Quelle: NASA.

Ganze 114 Tanklastwagen und sechs Treibstoff-Barkassen brauchte es laut der amerikanischen Weltraumagentur, um den benötigten Sauerstoff und Wasserstoff für diesen Test nach Bay St. Louis in Mississippi zu schaffen. Nachdem die Stufe damit betankt worden war, zündeten die Triebwerke und durchliefen die volle geplante Betriebsdauer von knapp über acht Minuten. Laut vorläufigen Ergebnissen sind die Daten gut und die Stufe hat sich wie erwartet verhalten.

Damit hat die Raketenstufe jetzt auch den letzten Test aus der am Stennis Space Center durchgeführten Green-Run-Kampange bestanden und wird nun im nächsten Schritt für den Transport ans Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida vorbereitet. Dort laufen die Vorbereitungen für den ersten Start des SLS (Space Launch System) bereits auf vollen Touren. Erst wurde vor wenigen Tagen der Zusammenbau der zwei Feststoffbooster der Rakete abgeschlossen, und auch die Raumkapsel wird vor Ort vorbereitet. Mit einem Start im Rahmen der Artemis-I-Mission wird zurzeit gegen Ende diesen Jahres gerechnet. Näheres hierzu will die NASA in den kommenden Wochen bekannt geben, wenn die Ergebnisse des jetzt durchgeführten Tests vorliegen.

Über das Space Launch System
Entwickelt unter Rückgriff auf Komponenten aus dem Space-Shuttle-Programm, nutzt die Rakete in der ersten Stufe mit dem RS-25 die gleichen Triebwerke wie die Raumfähre (allerdings vier Stück anstelle von dreien), wenn auch in einer überarbeiteten Variante. Auch bei den Boostern handelt es sich um eine weiterentwickelte Version der im Shuttle-Programm verwendeten Feststoffbooster: Unter anderem und am auffälligsten wurden sie um ein fünftes Segment ergänzt, ferner kommt modernere Avionik und thermische Isolierung zur Anwendung. In der Oberstufe kommt ein einzelnes RL-10-Triebwerk zum Einsatz, welches auch von der Atlas V, der Delta IV und zukünftig von der Vulcan der ULA genutzt wird.

Gegenwärtig ist geplant, mit der Mission Artemis-I die Rakete zu testen und die Orion-Raumkapsel in eine Mondumlaufbahn zu befördern. Darauf soll dann Artemis-II folgen, für die ein ähnliches Flugprofil vorgesehen ist, allerdings mit einer Besatzung an Bord von Orion. Artemis-II wird voraussichtlich der erste Flug von Menschen in einen Orbit jenseits der niedrigen Umlaufbahnen von ISS und Co seit dem Mondflug von Apollo 17 im Jahr 1972. Glückt auch dieser Flug, will man mit Artemis-III anschließend die erste bemannte Mondlandung in diesem Jahrtausend durchführen.

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• Artemis I Mission – Orion auf SLS

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Ein Beitrag von Axel Nantes. Quelle: Aerojet Rocketdyne, NASA.

E2063 wurde während des Tests auf Schubniveaus zwischen 80 und 109 Prozent des Nominalschubs betrieben. Zusammen rund 350 Sekunden lief das Triebwerk mit rund 109 Prozent, nach der Zündung kurze acht Sekunden mit rund 100 Prozent, und 78 Sekunden mit rund 80 Prozent.

Bei NASAs Exploration Mission Nr. 2 (EM-2) wird E2063 eines der vier Haupttriebwerke der Zentralstufe des Space Launch System (SLS) sein. E2063 ist nach E2059 der zweite Motor für EM-2, der von seinem Erbauer, der Aerojet Rocketdyne, und der US-amerikanischen Raumfahrtagentur (NASA) getestet wurde. Beim angetriebenen Flug der SLS-Zentralstufe für EM-2 soll auch E2063 rund achteinhalb Minuten kontinuierlich arbeiten.

Nach derzeitigem Stand wird EM-2 die erste bemannte Mission im Rahmen des US-amerikanischen Raumflugprogramms zur bemannten Erkundung des Sonnensystems unter dem Titel Exploration sein, und die erste, bei der eine neue Oberstufe mit der Bezeichnung Exploration Upper Stage (EUS) zum Einsatz kommt.

EM-1 wird davor als Testmission unbemannt ablaufen. Die Arbeit an den vier RS-25-Hauptriebwerken für EM-1 (laut Plan E2045, E2056, E2058 und E2060) hat Aerojet Rocketdyne eigenen Angaben zufolge im Oktober 2017 abgeschlossen. Bei Bedarf könnte E2063 als Ersatz für EM-1 verwendet werden.

E2063 für EM-2 hatte Aerojet Rocketdyne in Stennis im Gebäude 9101 im Jahr 2015 zusammengesetzt, und während der rund drei Monate dauernden Arbeiten Material aus dem Inventar des Space-Shuttle-Programms verwendet. Das Triebwerk ist aktuell das jüngste der 16 flugtauglichen Triebwerke aus dem im Raumflugzentrum Stennis deponierten Inventar von Aerojet Rocketdyne. Am 27. September 2017 ist das Triebwerk zum Teststand A-1 gebracht worden, wo man sogleich mit dem Einbau des Triebwerks begonnen hat.

