CAPSTONE startet zu einer bahnbrechenden Mondmission


Der 25 kg schwere Cubesat CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment) wurde am 28. Juni 2022 auf einer Rocket Lab’s Electron Kleinrakete vom Rocket Lab Launch Complex 1 in Neuseeland in eine Erdumlaufbahn gestartet.

Start der Electron Rakete am 28. Juni 2022 mit dem Cubesat CAPSTONE vom Rocket Lab Launch Complex 1 auf der Halbinsel Mahia in Neuseeland. Foto: Rocket Lab

Der CubeSat der NASA, der zum Testen einer einzigartigen Mondumlaufbahn entwickelt wurde, befindet sich sicher im Weltraum und auf der ersten Etappe seiner Reise zum Mond.

Das Raumschiff steuert auf eine Umlaufbahn zu, die in Zukunft für Gateway vorgesehen ist, eine Mondraumstation, die von der NASA und ihren internationalen Partnern gebaut wird und das Artemis – Programm der NASA, einschließlich Astronautenmissionen, unterstützen wird.

Illustration des Cubesat CAPSTONE. Grafik: NASA

CAPSTONE ist ein Beispiel dafür, wie wichtig die Zusammenarbeit mit kommerziellen Partnern für die ehrgeizigen Pläne der NASA zur Erforschung des Mondes und darüber hinaus ist“, sagte Jim Reuter, stellvertretender Administrator des Space Technology Mission Directorate. „Wir sind begeistert von einem erfolgreichen Start der Mission und freuen uns darauf, was CAPSTONE tun wird, sobald es beim Mond ankommt.“

CAPSTONE befindet sich derzeit in einer erdnahen Umlaufbahn, und das Raumschiff wird etwa vier Monate brauchen, um seine angestrebte Mondumlaufbahn zu erreichen.

CAPSTONE ist mit dem Lunar Photon von Rocket Lab verbunden, einer interplanetaren dritten Stufe, die CAPSTONE auf seinen Weg in den Weltraum schicken wird. Kurz nach dem Start trennte sich Lunar Photon von Electrons zweiter Stufe. In den nächsten sechs Tagen wird der Motor von Photon regelmäßig zünden, um ihn über die erdnahe Umlaufbahn hinaus zu beschleunigen, wo Photon den CubeSat auf einer ballistischen Mondtransferbahn zum Mond freisetzen wird. CAPSTONE nutzt dann seinen eigenen Antrieb und die Schwerkraft der Sonne, um den Rest des Weges zum Mond zu navigieren. Die schwerkraftgetriebene Bahn wird die Treibstoffmenge, die der CubeSat benötigt, um zum Mond zu gelangen, drastisch reduzieren.

„CAPSTONE ist in vielerlei Hinsicht ein Wegbereiter und wird während seines Missionszeitraums mehrere technologische Fähigkeiten unter Beweis stellen, während es in einer nie zuvor geflogenen Umlaufbahn um den Mond navigiert“, sagte Elwood Agasid, Projektmanager für CAPSTONE am Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Schlucht. „CAPSTONE legt den Grundstein für Artemis, Gateway und kommerzielle Unterstützung für zukünftige Mondoperationen.“

Während seiner Mission wird CAPSTONE Daten über den Betrieb in einem NRHO (Near-Rectilinear Halo Orbit) bereitstellen und Schlüsseltechnologien präsentieren. Das Cislunar Autonomous Positioning System der Mission, das von Advanced Space mit Unterstützung des Small Business Innovation Research-Programms der NASA entwickelt wurde, ist ein Navigations- und Kommunikationssystem von Raumfahrzeug zu Raumfahrzeug, das mit dem Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA zusammenarbeiten wird , um die Entfernung zwischen den beiden Raumschiffen in der Mondumlaufbahn zu bestimmen . Diese Technologie könnte es zukünftigen Raumfahrzeugen ermöglichen, ihre Position im Weltraum zu bestimmen, ohne sich ausschließlich auf die Verfolgung von der Erde zu verlassen. CAPSTONE verfügt außerdem über eine neue Präzisions-Einweg-Entfernungsmessung, die in sein Funkgerät integriert ist und die für Operationen im Weltraum benötigte Bodennetzwerkzeit reduzieren könnte.

