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Russischer Frachter legt nach superkurzem Flug vorzeitig automatisch an der ISS an

Credit:NASA

Koroljow,  4. April 2019 —   Nach einem superkurzen Flug hat ein russisches Frachtraumschiff am Donnerstag perfekt automatisch und zudem zwei Minuten früher als geplant an der Internationalen Raumstation ISS angelegt. Progress MS-11 erreichte nach nur zwei Erdumkreisungen in 3 Stunden und 22 Minuten mit gut 2,5 Tonnen Nachschub an Bord die Erdaußenstation,  wie das Flugleitzentrum (ZUP) in Koroljow bei Moskau mitteilte. Der Start erfolgte um 13.01 Uhr an der Spitze einer Sojus-2.1a-Trägerrakete vom Kosmodrom Baikonur in Kasachstan.

Der Frachter bringt 900 Kilogramm Treibstoff,  420 Kilogramm Wasser und Container mit Lebensmitteln sowie wissenschaftliche Geräte,  Medikamente und persönliche Hygieneartikel für die sechsköpfige russisch-amerikanisch-kanadische Besatzung auf die Umlaufbahn.

Der erste Mal wurde das superkurze Schema,  wie es offiziell heißt,  im Juli 2018 bei Progress MS-09 angewendet. Zuvor brauchten die Frachter zuerst zwei Tage oder 34 Erdumkreisungen und zuletzt sechs Stunden beziehungsweise vier Umkreisungen bis zur Station.

Für den Fall,  dass die automatische Kopplung nicht geklappt hätte,  hätten das die russischen Kosmonauten Oleg Kononenko und Alexej Owtschinin per Hand erledigt.

Nach einem unbemannten Sojus-Testflug soll dieses Kurzschema später auch bei bemannten Missionen zum Einsatz kommen.

© Gerhard Kowalski

6 comments to Russischer Frachter legt nach superkurzem Flug vorzeitig automatisch an der ISS an

  • Jewgenij-7

    Eine schnelle Kopplung an einer Orbitalstation hat mehrere Vorteile,

    aber nicht nur für die Kosmonauten,es werden auch etwa 20 bis 25kg Treibstoff eingespart. Das hat einen ökonomischen Wert von etwa eine halbe Million Dollar,das eingesparte Treibstoff wird für die Korrektur der ISS eingesetzt.

    Schon zu Anfängen der Raumfahrt hat die Sowjetunion den schnellen Weg der Kopplung genutzt,wir sprechen von einen geraden Ansatz. Der Vorteil war auch,das die Startrampen recht bęinnander liegen und nach 24 Stunden überflog das Raumschiff den Startplatz von Baikonur erneut und eröffnete das kurze Startfenster für den zweiten Start.

    Auch die USA haben so einen Weg gewählt,aber bedingt durch die bessere geografische Lage bei 28,9 Grad des Startzentrums,hatten sie zwei Startfenster innerhalb von 24 Sunden,die Sowjetunion nur ein Startfenster. Gleich nach dem Start und der ersten Umkreisung,überflog das Raumschiff erneut das Kennedy Kosmodrom. Der Weltrekord für eine bemannte Kopplung,also vom Start bis zu Anlegen,haben die USA. Die Meisterleistung gelang am 12 September 1966,zunächst startete die Atlas-Agena-Rakete mit dem Zielsatelliten GATV-11 und nach einer Umrundung startete das Raumschiff Gemini-11. Das Startfenster betrug nur 2 Sekunden und nach 85 Minuten erfolgte die Kopplung. Der absoluter Weltrekord gehört dem Raumschiff Kosmos-213,die Kopplung erfolgte schon nach 47 Minuten nach dem Start. Bei Beregowoj erfolgte die Annährung an Sojus-2 nach 60 Minuten nach dem Start. Möchte noch erwähnen,das die geografische Lage Russlands auch bei bemanten Mondflügen nicht optimal sei,da für den Rückstart von der Mondoberfläche haben wir wenig Startfenster um auf dem russischen Territorium zu landen.

