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Space Shuttle Discovery und Space Shuttle Enterprise
Raumfähren des Space-Shuttle-Programms der Raumfahrtbehörde NASA
Discovery war das dritte Space-Shuttle-Orbiterfahrzeug, das im Weltraum flog. Es wurde 1984 in Dienst gestellt und schied als ältester und erfolgreichster Orbiter und Champion der Shuttle-Flotte aus der Raumfahrt aus. Die Discovery flog auf 39 Erdorbitalmissionen, verbrachte insgesamt 365 Tage im Weltraum und legte fast 240 Millionen Kilometer zurück – mehr als die anderen Orbiter. Es beförderte 184 Männer und Frauen in den Weltraum und zurück, von denen viele mehr als einmal flogen, was einer rekordverdächtigen Gesamtbesatzung von 251 Personen entspricht. Da die Discovery jede Art von Mission flog, für die das Space Shuttle vorgesehen war, verkörpert es die 30-jährige Geschichte der US-amerikanischen bemannten Raumfahrt von 1981 bis 2011.
Benannt nach berühmten Segelschiffen ist die Discovery so intakt wie möglich erhalten, wie sie bis 2011 auf der 133. Space-Shuttle-Mission aussah. Seit dem 19. April 2012 steht die Discovery als Museumsstück im James S. McDonnell Space Hangar im Steven F. Udvar-Hazy Center des Air and Space Museums (Smithsonian-Instituts) in der Nähe vom Washington Dulles International Airport. Dort hat sie den Prototyp der Space Shuttles, die Enterprise, ersetzt (siehe unten).
Geschichte:
Die Discovery ist nach einem der Schiffe benannt, mit denen James Cook den Pazifik befuhr und 1778 Hawaii entdeckte.
Mit 39 Flügen absolvierte die Discovery mehr Flüge als alle übrigen Orbiter.
1990 transportierte die Discovery das Hubble-Weltraumteleskop ins All.
Große Beachtung fand 2005 die Mission STS-114, der erste Flug eines Shuttles nach der Columbia-Katastrophe im Jahr 2003. Auch dieser Flug wurde von einigen Pannen begleitet, was erneut zur Aussetzung der Shuttle-Flüge führte.
Im Juli 2006 absolvierte die Discovery mit der Mission STS-121 erfolgreich einen weiteren Versorgungsflug zur Internationalen Raumstation ISS.
Im Mai/Juni 2008 führte der Orbiter die Mission STS-124 durch. Das mit sieben Mann besetzte Shuttle dockte am 2. Juni 2008 an der ISS an. Hauptaufgabe der Mission war es, das japanische Labormodul Kibō zur ISS zu bringen. Außerdem brachte das Shuttle Ersatzteile zur Reparatur der defekten Weltraumtoilette in der ISS mit.
Am 29. August 2009 startete die Discovery mit dem Multi-Purpose Logistics Module Leonardo zur ISS, um dort Vorräte und Material anzuliefern.
Am 24. Februar 2011 startete das Shuttle nach 27 Dienstjahren zum letzten Mal. Am 26. Februar 2011 dockte sie an der ISS an und landete am 9. März 2011 zum letzten Mal auf der Landebahn des Kennedy Space Center in Florida.
Funktionen und Upgrades:
Während des Baus der Discovery wurden in der Nähe des mittleren Steuerbordfensters, wo eigentlich weiße Fliesen hätten sein sollen, mehrere schwarze Fliesen angebracht. Es ist nicht bekannt, ob dies absichtlich geschah, um dem Shuttle ein unverwechselbares Aussehen zu verleihen. Dieses Merkmal wurde „Teardrop“ genannt und ermöglichte es, Discovery vom Rest der Flotte zu unterscheiden, ohne auf den Namen zu achten, obwohl dies für den Uneingeweihten oft unbemerkt blieb.
Das Raumschiff wog bei seiner Inbetriebnahme etwa 3.600 kg weniger als die Columbia, was auf Optimierungen zurückzuführen ist, die während des Baus und der Tests von Enterprise und Challenger ermittelt wurden. Die Discovery wiegt 62,7 kg schwerer als Atlantis und 165 kg schwerer als Endeavour, nachdem weitere Gewichtseinsparungsanpassungen vorgenommen wurden.
Zu den Gewichtsoptimierungen des Discovery gehörte die stärkere Verwendung von gesteppten Abdeckungen anstelle der weißen Kacheln am Rumpf sowie die Verwendung von Graphitepoxidharz anstelle von Aluminium für die Türen der Nutzlastbucht und einige der Flügelholme und -träger.
