Sonntag, 31. Mai 2020

SpaceX bringt Amerika zurück ins All

Großer Erfolg für das Raumfahrt-Unternehmen von Elon Musk: Die erste bemannte Mission ist gestern mit einem Bilderbuch-Start angelaufen.

Eine brandneue Falcon 9 startet mit der Dragon-Kapsel an der Spitze (Bild: SpaceX)

Nach neun Jahren haben die USA die Fähigkeit wiedererlangt, selber Astronauten ins All zu schicken. Seit dem Ende des Shuttleprogramms im Jahr 2011 war die NASA für Flüge zur Raumstation ISS darauf angewiesen, Plätze für ihre Astronauten an Bord der russischen Sojus-Kapsel zu kaufen, zum stolzen Preis von zuletzt 80 Millionen Dollar (pro Sitz).

Testpiloten beim ersten bemannten US-Raumflug seit 2011: Bob Behnken und Doug Hurley (Bild: SpaceX)

Im Rahmen des Commercial Crew Programms wurde seit 2010 an einer Alternative gearbeitet. Private Unternehmen sollten für die NASA neue, bemannte Trägersysteme entwickeln. Nach der letzten Auswahlrunde 2014 blieben SpaceX und Boeing übrig, die ihre jeweiligen Entwürfe bis zur Einsatzreife entwickeln sollten. Das Commercial Crew Program litt vor allem in der Anfangszeit unter chronischer Unterfinanzierung durch den US-Kongress, und auch technische Probleme bei der Entwicklung sorgten dafür, dass sich die Wiederaufnahme bemannter Flüge immer wieder verzögerte.

Waren beim Start anwesend: Trump und sein Vize Pence (Bild: NASA)

Dennoch: Unterm Strich kann das Projekt schon jetzt als großer Erfolg gewertet werden. Für deutlich unter zehn Milliarden Dollar wurden zwei komplett neue bemannte Systeme entwickelt. In den drei Jahrzehnten des Shuttle-Programms gab es immer wieder Versuche, einen Nachfolger zu entwickeln, vom National Aero-Space Plane/NASP in den achtziger Jahren über die X-33/X-34-Projekte der Neunziger bis zum OSP oder dem CEV der Nuller-Jahre (diese Aufzählung ist nicht erschöpfend). Alle diese Projekte scheiterten aus technischen und politischen Gründen und hätten wesentlich mehr gekostet, als die neuen Raumfahrzeuge, die jetzt dank des Commercial Crew Programms zur Verfügung stehen: So schätzte die NASA die Kosten für das OSP-Programm auf ca. 40 Milliarden Dollar, für das CEV mit seinem Ares 1-Träger gab es eine ganz ähnliche Schätzung (über 40 Milliarden allein für Ares-1). Der Ansatz, stärker auf private Unternehmen und Wettbewerb zu setzen, hat sich also ausgezahlt.

Die Dragon-Kapsel hat inzwischen die ISS erreicht und dort angedockt. Die Astronauten Behnken und Hurley sind in die Raumstation hinübergewechselt und haben deren dreiköpfige Besatzung begrüßt. Sie werden voraussichtlich mehrere Monate an Bord bleiben; tatsächlich ist die genaue Missionsdauer noch nicht festgelegt worden.

Die ISS-Crew mit Behnken und Hurley (Bild: NASA)

Bereits im August könnte SpaceX die erste reguläre Crew-Mission für die NASA fliegen, dann mit vier Astronauten an Bord. Die Dragon-Kapsel bietet bis zu sieben Raumfahrern Platz, die NASA hat sie für ihre Zwecke aber nur für eine Vierer-Crew zertifiziert.

Boeing hat nach einem problembehafteten unbemannten Testflug dieses Wettrennen verloren und muss nachbessern. Frühestens 2021 werden NASA-Astronauten mit der Boeing-Kapsel Starliner starten.