    Danach begann die Ära der Orbitalstationen,hier erfolgte nach 24 Stunden die Kopplung. Aber auch hier gab es unterschiedliche Meinungen,da nach 24 Stunden vor dem Anlegen hatten die Kosmonauten mit der akutesten Anpassung an die Schwerelosigkeit zu kämpfen und es war nicht immer möglich in den manuellen Modus zu wechseln,einige Kopplungen waren deshalb nicht erfolgreich. Bei der Mir wurde beschlossen,die Station nicht mehr zu manövrieren. Zuvor wurden die Stationen immer vor dem Andocken korrigiert,so wurde schon zwei Wochen vor dem Start eine Korrektur der Bahn vorgenommen,wir sagen das eine Phasenvorbereitung (dh. die relative Winkelposition des Raumfahrzeugs und der Station). Mit der Mir Station begann also von 1986 bis 2012 die Ära der 2-Tage Kopplungen.

    Danach gab es Überlegungen noch schneller anzudocken,es wurde aber allen bewusst,das eine Rückkehr zum Ein-Tages-Kopplung nicht geben kann. So wurden die Erfahrungen der 60er Jahre analysiert,die auch den Grundstein für die schnelle Variante legten. Die Ärzte glaubten,dass Ermüdung durch Schwerelosigkeit irgendwo nach der sechsten oder siebten Umkreisung kommt,die von Müdigkeit und Depression begleitet wird. Gleich nach dem Start haben wir aber mit dem Gegenteil zu tun,so die Kosmonauten. Die gelangen fast in den Zustand der Euphorie,die verspüren in diesem Moment einen Kraftschub und sie achten nicht auf die Schwerelosigkeit. Erst danach beginnt die Ernüchterung die mit Müdigkeit begleitet wird.

    Damit haben die Mediziner den Weg für eine schnelle Kopplung eröffnet,die sollte noch vor der Erschöpfung der Kosmonauten erfolgen. Ja,aber hier begannen die technische Probleme,darunter mit der Sichtbarkeit der Bodenstationen (NIP=наземных измерительных пунктов). Die letzte Umkreisung,in der Funkkontakt von 12 bis 13 Minuten mit der Besatzung noch möglich ist,ist die fünfte Umkreisung. Nach der ganzen technischen Vorbereitung über mehrere Jahre,folgte erneut die Ernüchterung,für den Test an einen Progress Raumschiff gab es nicht genügend Reserven für einige Kommandobefehle. Alle Operationen mussten vor der fünften Umkreisung ausgeführt werden,was zu einer Verringerung des Phasenbereichs führte,aber so ein Schema wollten die Verantwortlichen zuerst an die unbemannten Progress Raumschiffen testen. Zur Erinnerung,bei Buran Flug,um die lückenlose Kommunikation zu gewährleisten,waren 4 Schiffe,5 Navigationssatelliten,9 Erdgebundene Bahnverfolgungsstationen sowie mehrere Flugzeuge für Start als auch für die Landung im Einsatz. Weltweit waren auch einige verschiedene Landeplätze für eine Notlandung vorgesehen.