Neben Neuseeland, das den Start von CAPSTONE ausrichtet, arbeiten das neuseeländische Ministerium für Wirtschaft, Innovation und Beschäftigung und ein Team unter der Leitung der Universität Canterbury mit der NASA an Forschungsanstrengungen zur Verfolgung von Raumfahrzeugen in der Mondumlaufbahn zusammen. Neuseeland half bei der Entwicklung des Artemis-Abkommens – das eine Reihe praktischer Prinzipien festlegt, um die Zusammenarbeit bei der Weltraumforschung zwischen den Nationen zu leiten, die an den Monderkundungsplänen der NASA für das 21. Jahrhundert teilnehmen.

Warum lässt die NASA männliche Astronauten länger im Weltraum bleiben als weibliche?


Wie hat die NASA unterschiedliche Grenzwerte für Männer und Frauen festgelegt?

Jeden Tag wird die Erde von ionisierender Strahlung belagert, hochenergetischen Wellen, die Elektronen aus Atomen im Körper entfernen können. Eine hohe Exposition gegenüber ionisierender Strahlung kann zu Strahlenkrankheit und Krebs führen. Glücklicherweise verhindern die Magnetosphäre und die Atmosphäre unseres Planeten, dass fast die gesamte Strahlung – die von der Sonne und galaktischen kosmischen Strahlen von explodierenden Sternen erzeugt wird – das Leben auf der Erdoberfläche erreicht. Aber oben auf der Internationalen Raumstation (ISS), die immer noch von der Magnetosphäre, aber nicht von der Atmosphäre geschützt wird, sind Astronauten einer höheren Konzentration ionisierender Strahlung ausgesetzt, was ihr Risiko erhöht, im Laufe ihrer Karriere an Krebs zu erkranken.

Unter den aktuellen Grenzwerten, die 1989 von der NASA festgelegt wurden, basiert der effektive Dosisgrenzwert für die Karriere eines Astronauten auf einem maximalen Lebenszeit-Exzessrisiko für Krebssterblichkeit von 3%. Dieses Risiko wird mit einer gleitenden Skala basierend auf Alter und Geschlecht bewertet, die von einer unteren Karrieregrenze von 180 Millisievert (mSv) Strahlung für eine 30-jährige Frau bis zu einer oberen Karrieregrenze von 700 mSv für einen 60-jährigen alten Mann gilt.

Warum gibt es also für weibliche Astronauten eine niedrigere Karrieregrenze für die Strahlenbelastung als für männliche Astronauten?

Laut R. Julian Preston, einem speziellen Regierungsangestellten der Strahlenschutzabteilung der US-Umweltschutzbehörde, basierte die niedrigere Strahlungsschwelle der NASA für weibliche Astronauten auf folgendem Befund: Wenn Frauen und Männer für ähnliche Zeiträume hoher Strahlung ausgesetzt waren, hatten Frauen ein mehr als doppelt so hohes Lungenkrebsrisiko wie Männer. 

„Es wurde allgemein angenommen – weitgehend basierend auf den Überlebenden der Atombomben in Japan -, dass Frauen insbesondere bei Lungenkrebs empfindlicher auf ionisierende Strahlung reagieren als Männer“, sagte Preston. 

Diese Richtlinien hatten echte Karrierefolgen. Im Jahr 2018 musste die ehemalige Chefin des Astronautenkorps der NASA, Peggy Whitson, die öffentlich ihre Frustration über die Strahlungsgrenzwerte für weibliche Astronauten zum Ausdruck gebracht hatte, in den Ruhestand treten, nachdem sie im Alter von 57 Jahren ihre Karrieregrenze bei der Strahlenbelastung erreicht hatte.

Astronautin Peggy Whitson während eines Weltraumspaziergangs (Extra-Vehicular Activity, EVA). Foto: NASA

Es wird jedoch erwartet, dass sich die Strahlungsgrenzwerte der NASA in naher Zukunft ändern werden. Im Jahr 2021 bat die NASA ein von den National Academies of Sciences, Engineering and Medicine einberufenes Expertengremium, den Plan der Weltraumbehörde zu bewerten, ihre Karriere-Strahlungsgrenze für alle Astronauten jeden Alters auf 600 mSv zu ändern. Die NASA bestimmte diese Grenze, indem sie das Krebsrisikomodell der Agentur auf die anfälligsten Personen anwendete: Frauen am Anfang ihrer Karriere. Die NASA berechnete das durchschnittliche Risiko eines expositionsbedingten Todes für diese Gruppe und wandelte dieses Risiko, das eine viel größere Fehlerquote als zuvor zulässt, in eine Dosis um. Diese Dosis von 600 mSv entspricht der Exposition, der ein Astronaut während vier sechsmonatiger Expeditionen auf der ISS ausgesetzt wäre. Zum Vergleich, beträgt laut NASA etwa 3,6 mSv gegenüber 300 mSv pro Jahr auf der ISS.