Aerojet Rocketdyne liefert neben den Haupttriebwerken für die Zentralstufe des SLS auch die Haupttriebwerke für die Oberstufe EUS. Jede EUS wird mit vier Triebwerken vom Typ RL10 ausgerüstet. Die Entwicklungsgeschichte der RL10-Triebwerke reicht noch weiter zurück als die der RS-25-Triebwerke, die als Haupttriebwerke des Space Shuttle das Licht der Welt erblickten. RL10-Agregate werden seit Jahrzehnten in Centaur-Oberstufen auf Atlas-Raketen eingesetzt. In einem Cluster von sechs Triebwerken fand sie Verwendung in der zweiten S-IV genannten Stufe der Saturn I mit Flügen von 1963 bis 1965.

Der Test vom 19. Oktober 2017 wurden nach Angaben der NASA von über 1.500 Besuchern in Stennis im Rahmen eines Tages der offenen Tür vor Ort beobachtet.

Video bei YouTube:

• Video des Tests am 19. Oktober 2017

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• EM-2 Mission Orion auf SLS
• Space Launch System (SLS) – Planung und Processing

Der Beitrag SLS: RS-25-Triebwerk E2063 erfolgreich getestet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Als das Space Shuttle noch flog, konnte man in der Nähe des Stennis Space Centers (SSC) der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur NASA von Zeit zu Zeit eine beeindruckende Erscheinung beobachten: Große Dampfwolken hingen tief über dem Gelände des Zentrums und regneten nach ein paar Minuten wieder ab. Die Ursache dafür lag darin, dass hier immer wieder ein Raketenantrieb zu Testzwecken gezündet wurde: Das Haupttriebwerk des Space Shuttles, das SSME. Dieses verbrannte flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff, wobei Wasser entstand, das aufgrund der hohen Temperatur als Dampf verdampft ist. Wegen den enormen Mengen an verbrannten Treibstoff entstanden so regelrechte Dampfwolken. Als jedoch das Space Shuttle-Programm 2011 eingestellt wurde, kehrte für fast fünf Jahre Ruhe im SSC ein.

Das aber ändert sich nun. Denn die NASA arbeitet mit Hochdruck daran, eine neue, große Rakete zu entwickeln, mit der Astronauten nicht mehr nur in erdnahe Umlaufbahnen (LEO), sondern in die Tiefen des Alls fliegen sollen: Das Space Launch System (SLS). Diese Rakete wird von dem selben Triebwerk angetrieben wie das Space Shuttle, dem SSME, das nun RS-25 heißt. Für den neuen Einsatzzweck mussten zahlreiche Modifikationen an dem Triebwerk durchgeführt werden, die größtenteils die Kontrolleinheit betrafen, das Computergehirn, das die einzelnen Funktionen des Triebwerks steuert. Um diesen Controller zu erproben, wird das RS-25 jetzt erneut im SSC gezündet. Eine erste Testzündung erfolgte am 9. Januar, danach musste jedoch das Hochdruck-Wassersystem des Zentrums renoviert werden, das mit tausenden Litern Wasser die Kühlung des Teststands garantiert. Am 28. Mai konnte dann erneut ein RS-25 erfolgreich gezündet werden. Dieser Test dauerte 450 Sekunden und fand auf dem A-1 Teststand statt. Sechs weitere Testzündungen stehen mit diesem Triebwerk (Nummer 0525) an, zehn mit einem anderen (Nummer 0528). Es wird also diesen Sommer noch oft Dampf über dem SSC aufsteigen.

Insgesamt verfügt die NASA über 15 RS-25 Triebwerke für das SLS. Diese wurden von dem Space Shuttle-Programm übernommen, fast jedes kann eine reiche Fluggeschichte nachweisen. Um dieses Kontingent um ein 16. Triebwerk zu erweitern, hat die Herstellerfirma Aerojet Rocketdyne inzwischen ein neues RS-25 zusammengebaut. Dieses trägt die Nummer 2063, es ist das erste neu zusammengebaute RS-25 seit dem 14. September 2010. Die Einzelteile von ihm sind jedoch nicht neu, sondern übriggebliebene Ersatzteile. So sind etwa die vier Turbopumpen, die den Treibstoff in die Brennkammer befördern, schon an dem Space Shuttle in den Weltraum geflogen. 2063 wird bei Exploration Mission 2 (EM-2) zum Einsatz kommen, dem zweiten Flug des SLS, der für 2021 geplant ist. Da selbst mit diesem zusätzlichen Triebwerk die NASA nur genügend RS-25 für die ersten vier SLS-Flüge hat (die Triebwerke werden nicht erneut verwendet), plant die Behörde den Bau von komplett neuen RS-25. Zu diesen neuen Triebwerken laufen bei der Herstellerfirma Aerojet Rocketdyne derzeit vorbereitende Studien.