Freitag, 22. Mai 2020

Raumfahrtnachrichten Mai

Crew-Dragon

Der erste bemannte SpaceX-Start rückt näher: Am 27. Mai um 16:33 Ortszeit (22:33 mitteleuropäischer Zeit) sollen zum ersten Mal seit Ende des Shuttleprogramms vor neun Jahren erneut US-Astronauten an Bord eines amerikanischen Trägers in die Erdumlaufbahn starten. Doug Hurley und Bob Behnken, zwei NASA-Astronauten mit langjähriger Erfahrung, werden in der Dragon-Kapsel an der Spitze einer Falcon 9-Rakete zur ISS aufbrechen. Nach einem mehrmonatigen Aufenthalt dort werden sie mit Dragon zur Erde zurückkehren und im Atlantik wassern.
Mit einer erfolgreichen Mission wäre die Abhängigkeit der NASA von russischen Sojus-Flügen beendet.
Nach SpaceX wird auch Boeing mit seiner Starliner-Kapsel Astronauten der NASA zur Internationalen
Raumstation befördern, voraussichtlich ab nächstem Jahr.

Falcon 9 mit der Dragon-Kapsel an der Spitze auf der Startampe (Bild: NASA)


Rücktritt von Doug Loverro

Völlig überraschend ist der nach NASA-Chef Bridenstine wichtigste Mann bei der NASA, Doug Loverro, zurückgetreten. Er war für das bemannte Raumfahrtprogramm der NASA zuständig, vor allem für das Artemis-Mondprojekt, das eine Rückkehr amerikanischer Astronauten zum Mond im Jahr 2024 vorsieht (ein sehr knapper Zeitplan). Erst vor sechs Monaten hatte er den langjährigen NASA-Manager Gerstenmaier ersetzt (dieser arbeitet inzwischen bei SpaceX).

Doug Loverro nahm seinen Auftrag ernst, bis 2024 erneut den Mond zu erreichen (Bild: NASA)

Warum Loverro gehen musste, ist zum jetzigen Zeitpunkt unklar. Spekulationen, dass Boeings Lobbyisten entsprechend Druck ausgeübt haben könnten, machen nur begrenzt Sinn. Zwar ging der Raumfahrtriese im April bei der Auftragsvergabe für einen bemannten Mondlander leer aus, doch berichtet der normalerweise gut informierte Journalist Eric Berger, Loverro sei überzeugt gewesen, nur mit der Boeing-Rakete SLS sei die 2024-Deadline zu machen. Deshalb habe er möglicherweise Boeing sogar unerlaubterweise Hilfestellung gegeben (auch wenn das Unternehmen am Ende wie gesagt keinen Auftrag erhielt). Bereits seit März lief bei der NASA eine Untersuchung zur Artemis-Auftragsvergabe. Ob es dabei um diesen Vorgang ging, ist unklar.

In jedem Fall sieht dieser plötzliche Abgang so kurz vor Wiederaufnahme bemannter Raumflüge durch die NASA nicht gut aus.


Starship-Update

Der Starship-Prototyp SN4 hat inzwischen einen zweiten Druckbetankungstest mit 7,5 bar erfolgreich überstanden, sowie insgesamt drei Testzündungen mit einem einzelnen Raptortriebwerk absolviert; zwei mit Raptor SN18 und eine mit Raptor SN20. Ein erster Testflug oder "Hopser" steht weiterhin aus, wird aber voraussichtlich in den nächsten Wochen stattfinden.

Starship SN5 und SN6 befinden sich derzeit im Bau. SN5 wird anders als SN4 über einen Bugkonus verfügen, SN6 außerdem über Flügel, ähnlich wie der frühe Prototyp Mk1 (Ende letzten Jahres bei einem Drucktest zerstört).


Erster Start von Langer Marsch 5B

Das chinesische Raumfahrtprogramm bewegt sich zwar langsam, aber doch methodisch und zielgerichtet vorwärts. Vor zwei Wochen gelang der erste Start einer neuen Trägerrakete, die vor allem für den Bau der ersten permanent bemannten chinesischen Raumstation zum Einsatz kommen soll. Die Langer Marsch 5B (CZ-5B) hat eine Nutzlastkapazität von ca. 25 Tonnen in eine niedrige Erdumlaufbahn. Sie besteht aus einer mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff betriebenen Zentralstufe, sowie vier Boostern mit Kerosin-Sauerstoff-Triebwerken.


