Start 2018 soll ein bemanntes Orion-Raumschiff um den Mond bringen. Der gesamte Zeitplan ist aber sehr lang gestreckt, so sollen 13 Starts in einem Zeitraum von 15 Jahren durchgeführt werden, bis das SLS voll einsatzfähig sind.

Verwandte Artikel:

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• NASA stellt Design für SLS vor (15. September 2011)

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Ein Beitrag von Daniel Maurat. Quelle: NASA, NASA TV. Vertont von Peter Rittinger.

Das SLS soll Amerikas neues Arbeitspferd werden und den Weg über den Erdorbit hinaus öffnen. Zur Zeit ist der Erstflug für 2017 angesetzt und soll zunächst ohne Oberstufe das MPCV (Multi Purpose Crew Vehicle), Orion, welches noch aus dem gestrichenen Constellation-Programm stammt, ins All bringen.

Bei der Pressekonferenz stellte die NASA das endgültige Design der Rakete vor und nannte einige Eckdaten. So soll sie vor allem Technologien nutzen, die schon für das Shuttle-Programm oder das Constellation-Programm entwickelt wurden. Im Vordergrund steht dabei die Erststufe, die auf dem externen Tank des Space Shuttles basiert, aber über zwischen drei und fünf RS-25-Triebwerke verfügt. Das RS-25 ist auch als SSME bekannt und war der Hauptantrieb des Shuttles. Je nach Anzahl an SSMEs in der Erststufe kann der Träger mehr oder weniger Nutzlast in den Erdorbit transportieren. Das RS-25 wird zunächst unverändert aus den alten Shuttle-Beständen genutzt, soll aber später modifiziert werden, da es nicht mehr auf Wiederverwendbarkeit ausgelegt sein muss. Beim Start wird die Rakete von zwei 5-Segmente-Feststoffboostern unterstützt, die, aufbauend auf den Shuttle-Boostern, ursprünglich für die Ares-Raketen entwickelt wurden. Zudem sind Sie auch für das Konzept „Liberty“ im Gespräch. Diese Konfiguration soll in der Lage sein, das MPCV Orion in den Erdorbit zu bringen und es dort für spätere Missionen zu verifizieren.

Nach einigen erfolgreichen Testflügen soll beim dreizehnten Testflug um 2032 dann eine Oberstufe für das SLS eingeführt werden. Diese soll mit drei J-2X-Triebwerken von Pratt & Whitney Rocketdyne, eine Weiterentwicklung des J-2-Triebwerks der Saturn 1B und der Saturn 5, angetrieben werden. Mit dieser Oberstufe soll das SLS in der Endausbaustufe dann bis zu 130 Tonnen in den Erdorbit bringen und wäre so leistungsstark wie die bisher stärkste Trägerrakete, die Saturn 5, die sie beerben soll.

Eine Besonderheit ist, dass die Isolierung nicht, wie bisher beim Space Shuttle, der Ares-Raketen oder vorherigen Animationen des SLS orange dargestellt wird, sondern weiß, ganz im Sinne der alten Saturn. Über den Grund gibt es diverse Spekulationen. Ein Grund wäre, die US-Amerikaner von der Rakete zu überzeugen, da die meisten mit der Saturn 5 die positiven Ereignisse der US-amerikanischen Raumfahrt, allen voran die Mondlandung asoziieren. Es kann aber auch gut sein, dass am Ende doch die orangefarbene Isolation, die sich seit nun schon 30 Jahren bewährt hat, weiter genutzt wird. Weitere Erklärungsmöglichkeiten wären eine interne Isolierung oder ein anderes Material, wie es beispielsweise bei der Ariane 5 verwendet wird. Fest steht, dass Tanks für flüssigen Wasserstoff eine Isolierung benötigen.

„Dieses Startsystem wird gutbezahlte Jobs für Amerika schaffen, stellt die US-Führung im Weltraum weiter sicher und inspiriert Millionen rund um die Welt“, äußerte sich NASA-Administrator Charles Bolden während der Pressekonferenz zum SLS. “ Präsident Obama hat uns herausgefordert, mutig zu sein und groß zu träumen, und genau das machen wir bei der NASA. Während ich noch stolz darauf war, mit dem Space Shuttle zu fliegen, werden die morgigen Forscher davon träumen, eines Tages auf dem Mars zu laufen.“

Als Startplatz wird man den zurzeit in der Demontage befindlichen Startkomplex 39 des Kennedy Space Centers nutzen, von dem schon die Saturn-Raketen zum Mond flogen und auch das Shuttle zu ihren Missionen aufbrach. Auch wird man die mobile Startplattform (Mobile Launch Pad, MLP), welche für die gestrichene Ares-1-Rakete entworfen wurde, so umbauen, dass davon ein SLS gestartet werden kann. Es sind aber auch neue MLPs für das SLS geplant, um so eine Redundanz zu haben, etwa für den Fall eines Doppelstarts oder wenn durch einen Unfall oder Start etwas beschädigt wird.