Der neue Grenzwert „würde die Dosis für einige Gruppen von Männern, insbesondere ältere Männer, reduzieren“, sagte Preston, der auch stellvertretender Vorsitzender des Expertengremiums der National Academies zur Bewertung von Krebsrisiken für bemannte Weltraummissionen war. „Das würde bedeuten, dass die Frauen eine längere Karriere haben können.“

Der Ausschuss, der seinen Bericht im Juni 2021 veröffentlichte, bestand aus drei Gruppen, die jeweils den Risikobewertungsprozess, ethische Fragen und die Kommunikation der neuen Empfehlungen analysierten.

„Um diese Gleichstellung zu erreichen, könnten Frauen eine höhere Dosis erhalten, als sie derzeit können, bei einer höheren Exposition, als sie derzeit erlaubt ist“, sagte Preston. „Wir haben das ausführlich als ethische Frage diskutiert. Es ist eine Frage des Gleichgewichts zwischen den wahrscheinlichen Auswirkungen dieser etwas höheren Dosis und der Chancengleichheit. Wir schlugen vor, dass die NASA mit diesem Ansatz fortfahren könnte.“

Der von der NASA vorgeschlagene Plan beinhaltet einen Verzicht auf die Karriere-Expositionsgrenze für längere Missionen, wie beispielsweise eine eventuelle Reise zum Mars, die Astronauten geschätzten 900 mSv aussetzen würde. Diese Dosis liegt jedoch wahrscheinlich unter den Berufsbelastungsgrenzwerten von 1.000 mSv , die europäische, kanadische und russische Raumfahrtagenturen derzeit für ihre Astronauten haben.

„Wenn die NASA entscheiden würde, dass dies eine kritische Mission ist, und es bestimmte Astronauten gibt, die für diese Mission von entscheidender Bedeutung sind und ihre berufliche Exposition überschreiten würden, könnte die NASA darauf eine Ausnahmeregelung anwenden, und dies wurde in ihren allgemeinen [Expositions-] Standard eingebaut “, sagte Preston. „Es ist eine ziemlich komplizierte ethische Frage, aber es wäre notwendig, um zum Mars zu fliegen.“

Quelle: www.space.com. Ursprünglich veröffentlicht von John Arnst auf Live Science.

Weihnachten im Weltraum feiern


Die Weihnachts-, Chanukka- und Neujahrsfeiertage sind in der Regel freudige Ereignisse, die mit Familie und Freunden verbracht werden. Astronauten und Kosmonauten, die sich während dieser Zeit im Weltraum aufhalten, haben ihre ganz eigene Art gefunden, diese Gelegenheiten zu feiern. In den frühen Jahren des Weltraumprogramms waren Ferien im Weltraum relativ seltene Ereignisse, wie der Flug von Apollo 8 um den Mond zu Weihnachten 1968, was sie vielleicht unvergesslicher machte. Als Missionen länger und häufiger wurden, wurden Urlaube im Weltraum immer häufiger. In den letzten 21 Jahren sind Ferien an Bord der Internationalen Raumstation ISS zu jährlichen, wenn auch nicht ganz alltäglichen Ereignissen geworden.

Links: Das berühmte Erdaufgang-Foto, aufgenommen von der Apollo-8-Crew in der Mondumlaufbahn. Foto: NASA. Rechts: Video der Apollo 8-Crew von Frank Borman, James A. Lovell und William A. Anders beim Lesen von Genesis. Video: NASA

Die erste Besatzung, die Weihnachten im Weltraum verbrachte, die Apollo-8 Astronauten Frank Borman, James A. Lovell und William A. Anders, feierten im Dezember 1968 das Weihnachtsfest, während sie den Mond umkreisten und als erste Menschen die Erdumlaufbahn verließen. Sie verewigten das Ereignis am Heiligabend, indem sie abwechselnd die ersten Verse aus dem Buch Genesis der Bibel lasen, während sie Szenen des vorbeigleitenden Mondes ausstrahlten. Schätzungsweise eine Milliarde Menschen in 64 Ländern haben ihre Sendung an Heiligabend eingeschaltet. Als sie die Mondumlaufbahn verließen, funkte Lovell zur Erde zurück, wo bereits Weihnachten war: „Bitte beachten Sie, dass es einen Weihnachtsmann gibt!“

Links: Der provisorische Weihnachtsbaum an Bord von Skylab im Dezember 1973. Rechts: Skylab-4-Astronaut William R. Pogue fotografierte seine Crew-Kollegen Gerald P. Carr (links) und Edward G. Gibson beim Beschneiden ihres selbstgebauten Weihnachtsbaums. Foto: NASA.