Ein anderes wichtiges Antriebselement des SLS wurde bereits im März testgezündet: Der 5-Segmente Feststoffbooster. Zwei von diesen sollen bei der fertigen Rakete seitlich an der Hauptstufe angebracht werden, in der der Treibstoff für die RS-25 Triebwerke aufbewahrt wird. Vorläufige Daten haben gezeigt, dass der Test namens QM-1 (Qualification Motor 1) erfolgreich verlaufen ist, doch für eine vollständige Analyse musste der Motor auseinandergebaut werden. Nachdem die einzelnen Segmente voneinander getrennt und sorgfältig inspiziert wurden, kann die Herstellerfirma OrbitalATK das vorläufige Ergebnis bestätigen: QM-1 war ein voller Erfolg. Die Düse und die Isolierung haben sich wie geplant verhalten, die ballistischen Parameter haben die Erwartungen erfüllt und die Schubvektorsteuerung hat zusammen mit den elektronischen Systemen den Booster wie gewünscht gesteuert. Dieses Ergebnis ist vor Allem vor dem Hintergrund ein Erfolg, dass das Design des Boosters zuvor stark geändert wurde: Die chemische Formel der Isolierung des Motors wurde modifiziert, die heiße Gase davon abhält, das Gehäuse und andere wichtige Komponenten zu zerstören. Zuvor wurden Lücken zwischen der Isolierung und dem festen Treibstoff gefunden. Nun hat bereits die Fertigung der ersten Segmente für die zweite Testzündung des Boosters stattgefunden: QM-2 Anfang 2016.

Die weiteren Highlights der SLS-Entwicklungsarbeiten im diesem Jahr werden neben den besagten Testzündungen des RS-25 Arbeiten an der Hauptstufe des SLS, integrierte Tests der Avioniksysteme, Vorbereitungen auf die nächste Testzündung des 5-Segmente Feststoffboosters und das Critical Design Review der gesamten Rakete sein, eine rigorose Designprüfung.

Das Space Launch System ist der neue Schwerlastträger der NASA. Er basiert zu großen Teilen auf dem 2011 außer Dienst gestellten Space Shuttle: So werden die Hauptstufe aus dem External Tank des Shuttles, die 5-Segmente Booster aus den SRBs und die RS-25 Triebwerke aus den SSMEs entwickelt. Es wird drei Varianten des SLS geben: Die Block I Version wird lediglich eine leicht modifizierte Version der DCSS (Delta Cyrogenic Second Stage) als Oberstufe haben. Mit ihr soll der Erstflug EM-1 erfolgen. Block IB wird über die wesentlich stärkere EUS (Exploration Upper Stage)-Oberstufe verfügen. Bei Block II handelt es sich um die stärkste Variante des SLS, seine Oberstufe wird ebenfalls die EUS sein; die Feststoffbooster werden durch verbesserte Booster ersetzt, ihr Konzept ist jedoch noch nicht festgelegt, obwohl bereits verschiedene Vorschläge zu neuen Flüssig- oder Feststoffboostern existieren. Der Erstflug des SLS ist nicht später als im November 2018 mit der Mission EM-1 (Exploration Mission 1) geplant, bei der das neue NASA-Raumschiff Orion noch unbemannt zum Mond fliegen wird. Weitere SLS-Missionen sollen bemannte Marsflüge in den 2030ern vorbereiten, jedoch hat der US-Kongress immer noch keine dieser Missionen bewilligt, obwohl er als Unterstützer des SLS gilt.

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

Am 9. Januar kam das Space Launch System (SLS), die neue Schwer-lastträgerrakete der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA, erneut der Realität einen Schritt näher: Auf dem Gelände des Stennis Space Centers wurde die erste Testzündung des Haupttriebwerks unternommen. Pro Flug sollen vier dieser Haupt- triebwerke mit der Bezeichnung RS-25 in der Hauptstufe des SLS zum Einsatz kommen. Bei diesen RS-25 handelt es sich um die Haupt- triebwerke der Space Shuttle-Orbiter (Space Shuttle Main Engine, SSME), alle noch einsatz- bereiten SSMEs wurden nach der Einstellung des Space Shuttle Programms für ihren nächsten Einsatz im SLS modifiziert. Diese Modifikationen betrafen vor allem den Controller, also die Kontrolleinheit der Triebwerke. Dabei handelt es sich um eine elektronische Komponente, die das Triebwerk steuert, mit der restlichen Rakete kommuniziert und Befehle übermittelt. Bei einem Alter der verbliebenen Controller von 20-30 Jahren ist es verständlich, dass da nicht mehr alles Up-To-Date ist, weswegen bei dem RS-25 jetzt moderne Controller eingesetzt werden. Darüber hinaus wurde das RS-25 an die neuen Einsatzbedingungen im Space Launch System angepasst: Die Triebwerke werden vor dem Start kältere Temperaturen und während dem Flug einen höheren Treibstoffdruck sowie eine stärkere Erhitzung der Düse erleben. All diese Modifikationen wurden von der Firma Aerojet Rocketdyne vorgenommen.

