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Space Shuttle

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Space Shuttle Columbia beim Start (1981)
Space Shuttle Challenger auf dem Weg zum Startplatz (1983)

Der (auch: das) Spaceshuttle ist ein von der NASA in den USA entwickelter Raumfährentyp. Er ging aus den Entwicklungsversuchen hervor, den Weltraum ohne Raketen zu erreichen, die bislang abgeworfen wurden und verglühten oder verschrottet wurden. Aus dieser Zeit stammt auch die Abkürzung STS für Space Transportation System, mit der der Spaceshuttle abgekürzt bezeichnet wird und die Bezeichnungen mit ihm absolvierter Flüge beginnen. Die STS-Nummern ergeben aber keine chronologische Reihenfolge, wie untenstehende Tabelle verrät, sondern werden oft Jahre vor dem Start vergeben.

Als Spaceshuttle wird das gesamte System aus Raumfähre (engl.: Orbiter Vehicle, abgekürzt 'OV'), Tank und Feststoffraketen bezeichnet. Die einzelnen Raumfähren sind nach historischen Forschungsschiffen benannt.

Der Spaceshuttle startet senkrecht mit Hilfe seiner drei SSME-Haupttriebwerke, die aus einem großen, abwerfbaren Tank mit flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff gespeist werden und zweier großer Feststoffraketen (sog. Booster, bzw. solid-fuel rocket boosters "SRB"). Diese Booster haben eine Brennzeit von ca. 2 Minuten, anschließend werden sie in rund 66 km Höhe abgeworfen.

Sie gehen an Fallschirmen im Atlantischen Ozean nieder und können nach einer Bergung wiederverwendet werden. Da die Bergung und anschließende Überholung der Booster jedoch teurer als eine Neuherstellung ist, wird das nicht praktiziert. Die Booster werden trotzdem in regelmäßigen Abständen geborgen und auf eventuelle Schäden und Fehlerquellen untersucht. Nach der Abtrennung der Booster fliegt der Shuttle mit Hilfe seiner SSME-Triebwerke weiter. Nach ungefähr achteinhalb Minuten Brenndauer wird kurz vor Erreichen der Orbitalgeschwindigkeit der Außentank in ca. 109 km Höhe abgeworfen. Er verglüht größtenteils in der Atmosphäre, die Reste fallen in den pazifischen Ozean.

Die Raumfähre erreicht schließlich mit Hilfe von kleineren Manövriertriebwerken, die aus internen Tanks gespeist werden, eine Umlaufbahn in bis zu 600 km Höhe. Nach erfolgtem Raumflug von bis zu 17 Tagen Dauer kehrt die Raumfähre auf die Erde zurück. Beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre wird sie durch spezielle Hitzeschutzkacheln an der Front- und Unterseite vor den extremen Wärmeeinwirkungen der Reibungshitze geschützt. Bereits kurz nach dem Wiedereintritt, noch mehrere hundert Kilometer entfernt, erhält sie von der vorgesehenen Landebahn Leitsignale. Die Besonderheit bei der Rückkehr ist, dass der Spaceshuttle im Gleitflug antriebslos zur Landung fliegt und somit nur einen Landeversuch hat.

Schlechte Wetterbedingungen an den Hauptlandeplätzen machen mitunter die Auswahl eines anderen Zielgebietes notwendig. Space Shuttles landen hauptsächlich in Cape Canaveral. Die Alternativen erster Wahl sind die Luftwaffenbasen Edwards (Kalifornien) sowie White Sands (New Mexico), wo übrigens auch die Erprobung der damals neu entwickelten Raumfähre stattgefunden hat. Es gibt aber rund um die Welt Notlandeplätze, wie etwa der Bonner Flughafen und jener von Riad (Saudi-Arabien).

Im Gegensatz zu früheren Raumschiffkonzepten (Apollo-Projekt, Sojus) sind sowohl die Fähre selber, als auch Teile der Raketen für etwa 100 weitere Starts wiederverwendbar.

Liste der Space Shuttles

Siehe Liste der Space-Shuttle-Missionen für eine chronologische Auflistung aller Space-Shuttle-Missionen.