Die Bestimmung des SLS ist in den Augen der NASA schon jetzt klar: mit ihm soll der Mensch über den erdnahen Orbit (LEO) hinauskommen und Missionen zu Asteroiden und schließlich zum Mars durchführen. Mit ihm sollen Module für interplanetare Raumschiffe sowie ihre Besatzungen die Reise ins Weltall beginnen. Dabei wird das SLS nicht für die Versorgung der ISS genutzt, sondern ausschließlich für Missionen, die von der Erde wegführen.

Verwandte Seiten:

• NASA-Meldung zu SLS (engl.)
• NASASpaceFlight.com (engl.)
• SpaceFlightNow.com (engl.)

Raumcon:

• Space Launch System (SLS) (ab dem 14. September)

Der Beitrag NASA stellt Design für SLS vor erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: SpaceRef.

Nun sieht die Bodentesteinheit wie eine richtige Raumkapsel aus. An der Unterseite wurde ein Hitzeschild montiert, an der übrigen Außenseite ein einfacherer Hitzeschutz. In den nächsten Wochen soll die Hülle nun Umweltbedingungen ausgesetzt werden, wie sie im Weltraum bzw. beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre und bei der Wasserung herrschen.

Orion wird im Auftrag der NASA durch die Lockheed Martin Corporation entwickelt. Bisher waren lediglich Struktur-, Vibrations- und Drucktests durchgeführt worden. Außerdem wurde ein Rettungssystem entworfen und erprobt. Aufgrund der Erfolge kommerzieller Konkurrenten bei der Entwicklung bemannter Systeme für den erdnahen Raum, allen voran SpaceX mit der Dragon-Kapsel, wird Lockheed Verfahren vereinfachen, um dadurch an Tempo zu gewinnen. Auch schlug man in der Vergangenheit mehrfach Missionen vor, die auch ohne Schwerlastträgerrakete zu absolvieren sein sollen.

Zunächst soll die für längere Einsätze im Weltraum gedachte Kapsel allerdings als Rettungseinheit an der ISS dienen. Dazu würde sie unbemannt zur Station transportiert. Dies ist vor allem deshalb erforderlich, weil es noch kein für bemannte Flüge zugelassenes, passendes Trägersystem gibt. Im Mai wurde Orion allerdings offiziell zum vom US-Senat geforderten Multi-Purpose Crew Vehicle (bemanntes Mehrzweck-Raumschiff) befördert.

Raumcon:

• NASA-Raumschiff Orion

Der Beitrag Orion-Bodentestgerät jetzt mit Hülle erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Aus einem Statusreport der NASA an den US-Kongress geht hervor, dass der geplante bemannte Erststart einer neuen Schwerlastrakete bis Ende 2016 mit den gegebenen Finanzmitteln aus ihrer Sicht nicht möglich ist. Dabei hatten einige Vertreter des Senats, darunter die jetzt schwer verwundete Gabrielle Giffords, Frau des für STS 134 vorgesehenen Shuttle-Kommandanten Mark Kelly, bereits davor gewarnt, der NASA eine vom Kongress designte Rakete aufzuzwingen. Den Entwurf sollten lieber die Ingenieure übernehmen.

Bei dieser Entscheidung spielte aber auch die Joberhaltung in den bisherigen Bundesstaaten eine Rolle. Die Senatoren der einzelnen Staaten möchten ihre Weltraumindustrie halten und beharren daher auf der Wiederverwendung von Shuttle-Komponenten. Als weiteres Argument wird angegeben, dass man kein lang erworbenes Wissen wegwerfen sollte. Dazu zählt auch die Verwendung der großen Feststoffbooster.

Daher verwundert das erste Referenzdesign, welches die NASA entwickelt hat, nicht weiter. Es handelt sich im Prinzip um die Schwerlast-Rakete aus dem Constellation-Programm, eine abgespeckte Ares V. Das SLS besteht daher aus 2 bereits weit entwickelten Fünf-Segment-Feststoff-Boostern, einer Hauptstufe die aus dem Shuttle-Programm abgeleitet ist und einer noch zu entwickelnden Oberstufe mit ebenfalls in der Entwicklung befindlichen J2X-Triebwerken. Letztere sind eine Weiterentwicklung des Oberstufentriebwerkes aus der Saturn-V-Rakete.