Während ihrer 84-tägigen, rekordverdächtigen Mission an Bord der Raumstation Skylab in den Jahren 1973 und 1974, feierten die Astronauten Gerald P. Carr, William R. Pogue und Edward G. Gibson Thanksgiving, Weihnachten und Neujahr im All. Sie waren die erste Crew, die Thanksgiving und Silvester im Orbit verbrachte. Aus Essensresten bauten sie einen selbstgemachten Weihnachtsbaum, verwendeten farbige Abziehbilder als Dekoration und krönten ihn mit einem Pappausschnitt in Form eines Kometen. Carr und Pogue verbrachten sieben Stunden auf einem Weltraumspaziergang am Weihnachtstag, um Filmkanister auszuwechseln und den vorbeiziehenden Kometen Kohoutek zu beobachten. Zurück in der Station genossen sie ein Weihnachtsessen und ein Obstkuchendessert, sprachen mit ihren Familien und öffneten Geschenke. Sie hatten sogar eine Art Orbitalbesucher, da die sowjetischen Kosmonauten Pyotr I. Klimuk und Valentin V. Lebedev zwischen dem 18. und 26. Dezember an Bord von Sojus 13 im Orbit waren. Zum ersten Mal waren Astronauten und Kosmonauten gleichzeitig im Weltraum.

An Bord von Saljut-6 stoßen Georgi M. Grechko (links) und Yuri V. Romanenko als erste russische Kosmonauten an, um das neue Jahr im Weltraum zu feiern. Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von RKK Energia.

In der säkulareren Sowjetzeit hatte der Neujahrsfeiertag mehr Bedeutung als das russisch-orthodoxe Weihnachtsfest am 7. Januar. Die ersten Kosmonauten, die ein neues Jahr im Orbit einläuteten, waren Yuri V. Romanenko und Georgi M. Grechko während ihrer rekordverdächtigen 96-tägigen Mission 1977 und 1978 an Bord der Raumstation Saljut-6. Sie stießen während einer Fernsehsendung mit der Erde auf das neue Jahr an. Die genaue Art des zu diesem Anlass konsumierten Getränks ist nicht überliefert.

Links: STS-61-Missionsspezialist Jeffrey A. Hoffman mit einem Dreidel während Chanukka im Dezember 1993. Rechts: Video von Hoffman, der beschreibt, wie er an Bord der Raumfähre Endeavour Chanukka feierte. Foto und Video: NASA

Das jüdische Fest Chanukka, auch «Fest der Lichter» genannt, ist ein achttägiges Fest der Rückeroberung Jerusalems und der Wiedereinweihung des Zweiten Tempels im Jahr 164 v. Chr. Es wird im hebräischen Mondkalender im Monat Kislev gefeiert, der im gregorianischen Kalender zwischen Ende November und Ende Dezember fallen kann. NASA-Astronaut Jeffrey A. Hoffman feierte im Jahr 1993 das erste Chanukka im Weltraum während der Reparaturmission des Hubble-Weltraumteleskops STS-61. Chanukka begann in diesem Jahr am Abend des 9. Dezember, nachdem Hoffman seinen dritten Weltraumspaziergang der Mission abgeschlossen hatte. Er feierte mit einer reisenden Menora, unbeleuchtet natürlich, und indem er einen Dreidel drehte.

Die Crew von STS-103 mit Claude Nicollier von der European Space Agency (ESA), vorne links, Scott J. Kelly, John M. Grunsfeld; Steven L. Smith, links hinten, C. Michael Foale, Curtis L. Brown und Jean-François A. Clervoy von der ESA, zeigen 1999 auf dem Flugdeck der Raumfähre Discovery ihre Weihnachtsmützen. Foto: NASA

Die Crew einer anderen Hubble-Weltraumteleskop-Reparaturmission, STS-103, feierte 1999 an Bord der Discovery das erste Space Shuttle Weihnachten. Zum Weihnachtsessen genossen Curtis L. Brown, Scott J. Kelly, Steven L. Smith, Jean-François A. Clervoy von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), John M. Grunsfeld, C. Michael Foale und Claude Nicollier von der ESA Entenleber auf mexikanischen Tortillas, Cassoulet und gesalzenem Schweinefleisch mit Linsen. Smith und Grunsfeld haben während eines Weltraumspaziergangs am Heiligen Abend am Teleskop gearbeitet.

