Raumfahrt
Spaceshuttle
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Nach drei Jahrzehnten unermüdlichen Einsatzes ist im Jahr 2011 eine sehr erfolgreiche Ära zu Ende gegangen - die der Space Shuttles. Hauptaufgabe der Shuttle-Missionen war der Transport von Bauteilen zur Internationalen Raumstation ISS und die Versorgung der Raumstation und der dort befindlichen Astronauten mit frischen Lebensmitteln, Wasser, Treibstoff und Ersatzteilen.
Allein 37 Einsätze dienten dem Aufbau der Raumstation. Außerdem brachten die Shuttles zahlreiche Satelliten und Raumsonden ins All, darunter die Weltraumteleskope Hubble und Chandra und die Raumsonden Galileo, Ulyses und Magellan. Mit den Shuttles konnten sogar 7 Reparaturmissionen bewerkstelligt werden, 5 davon dienten dazu, das Weltraumteleskop Hubble zu reparieren oder durch Austausch von Instrumenten und Bauteilen auf den neuesten technischen Stand zu bringen.
Ein Nachfolgesystem ist momentan noch nicht ernsthaft in Sicht, sodass der Transport von Astronauten zur Raumstation und zurück nun ausschließlich von der russischen Sojus durchgeführt werden kann. Für Versorgungsmissionen sind ebenfalls hauptsächlich Sojus-Missionen vorgesehen, außerdem kann ca. alle 2 Jahre das europäische ATV Versorgungsgüter zur Raumstation transportieren.
Die Einstellung der Shuttle-Starts ist durchaus vernünftig, denn die Vehikel sind nach den drei Jahrzehnten ihres Einsatzes nicht mehr auf dem neuesten Stand der Technik und zeigten schon zahlreiche Verschleißerscheinungen, was ja auch kein Wunder ist, da sie bei ihren Flügen sehr starken Belastungen ausgesetzt waren. Allein beim Wiedereintritt traten Temperaturen von 1650 Grad Celsius am Hitzeschild auf, das mit 27 400 Hitzeschutzkacheln ausgekleidet war.
Leider ist eine gleichrangige Nachfolge nicht rechtzeitig konzipiert worden. Die NASA entwickelt zwar derzeit ein 'Multi Purpose Crew Vehicle', doch bis das einsatzfähig ist, werden noch viele Jahre vergehen.
Die Shuttle-Ära (1981 bis 2011) im Überblick
Raumfähren im Einsatz
Insgesamt gab es 135 Missionen, die von 5 Spaceshuttles durchgeführt wurden, plus einem Shuttle für Testflüge ab 1975:
- Enterprise (war ein Prototyp und absolvierte Testflüge, war nie im All), Erststart 17. Oktober 1975
- Columbia, 28 Einsätze, Ersteinsatz am 12. April 1981, Mission STS-1 (verunglückte am 1. Februar 2003 beim Wiedereintritt, 7 Astronauten starben bei dem Unglück)
- Challenger, 10 Einsätze (verunglückte am 28. Januar 1986 kurz nach dem Start, 7 Astronauten kamen ums Leben)
- Discovery, 39 Einsätze
- Atlantis, 33 Einsätze, flog die allerletzte Mission STS-135 mit Start am 8. Juli 2011 und Landung am 21. Juli 2011
- Endeavour, 25 Einsätze
Weltraumbahnhöfe und Landeplätze
Die Shuttles starteten vom Weltraumbahnhof 'Kennedy Space Center' in Cape Canaveral, Florida ins All. Die Landungen erfolgten je nach Wetterlage wieder in Florida, auf der 'Edwards Air Force Base' in Kalifornien oder im 'White Sands Space Harbor' in New Mexico. Zusätzlich gab es zahlreiche Notlandeplätze auf der ganzen Welt, einen davon in Köln-Porz (Deutschland).
Zurückgelegte Flugstrecke
Alle Shuttles zusammen legten insgesamt 872 906 380 Kilometer zurück, das entspricht einer Strecke bis zu Jupiter und noch ein Stück darüber hinaus. Die Spaceshuttles umrundeten 21 152 mal die Erde. Dabei hatten sie eine Geschwindigkeit von 28 000 km/h. Insgesamt verbrachten die Shuttles 1333 Tage (3,7 Jahre) im All.
