Am 22. Februar 2018 starten zwei unscheinbare Satelliten in eine Umlaufbahn: Sie sind weder besonders groß, noch auf andere Weise auffällig. Aber diese zwei Satelliten, die den Namen Starlink tragen, läuten einen Wandel im erdnahen Weltraum ein. Und der ist auch heute längst noch nicht abgeschlossen. Wir befinden uns mitten im Zeitalter der Megakonstellationen – von tausenden Satelliten, die viele neue Anwendungen möglich machen. Allerdings kommen diese Chancen der Raumfahrt zu einem hohen Preis.

Karl erzählt in dieser Podcastfolge von seiner Langzeitrecherche über die letzten sechs Jahre. Er wollte herausfinden, ob die Atmosphäre durch immer mehr startende Raketen und vor allem durch die stark wachsende Zahl verglühender Satelliten beschädigt werden könnte. Wieder mal geht es um die Ozonschicht: Denn jeder verglühende Satellit hinterlässt Partikel aus Aluminium, die chemische Abbaureaktionen anstoßen könnten und dadurch den planetaren Schutzschicht gegen krebserregende UV-Strahlung der Sonne beschädigen.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf iTunes oder Spotify zu finden.

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• Starlink – Satellitenkonstellation
• Beeinträchtigung von astronomischen Teleskopen durch Megakonstellationen
• Mögliche und tatsächliche (Kollisions-) Gefahren durch Megakonstelllationen
• Starlink auf Falcon 9 (2024)

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Die Gäste waren unter anderem ehemalige und heutige ESTEC-Mitarbeiter, niederländische Schüler, Angehörige der US-Botschaft in den Niederlanden und Vertreter verschiedener Medien. Prominente Teilnehmer waren der niederländische Spacelab-Astronaut Wubbo Ockels sowie ESA-Raumfahrer Thomas Reiter. Wubbo Ockels ist der einzige Niederländer mit Space Shuttle-Erfahrung (STS 61A/Challenger), der Deutsche Thomas Reiter hingegen verfügt sowohl über Erfahrungen mit der russischen Raumstation Mir (Sojus-TM 22/Mir 20, 1995-96) als auch mit ISS und Space Shuttle (STS 121/ISS 13/ISS 14/STS 116, 2006).

Die ersten Worte an das Publikum richtete Thomas Reiter, der kurze Informationen gab zum Shuttle und zu Europas Rolle im ISS-Programm. Das Shuttle konnte pro Flug 20 Tonnen Masse in den Weltraum und zurück bringen. Sobald sich das Ende des Programmes abzeichnete, fing man an, die logistische Planung nach und nach darauf abzustimmen.

Ausführlicher berichtete Daniel Laurini, Leiter der Abteilung für Entwicklungs- und Zukunftsprojekte im ESA-Direktorat für bemannte Raumfahrt. In den 60er Jahren fing man schon an, sich über ein wiederverwendbares Raumfahrtsystem Gedanken zu machen. 1972 fing man konkret mit der Entwicklung des Shuttles an. Am 12. April 1981 wurde mit John Young und Robert Crippen STS 1 (Columbia) gestartet, der erste von insgesamt 135 Shuttle-Flügen. Erster Europäer, der an einem Shuttle-Flug teilnahm, war in November/Dezember 1983 der Deutsche Ulf Merbold auf der Mission STS 9/Spacelab 1 (Columbia). Insgesamt nahmen 24 Westeuropäer an sowohl europäisch als auch national gesponsorten Space-Shuttle-Missionen teil. Außerdem flog auf insgesamt 86 Flügen ESA-Hardware mit.

