Houston, 3. März 2019 — Nach rund 27-stündiger Verfolgungsjagd hat das erste kommerzielle US-Transportraumschiff am Sonntag die Internationale Raumstation ISS erreicht. Die Crew Dragon-Kapsel des Unternehmens SpaceX von Elon Musk dockte um 11.51 Uhr deutscher Zeit problemlos automatisch an der Station an, teilte die NASA mit. Die Frachtvariante Dragon musste hingegen immer mit einem Roboterarm eingefangen und dann an den Dockingport umgesetzt werden.
Crew Dragon hat bei seinem Testflug keine Besatzung an Bord, sondern nur ein Dummy sowie knapp 200 Kilogramm Nutzlast, die von der ISS-Crew mit Oleg Kononenko (Russland), Anne McClain (USA) und David Saint-Jacques (Kanada) in Empfang genommen wurde. Das Raumschiff bleibt fünf Tage an der Station, in denen zahlreiche Checks vorgenommen werden, und kehrt am 8. Marz wieder zur Erde zurück. Die für die Amerikaner übliche Wasserung ist für 14.45 Uhr östlich von Cape Canaveral im Atlantik geplant. Für Juli ist die erste bemannte Mission vorgesehen, womit die USA nach der Einstellung der Shuttle-Flüge 2011 dann wieder selbst ihre Astronauten zur ISS bringen können.
Für den Fall, dass die Kopplung nicht geklappt hätte oder es gar zu einer Kollision zwischen beiden Raumflugkörpern gekommen wäre, waren speziell auf Wunsch der russischen Seite mit der NASA umfangreiche Vorkehrungen getroffen worden. Dazu gehörte, dass Kononenko im Sarja-Modul Stellung bezog, um seine beiden Kollegen und sich selbst im hier angedockten Sojus-Raumschiff in Sicherheit zu bringen, das auch als „Rettungsboot“ fungiert.
Crew Dragon war am Samstag um 8.48 Uhr mit einer schweren Falcon 9-Trägerrakete vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral (Florida) gestartet. Präsident Donald Trump, NASA-Chef Jim Bridenstine und Elon Musk sprachen in diesem Zusammenhang vom Beginn einer neuen Ära in der Geschichte der amerikanischen Raumfahrt.
© Gerhard Kowalski
Ein schöner Zufall, dass vor genau 50 Jahren (3.3.69) erstmals auch die Mondfähre ‚Spider‘ mit Apollo 9 ins All gebracht wurde…
Vielleicht war es ja aber gar kein Zufall?
GK
Ergänzung
Der Start von Crew Dragon wurde vom historischen Startkontrollzentrum Firing Room 4 des Kennedy Space Center Control Center gesteuert, hier wurden auch die letzten 15 Missionen des Space Shuttles beobachtet. Die Startrampe 39A wurde verwendet, um elf Apollo-Saturn-V-Missionen zu starten, darunter Apollo 11, die erste Mondlandung, und 82 Space-Shuttle-Missionen, darunter STS-1, den ersten Start des Shuttles und STS-135, die letzte Shuttle-Mission.
Die Kopplung wurde von der NASA mit Spannung erwartet, in Russland gab es einige sachliche Bedenken die aber im Vorfeld ausgeräumt wurden. Es wurde eine andere Annährungsbahn festgelegt die eine Kollision auf ein Minimum begrenzt, als auch Handlungsoptionen bei der Kopplung festgelegt. Auch sehr wichtig, alle Raumfahrzeuge die an die ISS angedockt haben, hatten eine unabhängige Software die sich einschaltet wenn das primäre System ausfällt. Die Crew Dragon hat so eine Lösung nicht, hier vertrauen die Musk Ingenieure auf die redundante Systeme innerhalb des Hauptcomputersystems.