Links: Russische Kosmonautin und Flugingenieurin der Mir Expedition 17 Elena V. Kondakova mit einer Flasche Champagner zur Feier von Silvester 1994. Rechts: Video von Kondakova, die das Verhalten von Champagner in der Schwerelosigkeit an Bord der MIR demonstriert. Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von RKK Energia.

Zwischen 1987 und 1998 verbrachten 12 MIR-Expeditionsteams ihren Urlaub an Bord des sich ständig erweiternden Aussenpostens. Zwei der Crews waren NASA-Astronauten, John E. Blaha und David A. Wolf, die im Rahmen des Shuttle-MIR-Programms an Bord der russischen Raumstation waren.

Links: Video der MIR-Expedition 22-Flugingenieur und NASA-Astronauten John E. Blaha’s Weihnachtsbotschaft 1996 von der MIR. Rechts: Flugingenieur Mir Expedition 24 und NASA-Astronaut David A. Wolf mit Menora und Dreidel zur Feier von Chanukka im Jahr 1997. Foto und Video: NASA

Die letzten beiden Silvesternachrichten von der Raumstation MIR. Links: MIR-24 Besatzung Pavel V. Vinogradov, links, NASA-Astronaut David A. Wolf und Anatoli Y. Solovyev im Jahr 1997. Rechts: MIR-26 Besatzung von Sergei V. Avdeyev, links, und Gennadi I. Padalka im Jahr 1998. It war das dritte Mal, dass Avdejew das neue Jahr im Weltraum einläutete. Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von RKK Energia.

Die Ankunft der Expedition 1 Crewmitglieder William M. Shepherd von der NASA und Yuri P. Gidzenko und Sergej K. Krikalev von Roskosmos an Bord der Internationalen Raumstation am 2. November 2000 markierte den Beginn einer dauerhaften Präsenz des Menschen im Weltraum. Sie waren die ersten, die Weihnachten feierten und das neue Jahr an Bord des noch jungen Weltraumlabors läuteten und begannen eine Tradition, den Menschen auf der Erde eine Botschaft des guten Willens vorzulesen. Shepherd würdigte eine Schiffstradition, ein Gedicht als ersten Eintrag des neuen Jahres im Logbuch des Schiffes zu schreiben.

Links: Video der Besatzungsmitglieder der Expedition 1 Yuri P. Gidzenko von Roskosmos, links, der NASA-Astronaut William M. Shepherd und Sergei K. Krikalev von Roskosmos beim Lesen ihrer
Weihnachtsbotschaft im Dezember 2000 – dies war die dritte Urlaubssaison, die Krikalev im Orbit verbrachte die ersten beiden verbrachten 1988 und 1991 an Bord der MIR. Rechts: Die Raumstation, wie sie im Dezember 2000 erschien. Fotos: NASA

Das Gedicht des Kommandanten der Expedition 1 und des NASA-Astronauten William M. Shepherd , geschrieben für den Neujahrstag 2001 Eintrag im Logbuch der Raumstation , in Übereinstimmung mit der Tradition der Marine. Bild: NASA

Links: Eine kurze Videoauswahl, wie einige Expeditionscrews Weihnachten an Bord der Raumstation feierten. Rechts: Ab 2019 die Weihnachtsbotschaft der Crew-Mitglieder der Expedition 61.

Geniessen Sie die folgende Auswahl an Fotografien von internationalen Crews, die in den letzten 21 Jahren an Bord der Raumstation Chanukka und Weihnachten feierten und das neue Jahr einläuteten.