Beim ersten Start am 5. Mai brachte die Rakete die Prototypen für ein neues bemanntes Raumschiff, das einmal die Shenzou ablösen soll, sowie für eine Frachtkapsel mit entfaltbarem Hitzeschild ins All. Der Raumschiff-Prototyp, der der Dragon-Kapsel von SpaceX übrigens verblüffend ähnlich sieht, kehrte am 8. Mai planmäßig zur Erde zurück. Die Frachtkapsel verglühte, da ihr experimenteller Hitzeschild nicht wie vorgesehen funktionierte.

Die äußerliche Ähnlichkeit mit Dragon ist unverkennbar (Bild: chinesische Medien)


Samstag, 2. Mai 2020

NASA wählt drei Kandidaten für Entwicklung von bemanntem Mondlander aus

Zum ersten Mal seit Ende des Apollo-Programms macht sich die NASA daran, wieder eine Landefähre für bemannte Expeditionen zur Mondoberfläche zu entwickeln. Drei US-Unternehmen wurden ausgewählt, ihre jeweiligen Entwürfe in den nächsten zehn Monaten weiterzuentwickeln. Dafür stehen insgesamt 967 Millionen Dollar zur Verfügung. Danach, also irgendwann 2021, wird es voraussichtlich eine weitere Auswahlrunde geben und es werden Aufträge für die Durchführung von Demo-Missionen vergeben werden.

Die ausgewählten Firmen sind:

Blue Origin, zusammen mit Lockheed Martin, Northrop Grumman und Draper

Unter der Federführung von Blue Origin entsteht ein dreistufiges Landesystem:

Die Transferstufe, die den Mondlander in eine niedrige Mondumlaufbahn bringt, wird von Northrop Grumman entwickelt und basiert auf dem Cygnus-Raumtransporter. Dieser wurde von Orbital Sciences Corporation für Frachtflüge zur ISS entwickelt und eigesetzt (Orbital ATK wurde 2017 von Northrop Grumman geschluckt).

Die Abstiegsstufe wird von Blue Origin entwickelt und basiert auf dem Blue Moon getauften Prototypen eines Mondlanders mit seinem BE-7 LH2/LOX-Triebwerk, der in den letzten Jahren auf eigene Kosten von der Firma entwickelt wurde.

Die Aufstiegsstufe, mit der die Astronauten wieder vom Mond starten werden, wird von Lockheed Martin entwickelt und basiert auf der Orion-Kapsel (wenn auch nicht äußerlich).

Draper kümmert sich um Software und Steuerungssysteme.

Der Entwurf ähnelt dem Design der Apollo-Landefähre (Bild: Blue Origin)

Der Mondlander könnte sowohl in einem Stück von der NASA-Rakete SLS als auch stückweise von kommerziellen Trägern (New Glenn von Blue Origin oder Vulcan von ULA, beide noch in Entwicklung) auf eine Flugbahn zum Mond gebracht werden.

Das von Blue Origin geführte Team erhält 579 Millionen Dollar und damit den Löwenanteil der verfügbaren Mittel.


Dynetics

Die in Huntsville, Alabama, ansässige Firma führt ein Team aus 25 Subunternehmen an, darunter Sierra Nevada Corporation (arbeiten immer noch am Dream Chaser-Raumgleiter, Erstflug zur ISS voraussichtlich Ende 2021), Thales Alenia Space Italy (einer der wichtigsten Satellitenhersteller und am Bau zahlreicher ISS-Module beteiligt) oder Maxar (entwickelt derzeit das erste Modul für die Gateway-Station der NASA). Dynetics selbst ist auch an der Entwicklung von SLS und Orion beteiligt, hat aber noch nie ein bemanntes Raumfahrtsystem als führendes Unternehmen entwickelt. Die Firma enthält für ihr Konzept eines einstufigen Mondlanders 253 Millionen Dollar.