Der erste Beitrag Europas am Space Shuttle-Programm war das Spacelab. Die Vereinbarung zwischen der ESRO (European Space Research Organisation, Vorgängerorganisation der ESA) und der NASA zur Zusammenarbeit im Spacelab-Programm wurde am 24. September 1973 in Washington D.C. unterschrieben. Das Spacelab selbst bestand aus 5 „pallets“: zwei Wohnmodulen, wovon jeweils eines bei einem Flug eingesetzt werden konnte, zwei „igloos“ und ein Instrument Pointing Subsystem (IPS) außerhalb des bemannten Spacelab-Moduls, mit dem man punktgenaue Messungen an der Erde, der Sonne oder anderen Himmelskörpern vornehmen kann. Die Teile wurden in verschiedenen Kombinationen geflogen. Zwischen 1983 und 1998 wurden auf 22 Shuttle-Missionen Spacelab-Komponenten eingesetzt. Auch hat Europa andere Beiträge zum Space Shuttle-Programm geleistet, so dass insgesamt auf 86 Flügen europäische Hardware an Bord war. Zur ISS trugen die ESA-Mitgliedsländer hauptsächlich das Columbus-Modul, Harmony (Node 2) und Tranquility (Node 3), Cupola, das Permanent Multipurpose Module Leonardo (PMM), das Automatic Transfer Vehicle (ATV) und den European Robotic Arm (ERA) bei, außerdem zwei Sätze Solarzellen und die Faint Object Camera (FOC). In der Zukunft könnte sich die ESA vielleicht an der Entwicklung des Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV) der NASA beteiligen.

Nächster Programmpunkt war eine Frage-und-Antwort-Session von Thomas Reiter mit einer Gruppe eingeladener Kinder. Über die Schwerelosigkeit berichtete er, es dauere eine Weile, sich daran zu gewöhnen. Sei man aber erstmal dran gewöhnt, dann mache es richtig Spass. Eine Frage galt der Möglichkeit, ab 2014 für 65.000 Euro (95.000 US-Dollar) von Curaçao (Niederländische Antillen) aus kommerzielle Flüge in den Weltraum zu machen. Das findet Reiter, wie er sagt, “phantastisch”. Über die Zukunftspläne der ESA konnte er nichts allzu Genaues sagen. Hätte er jedoch die Chance, nochmal in den Weltraum zu fliegen, und könne er sich sein Ziel aussuchen, so würde er sich für den Mond entscheiden.

Auch ging Reiter auf die Unterschiede zwischen dem Fliegen im Shuttle und in der Sojus ein. Beim Start eines Shuttle rüttelt es die ersten Minuten, bis die Solid Rocket Boosters abgetrennt sind, ziemlich stark, und wird erst danach etwas sanfter. Der Start der Sojus hingegen fühlt sich die ganze Zeit relativ geschmeidig an. Man fühlt zwar, dass man in den Stuhl gedrückt wird, es rüttelt aber nicht so stark.

Der Komfort ist beim Space Shuttle größer. Beim Start in einer Sojus teilen sich drei erwachsene Leute einen Raum von 1,2 m³, während man im Shuttle bequemer sitzt und mehr Platz hat. Auch die Landung ist beim Shuttle angenehmer. Hier hat man bloss 1,5 g (die anderthalbfache Erdbeschleunigung) auszuhalten, und die Landung ist relativ weich. Bloß ist das Aufstehen nach einiger Zeit in der Schwerelosigkeit ziemlich schwierig. Bei der Landung in der Sojus hingegen sind es 4 g und man landet ziemlich hart.

Was die Technik angeht, sind die Russen relativ pragmatisch in ihrer Vorgehensweise. Auf der Mir konnte man Fehler ziemlich schnell reparieren und die Systeme mit relativ einfachen Mitteln am Laufen halten. Das Columbus-Modul hingegen ist vom Bau her ziemlich komplex und auch das Reparieren gestaltet sich etwas schwieriger. Hier sieht man den Unterschied zwischen russischem Pragmatismus und amerikanischem Streben nach Perfektion.

Darüber, dass der Shuttle jetzt zum letzten Mal fliegt, ist Reiter zwar ein wenig traurig, er weiß aber, dass dafür ein guter Grund vorhanden ist und halt es heute für die richtige Entscheidung. Die NASA entwickelt neue Systeme, und die Zukunft sieht recht vielversprechend aus.