Die Space Shuttle hatten 5 IBM Computer die sich ständig synchronisierten und ihre Daten austauschten. So ein prioritätsgesteuertes Betriebssystem hat natürlich auch Nachteile da er sehr komplėx ist, so wurde der Erststart von Columbia wegen eines Synchronisationsfehlers abgebrochen. Der Buran hatte 4 Computer und einen zentralen Quarzzeitgeber mit einer Taktfrequenz von 4 MHz der alle 32.8 ms ein Synchronisationssignal zu den Bordcomputern sandte. Die Ergebnisse wurden verglichen und bei einer Abweichung wurde einer von den drei anderen Computer abgeschaltet, bei zwei Abweichungen wurden somit zwei Computer abgeschaltet. Die Geschwindigkeit der Rechner war nach heutigen Kriterien sehr bescheiden, der Buran Rechner mit einer Masse von etwa 33 kg machte 370 000, die von Space Shuttle 480 000 Operationen pro Sekunde.
Die Crew Dragon besteht aus Verbundwerkstoffen, es verfügt auch über ein System das die Vibrations- und Überlastungspegel auf den Stand der menschlichen Ausdauer zum Zeitpunkt des Eintritts in die Umlaufbahn reduziert. Auch auf das klassische SAS Rettungssystem an der Spitze der Rakete wurde verzichtet, zum Einsatz kommen Triebwerke die im Raumschiff integriert sind, dadurch senken wir die Startmasse als auch die Kosten der Mission.
Mit dem Raumschiff als auch den von Boeing die kurz vor dem Einsatz steht, kann die NASA auf die russischen Dienste demnächst ganz verzichten. Interessant ist die Preisentwicklung bei den Sojus Flügen, der lag anfangs bei moderaten 25 Millionen US-Dollar pro Sitzplatz, somit etwas teurer als die ersten Eintrittskarten für Touristen und bis zum Jahr 2018 betrug der Preis für einen Astronauten 82 Millionen US-Dollar. Zum Vergleich, die Startkosten einer Sojus Trägerrakete mit dem Raumschiff betragen um die 70 Millionen US-Dollar, somit für Roskosmos ein sehr gutes Geschäft. Im Durchschnitt verdiente Roskosmos von 2011 etwa 300 bis 400 Millionen Dollar jährlich für den Transport der Astronauten zu ISS, das sind etwa 10% der gesamten Finanzierung der russischen Raumfahrt durch die westlichen Partner.
Möchte noch auf den Twitter Disput zwischen Rogozin und Musk über die russischen Triebwerke eingehen, für mich persönlich leider zu unsachlich. SpaceX entwickelt gegenwärtig gigantische Trägerraketen für bemannte Marsflüge, sowas übersteigt die finanzielle und technische Möglichkeiten von Roskosmos. Die hochgepriesenen wiederverwendbaren MRKN Trägerraketen mit einer Nutzlast von 20 bis 65 Tonnen, hat Roskosmos schon vor einigen Jahren die weitere Entwicklung eingestellt.
Roskosmos Verluste
Meine obige Einschätzung nach Einstellung der russischen Transporte der Astronauten zu ISS hat Ivan Moisęev, Forschungsdirektor des Space Policy Institut, bestätigt. Der Verlust von Roskosmos Monopol bei den Flügen zu ISS werde die finanzielle Leistungsfähigkeit des Staatskonzerns erheblich beeinträchtigen. Moisęev wörtlich: „Wir schicken durchschnittlich sechs Amerikaner pro Jahr zu der ISS auf, für 80 Millionen Dollar, das heißt, es ergibt sich eine halbe Milliarde pro Jahr. Nun wird dieser Betrag im Jahr 2019 wie üblich ausfallen, zwei Verträge für 2020. Und alles. Diese Quelle ist geschlossen, wenn natürlich alles nach Plan verläuft“
Die russische Raumfahrt weckt wirklich kein Interesse am internationalen Markt, wiederum wörtlich Moiseev: „Wir können auf dem internationalen Markt nichts anbieten, da wir in den letzten Jahren komplett verdrängt wurden. Es gibt immer noch einen guten Vertrag mit OneWeb für eine Milliarde. Und praktisch gibt es nichts“.