Natürlich müssen diese Modifikationen auch getestet werden. Der beste Weg dafür ist es, das modifizierte Triebwerk tatsächlich zu zünden und so realistische Einsatz- bedingungen zu simulieren. Währenddessen werden Daten über das Verhalten des Triebwerks gesammelt, deren Analyse dann zeigt, ob alles wie gewünscht funktioniert. Um eine solche Testzündung durchzuführen, wurde 2013 damit begonnen, den A-1 Teststand auf dem Stennis Space Center für Triebwerkstests des RS-25 umzubauen. Im Juni 2014 installierte schließlich die NASA ein modifiziertes RS-25 Triebwerk auf dem A-1 Teststand. Es handelte sich um das RS-25 mit der Nummer 0525, ein Entwicklungstriebwerk, das nie am Space Shuttle ins All geflogen ist. Danach wurden jedoch Verunreinigungen innerhalb der Treibstoffzuleitungen des Teststands festgestellt, und so verzögerte sich die erste Testzündung um mehrere Monate. Als dieses Problem gelöst war, war man am 23. Oktober dazu in der Lage, das RS-25 wiederzuinstallieren. Am 11. Dezember wurde dann der letzte Schritt zu einer Testzündung unternommen: Ein sogenannter Chill Test, bei dem die beiden äußerst kalten Treibstoffe LH2 (flüssiger Wasserstoff) und LOX (flüssiger Sauerstoff) durch die Leitungen des Teststands und des Triebwerks fließen, jedoch noch keine Zündung erfolgt.

Dann, am 9. Januar, war es endlich soweit: Das RS-25 wurde gezündet, und zwar über 500 Sekunden lang. Die nächsten Testzündungen werden im April erfolgen, wenn Verbesserungen an dem Hochdruck-Wassersystem abgeschlossen sind, das den Teststand mit kaltem Wasser zur Kühlung versorgen wird. Mit dem derzeitigen Triebwerk (0525) sind insgesamt 8 Testzündungen geplant, die zusammen 3.500 Sekunden dauern werden. Mit dem nächsten Testtriebwerk sollen dann 10 Testzündungen durchgeführt werden, bei denen das Triebwerk insgesamt 4.500 Sekunden gezündet wird. Die zweite Testserie wird dann Tests der Flugversionen der Controller beinhalten. Für zukünftige SLS-Flüge plant die NASA, die Produktion von RS-25 Triebwerken wieder aufzunehmen. Dazu wird die NASA mit der Herstellerfirma Aerojet zusammenarbeiten, um das RS-25 so zu modifizieren und anzupassen, dass es kostengünstiger und schubstärker wird. Das ist möglich, weil inzwischen neue Technologien vorhanden sind und das RS-25 nun nicht mehr darauf ausgelegt werden muss, wie zu Shuttle-Zeiten wiederverwendbar zu sein. Für den Anfang ist die Herstellung von sechs neuen RS-25 Triebwerken vorgesehen.

Die weiteren Highlights der SLS-Entwicklungsarbeiten im diesem Jahr werden neben den besagten Triebwerkstests eine Testzündung des neuen 5-Segmente Feststoffboosters, Schweißarbeiten an der ersten SLS-Hauptstufe in der Michoud Assembly Facility nahe New Orleans und das Critical Design Review des gesamten SLS sein, eine rigorose Designprüfung.

Das Space Launch System ist der neue Schwerlastträger der NASA. Er basiert zu großen Teilen auf dem 2011 außer Dienst gestellten Space Shuttle: So werden die Hauptstufe aus dem External Tank des Shuttles, die 5-Segmente Booster aus den SRBs und die RS-25 Triebwerke aus den SSMEs entwickelt. Es wird drei Varianten des SLS geben: Die Block I Version wird lediglich eine leicht modifizierte Version der DCSS (Delta Cyrogenic Second Stage) als Oberstufe haben. Mit ihr soll der Erstflug EM-1 erfolgen. Block IB wird über die wesentlich stärkere EUS (Exploration Upper Stage)-Oberstufe verfügen. Bei Block II handelt es sich um die stärkste Variante des SLS, seine Oberstufe wird ebenfalls die EUS sein; die Feststoffbooster werden durch verbesserte Booster ersetzt, ihr Konzept ist jedoch noch nicht festgelegt, obwohl bereits verschiedene Vorschläge zu neuen Flüssig- oder Feststoffboostern existieren. Der Erstflug des SLS ist nicht später als im November 2018 mit der Mission EM-1 (Exploration Mission 1) geplant, bei der das neue NASA-Raumschiff Orion noch unbemannt zum Mond fliegen wird. Weitere SLS-Missionen sollen bemannte Marsflüge in den 2030ern vorbereiten, jedoch hat der US-Kongress immer noch keine dieser Missionen bewilligt, obwohl er als Unterstützer des SLS gilt.

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• SLS: Bereit für QM-1 (06. Januar 2015)
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Der Beitrag SLS: Erste Testzündung des RS-25 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

30 Jahre lang haben sie das Space Shuttle zuverlässig in den Weltraum befördert: Die SSMEs, die Haupttriebwerke des Space Shuttles. Nun werden sie auf ihren nächsten Einsatz vorbereitet: In Zukunft sollen diese Triebwerke die neue Schwerlastträgerrakete der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA antreiben, das Space Launch System (SLS). Dafür wurden die SSMEs nach der Einstellung der Space Shuttle-Flüge 2011 aus den Orbitern des Space Shuttles ausgebaut, sie werden nun modifiziert, um bereit für ihre neue Aufgabe zu sein. Es existieren insgesamt noch 15 betriebsbereite SSMEs, die nun als RS-25 bezeichnet werden, ein 16. Triebwerk kann aus verbliebenen Ersatzteilen zusammengebaut werden. Die Modifikationen betreffen vor allem den Controller des RS-25, gewissermaßen das elektronische Gehirn des Triebwerks, das für die Steuerung und die Kommunikation des RS-25 mit der restlichen Rakete zuständig ist. Da die Technologie seit der Konstruktion der Triebwerke stetig Fortschritte gemacht hat, soll nun ein verbesserter Controller, dessen Technologie sehr stark auf dem Controller des J2-X Triebwerks aufbaut, in dem RS-25 bei SLS-Flügen zum Einsatz kommen.