Besonderheit des Dynetics-Entwurfs: Der Ein- und Ausstieg befindet sich nur ca. zwei Meter über der Oberfläche (Bild: Dynetics)


SpaceX

Überraschenderweise konnte sich auch SpaceX einen Auftrag sicher, obwohl das Unternehmen von Elon Musk sein Starship-System – in modifizierter Form – als Lander vorschlägt. Dieses ist als Mondlander eigentlich überdimensioniert, wurde es doch in erster Linie als Schiff entworfen, das den Aufbau einer Marskolonie ermöglichen soll. Und gegenüber den Entwürfen von Dynetics und Blue Origin oder auch der Orion-Kapsel der NASA erscheint es geradezu riesig. Dennoch: 135 Millionen Dollar gehen an SpaceX.

Die wahren Größenverhältnisse (Bilder: Dynetics, Blue Origin, SpaceX)

Starship soll für Mondlandungen zusätzliche Triebwerke etwa auf halber Höhe des Rumpfs erhalten (möglicherweise SuperDracos) und diese zur Landung nutzen, zumindest für die letzte Flugphase unmittelbar vor dem Aufsetzen. Damit ist eine, insbesondere von Robert Zubrin immer wieder geäußerte Sorge, die Starship-Haupttriebwerke könnten bei der Landung einen gewaltigen Krater auf der Mondoberfläche hinterlassen, aus der Welt. Starship wird für seinen Einsatz auf dem Mond ohne aerodynamische Steuerungselemente und ohne Hitzeschild auskommen – schließlich gibt es dort keine Atmosphäre. Auch wird das Mond-Starship weiß gestrichen sein um mehr Sonnenstrahlung zu reflektieren.

Landemanöver mit seitlich in die Hülle integrierten Triebwerken (Bild: SpaceX)

Starship wird im Erdorbit aufgetankt werden (von anderen Starships), bevor es zum Mond starten und dann zwischen Mondoberfläche und Gateway bzw. Orionkapsel hin- und herpendeln wird. Es ist wiederverwendbar, wie auch der Lander von Dynetics und die Aufstiegsstufe des Blue Origin-Entwurfs.

 Starship-Mondlander im Vergleich mit der unbemannten Standard-Version für den Satellitentransport, Saturn V, SLS und Falcon 9 (Grafik: reddit-Nutzer DoYouWonda)


Montag, 27. April 2020

Raumfahrtnachrichten März/April

Hier eine Zusammenfassung der wichtigsten Meldungen und Entwicklungen der letzten Wochen:


Mondlandung 2024 jetzt ohne Gateway-Station

Die NASA will das Ziel einer bemannten Rückkehr zum Mond im Jahr 2024 ohne die Gateway genannte Station im Mondorbit erreichen. Doug Loverro, der neue Leiter der Abteilung für bemannte Raumfahrt bei der Behörde, gab dies am 13. März bekannt. Er ist seit Dezember letzten Jahres bei der NASA und ist der Nachfolger von William Gerstenmeier, der fünf Monate zuvor von NASA-Chef Bridenstine von seinen Aufgaben entbunden worden war – wohl vor allem, weil er den beschleunigten Zeitplan nicht engagiert genug mittrug. Loverro ist zuständig für die ISS, das Commercial Crew-Projekt, SLS und Orion und eben das Artemis-Mondprogramm.

Der bisherige Missionsplan sah vor, drei Elemente eines Mondlanders (Aufstiegs-, Abstiegs-, und Transferstufe) am Gateway zusammenzusetzen und von dort zur Mondoberfläche aufzubrechen. Die Crew würde die Gateway-Station an Bord einer Orion-Kapsel, ins All gebracht von einer SLS-Trägerrakete, erreichen, und damit auch zurück zur Erde gelangen. Die Mondlander-Komponenten sollten mit kommerziellen Trägerraketen wie Falcon Heavy oder New Glenn transportiert werden.

Loverro sieht diesen Plan als zu kompliziert und damit riskant an. Stattdessen soll nun ein vollständiger Lander in einem Stück zum Mond geschickt werden, ein Zwischenstopp bei der Gateway-Station entfällt. Diese soll aber immer noch gebaut werden, nur später und nicht mehr als Vorbedingung für eine erste Landung 2024.


