Ares I-X

Ares I-X war die Bezeichnung für den ersten Testflug der Ares-I-Rakete im Rahmen des Constellation-Programms der NASA. Hauptziel des Fluges war die Validierung der Steuerungssoftware für eine der Ares I ähnlichen Rakete, sowie die Überprüfung von wichtigen Flugeigenschaften der Rakete, vor allem der ersten Stufe. Zudem konnten die Vorgänge während Montage, Startvorbereitungen, Bergung eingeübt und getestet werden. Der Start erfolgte am 28. Oktober 2009.

Missionsemblem
Emblem der Mission
Missionsdaten
Mission	Ares I-X
Trägerrakete	Ares I (nur 1. Stufe)
Start	28. Oktober 2009 um 15:30 UTC
Startplatz	Kennedy Space Center LC-39B
Landung
Landeplatz	Atlantischer Ozean
Flugdauer	6 Min 30 Sek
Erdumkreisungen	suborbital
Apogäum	50 km
Zurückgelegte Strecke	230 km
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- Ares I-Y

Aufbau der Rakete

Die erste Stufe bestand aus einem vom Space Shuttle abgeleiteten Feststoff-Booster mit vier aktiven Segmenten und einem inaktiven Segment. In der endgültigen Version der Ares-I-Rakete werden fünf aktive Elemente (im Gegensatz zu vier beim Space Shuttle) für den nötigen Startschub sorgen.

Die zweite Stufe bestand aus Massesimulatoren für Oberstufe, Service- und Kommandomodul. Die Oberstufe enthielt ein Avionik-Element, welches die Daten des Fluges auswertete und zur Bodenstation sendete, sowie zwei kleine Triebwerke aus dem ehemaligen Peacekeeper-Raketen-Programm, die vertikal angeordnet die Drehbewegung der Rakete beim Start einleiteten und die Flugbahn regelten (RoCS). Im Inneren der Oberstufenattrappe waren zudem justierbare Stahlplatten als Ballast angebracht.

Ares I-X-Industriepartner der NASA

NASA-Auftragnehmer für Ares I-X waren Alliant Techsystems (ATK) für die erste Stufe, den Feststoff-Booster und Teledyne Brown Engineering für das Lageregelungssystem (RoCS). Jacobs Engineering stellte, unterstützt von Lockheed Martin, die Avionik-Systeme zur Verfügung. Die United Space Alliance und ATK Launch Systems unterstützten die Boden-Kontrolle und die Start-Operationen.

Vorbereitungen

Die Simulatoren für Kommandomodul und Abbruchrakete vor der Auslieferung

Ares I-X (vorne) und Space Shuttle Atlantis (hinten) auf den Startrampen LC-39B (vorne) und LC-39A (hinten)

Die Vorbereitungen für den Flug begannen mit der vorläufigen Deaktivierung von Startanlage 39B für Shuttleoperationen zum 1. Januar 2007, sodass die Startanlage soweit wie möglich für Ares-I-Flüge modifiziert werden konnte, bevor die Plattform ein letztes Mal für einen möglichen Shuttle-Flug (STS-400) verwendet wurde. Highbay 3 des Vehicle Assembly Buildings wurde bereits modifiziert und kann Ares-I-Raketen aufbauen. Lediglich die mobile Startplattform 1 (MLM-1) wurde zu jener Zeit noch durch das Space-Shuttle-Programm belegt.

Die erste Komponente der Rakete, ein Teil des Feststoffboosters, traf am 10. November 2008 am Kennedy Space Center ein. Dieser wurde, genau wie die Booster des Shuttles, per Zug zum Kennedy Space Center gebracht und dort auf einer mobilen Startplattform aufgebaut. Über die nachfolgenden Wochen wurden weitere Komponenten angeliefert, darunter auch die Simulatoren für das Kommandomodul und das Abbruchsystem, welche Ende Januar ankamen. Die letzte Komponente traf Ende März ein. Die Teile wurden im Vehicle Assembly Building bis zu ihrer Montage eingelagert.

Die Mobile Startplattform 1 (MLM-1) wurde am 25. Februar 2009 vom Shuttleprogramm überstellt und zur Startanlage 39B gerollt, sodass die notwendigen Modifikationen vorgenommen werden können. Diese betreffen hauptsächlich die Computer, die die Systeme des Shuttles auf der Plattform überwachen. Sie wurde wenige Tage später in die Highbay 3 gerollt, sodass die Montage der Rakete beginnen konnte. Anfang Juni wurde auch die Startanlage vom Shuttleprogramm uneingeschränkt überstellt.