Um diesen neuen Controller zu testen, wird zum Einen im Marshall Space Flight Center in Alabama mit einer Testversion dieses Controllers ein SLS-Flug simuliert. Zum Anderen soll eine weitere Testversion des Controllers bei einer Testzündung eines RS-25 Triebwerks getestet werden. Dabei wird ein modifiziertes RS-25 Triebwerk tatsächlich gezündet, um Daten über diese Modifikationen zu sammeln. Dieser bedeutende Meilenstein für die Entwicklung des SLS soll 2015 auf dem A-1 Teststand des Stennis Space Centers im US-Bundesstaat Mississippi geschehen. Für diese Triebwerkstests wurde der Teststand seit 2013 umgebaut. Ursprünglich war geplant, bereits im Sommer dieses Jahres eine erste Testzündung durchzuführen, jedoch zeigte sich bei Analysen der Treibstoffleitungen des Teststandes, dass die Zuleitungsrohre verunreinigt sind. Daher musste das bereits installierte RS-25 Triebwerk wieder entfernt und die verunreinigten Leitungen ersetzt werden. Am 23. Oktober 2014 wurde das Triebwerk wieder installiert, nun hat die NASA am 11. Dezember 2014 einen weiteren Schritt auf dem Weg zu der ersten Testzündung unternommen.

Und zwar einen sogenannten Chill Test. Bei diesem Test fließen die beiden Treibstoffe LOX (flüssiger Sauerstoff) und LH2 (flüssiger Wasserstoff) durch die Treibstoffleitungen des Teststandes und des Triebwerkes selbst, um sicherzustellen, dass es damit keine Probleme gibt. Beide Treibstoffe sind äußerst kalt: Sauerstoff wird bei einer Temperatur von etwa -183 °C flüssig, Wasserstoff sogar bei -252 °C. Während des Chill Tests haben die zuständigen Ingenieure die Temperaturen, Durchflussraten und die Drücke der Treibstoffe gemessen. Auch wurden durch den Chill Test die geplanten Prozeduren für eine Testzündung überprüft und die benötigte Zeit für diese Prozeduren bestimmt. Ein ähnlicher Test wurde auf dem Teststand bereits im Frühjahr 2014 durchgeführt, jedoch noch ohne installiertes Triebwerk und „nur“ mit flüssigem Stickstoff. 2015 können dann endlich die lang erwarteten Triebwerkstests beginnen.

Dieses Jahr sollen ebenfalls noch das gigantische Vertical Assembly Center validiert werden, in dem die Hauptstufe des SLS gefertigt werden soll, und das Fundament für die neuen Teststände fertiggestellt werden, mit denen strukturelle Belastungstests von SLS-Elementen erfolgen sollen. Die Highlights der SLS-Entwicklungsarbeiten im nächsten Jahr werden neben den besagten Triebwerkstests eine Testzündung des neuen 5-Segmente Feststoffboosters und das Critical Design Review des gesamten SLS sein, eine rigorose Designprüfung.

Das Space Launch System ist der neue Schwerlastträger der NASA. Er basiert zu großen Teilen auf dem 2011 außer Dienst gestellten Space Shuttle: So werden die Hauptstufe aus dem External Tank des Shuttles, die 5-Segmente Booster aus den SRBs und die RS-25 Triebwerke aus den SSMEs entwickelt. Es wird drei Varianten des SLS geben: Die Block I Version wird lediglich eine leicht modifizierte Version der DCSS (Delta Cyrogenic Second Stage) als Oberstufe haben. Mit ihr soll der Erstflug EM-1 erfolgen. Block IA wird über die wesentlich stärkere EUS (Exploration Upper Stage)-Oberstufe verfügen. Bei Block II handelt es sich um die stärkste Variante des SLS, seine Oberstufe wird ebenfalls die EUS sein; die Feststoffbooster werden durch verbesserte Booster ersetzt, ihr Konzept ist jedoch noch nicht festgelegt, obwohl bereits verschiedene Vorschläge zu neuen Flüssig- oder Feststoffboostern existieren. Der Erstflug des SLS ist nicht später als im November 2018 mit der Mission EM-1 (Exploration Mission 1) geplant, bei der das neue NASA-Raumschiff Orion noch unbemannt zum Mond fliegen wird. Weitere SLS-Missionen sollen bemannte Marsflüge in den 2030ern vorbereiten, jedoch hat der US-Kongress immer noch keine dieser Missionen bewilligt, obwohl er als Unterstützer des SLS gilt.

