Clinton oder Trump: Was sind ihre Pläne für das US-Raumfahrtprogram?

Die NASA und das amerikanische Raumfahrtprogramm spielen im diesjährigen Präsidentschaftswahlkampf praktisch keine Rolle. Allerdings gibt es Hinweise, wie die Raumfahrtpolitik der USA unter einem Präsidenten Trump oder einer Präsidentin Clinton aussehen könnte.

Sucht man auf den offiziellen Webseiten der beiden Kandidaten nach einer Position zu NASA, Raumfahrt etc., so wird man enttäuscht. Weder Trump noch Clinton geben dort ein offizielles Statement zum Thema ab.
Etwas ergiebiger ist ein Neun-Punkte-Fragenkatalog von SpaceNews Magazine, den beide Kandidaten beantwortet haben. Insbesondere Trump gibt sich hier äußerst wortkarg, Clintons Antworten fallen ausführlicher aus, erschöpfen sich jedoch oft in leeren Phrasen.
Trump (oder wer auch immer die Antworten für ihn verfasst hat) beschränkt sich im wesentlichen darauf, das Raumfahrtprogramm im Grundsatz zu loben, macht aber keine konkreten Aussagen zum NASA-Budget oder zum langfristigen Ziel einer bemannten Marsmission. Dies müsse man alles nach der Wahl und in Zusammenarbeit mit dem Kongress klären.
Beide Kandidaten äußern sich lobend über die Zusammenarbeit von öffentlichem Sektor und Privatwirtschaft und erwähnen die Erfolge bei der Versorgung der ISS durch private Anbieter. Clinton sagt explizit, dass dieser Ansatz fortgeführt werden sollte und erwähnt auch die Wiederverwendbarkeit von Trägersystemen zur Kostensenkung.

Weit aufschlussreicher, was die Haltung des Trump-Lagers angeht, sind zwei Meinungsartikel (vom 19. und 24. Oktober) von Robert Walker und Peter Navarro, beides Berater des republikanischen Präsidentschaftsbewerbers. Walker ist ein ehemaliger Kongressabgeordneter, der in dieser Funktion auch eine führende Rolle in Raumfahrtfragen innehatte und schon seit Jahrzehnten im Beratungsgeschäft tätig ist. Navarro ist Professor für Betriebswirtschaft.
Die beiden loben in den höchsten Tönen private Firmen wie SpaceX, ULA und Blue Origin und betonen die Notwendigkeit einer noch stärkeren Zusammenarbeit von staatlicher Seite und privaten Firmen. Diese müsse die Grundlage des gesamten Raumfahrtprogramms sein.  Die NASA solle sich vor allem auf den "tiefen Weltraum" konzentrieren, bemannte Missionen zu Zielen im gesamten Sonnensystem bis Ende des Jahrhunderts seien ihre Hauptaufgabe; Erdbeobachtung und Klimaforschung wären bei anderen Behörden besser aufgebhoben.
Das ISS-Projekt soll nach den Worten von Walker und Navarro weitergeführt werden, allerdings sollen dafür neue Partner ins Boot geholt werden. Was das konkret heißen könnte, zeigt dieser Tweet des (normalerweise ausgezeichnet informierten) Raumfahrt-Journalisten Jeff Foust:

Walker: I’d invite China on board the ISS.

— Jeff Foust (@jeff_foust) 26. Oktober 2016

Ob Trump selbst diese Ansicht teilt, ist nicht bekannt. In jedem Fall dürfte es sehr schwierig werden, Widerstände von einflussreichen republikanischen Politikern im Kongress gegen eine solche Einbindung Chinas zu überwinden: Derzeit ist es der NASA nicht einmal erlaubt, direkt mit chinesischen Stellen zu sprechen.

In ihrem zweiten Meinungsartikel widmen sich Walker und Navarro vor allem dem militärischen Aspekt und betonen in diesem Zusammenhang erneut die zentrale Rolle des privaten Sektors. Insbesondere sollten nicht mehrere Trägersysteme parallel entwickelt werden, die im Grunde das Gleiche leisten; wo es privatwirtschaftliche Angebote gebe brauche es nicht notwendigerweise staatliche Investitionen.
Außerdem müsse der militärische Beschaffungsprozess reformiert werden; eine mögliche Anspielung auf die umstrittene Vergabepraxis der Air Force beim EELV-Programm?