Da die ESA schon lange vom geplanten Ende der Shuttle-Ära wusste, konnte sie ihre logistische Planung darauf einstellen. Die größte Herausforderung besteht aus der jetzt beschränkten Ladekapazität auf Flügen zwischen ISS und Erde, die für Engpässe sorgen könnte. Jedoch besteht im Moment der größte Teil der experimentellen Ergebnisse auf der ISS aus Daten und nicht aus Proben. Sobald z.B. ein System wie die Dragon-Kapsel zur Verfügung steht, wird die ESA dieses nutzen.

Eine weitere Frage kam über die zukünftige Annahme von neuen ESA-Astronauten. Letztes Jahr hat es eine neue Gruppe gegeben, aber jetzt? Reiter gab an, dies sei eine politische Entscheidung. Erstmal müssten für die heutigen Astronauten genug Flugmöglichkeiten kommen; jetzt neue Astronauten anzunehmen wäre gegenüber den heutigen ein wenig unfair.

Die Frage eines Kindes, wieso es mehr männliche als weibliche Raumfahrer gebe, beantwortete Reiter damit, dass das heutige Mann-Frau-Zahlenverhältnis im europäischen Astronautenkorps das Verhältnis in den Bewerbungen widerspiegele. Es bewürben sich nun mal mehr Männer als Frauen für diesen Job. Um dies zu verändern, müsse man versuchen, mehr Frauen für Naturwissenschaft und Technik zu interessieren. Der Frage-Antwort-Session mit Thomas Reiter folgte ab etwa 17.15 Uhr MESZ die Live-Übertragung des Countdowns.

Dieser wurde kommentiert von Wubbo Ockels, dem einzigen Niederländer mit Space Shuttle-Erfahrung, der sich 2003 aus der aktiven Teilnahme an der Raumfahrt verabschiedet hat und jetzt als Vollzeitprofessor für erneuerbare Energien an der TU Delft arbeitet. Beim Countdown-Stopp bei T-31 Sekunden hielten alle die Luft an. Schließlich erhob sich die Atlantis mit etwa 2 Minuten Verspätung dann aber doch zum letzten Mal in den Weltraum. Die Live-Übertragung blieb bis kurz nach der Abtrennung der SRBs an, und es wurde mit Sekt auf einen erfolgreichen Start und auf das Ende einer Ära in der bemannten Raumfahrt angestoßen.

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• Atlantis STS 135 – Mission & Landung

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Ein Beitrag von Michael Schumacher

Nutzlast: United States Habitation Module (USHM)

Nutzlastbeschreibung:
Das USHM ist 8,5 Meter lang und hat einen Durchmesser von 4,3 Metern. Es stellt zusätzliche Unterkunftsräume für die Raumstationsbesatzung zur Verfügung, wodurch sich bis zu sieben Besatzungsmitglieder an Bord der Raumstation aufhalte können. Strukturell ist das USHM mit dem amerikanischen Laboratory Module „Destiny“ identisch und bietet Schlafräume, Konferenzräume und Freizeiteinrichtungen. Zudem beherbergt es Ausrüstung, mit der die Besatzungsmitglieder ihre körperliche Fitness erhalten können, damit sie sich an die Schwerelosigkeit besser anpassen können.

Startfahrzeug: Space Shuttle

Startfahrzeugbeschreibung: siehe Startfahrzeug Space Shuttle

Start: vom KSC in den USA

Ankopplung:

Aussteige:

Abkopplung:

Kopplungsdauer:

Landung: auf dem KSC in den USA

Missionsdauer:

Missionsbeschreibung:

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Ein Beitrag von Michael Schumacher

Nutzlast:
Propulsion Module

Nutzlastbeschreibung:
Ein Vertrag zwischen der NASA und The Boeing Company beinhaltet den Umbau eines Structural Test Article (STA) des Node 1 „Unity“ in das Propulsion Module. Dieses soll am PMA-2 mit einer einzelnen Antriebseinheit vor der COF befestigt werden. Ein Motor ist in der Lage die Hälfte des erforderlichen Antriebes für die ISS zu gewährleisten. Falls erforderlich könnte das Modul mit einem zweiten Motor ausgestattet werden. Es wurde nicht so entworfen, um es in der Erdumlaufbahn aufzufüllen, so dass es zur Wartung und Wiederauffüllung zur Erde zurückkehren muss, wenn der Treibstoffvorrat leer ist. Ein Teil des unter Druck gesetzten Raumes des Propulsion Module kann als Stauraum verwendet werden und ein Gang im Innenraum würde einen Umstieg der Besatzungen von Space Shuttles durch das Modul ermöglichen.