Im Januar 2018 erklärte der CEO von Energomasch, Igor Arbuzov, dass Auslandsverträge (Lieferungen von RD-180 und RD-181 an die USA) mehr als die Hälfte des Umsatzes des Unternehmens ausmachen. Die Roskosmos Finanzierung des Raumfahrtprogramms für den Zeitraum 2016-2025 beläuft sich auf magere 1,4 Billionen Rubel, das sind um die 18,8 Milliarden Euro. Ja, und die NASA hat 20 Milliarden Dollar pro Jahr, ein wirklich gewaltiger Unterschied.
Mir ist ein Rätsel wie Russland seine Projekte, Orbitalstation, Mondflüge, Monbasen, auch verwirklichen will. Die ganzen neuen Trägerraketen mit alten Technologien existieren nur auf dem Papier und Musk, der natürlich mächtige Unterstützung verschiedener Regierungsbehörden von der CIA und dem Pentagon bis zur NASA hat, setzt auf Wiederverwendung der Träger und Raumschiffe. Der einzige richtige Weg, mitunter aber auch nich so einfach, um die horrenden Kosten im Griff zu haben.
NASA will bis 2024 einen Nukleartriebwerk und andere High-Tech-Projekte testen.
Ein Teil des Budget von 21,5 Milliarden Dollar für 2019 ist für die Entwicklung fortschrittlicher Weltraum- und Antriebstechnologie bestimmt, darunter für Antrieb, Robotik und Materialien. Der US-Kongress hat der NASA 100 Millionen US-Dollar für die Entwicklung nuklearer Raketentriebwerke zur Verfügung gestellt. Die NASA plant, eine Flugdemonstration bis 2024 durchzuführen. Wie schon berichtet, arbeitet BWXT Nuclear Energy mit der NASA an ersten konzeptionellen Studien und Entwürfen für Kernreaktoren und für erste Bodentests und der Entwicklung von Motortestprogram für einen NTP-Reaktor, um eine künftige bemannte Mission zum Mars anzustoßen. BWX wird der NASA auch bei der Planung und Lizenzierung von Erprobungsanlagen für nuklearthermische Triebwerke helfen.
NTP Antrieb besitzt gegenüber herkömmlichen chemischen Antriebssystemen zahlreiche Vorteile, darunter der sehr hoher spezifischer Impuls der von 950s bis 1050s gehen kann. Mit der hohen Energiedichte der NTP-Technologie und dem daraus resultierenden Schub der Raumfahrzeuge rechnet die NASA im Vergleich zu chemischen Raketen mit einer Reduzierung der interplanetaren Reisezeiten um bis zu 50 Prozent, auch mehr sind drin. Die Sicherheit der Besatzung wird dadurch erheblich gesteigert, dass die Exposition gegenüber kosmischer Strahlung wird deutlich reduziert. Während in früheren Projekten hoch angereichertes Uran verwendet wurde, basiert das aktuelle NTP-Projekt auf schwach angereichertem Uran was auch politisch gefordert wird. Laut den Unterlagen handelt sich um einen 19,75% angereicherten keramischen metallischen (CERMET) Wolfram-Brennstoffs. Die aktuelle Entwicklung umfasst einen 500 MW LEU CERMET-Brennstoffreaktors für bemannte Raumfahrtanwendungen.
Das Programm umfasst auch die Anwendung von bimodaler NTP Antriebsmöglichkeiten für zukünftige menschliche Erkundungsmissionen zum Mond und Mars und zur Erzeugung elektrischer Energie in Weltraumfahrzeugsystemen. Laut Chrunischew wären damit Marsflüge in 30-40 Tagen möglich, habe schon kurz erwähnt.
Ein weiterer Schwerpunkt von BWXT ist die Entwicklung eines revolutionären Ionenantriebssystems, das von einem kleinen 200 kW-Kernreaktor mit Uran-Nitrid für die Erkundung von Jupiter Monden (JIMO-Mission) vorgesehen ist. Ja, die Zukunft ist wirklich spannend.