Bei seiner Auslieferung an das Kennedy Space Center im Jahr 1983 wurde die Discovery zusammen mit Challenger modifiziert, um den flüssigkeitsbetriebenen Centaur-G-Träger aufzunehmen, dessen Einsatz ab 1986 geplant war, aber nach der Challenger-Katastrophe eingestellt wurde.
Ab Ende 1995 wurde der Orbiter in Palmdale, Kalifornien, einer neunmonatigen Orbiter Maintenance Down Period (OMDP) unterzogen. Dazu gehörte die Ausstattung des Fahrzeugs mit einem fünften Satz Kryotanks und einer externen Luftschleuse zur Unterstützung von Missionen zur Internationalen Raumstation. Wie alle Orbiter konnte er an der Oberseite eines Spezialflugzeugs – einer modifizierte Boeing 747 – befestigt werden, und zwar u.a. im Juni 1996, als er zum Kennedy Space Center zurückkehrte, und später im April 2012, als er huckepack zum Udvar-Hazy Center des Air and Space Museums geschickt wurde.
Space Shuttle Main Engines RS-25:
Der Aerojet Rocketdyne RS-25, auch bekannt als Space Shuttle Main Engine ( SSME ), ist ein kryogener Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerk, das im Space Shuttle der NASA eingesetzt wurde.
Der RS-25 wurde in den Vereinigten Staaten von Rocketdyne (später Pratt & Whitney Rocketdyne und Aerojet Rocketdyne) entwickelt und hergestellt. Er verbrennt kryogenen Treibstoff aus flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff, wobei jedes Triebwerk beim Abheben einen Schub von 1.859 kN erzeugt. Obwohl die Entwicklung des RS-25 bis in die 1960er Jahre zurückreicht, begann seine konzertierte Entwicklung in den 1970er Jahren mit dem Erstflug des Shuttle am 12. April 198. Der RS-25 wurde im Laufe seiner Betriebsgeschichte modernisiert, um die Zuverlässigkeit des Triebwerks zu verbessern.
Das Triebwerk erzeugt einen spezifischen Impuls von 452 Sekunden (4,43 kN-sek/kg) im Vakuum oder 366 Sekunden (3,59 kN-sek/kg) auf Meereshöhe und hat eine Masse von etwa 3,5 Tonnen. Es ist in der Lage, in Ein-Prozent-Schritten zwischen 67 % und 109 % seiner Nennleistung zu drosseln. Komponenten des RS-25 arbeiten bei Temperaturen zwischen –253 und 3.300 Grad Celsius.
Das Space Shuttle nutzte eine Gruppe von drei RS-25-Triebwerken, die am Heck des Orbiters montiert waren. Die Triebwerke wurden während des gesamten Aufstiegs des Raumfahrzeugs als Antrieb eingesetzt. Nach jedem Flug wurden die RS-25-Triebwerke aus dem Orbiter entfernt, inspiziert, überholt und dann für eine andere Mission wiederverwendet.
Auf jedem Space Launch System (Startrakete) sind vier RS-25-Triebwerke installiert, die im Triebwerksabschnitt an der Basis der Kernstufe untergebracht sind und nach Gebrauch entladen werden. Die ersten vier Space Launch System-Flüge nutzen modernisierte und überholte Triebwerke, die für das Space-Shuttle-Programm gebaut wurden.
Das Space Shuttle in der Nutzungsphase:
Das Space Shuttle ist ein von der US-Raumfahrtbehörde NASA entwickelter Raumfährentyp. Die Raumfähre kann über 24 Tonnen Nutzlast zuzüglich 7 Astronauten in eine Erdumlaufbahn bis zu 650 Kilometer Höhe bringen. Zudem kann das Space Shuttle mithilfe von Andockadaptern an eine Raumstation, wie der heutigen ISS und der früheren Mir der ehem. UdSSR, andocken. Wegen seiner Fähigkeit zum gleichzeitigen Transport von Mannschaft und Fracht ist der “Raumtransporter” vielseitig verwendbar. Beispielsweise können Satelliten repariert, ausgetauscht oder zur Erde zurückgebracht werden. Primär diente das Space Shuttle jedoch dem Ausbau und der Versorgung der Raumstation.
Insgesamt wurden 5 flugfähige, bzw. eingesetzte Space Shuttles gebaut: Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis und Endeavour.