Startfahrzeug: Space Shuttle

Startfahrzeugbeschreibung: siehe Startfahrzeug Space Shuttle

Start: vom KSC in den USA

Ankopplung:

Aussteige:

Abkopplung:

Kopplungsdauer:

Landung: auf dem KSC in den USA

Missionsdauer:

Missionsbeschreibung:

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Ein Beitrag von Michael Schumacher

Nutzlast: SPP, Multi Purpose Module (MPM) „Enterprise“, European Robotic Arm (ERA)

Nutzlastbeschreibung:
Die russische SPP versorgt das russische Segment der ISS mit elektrischen Strom. Sie besteht aus drei Hauptkomponenten. Ein 5,9 Meter langes und 2,2 Meter im Durchmesser messendes Druckmodul, das alle Systeme der SPP beherbergt, die nicht in der Lage sind, im Vakuum des Weltraums zu arbeiten. Zudem beinhaltet sie eine Reihe von Kontrolleinrichtungen, die von Kosmonaten aus dem Inneren der Raumstation bedient werden können. Der untere Teil des Druckmoduls wird an den Zenit Kopplungsstutzen des Service Module „Swjesda“, so dass die SPP der Besatzung zugänglich ist. Die zweiteilige Teleskopgitterstruktur wird aus dem oberen Teil des Druckmoduls der SPP sofort nach deren Ankopplung an die ISS manuell von Kosmonauten bei einem Ausstieg entfaltet. An die Spitze der Gitterstruktur werden zwei Paar Solarzellenflügel angebracht werden, um die Stromversorgung des russischen Segmentes der ISS zu erhöhen. Die SPP besitzt eine Startmasse von 15,6 Tonnen und wird nach der Ausrüstung der Gitterstruktur mit Nutzlasten und Hardware eine Masse von 20,0 Tonnen besitzen. Der ursprüngliche Plan, der vorsah, dass die SPP mit einer in der Ukraine gebauten Zenit Rakete gestartet wird, wurde aufgegeben, nachdem sich die politischen Beziehungen zwischen Russland und der Ukraine verschlechterten. Anschließend sollte die SPP an Bord eines Space Shuttle zur Raumstation gebracht werden. Seine acht Solarzellenflügel würden dann in zwei Teilen zu je vier Solarzellenflügel zur Raumstation gebracht werden. Der erste Teil würde zusammen mit dem Druckmodul und der Gitterstruktur mit einem, der zweite Teil später mit einem anderen Space Shuttle zur ISS gebracht werden. Die SPP soll auch ein Temperaturregulierungssystem, ein Schlingerkontrollsystem, ein Energiesystem für den ERA sowie Befestigungspunkte für externe Experimentpackungen beherbergen, die vom ERA an ihre Stellen manövriert und versorgt werden.