Die Besatzung
306 Männer und 49 Frauen aus 16 Ländern flogen in den Shuttles mit, einige davon waren mehrmals im All. Den Rekord halten 2 Astronauten mit 7 Einsätzen. Maximal konnten 8 Personen mitfliegen.
Der älteste Astronaut war John Glenn mit 77 Jahren. Es war im Oktober 1998 sein zweiter Ausflug ins All. 1962 umkreiste er im Rahmen des Mercury-Programms in der Friendship 7 als erster Amerikaner 3mal die Erde.
Der mit 28 Jahren 11 Monaten und 21 Tagen jüngste Astronaut an Bord eines Shuttles war Sultan bin Salman bin Abdul-Aziz Al Saud im Jahr 1985.
Die Shuttles als Transporter
180 Satelliten, Bauteile für die ISS oder andere Nutzlasten brachten die Spaceshuttles in die Erdumlaufbahn, darunter die Weltraumteleskope Hubble und Chandra. Auch einige Spionagesatelliten waren mit an Bord. Maximal 24 500 kg Nutzlast konnte in eine niedrige Umlaufbahn befördert werden, maximal 16400 kg konnten bei einer Mission zur ISS transportiert werden. Insgesamt wurden 1,6 Millionen kg Nutzlast ins All befördert.
Auf dem Rückflug brachten die Shuttles insgesamt 52 Satelliten, Bauteile der ISS oder andere Nutzlasten aus der Erdumlaufbahn zurück.
Die Kosten
Insgesamt kostete das Shuttle-Programm 209 Milliarden US-Dollar (inflationsbereinigt). Umgerechnet auf die einzelnen Missionen kostete ein Shuttle-Ausflug durchschnittlich 1,55 Mrd US-Dollar.
Impressionen aus dem Shuttle-Alltag
Auf diesem Bild haben wir einen Blick auf das Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida. Das ist einer der drei Weltraumbahnhöfe in den USA.
Im Vordergrund wird gerade das Spaceshuttle Atlantis transportiert.
Im Hintergrund ragt das 'Vehicle Assembly Building' gen Himmel, eine Montagehalle, in der die Spaceshuttles mit dem Außentank und den Feststoffraketen verbunden und für den Start vorbereitet wurden.
Es ist das Wahrzeichen des Kennedy Space Centers, hat eine Höhe von 160,3 Metern, ist 218,2 Meter lang und 157,9 Meter breit. Mit einem Rauminhalt von 3.664.883 Kubikmetern zählt es zu den größten Hallenbauten der Erde und besitzt mit 139 Metern die höchsten Tore der Welt.
Im nachfolgenden Bild ist das gerade zur Erde zurückgekehrte Shuttle Endeavour 1996 kurz vor dem Aufsetzen auf der Landebahn zu sehen. Es war eine von acht nächtlichen Landungen der Shuttles. Die Rückansicht ermöglicht einen Blick auf die drei Haupttriebwerke. Zusätzlich können die Astronauten das Gefährt noch über 46 mittlere und kleinere Triebwerke steuern. Im kleinen Bildausschnitt ist das Shuttle Atlantis zu sehen, als es 1995 an der russischen Raumstation MIR angedockt war.
Die Shuttles wurden nicht nur zum Transport von Astronauten genutzt, sondern auch um die Internationale Raumstation mit Bauteilen zu beliefern. Im Bild sehen wir das Shuttle Endeavour mit geöffneter Ladeluke während der Mission STS-111 im Jahr 2002.
Auf diese Weise konnten auch Satelliten in eine Erdumlaufbahn gebracht und dann ausgesetzt werden. Und sogar Raumsonden starteten von Bord eines Shuttles, so zum Beispiel die sehr erfolgreiche Jupitermission Galileo.
Die wichtigste Aufgabe der Shuttles war es, die Verbindung zwischen Erde und Raumstation herzustellen. Im Bild sehen wir die Internationale Raumstation, an der gerade das Shuttle Endeavour angedockt ist.
Die Mission STS-134 war zugleich die letzte Mission dieses Shuttles. Es lieferte ein Alpha-Magnet-Spektrometer (einen Teilchendetektor für das Weltall) sowie ELC-3, eine Trägerstruktur mit verschiedenen Ersatzteilen und wissenschaftlichen Geräten.