Sehr interessant ist auch, was Walker und Navarro *nicht* erwähnen: Die beiden aktuellen NASA-Großprojekte SLS und Orion.

Auch die Clinton-Kampagne hat sich in den letzten Tagen ausführlicher geäußert. Clinton-Berater Jim Kohlenberger schreibt ebenfalls positiv über die Zusammenarbeit mit privaten Unternehmen und verspricht, wie auch das Trump-Lager, eine bessere Koordinierung aller Raumfahrtaktivitäten der Regierung. Er kritisiert die Absicht einer möglichen Regierung Trump, das Erdbeobachtungsprogramm der NASA einzuschränken bzw. anderen Behörden zu übertragen. Tatsächlich geht es in Kohlenbergers Artikel über drei Paragraphen hauptsächlich um den Klimawandel statt um das Raumfahrtprogramm. Die Aussagen zu letzterem bleiben eher vage: Clinton unterstütze das Commercial Crew Programm, die ISS und Missionen jenseits der Erdumlaufbahn. Wohin bleibt offen.
Kohlenberger erwähnt, dass die USA dabei sind, ihren Anteil am globalen Markt für Satellitenstarts wieder auszubauen; ein Hinweis auf den Erfolg von SpaceX.

Auch in dieser offiziellen Verlautbarung der Clinton-Kampagne kommen SLS und Orion nicht vor. In diesem Zusammenhang sollte folgende Personalie im Blick behalten werden: Lori Garver könnte sich wohl gute Chancen ausrechnen, die Raumfahrtbehörde für eine Clinton-Regierung zu führen. Sie war stellvertretende NASA-Chefin (2009-2013) und hat Hillary Clinton bei ihrer Präsidentschaftskandidatur 2008 beraten, sowie das Übergangsteam für Obama geleitet. Sie hat sich mehrfach höchst kritisch insbesondere über das SLS-Programm geäußert und sich damit viele Feinde gemacht (siehe zum Beispiel dieses Interview).

Natürlich werden die Beharrungskräfte, die für SLS und Orion arbeiten, enorm sein, egal ob Clinton oder Trump ins Weiße Haus einziehen. Es stehen Tausende Arbeitsplätze und lukrative Aufträge für Großkonzerne (Lockheed Martin und Boeing) auf dem Spiel.
Dennoch werden beide Projekte nach der Wahl auf eine harte Probe gestellt werden. Die verantwortlichen Manager müssen dem Übergangsteam des gewählten Präsidenten Bericht erstatten. 2008 war das der Anfang vom Ende für das Constellation-Mondprojekt. Der Umstand, dass sowohl Trump als auch Clinton bisher kein klares Bekenntnis zu SLS/Orion abgegeben haben, lässt eine Wiederholung zumindest möglich erscheinen.

Europa scheitert erneut am Mars

Der Schiaparelli-Lander der ESA ist auf der Marsoberfläche zerschellt. Es ist der zweite Fehlschlag nach der misslungenen Beagle 2-Mission im Jahr 2003.

Landungen auf dem Roten Planeten gelten als außerordentlich schwierig. Zurecht, wie sich nun erneut gezeigt hat. Es ist nun so gut wie sicher, dass das Landemanöver am 19. Oktober nicht wie geplant funktioniert hat und Schiaparelli über dem Mars abgestürzt ist.
Der amerikanische Mars Reconnaissance Orbiter hat die wahrscheinliche Absturzstelle aus der Umlaufbahn fotografiert. Die Aufnahme wurde mit einer niedrig auflösenden Kamera gemacht, detailliertere Bilder sollen folgen. Es ist darauf ein dunkler Fleck zu erkennen, der als die Stelle interpretiert wird, an der Schiaparelli aufgeschlagen und explodiert ist - die Tanks waren noch voll, da sich die Triebwerke nach der geglückten Eintrittsphase wohl zu früh abgeschaltet hatten. Außerdem ist auf dem Bild der Bremsfallschirm auszumachen.