Das kommerzielle MPM „Enterprise“ geht auf eine Kooperation von Spacehab Incorporated und der Raketen- und Raumfahrtkooperation Energija zum Ausbau des russischen Segmentes der ISS zurück. Es wird die erste Fernsehstation in der Erdumlaufbahn sein, die Nachrichten und Bildungssendungen von der ISS direkt ins irdische Sendernetz überträgt. Es wird außerdem als Forschungslabor für Mikrogravitationsbiotechnologie und fortgeschrittene Materialverarbeitungsexperimente genutzt werden. Die Lebensdauer des MPM ist auf 15 Jahre ausgelegt. Das MPM verfügt über die standardmäßigen Anschlüsse für unter Druck und nicht unter Druck gesetzte Nutzung und stellt eine Vielseitigkeit zur Verfügung, um sich den verschiedenen Funktionsarten anzupassen, darunter die Erhöhung der Bewohnbarkeit der ISS, Unterkunftsräume für die Besatzung, Stauraum, innere und äußere Forschung, Wissenschaft und Platz für Logistikgüter. Das MPM hat eine Länge von 9,2 Metern, einen Durchmesser von 2,9 Metern, einen Kopplungsstutzen für die Ankopplung von Rettungsraumschiffen vom Typ Sojus und von Versorgungsraumschiffen des Typs Progress, aktive und passive Basispunkte für den ERA, an der Außenhülle befestigte und entfaltbare Radiatoren des Thermal Control System (TCS) sowie die Fähigkeit Hardware für das ECLSS aufzunehmen. Das MPM verfügt über vier 22,8 Zentimeter im Durchmesser messende Fenster. Es kann jeweils bis zu vier Secondary Power Distribution Units (SPDUs) beziehungsweise Payload Data Support Units (PDSUs) aufnehmen, die jeweils bis zu zehn Nutzlasten versorgen können. Zudem können bis zu zwei Water Heat Rejection Units (WHRUs) aufgenommen werden, die jeweils drei Nutzlasten versorgen können. An der Außenhülle verfügt das MPM über Aufnahmepunkte für Nutzlasten mit den standardmäßigen Anschlüssen des ICC.

Der ERA ist ein System der ESA, das an verschiedenen Stellen der russischen SPP angebracht werden wird. Der 11,3 Meter lange Roboterarm mit einer Reichweite von 9,7 Metern besitzt zwei End Effectors (EEs), so dass er sich von einem Punkt zum anderen bewegen kann. Seine erste Aufgabe wird darin bestehen, die Solarzellenflügel, Radiatoren und Schubsysteme an der SSP zu positionieren. Danach wird er die russischen Kosmonauten bei Arbeiten außerhalb und innerhalb des russischen Segmentes der Raumstation unterstützen. Sein Videosystem wird es ermöglichen, den äußeren Zustand der Raumstation zu inspizieren ohne dass eine EVA erforderlich ist. Der ERA verfügt über sieben Bewegungsfreiheiten, eine eigene Basisplattform und Werkzeugkasten zur Unterstützung von Kosmonauten bei Ausstiegen. Er hat eine Startmasse von 630 Kilogramm und kann Nutzlasten von bis zu 8.000 Kilogramm bewegen. Hauptauftragnehmer ist Fokker Space aus Leiden in den Niederlanden.

Startfahrzeug: Space Shuttle „Atlantis“, STS-138

Startfahrzeugbeschreibung: siehe Startfahrzeug Space Shuttle

Start: 28. Januar 2010, vom KSC in den USA

Ankopplung:

Aussteige:

Abkopplung:

Kopplungsdauer:

Landung: auf dem KSC in den USA

Missionsdauer:

Missionsbeschreibung:

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Autor: Karl Urban.

Das Space Shuttle wird aus einer vertikalen Position gestartet. Für den nötigen Startschub sorgen zwei Feststoff-Booster, die an beide Seiten an den Haupttank montiert sind, sowie das Haupttriebwerk im Heck des Orbiters (siehe Shuttle-Triebwerke). Während des Abhebens arbeiten sowohl Booster als auch das Haupttriebwerk, denn um einen Orbit zu erreichen, muss das Shuttle von null auf 28.968 km/h beschleunigen, die neunfache Geschwindigkeit einer Gewehrkugel.

Das Shuttle muss eine solche Geschwindigkeit erreichen, da erst ab der angestrebten Höhe, auf der es die Erde umkreist, die Atmosphäre der Erde dünn genug ist, um das Raumfahrtzeug weder zu bremsen noch aufzuheizen. Die Reise beginnt aber eher langsam: Während des Abhebens wiegt das Shuttle mehr als 2,04 Millionen Kilogramm (etwa 2040 Tonnen!). Und es dauert trotzdem nur acht Sekunden, bis die Raketentriebwerke das Raumfahrzeug auf 161 km/h beschleunigt haben. Nach einer Minute ist das Shuttle schon 1609 km/h schnell und hat schon 680 Tonnen Treibstoff verbrannt.

Verwandte Artikel:

• 2. Aufstieg
• 3. Orbit
• 4. Landung
• 5. Übersicht

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