Technische Risiken

 

 

 

Raumfähre Space Shuttle

 

 

Technische Risiken – Raumfähre Space Shuttle

 

Das Space Shuttle war aufgrund seines Aufbaus mehr technische Risiken ausgesetzt als eine Raumkapsel, wie sie beispielsweise im Apollo-Programm verwendet wurde. Bekanntestes Problem dabei war spätestens seit dem Columbia-Unglück der Hitzeschild.

Dieser lag – anders als der Hitzeschild einer Raumkapsel – während der ganzen Mission offen und war dadurch anfällig für Beschädigungen durch Weltraummüll, Mikrometeoriten oder beim Start vom externen Tank abfallende Eis- oder Schaumstoffteile.

Technische Risiken – Zwar entstanden bei jedem Start kleinere Beschädigungen an den Hitzeschutzkacheln des Shuttles, die keine weiteren Folgen hatten; jedoch konnte ein größeres Loch an den vorderen Flügelkanten oder der Nase des Orbiters eine ernsthafte Gefahr darstellen.

Durch ein solches Loch drangen beim Wiedereintritt der Columbia am Ende der Mission STS-107 heiße Gase ein und führten zu strukturellem Versagen am linken Flügel und schließlich zur Zerstörung der ganzen Raumfähre.

 

Technische Risiken – Startphase barg mehr Risiken als ein Kapselsystem

 

Auch die Startphase barg mehr technische Risiken als ein Kapselsystem. Obwohl eine Rettung der Mannschaft durch die oben genannten Methoden möglich war, konnte der Abbruch nur sicher durchgeführt werden, falls kein zeitkritisches Problem vorlag. So ließ sich ein Abbruch mit Rückflug zum Startplatz (Return to Launch Site, RTLS) oder einem transatlantischen Landeplatz erst nach dem Abwurf der Feststoffraketen einleiten.

Technische Risiken – Ein zeitkritisches Problem vor dem Abwerfen der Booster führte mit hoher Wahrscheinlichkeit zum Verlust von Besatzung und Shuttle (Loss of Crew and Vehicle, LOCV). Auch ein Abspringen der Crew an Fallschirmen kam erst in Frage, wenn ein RTLS-Abbruch erfolgreich durchgeführt wurde, aber kein geeigneter Landeplatz erreicht werden konnte.

Ein pyrotechnisches Rettungssystem, bei dem die Crewkabine vom restlichen Shuttle abgetrennt wurde und dann an Fallschirmen niedergeht, wurde zwar in Betracht gezogen, dann aber ebenso wie die bei den ersten Testflügen verwendeten Schleudersitze aus Gewichts- und Kostengründen verworfen.

 

Technische Risiken – zu komplex, zu teuer und zu riskant

 

John Logsdon, einer der profiliertesten Kenner und Kritiker des amerikanischen Raumfahrtprogramms, sagte 2011: „… der Shuttle erwies sich als zu komplex, zu teuer und vor allem zu riskant: Bereits in den ersten Jahren des Programms erkannten die Verantwortlichen, dass sie sich sicherheitstechnisch auf sehr dünnem Eis bewegen. Sie verschlossen aber die Augen. Und schon 1985 gab es Ideen für eine zweite, zuverlässigere Shuttle-Generation.

Doch nichts war passiert.“ … „Die USA wollten es sich aber nicht leisten, in Zeiten des Kalten Krieges viele Jahre keinen eigenen Zugang zum All zu haben. Zudem hätte ein sofortiges Ende des Shuttle-Programms auch das Aus für das Weltraumteleskop ‚Hubble‘ und die Jupitersonde ‚Galileo‘ bedeutet, deren Entwicklung weit fortgeschritten war, die aber nur mit einem Shuttle gestartet werden konnten.

 

Organisatorische Probleme

 

Die Untersuchung des Columbia-Unglücks hat innerhalb der NASA neben den technischen auch organisatorische Mängel aufgezeigt, ähnlich wie früher bei der Challenger-Katastrophe. Um Kosten zu sparen, wurden viele Tätigkeiten, die für die bemannte Raumfahrt bei der NASA Standard waren, eingestellt.

So wurden zum Beispiel die Zeichnungen des Shuttle nicht nachgeführt, obwohl bedeutende Änderungen vorgenommen worden waren, so dass keine Basis für die notwendigen Verifikations-Modifikationen vorhanden war. Allgemein war das gesamte Space-Shuttle-Programm durch den niederschmetternden Untersuchungsbericht in der Öffentlichkeit als veraltet und anfällig, weil zu kompliziert, in Misskredit geraten.

Darüber hinaus zeigt der Bericht, dass unüberlegte Kostenreduktionen, die vom NASA-Administrator Daniel Goldin („faster, better, cheaper“) gefordert wurden, ernste Folgen haben könnten.