Am 14. August wurde die Montage der Rakete beendet und der 31. Oktober als geplanter Starttermin genannt. Der Starttermin war jedoch zunächst sehr unsicher, da an diesem Termin die Raumfähre Atlantis bereits auf der benachbarten Startrampe 39A steht, um gut zwei Wochen später zur Mission STS-129 abzuheben. Zunächst war nicht klar, ob ein mögliches Versagen der Ares-I-X-Rakete die Vorbereitungen an der Atlantis beeinträchtigen oder das Shuttle sogar beschädigen könnte. Am 22. September wurde der Starttermin, infolge des erfolgreichen Verlaufs der Vorbereitungen und Countdowntests um drei Tage auf den 27. Oktober vorverlegt. Die Rakete wurde am 20. Oktober zur Startrampe gefahren und drei Tage später während der Flugbereitschaftsabnahme für flugbereit erklärt.

Die Ares I-X auf der ehemaligen Shuttle-Startrampe LC-39B

Missionsverlauf

Start der Ares I-X

Erster Startversuch

Der erste Startversuch war für den 27. Oktober 2009 geplant, jedoch wurde die Rakete nicht gestartet. Hauptgrund hierfür war das Wetter, das während des gesamten vierstündigen Startfensters mehrmals die in den Startregeln festgeschriebenen Limits überschritt. Zudem entstanden wegen eines Frachtschiffs in der Sicherheitszone und wegen einer Sensorabdeckung, die sich nicht lösen ließ, weitere Verzögerungen. Insgesamt wurde der Start zehn Mal um unterschiedliche Intervalle verschoben. Eine der Verschiebungen wurde nur 2 Minuten und 39 Sekunden vor einem möglichen Start angeordnet, nachdem das Wetter nach Wiederbeginn des vierminütigen Endcountdowns erneut umschwang. Man entschied sich kurz nach dem Abbruch des Countdowns dazu, am nächsten Tag einen neuen Versuch zu unternehmen.

Zweiter Startversuch und Flugverlauf

Aufgrund der instabilen Wetterlage musste der Countdown zum zweiten Startversuch am 28. Oktober 2009 mehrfach verschoben werden, bis um 15:30 UTC die Rakete erfolgreich gestartet werden konnte. In etwa 40 Kilometer Höhe wurde die erste Stufe nach 123 Sekunden abgetrennt und fiel zurück in Richtung Atlantik. Wenig später sollten sich zunächst der Vorschirm und dann die drei Hauptschirme entfalten und für eine sanfte Wasserung sorgen. Die Rakete soll nach wenigen Stunden geborgen werden. Die zweite Stufe, für die keine Bergung vorgesehen war, gewann nach der Abtrennung noch etwa sieben Kilometer Höhe und stürzte dann unkontrolliert in den Atlantik.

Kritik

Der verhältnismäßig frühe Testflug Ares I-X wurde von verschiedenen Seiten stark kritisiert. Da die Rakete nur mit vier Boostersegmenten und nicht wie später im Einsatz mit fünf Elementen flog, änderte sich das Flugprofil relativ stark. Die Abtrennung der ersten Stufe erfolgte so beispielsweise bei Ares I-X in 39,6 Kilometer Höhe statt 57,1 Kilometer, wie im späteren Einsatzflug. Dadurch befürchten einige Wissenschaftler, dass die gewonnenen Daten wertlos sein werden.

Zudem entsprach die eingesetzte Software zur Triebwerkssteuerung nicht dem Original, sondern war eine modifizierte Version der auf der Atlas V eingesetzten Software. Auch die Steuertriebwerke entsprachen nicht der endgültigen Version, auf Ares I-X wurden Steuertriebwerke aus Peacekeeper-Oberstufen verwendet.

Zeitweise wurden als ein weiteres Problem zu starke Vibrationen gegen Ende der Schubphase befürchtet. Diese hätten eine Bedrohung für das Selbstzerstörungssystem der Ares I-X darstellen können, welches durch die Vibrationen möglicherweise nicht hätte funktionieren können. Deshalb befürchtete man zunächst, dass der Mission keine Starterlaubnis erteilt werden könnte.

Die NASA bekräftigte jedoch die Nützlichkeit des Fluges. Der frühe Testflug wurde unter anderem durchgeführt, um anhand der Messdaten die für das Systemdesign verwendeten Computerprogramme kalibrieren zu können. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen rechtzeitig in die weitere Entwicklung einfließen. Auch die von Präsident Obama eingesetzte Expertenkommission um Norman Augustine unterstützte den Testflug. Die Kommission erachtete den Flug sogar im Falle eines Stopps des Ares-Programms noch für sinnvoll.

Weblinks

Commons: Ares I-X – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

• NASA: Ares Launch Vehicles
• Youtube: Ares 1x-V2.1 Test Flight Visualisierung des Flugverlaufes
• NASA: Ares I-X Flight Test Vehicle