Als weiterer Geldfresser entpuppen sich mittlerweile auch die Ausläufer des eigentlich gestoppten Constellation-Programmes. Sollte der Kongress nicht intervenieren und die bisherigen Verträge nicht geändert oder aufgelöst werden können, dann könnte Ende 2011 ein erheblicher Posten von 575 Millionen US-Dollar für ein eigentlich abgebrochenes Programm auf dem Papier stehen.

Als Crew Vehikel soll das Orion-Raumschiff dienen, ebenfalls aus dem Constellation-Programm. Nun fragt man sich zu Recht, warum man auf Messers Schneide eine Schwerlastrakete entwickeln sollte, wenn dann am Ende eventuell die Gelder für entsprechende Nutzlasten fehlen. Deswegen sagt die NASA auch, dass sie zusätzlich noch weitere Alternativen prüft. Aber offenbar ist man zu sehr eingeschränkt worden mit den Anforderungen des Kongresses, unbedingt Shuttle-Komponenten weiter zu verwenden. Eine neue Rakete, beginnend mit einem weißen Blatt Papier, wird es nach bisheriger Sachlage aber nicht geben.

Scharfe Kritik auf die offenen Worte der NASA gab es prompt. Senator Bill Nelson aus Florida, selbst Besatzungsmitglied einer vergangenen Shuttle-Mission, fordert die NASA auf, die Pläne des Kongresses umzusetzen, innerhalb des Budgets und Zeitrahmens. Das sei nun die Pflicht der NASA.

Bis zum Frühjahr möchte man bei der NASA mit der Analyse der bisherigen Verträge für das Constellation- und Shuttle-Programm fertig sein, um eine mögliche Verwendung dieser für das neue Programm zu überprüfen. Als technisch günstigere Alternative steht eigentlich nur ein „Sidemount-Konzept“ zur Verfügung. Bei dieser Variante wird die Nutzlast wie beim Space Shuttle seitlich am Tank befestigt. Schon in den vergangenen Jahrzehnten wurde diese Möglichkeit immer mal wieder verfolgt, aber nie umgesetzt.

John Logsdon, Weltraumpolitikanalyst, sagt: „Wenn Du wirklich versuchen willst, eine Basis für künftige Langzeitprogramme zu schaffen, dann ist dies ein sehr komischer Weg, es zu erreichen.“

Es bleibt weiter spannend. Zumindest bis Ende des Jahres sollen keine neuen Verträge für die neue Schwerlastrakete unterschrieben werden.

Raumcon:

• Space Launch System (SLS)

Der Beitrag Die NASA steckt in Schwierigkeiten erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Daniel Maurat. Quelle: NSF. Vertont von Peter Rittinger.

Das Human Exploration Framework Team (engl. Rahmenkommision für die bemannte Erforschung [des Weltraums]) hatte in den vergangenen Monaten die Aufgabe, Konzepte für eine Schwerlastrakete (Heavy Launch Vehicle, HLV) zu entwickeln und Missionsschwerpunkte zu setzen. Ihre Empfehlung wird das Team dem US-Präsidenten und der NASA vorlegen. Bisher hat HEFT drei Szenarien, sogenannte Design Reference Missions (DRMs) entwickelt:

• DRM-1 ist ein Szenario, bei dem es eher um Technologieentwicklung und -demonstration geht. Darauf basierend sollen bemannte Systeme mit den Schwerpunkten Wiederverwendbarkeit und fortschrittliche Orbit-Antriebssysteme entwickelt werden. Hier wird der Schwerpunkt der Aktivitäten der erdnahe Orbit (LEO) sein.
• DRM-2 dagegen legt den Schwerpunkt auf Missionen, die jenseits des erdnahen Orbits (LEO) stattfinden werden. Hier sollen auch kommerzielle Unternehmen, wie z.B. SpaceX Komponenten entwickeln. Ebenso würde die Erforschung von neuartigen Antriebssystemen, Treibstoffdepots und Wiederverwendbarkeit vorangetrieben werden. Als Schwerlastträger würde man ein Space Launch System (SLS, Weltraumstartsystem) entwickeln, das relativ zu den anderen Vorschlägen eine mittlere Startkapazität hätte.
• DRM-3 schließlich setzt den Schwerpunkt auf eine Mars-Mission. Für dieses Szenario würde man ein großes SLS benötigen, um schnell und einfach größere Module eines Raumschiffes zu starten.

