Fortbewegungsmittel im Weltraum

STS Space Shuttle

Saturn V

Das Space Shuttle

Es wurden 6 Shuttles produziert: DISCOVERY, ATLANTIS, COLUMBIA, CHALLANGER, ENDEAVOUR und die ENTERPRISE.

1974 begann man im Werk der Firma Rockwell mit dem Bau des ersten Shuttels. Dieses erhielt den Namen ENTERPRISE. Die Enterprise wurde jedoch nur für Testflüge von einer modifizierten Boenig 747 der NASA verwendet und flog daher nie im Weltall. Am 12.4.1981 flog das erste Shuttle, die COLUMBIA ins All. Am 28.1.1986 wurde das Shuttle CHALLANGER verloren. Es sollte der 25. Flug eines Space Shuttles und der 10. Flug der 'Challenger' werden. Erstmals war auch eine Zivilistin mit an Bord. Doch 73 Sekunden nach dem Start explodierte es. Die Dichtungen des STS Tanks ( darauf gehe ich später genauer ein) zogen sich bei Temperaturen unter 10 Grad sehr stark zusammen. Daher konnte Treibstoff austreten. An diesem kühlen Tag hatte es nur 2 Grad über 0. Der Start verlief zunächst ohne weitere Probleme. Doch 59 Sekunden nach dem Start öffnete sich das Leck erneut. Nicht nur schwarze Rauchwolken, sondern sogar eine Flamme trat am unteren Ende des rechten Triebwerks aus. Die Gummidichtung schien durchgebrannt zu sein. Die Flamme wurde immer größer und zerstörte die Befestigung am Treibstofftank. Die rechte Feststoffrakete war nicht mehr sicher mit dem Tank verbunden, schwankte und dabei beschädigte sie die rechte Tragfläche der Challenger. Dann ging alles ganz schnell. Das fast abgelöste Triebwerk stieß mit der Spitze gegen den Außentank und beschädigte ihn so stark, dass ein Leck entstand und Treibstoff ins Freie trat. Dies löste eine Explosion aus und zerstörte das Shuttle und tötete die Besatzung. Darauf sellte man die Flüge ein und nahm erst am 29.9.1988 mit dem Start der DISCOVERY das Programm wieder auf. Am 16. 1.2003 verlor man ein 2. Shuttle. Die COLUMBIA. Beim Landeanflug kam es zu einer Katastrophe, bei der die gesamte Besatzung ums Leben kam. Die Columbia brach während des Überflugs über dem US-Bundesstaat Texas auseinander. 16 Minuten später wäre die geplante Landung in Cape Canaveral gewesen. Dem Unglück vorausgegangen war beim Start der Verlust eines Teils der Schaumstoff-Isolierung eines Außentanks. Dieses Teil schlug vermutlich gegen die linke Tragfläche des Shuttles. Das wurde zunächst nicht weiter ernst genommen. Noch am Tag vor der Katastrophe erklärte die NASA, der Schaden werde als gering eingestuft, die Raumfähre sei dadurch beim Eintritt in die Atmosphäre nicht gefährdet. Den Schaden während der Mission zu reparieren sei unmöglich gewesen. Ein Roboterarm mit Videokamera befand sich nicht an Bord, um im Orbit einen möglicherweise entstandenen Schaden am linken Flügel des Shuttles zu untersuchen. Wie ein NASA-Sprecher noch am Tag der Katastrophe in einer Pressekonferenz erklärte, wäre es in jedem Fall unmöglich gewesen, beispielsweise defekte Hitzeschild-Kacheln im Verlauf der Mission in der Erdumlaufbahn während eines Außenbordmanövers zu ersetzen.

STS: STS ist eine Abkürzung für Space Transporting System. Es besteht aus einem Tank und 2 Triebwerken. Das Space Shuttle wird auf dem STS befestigt und mit dessen Hilfe ins Weltall befördert. Die Starttriebwerke sind für 20 Starts ausgelegt. Kurz vor dem Austritt aus unserer Atmosphäre wird das STS abgeworfen und landet dank Fallschirmen sicher am Boden.