 

Technische Probleme – Wartungsarbeiten und die Herstellung von Ersatzteilen

 

Ein weiteres Problem des Shuttle-Programms war, dass die Wartungsarbeiten und die Herstellung von Ersatzteilen für den Orbiter fast völlig von der Firma Boeing bzw. deren Tochterfirmen übernommen wurden. Dasselbe galt für den Außentank (Lockheed Martin) und die Feststoffbooster (ATKs Launch Systems).

Da deshalb Zehntausende von Menschen vom Space-Shuttle-Programm abhängen, so die Kritiker, erschien es in politischer Hinsicht lange Zeit als nicht opportun, das Programm zugunsten einer besseren Technik ganz einzustellen. Allerdings galt das auch für Vorläuferprogramme (beispielsweise Apollo-Programm) oder zukünftige Programme mit dem Ziel eines bemannten Marsfluges.

Sie benötigen enorme finanzielle Ressourcen, die zum größten Teil direkt oder indirekt an Luft- und Raumfahrtkonzerne fließen und dort Abhängigkeiten erzeugen.

Darüber hinaus konnte das Space Shuttle teilweise als Fehlplanung erachtet werden: Der Kongress beschloss, sowohl für die US Air Force als auch für die NASA ein gemeinsames Trägersystem zu entwickeln, das alle bisherigen Trägerraketen ersetzen sollte. Weil das Space Shuttle beiden Partnern genügen sollte, stelle die Raumfähre für den zuletzt einzigen Betreiber, die NASA, ein suboptimales Produkt dar, das einige Air-Force-Anforderungen erfülle, die nicht nötig seien.

 

Ein weiterer Kritikpunkt – Kosten

 

Ein weiterer Kritikpunkt war, dass die erhofften Transportpreise für „Weltraumgüter“ nie die angestrebten 200 US-Dollar pro Kilogramm erreicht haben – der Preis lag zuletzt bei rund 16.000 US-Dollar, was bei Weitem nicht nur an der Inflation der letzten 30 Jahre lag. Gründe für diese Diskrepanz zwischen Planung und Realität waren:

Nach dem Verlust der Challenger musste ein neues Shuttle, die Endeavour, in Auftrag gegeben werden. Dieser ursprünglich nicht geplante Shuttle-Neubau hat das Programm über zwei Milliarden US-Dollar gekostet, obwohl die Endeavour teilweise aus Ersatzteilen der anderen Shuttles zusammengebaut wurde.

Der Verlust der Challenger und später der Columbia kosteten das Programm nicht nur Geld, sondern auch Zeit, da mehrjährige Startverbote für die verbliebenen Shuttles erteilt wurden, in denen sie keine kommerziellen Projekte durchführen konnten und zudem kostenintensiv sonderüberprüft wurden. Gleichzeitig fehlte ein Shuttle, das seine Aufgaben erledigen konnte, da man mit einer Flotte von vier Shuttles kalkulierte.

Auch der Wettbewerb im kommerziellen Raumtransportgeschäft nahm stetig zu. Als das Shuttle entwickelt wurde, war seine einzige Konkurrenz die Ariane-Rakete der ESA, die damals noch in den Kinderschuhen steckte, sodass kommerzielle Satelliten-Starts in der westlichen Welt nur durch die NASA durchgeführt werden konnten. Mittlerweile gab es aber zahlreiche Konkurrenten:

 

  • Die Ariane war seit Langem voll konkurrenzfähig.
  • Japan und Indien hatten eigene Trägerraketen entwickelt.
  • Roskosmos, entstanden nach dem Zerfall der Sowjetunion, war ein Konkurrent für kommerzielle Projekte.
  • China hatte eigene bemannte und unbemannte Raketenprojekte erfolgreich gestartet und trieb deren Entwicklung weiter voran (siehe chinesische Raumfahrt, Langer Marsch (Rakete)).

 

Die rasante Hardware- und Software-Entwicklung der letzten 30 Jahre führte dazu, dass die NASA die Space Shuttles mehrfach nachrüstete. Außerdem mussten strukturelle Probleme, die in der ursprünglichen Planung übersehen oder ignoriert worden waren, kostenintensiv behoben werden. Zudem war es notwendig, für das Shuttle-Mir-Programm spezielle Umbauten an den Raumfähren vorzunehmen, weshalb dauerhaft nur eine geringere Nutzlast in den Weltraum befördert werden konnte.

Eine NASA-Raumstation war zwar im Planungsstadium, aber weit entfernt von der Realisierung. Die Einsparungen der weiteren Entwicklung einer Raumstation gingen zu Lasten der Transportpreise der Shuttles, die dadurch weniger kommerziell eingesetzt werden konnten.

Beim Bau der ISS war man gezwungen, auf die Shuttle-Flotte zurückzugreifen, um die größten und schwersten Lasten in den Weltraum zu befördern. Bei diesen Flügen konnten keine oder nur kleine kommerzielle Nutzlasten transportiert werden, da die Tragkapazität der Shuttles weitgehend ausgeschöpft war.

Anmerkungen

Autorenliste Wikipedia

Copyright Fotos / Grafiken v.o.n.u.v.l.n.r.: NASA/Bill Ingalls 

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