Bei dem hellen Punkt unten rechts handelt es sich wahrscheinlich um den Fallschirm (Bild: NASA)

Trotzdem wird die ESA wertvolle Daten aus diesem misslungen Versuch gewinnen: Schiaparelli hat während der letzten Phase seines Flugs 600 MByte Daten an die TGO-Sonde übermittelt, die immer noch ausgewertet werden.
Zumindest dieser Teil der Mission verläuft erfolgreich: Der Trace Gas Orbiter befindet sich in einer Marsumlaufbahn und kann seine Forschungsmission beginnen. Dabei soll vor allem nach Methan in der Atmosphäre gesucht werden, ein mögliches Zeichen für Leben auf dem Planeten.

Internationale Raumfahrtnachrichten

Chinesische Raumfahrer erreichen Raumstation - Europäisch-russische Marsmission - Antares fliegt wieder


https://www.welt.de/wissenschaft/weltraum/article158813896/China-schickt-Taikonauten-zum-Himmelspalast-ins-All.html

"China spricht bei seinen Raumfahrtambitionen von einem Drei-Stufen-Plan: Zuerst die Technologie entwickeln, um Menschen sicher ins All und zurück zu bringen, danach Andockmanöver im All, wie sie jetzt erprobt werden und schließlich etwa ab 2022 eine große, ständig bemannte Raumstation und Überlegungen für bemannte Missionen zum Mond oder Mars."


http://www.sueddeutsche.de/wissen/raumfahrt-noch-immer-kein-signal-von-schiaparelli-1.3213602

"Warten auf Schiaparelli: Die europäische Raumsonde gestaltet ihre Landung weiter spannend. Das Landegerät hat eine fast 500 Millionen Kilometer lange Reise zum Nachbarplaneten hinter sich und ist Teil der Mission Exomars, welche die europäische Weltraumorganisation Esa gemeinsam mit Russland unternimmt.
Doch noch immer ist unklar, ob der Lander funktionstüchtig auf dem Mars aufgesetzt ist."


http://spaceref.com/international-space-station/orbital-atk-successfully-launches-the-antares-rocket-on-its-return-to-flight.html

"In a successful return to flight, Orbital ATK launched the upgraded Antares rocket with the Cygnus spacecraft on a resupply mission to the International Space Station."


 

Obama: Menschen zum Mars in den 2030er Jahren

Der scheidende Präsident hat sich überraschend zum Raumfahrtprogramm der USA geäußert. Zusätzliche Mittel gibt es aber nicht.

http://edition.cnn.com/2016/10/11/opinions/america-will-take-giant-leap-to-mars-barack-obama/index.html

Schöne Worte, die jedoch ohne Wirkung verhallen werden. Auch wenn eine bemannte Marsmission seit Jahren das offizielle Langzeitziel der NASA ist, hat die Behörde bislang keinen konkreten Plan vorgelegt, wie das Vorhaben verwirklicht werden soll, geschweige denn eine realistische Finanzplanung dafür. Intern peilt die NASA eine Marslandung für 2039 an, wohl vor allem deshalb, um so Obamas Vorgabe ("30er Jahre") zu erfüllen.

Die Obama-Regierung wollte ursprünglich eine komplett neue Schwerlastträgerrakete entwickeln und das Constellation-Mondprogramm der Vorgängerregierung restlos streichen. Private Anbieter sollten eine immer größere Rolle spielen.

Präsident Obama und Elon Musk 2010 in Cape Canaveral (Bild: NASA)

Stattdessen wurden auf Druck von Politikern aus dem US-Kongress mit dem SLS und Orion Projekte ins Leben gerufen bzw. fortgeführt, deren Hauptzweck wohl in der Sicherung von Arbeitsplätzen besteht (bei etablierten und lobbystarken Raumfahrtkonzernen wie Boeing und Lockheed Martin sowie NASA-Einrichtungen wie dem Marshall Spaceflight Center).