Die Columbia wurde am 1. Februar 2003 beim Wiedereintritt in die Atmosphäre zerstört. Alle 7 Besatzungsmitglieder kamen dabei um. Die Challenger explodierte am 28. Januar 1986 kurz nach dem Start durch einen Defekt an einem Abdichtring an einem der beiden Feststoffbooster. Alle 7 Besatzungsmitglieder kamen dabei ums Leben.
| Raumfähre | . | ||
| Besatzung | max. 8 Personen | ||
| Länge | 37,24 m | ||
| Spannweite | 23,79 m | ||
| Flügelfläche | 249,9 m² | ||
| Startmasse (maximal) | 109.000 kg | ||
| Nutzlast in einen niedrigen Orbit | 24.500 kg | ||
| Nutzlast zur ISS-Raumstation | 16.400 kg | ||
| maximaler Schub auf Meereshöhe | 3 x 1.76=5,27 MN | ||
| maximaler Schub im Vakuum | 3 x 2.09=6,27 MN | ||
| Regelbereich der Haupttriebwerke | 65% bis 109% | ||
| Einsatzhöhe | 185 – 643 km | ||
| Außentank / Haupttank | . | ||
| Länge | 48,9 m |
| Durchmesser | 10,4 m | ||
| Volumen | 2.030 m³ | ||
| Leergewicht | 26.556 kg | ||
| Startgewicht | 757.000 kg | ||
| 2 Booster-Raketen | . | ||
| Länge | 45,6 m | ||
| Durchmesser | 3,7 m | ||
| Startgewicht | 590.000 kg | ||
| Startschub | 2 x 12,46=24,92 MN | ||
| Gesamtsystem | . | ||
| Startmasse | 2.046 Tonnen | ||
| Startschub | 30,16 MN | ||
| maximale Beschleunigung im Betrieb | 3 G | ||
| . | . |
Discovery auf dem Rücken einer Boeing 747-100 (NASA Shuttle Carrier aircraft) im Flug über dem Steven F. Udvar-Hazy Center, 2012
Space Shuttle Enterprise:
Prototyp der Raumfähre des Space-Shuttle-Programms der Raumfahrtbehörde NASA
Die Raumfähren Enterprise ist ein Prototyp aus dem Space-Shuttle-Programm der US-Raumfahrtbehörde NASA. Die Raumfähre diente ab 1977 zur Erprobung der Flugfähigkeiten der Space Shuttles in der Atmosphäre. Dazu wurde sie ohne Triebwerke und Hitzeschild gebaut. Sie war folglich nicht zu Flügen im Weltraum fähig.
In der Atmosphäre wurden Gleitflüge und gezielte Landeanflüge mit dem Space Shuttle durchgeführt. Dazu wude die Enterprise mittels eines modifizierten Flugzeugs vom Typ Boeing 747-100 auf entsprechende Höhe gebracht und dann ausgeklinkt. Die heutigen Computerprogramme für den automatischen Landeanflug aus dem Weltraum basieren auf diese Tests.
Obwohl die Enterprise damit ein Prototyp blieb, wird sie von der NASA als „erstes Space Shuttle“ bezeichnet. Im Jahr 1983 wurde die Enterprise auf der Air Show in Paris und 1984 auf der Weltausstellung in New Orleans vorgeführt. 1985 übergab die NASA die „Enterprise“ dem Museumszusammenschluß “Smithsonian Institution”, der sie heute im National Air and Space Museum nahe dem Flugplatz “Dulles International” bei Washington D.C. ausstellt.
Auch nach den Versuchsreihen wurde das Programm “Shuttle Carrier Aircraft” (SCA) zum Rücktransport der Space Shuttles zum Cape Canaveral (US-Bundesstaat Florida) genutzt, sofern die Shuttlelandung wetterbedingt nicht an einen anderen Ort erfolgen musste.
Die Enterprise auf Startrampe SLC-6 der Vandenberg Air Force Base (1985)
Space Transportation System (STS):
Gezeigt wird die Abschußrampe. Die Komponenten sind neben der Raumfähre (Orbiter) ein externer Treibstofftank und zwei Feststoffraketen.
Das Shuttle ging aus der oben genannten Versuchsreihe hervor, ein wiederverwendbares Raumfahrzeug zu entwickeln. Dies sollte zu einer Kostenersparnis gegenüber den bis dahin üblichen Raketen führen, bei denen alle Raketenstufen nur einmal verwendet werden konnten.
Fremdfoto: Wikipedia.org
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