    Bei einer Kopplung nach zwei Tagen haben wir einen Phasenbereich von 150 Grad,das ist der Winkelabstand zwischen dem Schiff und der Station zum Zeitpunkt des Starts des Schiffes,bei Kopplung nach 5 Umkreisungen beträgt dieser Bereich nur etwa 35 Grad. Bei einer Kopplung nach vier Umkreisungen haben wir nur 15-20 Grad zu Verfügung,hier kammen die Kritiker zur Wort,es wäre zu Riskant und sehr schwer durchzuführen. Die Lösung entstand durch Überlegungen von J. Borisenko und einen nahmhaften russischen Ballistiker. Beim Start einer Trägerrakete wird normalewise eine Umkreisung benutzt,um den tatsächlichen Orbit mit seinen Parameter zu messen. Dies bedeutet aber,dass wir eine ganze Phase der Phaseneinstellung verlieren,der Phasenbereich nimmt ab. Es wurde beschlossen,nicht auf die gesamte Umkreisung zu warten und unter Verwendung des Nominalwerts des Eliminierungsvektors die ersten beiden Phasenimpulse vorher zu berechnen. Damit geht die erste Umkreisung verloren aber der Phasenbereich nimmt nicht ab. Das Vorgehen war auch gegen die alten Grundregeln,die waren:Starten,messen und Impulse geben. Der Vorschlag war jetzt:Impulse geben,messen und korrigieren. Zwischen der zweiten und der dritten Umkreisung wurden zwei Korrekturimpulse eingefügt,danach folgte ein autonomer Abschnitt,der seit Jahren erfolgreich funktioniert.

    Das war eine schwere Geburt,hier vermischten sich zwei Optionen:ein schneller Fernanflugbereich und dann ein gut entwickelter autonomer Anflugbereich,der unverändert blieb. So wurde die Kopplung nach 4 Umrundungen geboren,also nach etwa 5 Stunden 40 Minuten,während der Phasenbereich von 35 Grad beibehalten wurde.

    Bei den westlichen Partner gab es einige Bedenken,aber nach der Kopplung von Progress-M-16M waren die begeistert. Ein Mitarbeiter der ESA schrieb:„Die Russen sollten eine Goldmedaille für das schnellste Andocken erhalten!“

    Insgesamt für die Bereitstellung des notwendigen Phasenwinkel erfordert viel Rechenarbeit und eine sehr lange Vorplanung der Starts und die notwendige Vorbereitung der ISS auf die Bahnkorrekturen. Sollte bei der schnellen Kopplung ein Abbruch erfolgen bzw. notwendig wäre,so erfolgt der Übergang auf die 48 Stunden Kopplung. Der Preis dafür:es werden etwa 70 kg mehr Treibstoff verbraucht.

    Schon vor einigen Jahren war auch ersichtlich,das noch eine schnellere Kopplung nach 2-3 Umkreisungen mit neuen Trägerraketen möglich wäre. Mit einen digitalen Steuersystem der neuen Trägerraketen (Sojus-2),verbessern wir die Genauigkeit der aufsteigenden Flugbahn um das 5- bis 5,5-fache,dadurch entfallen auch die Korrekturimpulse auf der zweiten Umkreisung. Schon in der ersten Umkreisung erfolgen zwei Impulse,danach der Übergang zum autonomen Anflugbereich. In diesen Fall wird der Phasenbereich leicht abnehmen,jedoch nur geringfügig. Anstelle von 30–33 haben wir 25–28 Grad. Bei einer Änderung des autonomen Anflugbereich können wir sogar schon nach einer Umkreisung an die Orbitalstation koppeln.

    In Anbetracht der ganzen ballistischen Berechnungen und analogen Steuerungssystemen,bewundere ich die Leistung der ersten Kopplungen und Annäherungsversuchen der 60er Jahre.

  • Gerhard Kowalski

    Danke für die fachmännischen Hintergrundinformationen.

    GK

  • Jewgenij-7

    Heute am 5 April 2019,jährt sich der 110 Geburtstag von M.S.Rjazansky,Chefkonstrukteur der ersten Stunde und Mitbegleiter von Koroljow.

    Er war von Juli 1945 bis Dezember 1946 Chef der Abteilung des Offiziellen Sonderausschusses für das Studium der deutschen Raketentechnologien,er überwachte alle Arbeiten an Kontrollsystemen der V2. Der dritte Band (Kontrollsysteme) des Berichts der Sonderkommission in Deutschland,wurde unter der Anleitung und Redaktion von M. Rjazansky veröffentlicht. Leider sind die Materialien der damaligen Zeiten,die in den russischen Archiven gespeichert sind,den Forscher nicht zugänglich.