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

Seit 2002 beförderte er den External Tank (ET) des Space Shuttles: Der Leichter „Pegasus“. Nachdem sie in der Michoud Assembly Facility (MAF) im US-Bundesstaat New Orleans hergestellt wurden, wurden die orangefarbenen Tanks auf Pegasus verladen. Der Leichter wurde daraufhin mithilfe eines NASA-Schiffes durch den Golf von Mexiko zum Kennedy Space Center (KSC) gezogen, in dem der ET auf den Start ins All mit dem Space Shuttle vorbereitet wurde.

Doch seit 2011, dem letzten Flug des Space Shuttles mit der Mission STS-135, wurde es ruhig um den Leichter. Seine letzte Aufgabe war es, die Haupttriebwerke des Space Shuttles vom KSC zum Stennis Space Center im Bundesstaat Mississippi zu befördern, in dem sie für den Einsatz in der Hauptstufe des Space Launch System (SLS) modifiziert werden, der neuen Schwerlastrakete der NASA. Doch Pegasus wird –wie viele andere Elemente aus dem Space Shuttle-Programm- weiterverwendet werden, und zwar zum Transport der gewaltigen Hauptstufe des SLS. Ende 2016 soll die erste Hauptstufe innerhalb des Leichters zu dem B-2 Teststand des Stennis Space Center transportiert werden, der gerade für Tests der Hauptstufe modifiziert wird. Auch alle Hauptstufen, die tatsächlich bei SLS-Flügen zum Einsatz kommen sollen, sollen mithilfe von Pegasus von der MAF zum KSC gebracht werden, in dem sie vorbereitet und mit anderen Elementen des SLS verbunden wird.

Für diesen Zweck müssen jedoch zahlreiche Modifikationen an dem Leichter erfolgen. Zum einen ist Pegasus in der jetzigen Form zu kurz für die über 60 Meter lange Hauptstufe. Deshalb wird momentan in einer Werft der Firma Conrad Shipyard in Amelia, Louisiana, ein neues, etwa 50 Meter langes Zentralsegment gebaut. Es soll ein nur 35 Meter langes Segment ersetzen, dies soll voraussichtlich noch diesen Herbst geschehen. Danach wird Pegasus etwa 95 Meter lang sein. Auch muss der Leichter für das höhere Gewicht der Hauptstufe des SLS im Verhältnis zum External Tank des Space Shuttles zertifiziert werden. Alle Arbeiten werden –mit Unterstützung von dem Ingenieurkorps der US-Armee- von Conrad Shipyards ausgeführt, die Firma hatte dafür am 14. Mai von der NASA einen Vertrag über 8,5 Millionen Dollar erhalten. Bis jetzt gibt es keine Verzögerungen bei den Arbeiten, der Abschluss von ihnen ist für Anfang 2015 geplant.

Auch ein anderer Leichter entsteht momentan bei Conrad Shipyards. Dieser wurde jedoch nicht von der NASA, sondern von dem privaten Raumfahrt-unternehmen SpaceX in Auftrag gegeben. Mit diesem Leichter hat SpaceX spektakuläre Pläne: Sie planen, auf diesem Schiff eine zurückkehrende Erststufe ihrer Falcon 9 -Trägerrakete zu landen. Diese Erststufe soll einmal ausschließlich mit dem Schubstrahl ihrer Merlin-Haupttriebwerke im Flug wenden und zu einer Landestelle zurückkehren, nachdem sie gestartet ist und von der restlichen Rakete abgetrennt wurde. Bei dieser Landestelle angekommen bremst sie ebenfalls mithilfe der Triebwerke ab, landet dann und kann für den nächsten Flug noch einmal verwendet werden. Dadurch erhofft sich SpaceX, Startkosten zu sparen. Dieser Leichter soll nun als vorläufige, schwimmende Landeplattform dienen. Der Gründer von SpaceX, Elon Musk, gab bekannt, dass bereits beim nächsten Flug der Falcon 9, eine Versorgungsmission zur Internationalen Raumstation, eine Landung auf der schwimmenden Plattform angestrebt wird. Sie wird 50×90 m messen und mit einem Peilsender zum zielgenaueren Anflug der Erststufe ausgestattet sein.

Doch nun zurück zu Pegasus. Nachdem die Modifikationen abgeschlossen sind, wird der Leichter im nächsten Jahr bereits seinen ersten Auftrag haben: Versuchsexemplare der Tanks der Hauptstufe des SLS sollen von der MAF zu dem Marshall Space Flight Center (MSFC) in Huntsville, Alabama, verschifft werden. Im Moment werden die Gerätschaften in der MAF, mit denen die Tanks gefertigt werden sollen, ausführlich erprobt und validiert. Zu diesen zählt das gewaltige Vertical Assembly Center (VAC), das die Tanks der Hauptstufe zusammenschweißt. Es wurde erst vor anderthalb Monaten eröffnet. Die Tests an diesen Tanks, die 2015 stattfinden sollen, sollen prüfen, ob die Tanks den strukturellen Belastungen während des Fluges standhalten können. Für solche Belastungstests braucht es freilich nicht nur die entsprechenden Tanks, sondern auch Teststände, die groß genug sind, um die großen Tanks testen zu können.