Nr. Name OV-Nr. Erstflug aktuelle/nächste Mission Bemerkung
1 Enterprise OV-101 - - nur Erprobungsflüge, nicht raumflugfähig
2 Columbia OV-102 12. April 1981 - 1. Februar 2003 verglüht bei Wiedereintritt
3 Challenger OV-99 4. April 1983 - 28. Januar 1986 kurz nach dem Start explodiert
4 Discovery OV-103 30. August 1984 STS-114 im Einsatz, Landung am 7. August 2005
5 Atlantis OV-104 3. Oktober 1985 STS-121 nächster Einsatz für September 2005 geplant
6 Endeavour OV-105 7. Mai 1992 STS-117 Mission geplant für Juli 2006, Ersatz für Challenger

Statistiken (Stand 3. Februar 2003, ohne STS-114)

Shuttle Flugtage Orbits zurückgel.
Strecke (km) 		Einsätze Längster
Einsatz (Tage) 		Crews EVAs Mir/ISS
Koppl. 		Satelliten
ausgesetzt
Atlantis 220,40 3.468 144.694.078 26 12,89 161 21 7 / 6 14
Challenger 62,41 995 41.527.416 10 8,23 60 6 0 / 0 10
Columbia 300,74 4.808 201.497.772 28 17,66 160 7 0 / 0 8
Discovery 241,95 3.808 158.859.430 30 12,91 185 25 1 / 4 26
Endeavour 206,60 3.259 136.910.237 19 13,86 130 29 1 / 6 3
Gesamt 1,032,10 16.338 683.488.932 113 *17,66 696 88 9 / 16 61

* (STS-80)

Weitere Entwicklung

Datei:Atlantis Docked to Mir.jpg
Docking des NASA-Space Shuttles Atlantis mit der russischen Raumstation Mir im Rahmen des Shuttle-Mir-Programms
Der externe Tank des Space Shuttles wird abgeworfen und fällt zurück in die Erdatmosphäre

Nach dem Verlust der Columbia wurde den verbleibenden Shuttles ein 2,5-jähriges Startverbot erteilt. Da die Shuttles aber ein Großteil des Auf- und Ausbaus der Internationalen Raumstation ISS übernommen haben, soll nach einer erfolgreichen Mission der Discovery das Shuttle Programm weitergeführt werden.

Die Raumfähren sollten mit dem Start der Discovery am 13. Juli 2005 ihren Dienst in verbesserter Version wieder aufnehmen können. Doch die NASA brach den geplanten Start aufgrund eines Defekts an einem der vier Treibstoffsensoren um 20:55 ab. Der Start am Ausweichtermin 26. Juli 2005 um 16:39 MESZ verlief problemlos. Wie kurz nach dem Start festgestellt wurde, ist der Hitzeschild möglicherweise geringfügig beschädigt worden, doch die NASA sah zunächst keinen Grund zur Beunruhigung, da dies auch bei den früheren Shuttle-Starts regelmäßig passiert wäre. Am Abend des 27. Juli 2005 bestätigte sich dann jedoch ein Schaden am Unterboden des Shuttles. Zwar wäre keine Kachel abgefallen, dennoch wäre ein Riss entdeckt worden, der so lang wie ein Blatt Papier und etwa 2,5 cm breit wäre. Gleichzeitig erklärte die NASA, dass man bis zur Behebung der Problematik alle weiteren geplanten Shuttle-Flüge aussetzen wolle.

Nach der Bekanntgabe des neuen Weltraumprogramms von US-Präsident George W. Bush am 14. Januar 2004 wird das Spaceshuttle-Programm jedoch nur noch bis zum Jahr 2010 weiterbetrieben. Ob die USA somit ihre Transportaufgaben zur Fertigstellung der ISS überhaupt leisten werden, ist unklar.

Der Nachfolger der Spaceshuttles sollte der Venture Star werden. Da die Kosten jedoch bereits beim Bau des Prototypen X-33 weit über dem Plan lagen, wurde das Projekt im Jahre 2001 gestoppt.

Im oben erwähnten Weltraumprogramm Vision for Space Exploration wird ein Crew Exploration Vehicle CEV angekündigt, dessen Entwicklung derzeit angegangen wird. Bis zum 2. Mai 2005 lief die Bewerbungsphase, seitdem liegen vermutlich zwei Konzepte vor: ein Kapsel-basiertes von Northrop Grumman/Boeing und ein Lifting Body-basiertes von Lockheed Martin.

Kritik

Die Untersuchung des Columbia-Unglücks hat innerhalb der NASA schwere technische und organisatorische Mängel aufgezeigt, ähnlich wie früher bei der Challenger-Katastrophe. Allgemein ist das gesamte Spaceshuttle-Programm durch den niederschmetternden Untersuchungsbericht bei der Öffentlichkeit als veraltet und anfällig in Misskredit geraten.