Beide Projekte zusammen haben bis heute weit über 20 Milliarden Dollar gekostet; noch deutlich mehr, wenn man die Vorarbeiten aus dem Constellation Programm mitrechnet. Dennoch verschiebt sich der Zeitplan immer weiter nach hinten: SLS sollte ursprünglich in diesem Jahr das erste Mal starten, Orion spätestens 2014 einsatzbereit sein; stattdessen ist eine bemannte Mission von SLS + Orion nun realistischerweise nicht vor 2023 zu erwarten. Das Kernproblem, dass es keine finanzierten Missionen für diese Systeme gibt, besteht weiterhin.

Die Obama-Regierung hat immerhin das Commercial Crew Projekt auf den Weg gebracht. Dank dieser Initiative werden die USA wohl ca. 2018 erstmals seit Ende des Shuttle Programms wieder über eigene bemannte Trägersysteme verfügen (Falcon 9 + Dragon von SpaceX und Atlas V + Starliner von Boeing). Das Projekt hatte mit viel Wiederstand aus dem US-Kongress zu kämpfen und erhielt nicht die Mittel, die Obama dafür beantragt hatte.

Davon abgesehen scheint man im Weißen Haus aber zu dem Schluss gekommen zu sein, dass es sich nicht lohnt, den Status quo grundlegend in Frage zu stellen. Obamas Alibiprojekt einer bemannten Mission zu einem Asteroiden tritt seit Jahren auf der Stelle, konkrete Schritte Richtung Mars: Fehlanzeige.

Immerhin spricht der Präsident in seinem Meinungsartikel davon, dass staatliche Stellen und "private innovators" zusamenarbeiten müssten, um den Mars zu erreichen. Eine Anspielung auf SpaceX' Mars-Ambitionen?

Das Marsprojekt

Elon Musk verkündet seinen Masterplan für die Besiedlung des Mars. Nach jahrelangen Spekulationen gibt es nun endlich offizielle Informationen.

Musk ist für ehrgeizige Ziele bekannt. Eines davon: die Menschheit zu einer "multiplanetaren Spezies" zu machen, d.h. konkret den Mars zu besiedeln und damit das langfristige Überleben unserer Art zu sichern oder zumindest sehr viel wahrscheinlicher zu machen. Nicht irgendwann in ferner Zukunft, sondern in den nächsten Jahrzehnten.

Frühestens 2025 könnte erstmals eine Crew auf dem Roten Planeten landen, bevor dann in regelmäßigen Abständen (ca. alle zwei Jahre) erst Hunderte und schließlich Tausende Menschen zum Mars geschickt würden. Jeder Aussiedler müsste 100.000 bis 200.000 Dollar für die Reise aufbringen, etwa der Preis eines durchschnittlichen Hauses in den USA. Zu diesen Preisen wäre die Entstehung einer eigenständigen Kolonie praktisch unausweichlich, so Musk. Das (vorläufige) Fernziel: eine Million Menschen auf dem Mars.

 Der Plan im Überblick

Das so genannte Interplanetary Transport System (bislang unter der Bezeichnung Mars Colonial Transport/MCT bekannt), bestehend aus "Booster" (Hauptstufe) und "Ship" (Raumschiff) ist das Kernstück des Plans. Der Booster beschleunigt das Raumschiff, wendet und fliegt zur Startrampe zurück, um dort punktgenau zu landen. Er erfüllt also praktisch die gleiche Aufgabe wie die erste Stufe der Falcon 9. Das Raumschiff fliegt weiter bis in eine niedrige Erdumlaufbahn. Dort wird es von Tankern mit Treibstoff versorgt. Diese Tanker sind abgewandelte Versionen des Raumschiffs, bei denen der gesamte Innenraum für den Transport von Treibstoff genutzt wird (also minus Frachtraum und Wohneinheit).