    In Deutschland entstand somit das Team von Koroljow,Rjazansky,Gluschko,Pilyugin,Barmin und Kuznetsov die später den Grundstein der russischen Raumfahrt als Rat der Chefkonstrukteure bildeten,einige sprechen von den grandiosen Sechs.

    Rjazansky ist auch verantwortlich für die Auswahl des Kosmodrom Baikonur. Am 25. September 1960 das als historisch gilt,präsentierte Rjazansky die technische Entscheidung über den Übergang von Satelliten zu bemannten Raumschiffen.

    Bei meinen Baikonur Besuchen,habe ich erlebt,das vor dem Denkmal von Rjazansky wenige wussten wer er war.

  • Gerhard Kowalski

    Tja,nicht nur Rjasanski ist weitgehend in Vergessenheit geraten.

    GK

  • Jewgenij-7

    NAUKA Modul als Schrott ???

    Durch die neuen Informationen zum Modul als auch die herbe Kritik an der russischen Raumfahrt durch W. Lukaschewitsch,Kandidat der technischen Wissenschaft,haben mich bewogen hier noch letztmalig einzugehen. Ja,das ganze ist wie guter Krimi.

    Eine unendliche Geschichte der Unfähigkeit und Korruption,stellt das russische Modul Nauka dar. Seit 20 Jahren in der Entwicklung und mit verschiedenen Reparaturmassnahmen versehen,soll wahrscheinlich Mitte 2020 oder 2021 Starten,aber auch der Termin ist wirklich fraglich. Eine weitere Hiobsbotschaft folgte zu Anfang des Jahres,wie eine Quelle aus der russischen Raketen- und Raumfahrtindustrie den Reportern mitteilte,wird das Modul nach der Reparatur seine Schlüsselfunktion zum selbständigen fliegen nach dem Ende der ISS verlieren,aber das ist nicht entscheidend. Es kommt aber noch schlimmer!

    Während der Reparatur konnten die Spezialisten die regulären Kraftstofftanks des Nauka-Moduls aus unterschiedlichen Gründen nicht reinigen,auch Mikrorisse wurden gefunden die zu einen Versagen des Moduls führen können. Die alten Tanks werden ausgetauscht und durch die von NPO Lawotschkin Kraftstofftanks ersetzt,die durch Progress Raumschiffe nicht nachgetankt werden können,damit verliert das Modul die Grundlage für neue russische Orbitalstation nach der ISS. Laut Rogozin wird das Nauka-Modul im August dieses Jahres die Werkstätten des Chrunitschew-Zentrums verlassen und für Tests zu RKK Energija transportiert,so die Entscheidung der Generalkonstrukteure.

    Nun hat Rogozin die Bombe platzen lassen. Er schreibt „Das Problem-Multi-Purpose-Labormodul (MLM) Nauka muss bis zum Sommer 2020 an die Internationale Raumstation (ISS) geschickt werden,sonst muss es wegen des Endes der Lebensdauer von Instrumenten und Triebwerken aussortiert werden“Für einen Raumfahrtingenieur ist das sehr unverständlich. Die Garantie für das Nauka läuft also 2020 ab und in Weltraum beginnt eine neue Garantie oder müssen die Kosmonauten dann alles neu machen? Rogozin dazu:„Dass heißt,dort müssen wir alles durchsehen,aber es muss im Weltraum gemacht werden“

    Rogozin stellte fest,dass die Geschichte des Moduls chronisch ist,darunter falsche Lagerung,Verlust von Dokumentation einiger Komponenten,Mikrorisse in den Tanks. Die zusätzliche Untersuchung des Materials ergab,dass es Probleme mit der Metallermüdung gibt,hier wörtlich:“Wir haben Tests an einem dieser Tanks durchgeführt,er konnte diese Tests nicht bestehen“