Darüber hinaus befand sich das Material- und Technologieexperiment MISSE-8 in der Nutzlastbucht der Endeavour. Im Mitteldeck wurden weitere wissenschaftliche Geräte und Vorräte transportiert. (Quelle: wikipedia)
Zum Abschluss der Bildserie sehen wir unten noch einen Shuttle-Start. Zu den Starts fanden sich immer viele Zuschauer in der Nähe des Weltraumbahnhofs ein. Es war jedesmal ein spektakulärer Anblick, wenn ein Shuttle sich mit viel Feuer und Rauch und einem ohrenbetäubenden Getöse vom Boden abhob und dann binnen weniger Sekunden den Blicken entschwand.
Quellen: 'Sterne und Weltraum', Ausgabe 9/2011; Wikipedia, 'Space Shuttle'
Die Aufnahmen auf dieser Seite stammen von der NASA (Courtesy NASA/JPL-Caltech).
Raumstationen
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Eine Raumstation wird in eine Umlaufbahn um die Erde gebracht und verbleibt dort für einige Jahre. Sie besteht aus verschiedenen Modulen und dient dem Aufenthalt von Menschen im Weltall. Astronauten leben und arbeiten für einige Wochen oder Monate dort und führen dort verschiedene Experimente durch.
Regelmäßig werden Raumstationen mit Nachschub an Proviant, Wasser, Sauerstoff und Treibstoff beliefert, damit die dort lebenden Menschen nicht verhungern, verdursten oder ersticken. Von Zeit zu Zeit wird die Mannnschaft ausgewechselt, denn der Aufenthalt in der Schwerelosigkeit hat einige ungünstige Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Darum verbringen die Astronauten unter anderem viel Zeit mit Fitnesstraining.
Raumstationen bewegen sich in etwa 300 bis 400 Kilometern Höhe über der Erde. Damit befinden sie sich im Weltall und umkreisen die Erde. Eine komplette Runde dauert nur etwa 90 Minuten. Da die Raumstation selbst in dieser Höhe noch von der Atmosphäre beeinflusst und abgebremst wird, sinkt sie ganz langsam und nähert sich der Erde an. Deshalb muss sie von Zeit zu Zeit wieder angehoben werden. Dazu zündet man die Triebwerke für kurze Zeit. Deshalb wird auch regelmäßig Treibstoffnachschub benötigt, der mit einem Versorgungsschiff angeliefert werden muss.
Bisher gab es elf Raumstationen, neun davon waren auch mit Menschen besetzt. Die berühmtesten und wichtigsten Raumstationen werden hier näher beschrieben. Wie es Menschen ergeht, die sich für längere Zeit im Weltall aufhalten, erfährst du unter 'Menschen im All'.
Berühmte Raumstationen
Saljut 1, April - Oktober 1971
Saljut 1 wurde von der Sowjetunion gebaut und ins All geschickt und war die erste Raumstation, die es gab. Sie war etwa 13 Meter lang und wog 19 Tonnen. Es waren einige wissenschaftliche Experimente an Bord. Bemannt war diese Raumstation nur kurzzeitig durch die Mannschaft der Sojus 11, die ein Kopplungsmanöver zwischen Station und Raumschiff erprobte.
Saljut 1 wurde nur 123 Tage genutzt und verglühte dann in der Erdatmosphäre.
Skylab, Mai 1973 - Juli 1979
Skylab ist die Abkürzung von Sky-Laboratorium - Himmels-Labor. Diese Raumstation wurde von den Amerikanern betrieben. Sie diente der Ergründung der Auswirkungen von Langzeitaufenthalten in der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper. Umfangreiche Erd- und Sonnenbeobachtungen wurden durchgeführt. Aber auch wissenschaftliche Experimente mit Fischen und Spinnen gab es.
Skylab war mit bloßem Auge als leuchtender Punkt am Himmel zu erkennen. Nach fast 35000 Erdumkreisungen verglühte sie planmäßig in der Erdatmosphäre.
Saljut 6, September 1977 - Juli 1982
Nachdem Saljut 1-5 nicht sehr langlebig waren und schon nach wenigen Wochen wieder aufgegeben wurden und sie in der Erdatmosphäre verglühten, konstruierten die Russen Saljut 6 so, dass man sie wieder auftanken konnte.