Dragon XL

In diesem Zusammenhang hat SpaceX einen wichtigen Auftrag an Land ziehen können: Frachtflüge zur Gateway-Station ab Mitte des Jahrzehnts mit einem größeren Ableger der altbewährten Dragon-Kapsel, genannt Dragon XL. Diese wird mit der Falcon Heavy-Trägerrakete von SpaceX zum Mond befördert werden.

Die Dragon XL-Kapsel kann fünf Tonnen Fracht transportieren (Bild: SpaceX)


SN3-Test und -Fehlschlag

Am 3. April ging auch der dritte Starship-Prototyp von SpaceX bei einem Drucktest in die Brüche. Allerdings war hier ein Fehler bei der Durchführung des Tests ausschlaggebend und nicht – wie bei SN1 – Konstruktionsmängel. Der Druck im Sauerstofftank war nicht ausreichend, um das Gewicht des darüberliegenden Methantanks, der für den Test mit flüssigem Stickstoff gefüllt worden war, tragen zu können. Der Prototyp fiel buchstäblich in sich zusammen:


Doch was lange währt, wird endlich gut: Heute, nicht einmal einen Monat nach diesem Fehlschlag, gelang es mit SN4 endlich, den Drucktest erfolgreich zu absolvieren. Dieser Prototyp wird nun wahrscheinlich schon bald erste Testflüge unternehmen, gefolgt von SN5, welcher ebenfalls fast fertig gestellt ist.

SN4 vor dem Test auf dem SpaceX-Gelände in Boca Chica, Texas (Bild: SpaceX)


OneWeb ist pleite

Der größte Konkurrent von SpaceX in Sachen Internet-Satelliten ist aus dem Rennen. Über drei Milliarden Dollar hatten Investoren seit 2012 in das Projekt gesteckt, 74 Satelliten (von geplanten 640) waren bereits in die Umlaufbahn gebracht worden. Doch Ende März gelang es nicht, eine Einigung mit dem wichtigsten Unterstützer SoftBank zu erzielen und so eine weitere Finanzierung zu sichern. Angeblich war die allgemein angespannte Wirtschaftslage infolge der Corona-Pandemie ausschlaggebend. OneWeb meldete daraufhin Insolvenz an und entließ die meisten seiner Mitarbeiter.

Einzig Amazon mit seinem Project Kuiper könnte SpaceX nun realistischerweise noch etwas entgegensetzen, doch hinken sie dem Vorhaben von Elon Musk um Jahre hinterher. Erst letzte Woche wurden weitere 60 Starlink-Satelliten ins All gebracht; insgesamt befinden sich nun bereits 420 Internet-Satelliten von SpaceX im Erdorbit. Bis Ende dieses Jahres soll der Service den Betrieb aufnehmen und in der Folgezeit kontinuierlich weiter ausgebaut werden.



Erste bemannte SpaceX-Mission im Mai

Das Datum für den ersten bemannten Flug steht fest: Am 27. Mai sollen die NASA-Astronauten Bob Behnken und Doug Hurley an Bord der Dragon 2-Kapsel zur ISS aufbrechen, ins All befördert von einer Falcon 9-Trägerrakete. Seit Außerdienststellung des Space Shuttles 2011 wird es das erste Mal sein, dass amerikanische Astronauten wieder mit einem eigenen Trägersystem in die Umlaufbahn starten. In den neun Jahren dazwischen musste die NASA stets Plätze für ihre Astronauten an Bord der russischen Sojus kaufen.

Behnken (links) und Hurley trainieren für ihren Flug an Bord der Dragon-Kapsel von SpaceX (Bild: NASA)


Mittwoch, 18. März 2020

Starlink 5-Mission erfolgreich – erneut Probleme mit der ersten Stufe

SpaceX hat heute erneut einen Satz von 60 Starlink-Satelliten in eine Erdumlaufbahn gebracht. Eine Falcon 9 Block 5-Trägerrakete wurde hierfür zum vierten Mal wiederverwendet, es war also bereits ihr fünfter Flug. Dieses Exemplar (B1048) hält damit den Rekord.