Zwei solcher Teststände werden gegenwärtig am MSFC errichtet: Ein größerer für den LH2 (flüssiger Wasserstoff)-Tank des SLS und ein kleinerer für Tests des LOX (flüssiger Sauerstoff)-Tankes und weiterer kleinerer Strukturen der Hauptstufe. Bei dem Teststand für den LH2-Tank wurden nun am 17. Oktober Trägerstangen eingebettet und Beton gegossen, um das Fundament zu stabilisieren. Das markiert einen wichtigen Schritt in den Konstruktionsarbeiten dieses Teststandes. Er wird mit der kryptischen Nummer 4693 bezeichnet und steht genau dort, wo bereits das F-1 Triebwerk der Mondrakete Saturn V getestet wurde. Wenn 4693 fertig ist, wird er über 65 Meter hoch aufragen und 2.150 Tonnen schwer sein. Der Teststand besteht aus zwei Türmen, zwischen denen vertikal der LH2-Tank befestigt wird. Dieser wird für die Tests mit flüssigem Stickstoff befüllt und dann mithilfe von hydraulischen Kolben Belastungen ausgesetzt, wie sie auch bei einem realen Flug des SLS zu erwarten sind. Beide Teststände werden für 45,3 Millionen Dollar von der Firma Brasfield & Gorrie in Birmingham, Alabama, gebaut.

Aber natürlich muss nicht nur das Verhalten der Treibstofftanks des SLS während des Fluges simuliert werden. Eine ebenfalls wichtige Rolle spielt die Aerodynamik der Rakete. Zum Glück benötigen Tests für diese keine gewaltigen Teststände, die erst neu errichtet werden müssen, sie können in bereits existierenden Einrichtungen stattfinden. So werden etwa seit 2012 im Langley Research Center der NASA Windtunneltests des SLS durchgeführt. Bei diesen wird ein Modell des SLS im Windkanal verschieden hohen Wind-geschwindigkeiten ausgesetzt, um einen Flug zu simulieren. So kann die Aerodynamik der Rakete getestet werden. Dank ihrer geringen Komplexität können diese Tests bereits seit Mitte 2012 stattfinden. Auch konnte man bereits die Aerodynamik der größeren Block-IB Version des SLS testen, die wohl nicht vor 2020 zum Einsatz kommen wird.

Nun gehen die Aerodynamiktests an der anfänglichen Version des SLS in die nächste Runde. Ingenieure am Langley Research Center haben eine neue Konfiguration des SLS getestet: Die Flugphase der Boostertrennung. In diesem Moment des SLS-Fluges werden die beiden ausgebrannten Feststoffbooster mithilfe von 16 kleinen Feststoffmotoren, genannt Separation Motors, von der Hauptstufe der Rakete weggedrückt. Dabei handelt es sich um eine äußerst kritische Situation: Die Booster dürfen unter keinen Umständen die Hauptstufe berühren. Um das zu verhindern, hat die NASA mithilfe von Windtunneltests zahlreiche Daten zu der Aerodynamik des SLS während der Boostertrennung gesammelt.

Diese Tests waren um einiges aufwändiger als die bisherigen: Anders als bei vorherigen Durchläufen musste nun nicht nur die Aerodynamik eines Elementes des SLS getestet werden, nämlich der gesamten Rakete, sondern die Aerodynamik von gleich dreien: Den beiden Boostern und dem restlichen SLS. Die Modelle dieser Komponenten mussten in drei Dimensionen millimetergenau angeordnet werden, um verwert-bare Daten zu erhalten. Auch haben die Ingenieure Luft unter hohem Druck aus den Miniatur-Separation Motors herausgepumpt, was den Test noch komplexer gestaltete. Es ist deshalb nicht verwunderlich, dass der Aufbau dieser etwa zehn Meter langen Testkonfiguration vier Wochen dauerte. Insgesamt 800 Testläufe wurden in dem Unitary Wind Tunnel des Langley Research Center durchgeführt, die maximalen Windgeschwindigkeiten erreichten dabei fast Mach 4.

Neben diesen Windtunneltests soll dieses Jahr noch eine Testzündung des Haupttriebwerks des SLS stattfinden, dem RS-25. Da die Treibstoffleitungen des Teststands verschmutzt waren, entstand eine geringe Verzögerung, seit dem 24. Oktober ist das Triebwerk wieder auf dem Teststand. Außerdem soll das Critical Design Review (CDR), eine rigorose Designprüfung, der gesamten Rakete abgeschlossen werden. Anfang nächsten Jahres soll dann nach langer Verschiebung wegen Rissen im festen Treibstoff ein Feststoffbooster testgezündet werden, wie er beim SLS zum Einsatz kommen soll. Auch soll die Hauptnutzlast des SLS dieses Jahr seinen Erstflug haben: Das Raumschiff Orion.