Technische Daten des Shuttles: 3 Raketentriebwerke mit je 1751kN Schub, 2 Triebwerke mit je 26,7kN Schub für Orbitalmanöver und 44 Steuerraketen: 6 mit 0,11 kN Schub und 38 mit 3,88 kN Schub; Es hat ein Leergewicht von rund 77,5 Tonnen und kann eine Nutzlast von 25 Tonnen befördern. Die Spannweite beträgt 23.8 m, die Länge 37,2 m und die Höhe 17,3m. Mehr als 30000 hitztegeständige Kacheln schützen das Shuttle vor der großen Hitze beim Eintritt in die Atmosphäre.

Technische Daten des STS: 2 Triebwerke mit je 14679 kN Schub die an den beine Seiten des Treibstofftanks , der voll befüllt 721 Tonne wiegt, befestigt sind. Die Länge beträgt 56 m  und es ist samt Shuttle 23,55 Meter hoch.

SATURN V

Die Saturn V wurde vn Wernher von Braun entwickelt. Ihre Höhe beträgt über 110 m und ihr Startgewicht liegt bei 2800 Tonnen. Sie ist damit bis heute die größte Rakete, die von der NASA entwickelt und gebaut wurde. Sie ist eine dreistufige flüssigkeitsgetriebene Rakete an deren oberen Teil eine Kommandokapsel, ein Instrumentenmodul mit der Mondlandefähre und eine Serviceeinheit angebracht ist. An der Spitze der Rakete befindet sich eine kleine Rettungsrakete, die die Kommandokapsel, mit den Astronauten an Board, im Falle eines Fehlstarts von der Saturn V absprengen sollte.

Die drei Stufen der Rakete

Stufe 1 (S - IC) : Die erste Stufe besitzt fünf mächtige F-1 Triebwerke mit einem Schub von zusammen 7.7 Mio Pound. Sie bringen die Rakete innerhalb von 2,5 Minuten nach dem Start auf eine Höhe von 60 km.  Nachdem der Treibstoff der ersten Stufe verbraucht ist wird sie von der Rakete abgetrennt und verglüht in der Atmosphäre.

Stufe 2 (S - II) : Die zweite Stufe besitzt fünf J-2 Triebwerke Nachdem sich das Gewicht der Rakete durch das Abrennen der ausgebrannten ersten Stufe um gut 50% vermindert hat, genügt ein Schub von etwa 4 Mio Pound. Um die Rakete für die nächsten 6 Minuten auf eine Höhe von 200 km zu bringen. Nach dem Ausbrennen der Treibstofftanks wird auch diese Stufe von der Rakete abgetrennt.

Stufe 3 (S-IVB): Die dritte Stufe besteht aus einem J-2 Triebwerk mit einer Schubleistung von  rund  800.000 Pound. Sie beschleunigt die Rakete innerhalb der nächsten 2,75 Minuten auf eine Geschwindigkeit von 28.000 km/h und damit in eine Umlaufbahn um die Erde. Danach wird der Antrieb abgeschalten. Nach einigen Erdumkreisungen wird das Triebwerk nochmals gezündet um die Rakete mit einer Geschwindigkeit von 40000 km/h in Richtung Mond zu schiessen. Danach wird die ausgebrannte Stufe abgeworfen. 

Instrumenten Modul: Die Instrumenteneinheit beinhaltet die Mondlandefähe, sowie alle wissenschaftlichen Gräte und Experimente. Bei den Missionen Apollo 15-17 wurde hier auch das Mondmobil verstaut.

Service Modul: Diese Einheit besteht aus einem Triebwerk mit Treibstoff- und Sauerstofftanks. Sie wird beim Einschwenken in den Mondorbit für Kurskorrekturen verwendet. Ferner wird ihr Triebwerk nach der Rückkehr der Astronauten von der Mondoberfläche benötigt, um das Raumschiff wieder auf Kurs Erde zubringen.

Kommandokapsel: Die Kommandokapsel ist das Cockpit der Rakete. Von hier steuern und überwachen die Astronauten den ganzen Flug. Sie kehr als einziges Teil wieder unversehrt zur Erde zurück. Darum befindet sich auf der Rückseite ein Hitzschild, der die Kapsel beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre vor der enormen Reibungshitze schützt.