Space Launch System

 

 

 

 

 

 

Space Launch System – SLS Trägerrakete

 

Das Space Launch System, kurz SLS, ist eine von der NASA geplante Trägerrakete zur bemannten Erforschung des Weltraums über einen niedrigen Erdorbit hinaus. Der erste unbemannte Start ist derzeit für 2018 mit der Mission EM-1geplant. Ein bemannter Start ist nicht vor 2023 vorgesehen und würde erstmals seit dem Start von Apollo 17 vor über vierzig Jahren Menschen das Verlassen des Erdschwerefelds ermöglichen.

Technologisch setzt die Rakete auf die nie realisierten Pläne der Ares-V-Rakete im Rahmen des Constellation-Progamms auf. Basis der Entwicklung sind die Haupttriebwerke und Feststoffbooster des 2011 beendeten Space-Shuttle-Programms.

 

Geschichte – Space Launch System

 

Nach dem Ende der bemannten Mondmissionen im Rahmen des Apollo-Programms Anfang der 1970er Jahre hatte sich die NASA wieder auf bemannte Einsätze im niedrigen Erdorbit konzentriert und das Space Shuttle entwickelt, welches mit der Columbia am 12. April 1981 erstmals in den Weltraum startete.

Als genau diese Raumfähre fast 22 Jahre später, am 1. Februar 2003, beim Wiedereintritt in die Atmosphäre zerbrach (Columbia-Katastrophe), gab es erneut ein Umdenken bei der NASA und der US-Regierung. Das Shuttle galt mittlerweile als veraltet und zu teuer.

So kündigte US-Präsident George W. Bush Anfang 2004 das Ende des Shuttle-Programms nach der Fertigstellung der Internationalen Raumstation (ISS) im Jahr 2010 an. Außerdem verkündete er im Rahmen der Vision for Space Exploration (VSE) (deutsch: Vision für Weltraumforschung) genannten Initiative die Entwicklung neuer Raketen und eines Raumschiffs zur Rückkehr zum Mond und letztendlich bis zum Mars an.

Aus dieser Vision entwickelte sich dann das Constellation-Programm mit der bemannten Ares-I-Rakete und dem Orion-Raumschiff sowie der Schwerlastrakete Ares V. Das ganze Projekt litt von Beginn an unter Schwierigkeiten bei der Finanzierung und wurde im Jahr 2010 vom neuen US-Präsidenten Barack Obama wieder eingestellt. Als Kompromiss sollte lediglich das Orion-Raumschiff erhalten und weiter entwickelt werden.

Der Widerstand gegen die Einstellung des Constellation-Programms wurde größer und im Sommer 2011 beauftragte der US-Kongress die NASA mit dem Bau einer neuen Schwerlastrakete.

Diese jetzt Space Launch System genannte Rakete sollte ihren, noch unbemannten, Erstflug im Jahr 2017 absolvieren. Ein erster bemannter Start war für 2021 vorgesehen.

Die Rakete soll aus Technologien des Space Shuttles und den Planungen der Ares-V-Rakete entwickelt werden.

Erneute Probleme bei der Finanzierung sorgten wieder für weitere Verzögerungen, der erste unbemannte Start soll jetzt 2018 stattfinden und die mittlerweile auf 2023 verschobene erste bemannte Mission könnte sogar dem Test der Exploration Upper Stage (EUS) zum Opfer fallen. Konkrete Planungen über das Jahr 2018 hinaus sind zur Zeit sehr vage.

 

Aufbau vom Space Launch System

 

Das SLS soll über mehrere Schritte zu einer Schwerlastrakete mit einer Kapazität von ca. 130 Tonnen Nutzlast in eine niedrige Umlaufbahn entwickelt werden. Als Erstes soll die Block 1 genannte Version zum Einsatz kommen. Mit Rettungsrakete an ihrer Spitze ist diese Kombination zusammen 98 Meter hoch und wiegt beim Start etwa 2500 Tonnen.

Die Nutzlastkapazität des Trägers beträgt 70 Tonnen für eine erdnahe Umlaufbahn (LEO). Sie soll das Orion Raumschiff in eine Mondumlaufbahn befördern können und ein erster, noch unbemannter, Start ist für Ende 2018 vorgesehen.

Die Block 1B genannte Variante soll über eine stärkere Oberstufe verfügen und sowohl das Orion Raumschiff als auch unbemannte Nutzlasten wie Planetensonden befördern können. Über einen Erststart gibt es derzeit (Stand Januar 2016) verschiedene Überlegungen, vor 2023 ist jedoch nicht damit zu rechnen.