Dazu brachte ein Versorgungsschiff (Typ Progress) Vorräte wie Lebensmittel, Sauerstoff und Treibstoff mit und lud alles in die Raumstation um. Gleichzeitig konnte so der Müll entsorgt werden, der dann mitsamt dem Versorgungsschiff beim Wiedereintritt in die Atmosphäre verglühte.
So war es möglich, dass die Raumstation 5 Jahre lang in Betrieb war. 16 Mannschaften besuchten Saljut 6 und konnten dort arbeiten und forschen, darunter auch der erste Deutsche im Weltall, Siegmund Jähn.
Mir, Februar 1986 - Februar 2001
Mir (das bedeutet im russischen 'Frieden') ist die berühmteste Raumstation. Die ersten Jahre wurde sie nur von der Sowjetunion genutzt. Nach Beendigung des Kalten Krieges und dem Fall der Mauer wurde sie zu einer internationalen Basis im Weltraum. Viele Nationen schickten ihre Raumfahrer zu einem Freundschaftsbesuch. Das russische Raumschiff Sojus brachte sie hin. Für die Amerikaner wurde sogar ein Extra-Andockmodul für ihr Space Shuttle eingebaut!
Mir wurde zu einem Symbol der internationalen Kooperation und Freundschaft und wird ihrem Namen damit voll gerecht. Auf der Mir ging man sozusagen ein und aus. Auch vier Deutsche waren dort (aber nicht gleichzeitig): Klaus-Dietrich Flade, Reinhold Ewald, Ulf Merbold und Thomas Reiter.
Die Mir wurde für zahlreiche wissenschaftliche Experimente genutzt, und der Langzeitaufenthalt im All wurde erforscht. Manch ein Astronaut (oder russisch: Kosmonaut) blieb über ein Jahr oben! Mir konnte mit bloßem Auge als Leuchtpunkt am Himmel gesehen werden. Sie umrundete 86325mal die Erde!
Am Ende wurde Mir kontrolliert in die Atmosphäre gelenkt und verglühte dort zum größten Teil. Ein paar Stücke stürzten in den Pazifischen Ozean, es kam aber niemand zu Schaden.
ISS, seit 20. November 1998
Die Internationale Raumstation ISS ist das größte internationale Projekt der Geschichte! NASA, ESA und Roskosmos arbeiten gemeinsam daran. 14 Staaten sind an ihrem Aufbau und Betrieb beteiligt. Wahrscheinlich belaufen sich die Kosten auf 100 Milliarden Euro! Der Bau der Station begann 1998 und ist bis heute noch nicht abgeschlossen. Die ISS besteht aus vielen einzelnen Modulen, die einzeln in den Weltraum gebracht und anmontiert werden.
Die Module haben verschiedene Funktionen. Solarpaneelen (die blauen Flächen links im Bild) sorgen für Strom. Dann gibt es Lager, Labore, Wohnmodule, Schleusen, Verbindungsmodule, Knotenpunkte - es ist also viel Platz. Die ISS ist die größte Raumstation, die je gebaut wurde. Trotzdem sind derzeit nur immer drei Astronaten als Stammbesatzung oben. Geplant sind später sechs Leute, wenn alles fertiggestellt ist. Ab und zu kommt ein Versorgungsschiff (die Progress) und bringt Nachschub, und auch Besuche mit dem Space Shuttle oder der Sojus finden statt. Manchmal ist auch ein Weltraumtourist mit an Bord.
Die ISS umrundet einmal in 90 Minuten die Erde. Dabei kann man sie sehen! Sie leuchtet heller als der hellste Stern am Himmel - Sirius. Ihre Überflugzeiten für jeden beliebigen Ort kann man sich auf der Seite http://www.heavens-above.com/ geben lassen. Dieser Dienst ist kostenlos.
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Missionen
Seit über 50 Jahren finden nun schon Raumfahrtmissionen mit den unterschiedlichsten Zielen statt. Mal geht es nur in den Erdorbit, um dort einen Satelliten zu positionieren, mal wird eine Raumsonde zu den äußeren Planeten geschickt. Der Mond wird besucht, Weltraumteleskope werden ins All gebracht, zwischen Erde und Raumstation ISS herrscht reger Verkehr.
Kurz gesagt: in den letzten Jahrzehnten war ganz schön was los im Weltall, und wir dürfen uns auch weiterhin auf viele spannende Missionen freuen. Viel Spaß beim Stöbern!