Das Space Launch System ist der neue Schwerlastträger der NASA. Er basiert zu großen Teilen auf dem 2011 außer Dienst gestellten Space Shuttle: So werden die Hauptstufe aus dem External Tank des Shuttles, die 5-Segmente Booster aus den SRBs und die RS-25 Triebwerke aus den SSMEs entwickelt. Es wird drei Varianten des SLS geben: Die Block I Version wird lediglich eine leicht modifizierte Version der DCSS (Delta Cyrogenic Second Stage) als Oberstufe haben. Mit ihr soll der Erstflug des SLS, EM-1, erfolgen. Block IA wird über die wesentlich stärkere EUS (Exploration Upper Stage)-Oberstufe verfügen. Bei Block II handelt es sich um die stärkste Variante des SLS, seine Oberstufe wird die EUS sein; die Feststoffbooster werden durch verbesserte Booster ersetzt, ihr Konzept ist jedoch noch nicht festgelegt, obwohl bereits verschiedene Vorschläge zu neuen Flüssig- oder Feststoffboostern existieren. Der Erstflug von SLS Block IA ist nicht vor 2020, der von SLS Block II nicht vor 2030 zu erwarten, weil der Kongress –obwohl er als Befürworter des SLS gilt- sich weigert, das Etat der NASA zu erhöhen, um so auch ein höheres Budget für das SLS und Orion zu ermöglichen. Mit dem SLS sind nicht nur Raumsondenmissionen zu den äußeren Planeten des Sonnensystems und ihren Monden möglich, sondern auch bemannte Flüge zu Asteroiden oder sogar zum Mars.

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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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• Thema SpaceX ab 23.10.2013

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: NASA.

Am Dienstag und Mittwoch traf der aktuelle und einer der stärksten Hurrikane nahe der Alabama – Florida Grenze auf die USA. Die Schäden sind in diesem Abschnitt extrem stark und existenzvernichtend. Die NASA-Einrichtungen waren wegen Ivan abermals in Gefahr und waren bis vor kurzen auch noch in der Schusslinie Ivans, bis dieser sich drehte. Das NASA Stennis Space Center in Mississippi und die Michoud Assembly Facility in New Orleans kamen mit geringen Schäden davon, da sie westlich des Hurrikan-Gebietes lagen. Die NASA berichtet, dass diese Einrichtungen nur gering bis gar nicht beschädigt wurden. Das Marshall Space Flight Center wurde hingegen am Dienstag evakuiert als Ivan mit seinen Winden und Regenfällen das Land traf. Heute, am 17. September, sollten alle NASA Zentren wieder ihre Tore öffnen.

Im Stennis Space Flight Center wurden vor kurzen noch Shuttle-Antriebe getestet und die waren durch Ivan in geringer Gefahr. Zwar wurden fast alle Leute nach Hause geschickt, aber eben nur fast. Ein paar Leute blieben zurück, um die Antriebe noch an die sicherste Stelle im Center zu bringen. Inzwischen hat das Kennedy Space Center (KSC) seine Tore wieder geöffnet und 14.000 Angestellte beginnen wieder zu arbeiten, nach einem 11-tägigen Zwangsurlaub, verursacht durch Frances. KSC beobachtet auch den nächsten herannahenden Hurrikan namens Jeanne in der Karibik.

Jeanne ist zurzeit noch nicht so stark wie seine Vorgänger aber er wächst und wächst. Nach Charlie, Frances und Ivan wäre das nun der vierte Hurrikan der die krisengeschüttelte Südostküste Amerikas heimsucht. Die NASA hat beschlossen, nun sämtliche Erdobservatorien auf den Atlantik zu richten um die Situation abschätzen zu können.

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: SpaceFlightNow.

Ingenieure vom NASA Stennis Space Center (SSC) in Mississippi haben den Antrieb erfolgreich gezündet der das nächste Shuttle in den Erdorbit bringen soll. Dabei wurden nicht nur einzelne Triebwerke getestet sondern das gesamte Antriebssystem (Space Shuttle Main Engine (SSME)). Nun wird es zum Kennedy Space Center gebracht wo es am Shuttle Discovery montiert wird. STS 114, oder Return to Flight Mission, wird nicht früher als März 2005 starten und zur ISS fliegen.
Die Tests begannen am 16. Juli und dauerten nur 520 Sekunden, die benötigte Länge um ein Shuttle in den Orbit zu bringen. Alle Tests wurden erfolgreich bestanden. „Es ist schön zu sehen dass das Return to Flight Programm endlich Fortschritte zu verzeichnen hat“, sagt Michael Kostelnik, Administrator der ISS und des Space Shuttle Programms. „Es zeigt auch den amerikanischen Willen wieder mit Shuttles fliegen zu wollen und unsere Visionen doch noch mit einiger Verspätung zu erreichen.“ Jedes Space Shuttle besitzt drei dieser großen SSMEs welche weiterentwickelt wurden und zum ersten Mal im Juli 2001 zum Einsatz kamen. Es hat sicher um einiges geändert seit wir im Jahre 1981 mit dem ersten Shuttle flogen.

Nun können wir wieder hoffen das die Shuttle-Flotte wieder einsatzbereit ist um die ISS nicht mit allzu großer Verspätung fertig zu bauen. Denn erst wenn diese fertiggestellt ist wird man über neue Visionen überhaupt erst diskutieren und nachdenken können. Zweifellos war das ein wichtiger Schritt zur im März 2005 geplanten STS 114. Das „Return to Flight“ Programm „returned“ schön langsam dorthin wo man vorm Absturz der Columbia einmal war.

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