Raumschiff und Tanker in der Erdumlaufbahn (Bild: SpaceX)

Voll aufgetankt startet das Raumschiff zum Mars. Auf dem Weg dorthin bezieht es seine Energie über entfaltbare Solarpanele. Am Ziel angekommen tritt das Raumschiff in die Marsatmosphäre ein und bremst auf diese Weise ab. Die Landung erfolgt senkrecht mit Hilfe des Raketenantriebs (also ohne Fallschirme). Auf der Oberfläche wird der Treibstoff für den Rückflug aus der Marsatmosphäre gewonnen. Die Energie für diesen Prozess liefert eine größere Solaranlage. Schließlich startet das Raumschiff zur Erde zurück.

Vollständige Wiederverwendbarkeit

Der Schlüssel für möglichst niedrige Missionskosten ist die Wiederverwendbarkeit aller Komponenten. Da das Raumschiff nur alle 26 Monate zum Einsatz kommen kann (Startfenster Erde-Mars öffnet sich in diesem Abstand) kann es über eine Lebensdauer von vielleicht 30 Jahren nur etwa ein Dutzend Mal wiederverwendet werden. Umso wichtiger ist es daher, dass es bei jedem dieser Flüge ein Maximum an Nutzlast zum Mars befördert. Ermöglicht wird das durch die Betankung im Orbit, welche auch eine maximale Nutzung/Wiederverwendung von Boostern und Tankern garantiert: Für die Booster plant SpaceX eine tausendfache Wiederverwendbarkeit (!).

Wie realistisch diese Kostenschätzung und die zugrundeliegenden Annahmen sind, muss die Zeit zeigen (Bild: SpaceX)

Der Interplanetare Transporter

Das ITS/Interplanetary Transport System ist von seinen Dimensionen her ein wahres Monster: 122 Meter hoch, maximal 17 Meter breit, mit einer Starmasse von 10.500 Tonnen. Es übertrifft die Saturn V-Mondrakete, insbesondere was die Nutzlastkapazität angeht, bei weitem. Unglaubliche 300 Tonnen soll das ITS in eine Erdumlaufbahn befördern können (Saturn V: 135 Tonnen), voll wiederverwendbar wohl gemerkt. Würde man es als Einweg-Rakete (wie die Saturn) nutzen, wären sogar 550 Tonnen möglich. Das sind Zahlen, die so seit den kühnsten Prognosen in der Planungsphase des Apollo-Programms nicht mehr diskutiert wurden.

Das ITS verdeutlich einen Grundsatz des Raketenbaus: je größer, desto effizienter (Bild: SpaceX)

Herzstück des ITS ist das Raptor-Triebwerk: Dieser Raketenantrieb befindet sich derzeit in der Entwicklung, gerade erst gab es die erste Testzündung. 42 (!) Exemplare davon - kreisförmig am Heck des Boosters montiert - werden den Koloss von der Startrampe heben, weitere neun bilden den Antrieb des Raumschiffs.
Raptor wird in etwa so groß sein wie das Merlin-Triebwerk der Falcon 9, dabei aber dreimal so viel Schub produzieren. Möglich wird das durch den enorm hohen Brennkammerdruck von 300 bar. Raptor nutzt einen so genannten full-flow staged combustion cycle. Klingt kompliziert, ist es auch: Nur zwei andere Triebwerks-Prototypen, die nach diesem Prinzip operieren, wurden jemals getestet. Im Grunde geht es darum, dass der mitgeführte Treibstoff zu 100% in die Brennkammer gelangt und somit so effizient wie möglich genutzt wird.
Sollte die Entwicklung erfolgreich verlaufen wird Raptor am Ende etwa so aussehen:

Mit einem spezifischen Impuls von 382 s (im Vakuum) wird Raptor zu den effizientesten Antrieben gehören (Bild: SpaceX)

Das ITS wird nahezu vollständig aus Kohlefaser gefertigt werden, auch das ein Novum. Bisher wurden höchstens einzelne Komponenten von Trägerraketen aus diesem Material hergestellt. SpaceX scheint dabei schon beachtliche Fortschritte erzielt zu haben: Musk zeigte ein Bild von einem Prototypen für die riesigen Tanks des ITS.

Wie geht es weiter?

