HTV Return Kapsel zur ISS

 

 

 

 

 

 

 

 

HTV Return – sichere und zuverlässige Rückkehr

bemannter Raumflüge zur Erde

 

Nachdem im März 2011 bereits die zweite HTV-Mission erfolgreich zu Ende gebracht werden konnte, entschied sich die JAXA dazu, ein neues Forschungsprojekt in Angriff zu nehmen. Inhalt des Projektes war es, das bewährte HTV so umzurüsten, dass eine darin befindliche Kapsel (HTV Return Vehicle, kurz HRV) zur Erde zurückkehren kann. Das umgerüstete HTV trägt den Namen HTV Return (kurz HTV-R).

HTV Return Kapsel – Im weiteren Projektverlauf wurden zwei Projektziele definiert:

  • Entwicklung eines Verfahrens, das eine sichere und zuverlässige Rückkehr bemannter Raumflüge zur Erde ermöglicht.
  • Bau eines Transportmittels für die Rückholung von Proben und Geräten von der ISS zur Erde.

Der zweite Punkt ist für die JAXA insofern bedeutend, da 2011 die Ausmusterung der amerikanischen Space-Shuttle-Raumfähren erfolgte. Seit diesem Jahr können Proben und Experimente nur noch mit den russischen Sojus-Raumschiffen oder seit Mai 2012 mit der privaten amerikanischen Raumschiff Dragon zurückgebracht werden. Die vier bis fünf Sojus-Raumschiffe pro Jahr können aber nur 100 Kilogramm Nutzlast pro Flug zurücktransportieren.

HTV Return Kapsel – Um die genannten Projektziele zu erreichen, wurden zunächst die folgenden drei Varianten entwickelt:

  • In der als Option 0 bezeichneten Planung wird eine kleine Rückkehrkapsel in den Kopplungsadapter des HTV integriert. Diese etwa 50 cm durchmessende Kapsel soll über einen ablativen Hitzeschild verfügen und im Gegensatz zum restlichen HTV-R die Rückkehr zur Erde überstehen. Im Inneren könnten aber nur kleine Laborproben untergebracht werden. Kurz nach der Bremszündung soll die Kapsel aus dem HTV Return ausgestoßen werden und an Fallschirmen hängend weich auf dem Erdboden landen. Dieser Plan wäre relativ schnell und kostengünstig umsetzbar, da Japan bereits viele Erfahrungen im Bereich Wiedereintrittstechnologien gesammelt hat (Wiedereintrittsmodule: OREX, AFLEX, HYFLEX, DASH, USERS, die Rückkehrkapsel der Hayabusa-Raumsonde etc.). Nachteilig wären die erhöhten Sicherheitsvorkehrungen für die Luke, durch die die Kapsel ausgestoßen würde, da diese keinesfalls versagen oder undicht werden darf, während das HTV-R mit der ISS verbunden ist. Die Beladungskapazität des HTV Return würde sich kaum von dem jetzigen HTV unterscheiden.
  • Eine weitere Planung wird als Option 1 bezeichnet. Hierbei befindet sich eine größere Rückkehrkapsel im nicht druckbeaufschlagten Frachtraum des HTV und ersetzt die bisherigen Frachtpaletten (Exposed Pallet). Der Zugang zum Kapselinneren würde über eine weitere Luke erfolgen, die sich an der Rückwand des Innenraums befindet. Die Rückkehrkapsel wäre leer etwa zwei Tonnen schwer, 2,6 Meter im Durchmesser und etwa 1,5 Meter hoch. Nach erfolgter Beladung mit zurückzuführender Fracht wird die Kapsel versiegelt, bevor das HTV Return die ISS verlässt. Kurz nach der erfolgten Bremszündung wird sie seitlich aus dem Frachtraum des HTV ausgestoßen. Sie gelangt durch Fallschirme gebremst wieder zurück zur Erde. Im Gegensatz zur Option 0 ist dabei eine Landung im Meer statt auf Festland geplant. Ein so ausgestattetes HTV könnte 3200 kg Fracht zur ISS befördern und etwa 300 kg wieder zurück zur Erde nehmen. Auch diese Maßnahme verlangt einige Modifikationen an der jetzigen HTV: Es müssten eine weitere Zugangsluke eingebaut, ein Auswurfmechanismus für den Wiedereintritt konstruiert sowie auf Grund der veränderten Schwerpunktlage weitere kleine Modifikationen gemacht werden. Nachteilig ist, dass keine weiteren Außennutzlasten befördert werden können. Diese Lösung wäre aber relativ einfach umzusetzen.
  • Bei der als Option 2 bezeichneten Planungsstufe wird der gesamte unter Druck stehende Bereich des HTV durch eine einzige, kegelstumpfförmige Rückkehrkapsel ersetzt. Sie hätte einen Durchmesser von etwa vier Metern, eine Höhe von 3,80 Metern und ein Gewicht von etwa sechs Tonnen. In dieser befindet sich während des Starts etwa 3200 kg Fracht. Im nicht unter Druck stehenden Frachtbereich können weitere 1600 kg auf Frachtpaletten mitgenommen werden, wie das bereits heute mit dem HTV möglich ist. In der Kapsel könnten etwa 1600 kg Fracht zur Erde zurücktransportiert werden. Bevor das HTV in die Erdatmosphäre eintritt, wird die Rückkehrkapsel vom Rest des HTV Return abgetrennt. Wie bei Option 1 soll diese Kapsel weich an Fallschirmen hängend im Meer landen. Der erste Start könnte 2016 erfolgen. Diese Planung bietet den großen Vorteil, dass Japan seinem Ziel, eine bemannte Raumkapsel zu entwickeln, einen großen Schritt näher kommt.

In einem mehrstufigen Abwägungsverfahren wurde zunächst Option 0 ausgeschlossen. Grund für den Ausschluss von Option 0 war insbesondere die geringe Transportkapazität (es hätten zwar Proben und Geräte transportiert werden können, nicht jedoch Astronauten). Bei der Gegenüberstellung von Option 1 und Option 2 fiel 2011 die Entscheidung auf die Option 2, da die zuvor definierten Projektziele mit dieser Variante am besten erreicht werden können.

Nach dieser Entscheidung folgten weitere Untersuchungen und Entwicklungsstudien. Am 22. Oktober 2015 wurde in Japan ein Falltest aus einer Höhe von 2 Kilometern mit einer kleinen Rückkehrkapsel unternommen. Bis heute (2016) ist jedoch noch nicht genau bekannt, wann der Erstflug eines HTV-R durchgeführt wird.

Anmerkungen

Autorenliste Wikipedia

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