Für ein SLS sieht HEFT ein Konzept, ähnlich dem für DIRECT entwickelten vor. Hierbei würde man Komponenten aus dem Shuttle-Programm, wie den Tank, nehmen, um mit neueren Komponenten daraus ein HLV zu entwickeln, das die Basis für die Erkundung des Sonnensystems bilden soll. Dies soll ein Ersatz für die im Februar gestrichene Ares V werden. Trotzdem wird die Rakete der Ares V in Form, Konfiguration und Nutzlastkapazität ähneln.
Nun soll die NASA bis April 2011 aus den Konzepten eines auswählen. Daraufhin würde man mit der Entwicklung des Trägers und der verschiedenen Unterkomponenten beginnen.

Verwandte Webseiten:

• erste Ergebnisse von HEFT vom 2. September 2010
• NASA Space Flight

Raumcon:

• NASA-Thread ab 11. Dezember 2010
• SLS

Der Beitrag HEFT legt HLV-Konzepte vor erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Space.com, Wall Street Journal.

Der Rote Planet ist weiterhin erklärtes Ziel der US-amerikanischen Strategie in der bemannten Raumfahrt. Das Constellation-Programm sah Mondlandungen als Zwischenstationen vor. Die ausführliche und teilweise recht kontrovers geführte Diskussion auf politischer Ebene ist zwar noch keineswegs zu Ende, hat aber einen vorläufigen Haltepunkt erreicht. Demnach wird eine bemannte Mondlandung nicht weiter verfolgt. Stattdessen will man sich flexibel dem Mars nähern (flexible path).

So sollen erdnahe Asteroiden angeflogen und erkundet werden. Später sind Marsumrundungen und irgendwann auch eine bemannte Landung auf dem äußeren Nachbarplaneten der Erde vorgesehen. Die dafür benötigten Komponenten wie langlebiges Raumschiff, Schwerlastrakete und Landetechnik sollen nach und nach entwickelt werden. Während die Ares I als mögliches Transportmittel gekippt wurde und Schwerlastsysteme noch nicht klar definiert sind, hat das Raumschiff Orion im Kapseldesign im Verlaufe der letzten 4 Jahre deutliche Fortschritte gemacht.

Diesen Vorsprung gegenüber Konkurrenten wie Boeing oder SpaceX will man nicht so einfach einbüßen. Also denkt man über eine Mission nach, bei der ein Orion-Raumschiff mit dreiköpfiger Crew zum Lagrangepunkt L2 des Erde-Mond-Systems fliegt und die Besatzung von dort aus Erkundungsstationen und Roboter überwacht und lenkt. Aus 70.000 Kilometern Entfernung zum Mond und mehr als 400.000 Kilometern zur Erde könne man einen ständigen Kontakt sowohl zu den auf der Mondrückseite eingesetzten Forschungsgeräten als auch zum Heimatplaneten halten. Die Dauer einer derartigen Mission wird mit etwa einem Monat veranschlagt und als Vorbereitung für sechsmonatige Flüge zu erdnahen Asteroiden gesehen.

Als möglichen Realisierungszeitraum gibt man die Jahre 2016 bis 2018 an. Dabei würden die Astronauten etwa 15 % weiter von der Erde entfernt sein als bei den Apollo-Missionen. Zudem könnte man wichtige technische Entwicklungen risikoarm erproben. Dazu gehören Strahlenschutz, Lebenserhaltung und Hochgeschwindigkeitswiedereintritt bei der Rückkehr.

In den letzten Tagen kam sogar der Vorschlag in die Diskussion, zumindest bis zur Bereitschaft eines Schwerlastträgers eine modifizierte Version der Delta IV Heavy für Starts von Raumschiff und zusätzlicher Beschleunigungsstufe, die im Erdorbit miteinander koppeln, zu verwenden. Dafür schlägt Lockheed Martin eine Testmission vor, die eine noch unbemannte Orion-Kapsel im Jahre 2013 in einen elliptischen Orbit mit einer Gipfelhöhe von etwa 8.000 Kilometern bringt. Angebot und Provokation zugleich, sowohl gegenüber der zerstrittenen Politik als auch gegenüber der wachsamen Konkurrenz.

Raumcon:

• NASA-Raumschiff Orion
• Künftige Strategie der bemannten US-Raumfahrt

Der Beitrag Orion-Planspiele erschien zuerst auf Raumfahrer.net.