    Die Aussage das Nauka falsch gelagert wurde,wobei technische Probleme gibt es überall,ist ein absolutes Armutszeugniss der Russen. Nauka war noch nicht im Weltraum und schon gibt es Materialermüdung,kein Wunder,der Start sollte schon vor 15 Jahren erfolgen,so hätte das Modul heute an seine geplante Lebensdauer angelangt. W. Lukaschewitsch schreibt dazu treffend:„Aber jetzt,um nicht alles durchzusehen,werden wir die Tanks austauschen und diesen Halbtoten ins Weltall bringen,damit unsere Kosmonauten etwas zu tun haben“

    Lukaschewitsch mit starken Worten weiter dazu:“Dieses Modul Nauka symbolisiert wie nichts anderes als den gegenwärtigen Zustand der russischen Kosmonautik auf die beste Weise:Wir versuchen,die „müden“Überreste der Sowjetischen Vorlaufmenge zu fabrizieren,um sie irgendwie irgendwann in den Weltraum zu bringen –der Weg dort stirbt“Er weiter:“und Rogozin versteht wie immer nicht,was er sagt …“Danke Lukaschewitsch für die ehrlichen Worte.

    Interessant auch,was der russische Kosmonaut G. Padalka dazu sagt. Nach seiner Meinung hat das Modul die technischen Anforderungen von heute längst nicht mehr erfüllt,auch die Option als Bestandteil einer neuen Orbitalstation oder einer LOS (Lunare Orbitalstation) ist nicht vielversprechend. „Die Module,insbesondere die Nauka,wurden mit den Technologien der 80er Jahre gebaut,die in der Station Mir eingesetzt wurden. Sie entsprechen nicht dem Niveau von heute oder morgen“,so der Kosmonaut. Nach dem Andocken an die ISS,werden 10-15 Weltraumspaziergänge erforderlich sein um alle Arbeiten abzuschliessen. Das Hydrolaboratorium des Kosmonauten Training Centers,das die Besatzungen auf solche Operationen vorbereitet,wurde jedoch vor fünf Jahren für den Wiederaufbau geschlossen und ist noch lange nicht in Betrieb.

    Für mich als auch für einige andere russische Ėxperten ist eine ständig besetzte Orbitalstation sehr fraglich,darüber wurde auch auf Raumfahrtkonfernzen in Russland debatiert. Schon im Jahr 1978 hat der russische Kosmonaut Georgi Grechtko nach seinen längsten Aufenthalt im All erklärt,dass die ständig besetzte Orbitalstation „eine Lokomotivstation mit einer Effizienz von nur wenigen Prozent“ist. Nach Gretschko könnte das Geld,das für die Aufrechterhaltung der ständigen Bewohnbarkeit der Station ausgegeben wird,an andere bemannte Programme gelenkt werden,darunter an Mond- und Marsflüge. Wir müssen auch beachten,das eine Produktion von Materialien an Bord einer Orbitalstation wegen der Mikrogravitation mit Kosmonauten nicht möglich ist,so die Ergebnisse an Bord der Mir Station. Solche Prozesse müssen absolut automatisch auf hohen Bahnen erfolgen,die Kosmonauten kommen nur zu entladen und zu beschichten der Anlagen.