Mit neuen und verstärkten Boostern soll die Rakete Space Launch System mit der Bezeichnung Block 2 dann Ende der 2020er Jahre ihre maximale Nutzlastkapazität erreichen und größere Bestandteile für Asteroiden- und/oder Marsmissionen ins All befördern können.

Space Launch System - Block 2, 130 t Nutzlast

Die erste Stufe hat 8,38 m Durchmesser, was dem Durchmesser des Externen Tanks des Space Shuttles entspricht. Sie soll vier RS-25D/E-Triebwerke, die von den SSME des Space Shuttle abgeleitet sind, verwenden. Bei den ersten Flügen sollen SSMEs zum Einsatz kommen, die aus dem Space-Shuttle-Programm noch übrig sind und modernisiert werden sollen.

Zu diesen für vier Flüge ausreichenden 16 Triebwerken hat die NASA bei Aerojet Rocketdyne im November 2015 weitere sechs neue Motoren bestellt. Der Tank für flüssigen Wasserstoff befindet sich im unteren Teil der ersten Stufe und der für den flüssigen Sauerstoff darüber. Die Hauptstufe wird mittels neuer Gerätschaften in der Michoud Assembly Facility hergestellt. Diese erste Stufe soll bei allen Varianten des SLS Verwendung finden.

Booster – Space Launch System

 

Die Block-1- und Block-1B-Varianten sollen zwei von den Space-Shuttle-Feststoffraketen abgeleitete, modernisierte Booster beim Start verwenden. Die Booster sollen aus fünf, anstatt der beim Space Shuttle eingesetzten vier, Segmenten bestehen.

Die beiden Booster sind seitlich an der ersten Stufe angebracht und sollen im Gegensatz zum Space-Shuttle-Programm nicht wiederverwendet werden. Für die Block-2-Variante sollen dann neue und stärkere Booster zum Einsatz kommen.

 

Oberstufe – Space Launch System

 

Bei der Block-1-Variante soll eine leicht abgeänderte zweite Stufe DCSS (Delta Cryogenic Second Stage) der Delta-IV-Rakete unter dem Namen ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) als Oberstufe dienen. Bei den Varianten Block 1B und Block 2 soll eine leistungsfähigere Oberstufe namens EUS (Exploration Upper Stage) zum Einsatz kommen.

Diese Oberstufe hat denselben Durchmesser wie die erste Stufe und soll vier wiederzündbare RL-10-Triebwerke verwenden. Sie soll eventuell schon bei der ersten bemannten SLS-Mission zum Einsatz kommen. Wahrscheinlicher ist aber, dass die EUS auch erst unbemannt getestet wird.

 

Entwicklung und Herstellung

 

Mitte November 2014 wurde in NASA’s Michoud Assembly Facility, in der die meisten Raketenteile montiert werden sollen, mit dem Bau der ersten Teile für die erste Stufe an einer neuen Schweißanlage begonnen.

SLS soll mindestens 13 Tankzyklen überstehen können, welche durch Startabbrüche und andere Verzögerungen notwendig werden können. Die montierte Rakete kann mindestens 180 Tage an der Startrampe verbleiben und 200 Tage im montierten Zustand.

Im Januar 2015 begann NASA mit Testzündungen von RS-25 Raketentriebwerken, als Vorbereitung zur Nutzung für das SLS.

 

Zukünftige Planungen – Space Launch System

 

Für die zukünftige, noch leistungsfähigere Block-2-Version will die NASA von der Industrie leistungsfähigere Booster mit flüssigem oder festem Treibstoff untersuchen lassen, die die Feststoffbooster ersetzen sollen.

Dynetics und Pratt & Whitney Rocketdyne wollen sich mit Boostern bewerben, die eine modernisierte Version des Triebwerkstyps F-1 verwenden, der schon in der ersten Stufe der Saturn V eingesetzt wurde.

Die Booster sollen knapp 5,5 m Durchmesser haben, an den Befestigungspunkten der Feststoffbooster befestigt werden und 20 t mehr Nutzlast ermöglichen. Hierbei handelt es sich aber nur um Vorplanungen, Entscheidungen sind nicht vor den 2020er Jahren zu erwarten.

Anmerkungen

Autorenliste Wikipedia

Copyright Fotos / Grafiken v.o.n.u.v.l.n.r.: NASA/Marshall Space Flight CenterNASA/MSFC 

Lizenzbestimmungen Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (abgekürzt)