Was also klingt wie Science Fiction, kann nach der heutigen Präsentation durchaus ernst genommen werden. Hier wurde ein Plan vorgestellt, der konkreter, detailierter und natürlich ambitionierter war, als alles, was man je von der NASA öffentlich zu dem Thema gehört hat.
SpaceX ist schon seit einiger Zeit dabei, den Markt für kommerzielle Satellitenstarts aufzumischen. Erst belächelt, ist das Unternehmen heute der schärfste Konkurrent von alteingesessenen Industriegrößen wie ULA, Arianespace/ASL und ILS und hat dafür gesorgt, dass neue Raketenprojekte von diesen erst angestoßen wurden (Vulcan, Ariane 6).
SpaceX versorgt die Internationale Raumstation mit Fracht und wird in ein bis zwei Jahren auch bemannte Flüge dorthin durchführen.
In anbetracht dieser Erfolge wird SpaceX zwar mittlerweile wohl von niemandem mehr belächelt. Allerdings dürften die heute vorgestellten Pläne für so manchen schwer zu schlucken sein, scheinen sie doch geradezu aus einem Paralleluniversum zu stammen. Wenn Musk davon spricht, dass ihm eine Flotte von 1000 Schiffen vorschwebt, die gemeinsam zum Mars aufbricht ("wie bei Battlestar Galactica") scheint das Lichtjahre entfernt von den trockenen Kosten-Nutzen-Analysen der klassischen Anbieter. Der SpaceX-Chef sagte dann heute auch ganz klar, dass er nur dann eine Zukunft für die Menschheit im All sieht, wenn es eine starke ideologische Motivation gibt, dies zu verwirklichen.

Im Schlussteil der Präsentation wurde es visionär: Das ITS könnte theoretisch das gesamte Sonnensystem erschließen (Bild: SpaceX)

Daneben wird aber natürlich der finanzielle Aspekt entscheidend sein: Auf einer Pressekonferenz nach der Veranstaltung sagte Musk, dass er bereits die NASA vorab informiert habe und dass eine Zusammenarbeit mit der Raumfahrtbehörde eine "gute Sache" wäre. Auf das Internet-Satellitenprojekt von SpaceX angesprochen bestätigte er dieses Vorhaben und seine mögliche Rolle bei der Finanzierung des Marsplans, ging aber nicht weiter darauf ein.
Letzlich hofft Musk wohl darauf, dass, wenn er nur mit gutem Beispiel vorangeht und weiter Erfolge produziert, er mehr und mehr Unterstützung von privater und staatlicher Seite erhalten wird. Zu wünschen wäre es ihm und seinem Team.

SpaceX Interplanetary Transport System

Wer sich nicht mehr bis zu Elon Musks Präsentation gedulden möchte, dem kann geholfen werden: Das offizielle Video von SpaceX zum lang erwarteten Plan für eine bemannte Marsmission ist bereits online. Das Ganze als ehrgeizig zu bezeichnen wäre noch stark untertrieben:

Ausführlicher Bericht folgt nach Musks Vortrag heute abend.

Raptor: Erste Testzündung

SpaceX kommt mit der Entwicklung seines methangetriebenen Raptor-Antriebs offenbar voran. Elon Musk twitterte ein Bild vom ersten Test mit einem Prototypen:

Soll einmal die Marsrakete von SpaceX ins All befördern: Raptor auf dem Teststand (Bild:SpaceX)

Am Ende der Entwicklung soll das Triebwerk einmal folgende Leistungswerte erreichen: 

Isp: 382 Sekunden, Schub: 3 MN/310 Tonnen, 300 bar (!) Brennkammerdruck 

Damit wäre Raptor effizienter als jedes Kerosin-Triebwerk und würde den bislang höchsten Brennkammerdruck erreichen. Schubmäßig ordnet es sich zwischen dem Shuttle-Triebwerk SSME (ca. 2 MN) und dem F-1 der Saturn V (ca. 7 MN) ein.

Es wird spekuliert, dass ca. 30 Raptoren die Haupstufe von SpaceX' geplanter Marsrakete antreiben werden. Morgen wissen wir mehr: Um 20:30 Uhr unserer Zeit wird Musk seine Pläne endlich offiziell vorstellen (s. vorangegangener Post).