    Technischer Nachtrag

    In der westlichen Presse habe ich gelesen,dass die Russen nicht in der Lage wären,die Tanks des Moduls Nauka durchzuspühlen. Das ist nicht korrekt,hat auch mit ingeniurtechnischen Wissen wenig zu tun. Im Jahr 2017 stellte sich zum ersten Mal heraus,dass in den Tanks Metallspäne gefunden wurden,die sehr schwer zu entfernen sind. Fakt,die Tanks wurden so konzipiert,das in der Schwerelosigkeit das Nachbetanken durch die Progress Raumschiffe möglich wäre. Zu diesem Zweck wurden spezielle,den Akkordeon-Mechs ähnliche Vorrichtungen eingebaut,mit denen die Membrane während des Kraftstoffverbrauchs oder beim Nachfüllen in den Tank bewegt werden können. Durch die Eigenart der Konstruktion mit dem Faltenbalg,die für das Nachtanken erforderlich ist,ist es praktisch unmöglich die Tanks zu spülen. Schon im Jahr 2017 wurde versucht an einen Model die Tanks abzuschneiden,den Faltenbalg und die Innenseite des Tanks abzuspülen und zurückzuschweissen. Es stellte sich heraus,dass der Tank nach dem erneuten Schweissen seine Dichtigkeit verloren hatte,so die Info.

    Auch die Frage zum Ersatz der Tanks ist recht problematisch. Das Modul besteht aus sechs langen und sehr schmalen 77KM-6127-0 Tanks,
    ansonsten hätte die Verkleidung der Proton Trägerrakete nicht gepasst. Auch die Breite war so angepasst,das die Tanks nicht über die Kühler des Wärmetauschers hinausragen,sonst könnten die Kühler ihre Funktion schlecht ausüben,die Folge wäre eine Überhitzung des Moduls. Aus den technischen Gründen ist deshalb die Verwendung von neuen Tanks des NEM Moduls,der Start ist für 2022 vorgesehen,nicht möglich. Es macht auch kein Sinn eine breitere Verkleidung für die Proton zu entwickeln. So haben die Verantwortlichen für die kleinen Tanks der Fregatt Stufe entschieden die ohne die Faltenbalg ausgestattet sind,damit geht aber eine wichtige Eigenschaft des Nachtankens verloren. Im Gegensatz zu anderen Meldungen kann das Nauka Modul trotz seiner Einschränkungen,ein Bestandteil der neuen russischen Station werden,es wird doch mit NEM,das ständig nachgetankt wird,im Verbund bleiben.

    Demarche der RKK Energija Ingenieure

    Vor einiger Zeit wurde berichtet dass sechs Personen RKK Energia,verlassen hatten. Nun stellt sich heraus,dass es bereits zehn sind die jetzt bei S7 arbeiten. Nun poltert Rogozin auf Twitter zurück,dass die sorglosen Genossen dafür verantwortlich sind,dass die Tests der Raumschiffes Federazija sich ständig verzögern,deshalb wurden einige entlassen.

    Ende letzten Jahres wurden die Fristen für die Arbeit an der Federazija erneut verschoben. Mark Serow hat danach bestätigt,im Gegensatz zu Rogozin der von Entlassungen spricht,das keiner entlassen wurde. Serow spricht vom Abgang weil einfach eine Alternative aufgetaucht war. Wörtlich:„Wir wollten einige unserer Ideen implementieren,konstruktiv oder organisatorisch. Nur aus diesem Grund. Wir sind ohne Skandale im gegenseitigen Einvernehmen abgereist“

    N. Brjuchjanow,der Chefentwickler der Federazija,der jetzt auch bei S7 arbeitet,erklärte:„Wir haben derzeit große Freiheit bei der Auswahl technischer Lösungen. Sie können selbst verstehen,dass dies einem Ingenieur viel bedeutet“

    Herr Kowalski,ich möchte Sie Bitten,meine Beiträge nicht mehr für Ihre eigenen Publikationen zu verwenden!

    DAS WAR MEIN LETZTER BEITRAG! DANKE!

  • Gerhard Kowalski

    Vielen Dank für IHRE Nauka-Version.

    Die letzte Info,die ich zu diesem Thema erhalten habe,stammt vom 4. April und besagt,dass für den Start des Moduls eine Proton-Rakete mit erhöhter Nutzlastkapazität gebaut wird.

    Sie dürfen sicher sein,dass ich Ihre Informationen nicht in meine Publikationen einbaue.
    Ich habe mich nie mit fremden Federn geschmückt.

    GK

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