Leider klappte die Landung der ersten Stufe nicht, wie schon bei der letzten Starlink-Mission im Februar (die Landung während der Dragon-Mission zur ISS Anfang März war dagegen erfolgreich). Zudem fiel eines der neun Merlin 1D-Triebwerke auf der ersten Stufe während des heutigen Fluges aus (Falcon 9 ist in der Lage, trotzdem die anvisierte Umlaufbahn zu erreichen). Musk kündigte bereits eine Untersuchung an.

Ob sich hier erste Verschleißerscheinungen der mehrmals wiederverwendeten Hauptstufe zeigen, auf die diese Probleme zurückzuführen sind, ist noch offen.



Starship-Update

Nachdem ein Betankungs- und Drucktest mit Starship SN1 Ende Februar spektakulär gescheitert war, bestand der Haupttank des Nachfolgers SN2 diese Prüfung weniger als zehn Tage später. Es scheint aber nicht so, als wenn SN2 noch fertiggestellt würde. Stattdessen werden einzelne Komponenten nun für den nächsten Prototypen, SN3, verwendet.

Dieser nimmt immer mehr Gestalt an. Wahrscheinlich werden die einzelnen Segmente (s. unten) in den nächsten Tagen zusammengesetzt. Musk teilte gestern auf Twitter mit, dass das Design der neuen Trägerrakete sich derzeit rapide weiterentwickle. Man scheint nun zu versuchen, das Tankvolumen weiter zu vergrößern, ohne die äußeren Dimensionen von Starship zu verändern, indem man die Triebwerke ganz oder zum größten Teil in den Tanks unterbringt, sowie die Rundung der Tanks an ihrem Anfang und Ende abflacht. Auch die Landebeine sollen vergrößert werden. Für SN3 spielt das aber wohl noch keine Rolle.

Derzeitiger Stand von SN3 (Grafik von Rafael Adamy)


Dienstag, 3. März 2020

Zweiter Starship-Prototyp bei Test zerstört

Nach Mk1 hat es nun auch SN1 erwischt: Bei einem Drucktest am vergangenen Samstag ging der zweite Starship-Prototyp von SpaceX, wie schon sein Vorgänger, in die Brüche. Tatsächlich sah das Ganze diesmal noch etwas spektakulärer aus:


Zum Vergleich Mk1 am 20. November 2019:


Zum Glück ist SN2 bereits in Arbeit (Mk2 wurde nicht weiter verfolgt). Dazu ein aktuelles Bild aus Boca Chica:

Bild: Elon Musk/SpaceX





Wie man sieht, ist auch der highbay genannte Hangar mittlerweile fast fertig gestellt. SN2 soll eine noch höhere Konstruktionsqualität haben. Ob es diesmal ausreicht, wird der nächste Drucktest zeigen. Laut Musk soll SN2 dafür so schnell wie möglich zur Verfügung stehen; alle dafür nicht benötigten Komponenten werden vorerst ausgespart.


Donnerstag, 27. Februar 2020

So könnte SpaceX den historischen Starkomplex 39A weiterentwickeln

In einem FAA-Dokument vom 21. Februar finden sich neue offizielle Renderings von SpaceX, die zeigen, wie sich Pad 39A in Florida in Zukunft weiterentwickeln könnte. Von dort starteten bereits die Apollo-Mondmissionen und die Space Shuttles der NASA. 2014 übernahm SpaceX den Komplex.


Bilder: SpaceX/FAA

Zu sehen ist eine neue mobile Anlage, die es ermöglichen würde, Nutzlasten auf der Rakete zu installieren, wenn diese bereits senkrecht auf der Startrampe steht (vertical integration). Das ist insbesondere für militärische Nutzlasten relevant, da diese oft darauf angewiesen sind, SpaceX einen solche vertikale Nutzlast-Integrierung zur Zeit aber nicht leisten kann. Auch die gestreckte Nutzlastverkleidung (zu sehen auf dem ersten Bild) lässt darauf schließen, dass SpaceX auf weitere Aufträge des Militärs für seine Falcon Heavy-Rakete hofft und dieses Modell noch nicht völlig zugunsten des neuen Starship abgeschrieben hat.