In einer BBC-Dokumentation über die Entwicklung des Spaceshuttles (dt.: "Der Traum, der vom Himmel fiel") wurde dieses System mit einem "Ritt auf einer Dynamitstange, begleitet von zwei Feuerwerkskörpern", verglichen, um Mängel bei der Konzeption darzustellen. Mit zwei Totalverlusten (14 Tote) bei 114 Flügen ist das Shuttle im Vergleich zu anderen Trägersystemen dennoch sehr zuverlässig, allerdings verfügt es nicht, wie z.B. die Apollo- oder Sojusmissionen, über ein nennenswertes Rettungssystem für die Mannschaft. Ein weiterer Kritikpunkt ist, dass die erhofften Transportpreise für "Weltraumgüter" nie die angestrebten 200 US-$ pro Kilogramm erreicht haben - der Preis liegt bei rund 16.000 US-$. Die heutige Raumfähre sei technisch überzüchtet, anstelle sich in erster Linie auf den Materialtransport in den Weltraum zu konzentrieren.

Spaceshuttle Buran
Orbiter Vehicle
Länge: 37,25 m 36,37 m
Spannweite: 23,80 m 23,92 m
Höhe: 17,25 m 16,35 m
Trockenmasse: 78 t 61 t
max. Abflugmasse: 110 t 105 t
max. Besatzung: 7 10
Nutzlastbucht
Länge: 18,29 m 18,55 m
Breite: 4,57 m 4,65 m
Start-Kapazität: 25 t 30 t
Lande-Kapazität: 15 t 20 t
Anmerkungen:
Die Trockenmasse des Spaceshuttle variiert geringfügig je Orbiter. Die Nutzlastkapazität beider Systeme ist stark abhängig von der Orbithöhe und dem Bahnneigungswinkel.

Als immer größeres Manko stellte sich das Hitzeschild heraus, welches aus vielen kleinen Keramikkacheln besteht. Immer wieder findet die NASA nach der Landung beschädigte Kacheln, jedoch betrafen die Schäden bis zum Verlust der Columbia 2003 nie einen lebenswichtigen Teil des Raumschiffes.

Datei:ShuttlePlumeAtSunset.jpeg
Ein startendes Spaceshuttle. Die Sonne ist hinter der Kamera, und der Schatten des Qualms wird über die Wölbung der Himmels geworfen und es schneidet der Mond.

Einige Kritiker bemängeln auch, dass das Spaceshuttle im Vergleich zur russischen Buran von minderem Wert sei. Der auffälligste Unterschied: Die Buran wird von einer separaten Rakete (Energija) hochgetragen, während das Spaceshuttle mit seinen SSME-Haupttriebwerken selbst die Rakete darstellt, aber dafür den externen Treibstofftank mitschleppt. Das Spaceshuttle besitzt also aufwändige bordinterne Treibstoffpumpen und zusätzliche Technik, auf die die Buran verzichtet. Zudem muss das Spaceshuttle das Gewicht der drei Haupttriebwerke, die nur beim Aufstieg verwendet werden, mit in den Orbit tragen. Deshalb hat die Buran eine um fünf Tonnen höhere Nutzlastkapazität. Die Buran hat auch eine bessere Anordnung der Hitzeschutzkacheln - deren Kanten verlaufen niemals rechtwinklig zum Luftstrom.

Ein weiteres kleines Übel ist, dass die Wartungsarbeiten und die Herstellung von Ersatzteilen fast völlig von einer Firma bzw. deren Tochterfirmen übernommen wird - nämlich Boeing. Da deshalb Zehntausende von Menschen vom Spaceshuttle-Programm abhängen, so die Kritiker, erscheine es in politischer Hinsicht als nicht opportun, das Programm zugunsten einer besseren Technologie ganz einzustellen. Des Weiteren kann das Spaceshuttle teilweise als Fehlplanung erachtet werden: Der Kongress beschloss, sowohl für die Air Force als auch für die NASA ein gemeinsames Trägersystem zu entwickeln, welches alle bisherigen Trägerraketen ersetzen sollte. Weil das Spaceshuttle jedem Partner genügen sollte, stelle die Raumfähre für den heute einzigen Betreiber, die NASA, ein suboptimales Produkt dar.

Siehe auch


Vorlage:Navigationsleiste US-Amerikanische Raketen

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