Links: Die Expedition 4 Crew von Daniel W. Bursch von der NASA, links, Yuri I. Onufriyenko von Roskosmos und Carl E. Walz von der NASA posieren für ihr Weihnachtsfoto 2001. Mitte: NASA-Astronaut C. Michael Foale, links, und Aleksandr Y. Kaleri von Roskosmos von Expedition 8 feiert Weihnachten im Jahr 2003. Rechts: Die Expedition 10-Crew von Salizhan S. Sharipov von Roskosmos, links, und der NASA-Astronaut Leroy Chiao feierten Silvester 2004. Fotos: NASA

Links: Valeri I. Tokarev von Roskosmos, links, und NASA-Astronaut William S. McArthur von Expedition 12 posieren mit Weihnachtsstrümpfen im Jahr 2005. Mitte: Die Expedition 14-Crew von Mikhail V. Tyurin von Roskosmos, links, und NASA-Astronauten Michael E. Lopez-Alegria und Sunita L. Williams posieren mit Weihnachtsmützen zu Weihnachten 2006. Rechts: Mit ihren Weihnachtsstrümpfen und Geschenken posieren die Besatzungsmitglieder der Expedition 16, Yuri I. Malenchenko von Roscosmos, links, und die NASA-Astronauten Peggy A. Whitson und Daniel M. Tanja, 2007. Fotos: NASA

Links: Die Expedition 18-Crew von E. Michael Fincke, links, und Sandra H. Magnus von der NASA, und Yuri V. Lonchakov von Roscosmos genießen ihr Weihnachtsessen im Jahr 2008. Mitte: Die fünfköpfige Expedition 22-Crew von Soichi Noguchi der Japan Aerospace Exploration Agency, links, Maksim V. Surayev und Oleg V. Kotov von Roscosmos sowie Timothy J. Creamer und Jeffrey N. Williams von der NASA beim Weihnachtsessen 2009. Rechts: Die Expedition 26-Crew von Oleg I. Skripochka von Roskosmos, links, Paolo A. Nespoli von der Europäischen Weltraumorganisation, Dmitri Y. Kondratyev von Roskosmos, Catherine G. „Cady“ Coleman von der NASA, Aleksandr Y. Kaleri von Roskosmos und Scott J. Kelly von der NASA feiern Silvester 2010 Dies war Kaleris dritter Urlaubszeit im Weltraum verbracht. Fotos: NASA

Links: Die Expedition 30-Crew des NASA-Astronauten Donald R. Pettit, links, Anatoli A. Ivanishin und Oleg D. Kononenko von Roskosmos, André Kuipers von der European Space Agency, Daniel C. Burbank von der NASA und Anton N. Shkaplerov von Roscosmos pose für ihr Weihnachtsfoto 2011. Mitte: Weihnachtsfoto 2012 der Besatzungsmitglieder der Expedition 34 des NASA-Astronauten Thomas H. Marshburn, links, Roman Y. Romanenko, Oleg V. Novitski und Yevgeni I. Tarelkin von Roscosmos, Kevin A. Ford of NASA und Chris A. Hadfield von der Canadian Space Agency. Rechts: Zu Weihnachten 2013 hinterließ die Expedition 42-Crew Milch und Kekse für den Weihnachtsmann und hängte ihre Strümpfe an der Joint Airlock als provisorischen Schornstein auf. Fotos: NASA

Links: Expedition 50-Besatzungsmitglieder Sergei N. Ryzhikov von Roskosmos, links, R. Shane Kimbrough von der NASA, Andrei I. Borisenko und Oleg V. Novitski von Roskosmos, Peggy A. Whitson von der NASA und Thomas G. Pesquet von der European Space Agentur feiert Silvester im Jahr 2016 mit Stil. Mitte: Expedition 54-Crewmitglied Mark T. Vande Hei von der NASA posiert zu Weihnachten 2017 als Elf im Regal. Rechts: Die Expedition 58-Crew von David Saint-Jacques der Canadian Space Agency, links, Anne C. McClain von der NASA und Oleg D. Kononenko von Roskosmos überprüfen ihre Weihnachtsstrümpfe auf Geschenke im Jahr 2018. Fotos: NASA

Drei Szenen aus der Ferienzeit 2019 an Bord der Raumstation. Links: Expedition 61-Flugingenieurin Jessica U. Meir von der NASA zeigt ihre Chanukka-Socken in der Kuppel. Mitte: Die Crewmitglieder der Expedition 61 Andrew R. Morgan, links, und Christina H. Koch von der NASA, Luca S. Parmitano von der ESA und Meir teilen ihre Weihnachtsbotschaften. Rechts: Die Besatzungsmitglieder der Expedition 61 Koch, links, Morgan, Oleg I. Skripochka von Roskosmos, Meir, Aleksandr A. Skvortsov von Roskosmos und Parmitano läuten mit Mundharmonikas das neue Jahr ein. Fotos: NASA

Drei Szenen aus der Ferienzeit 2020 an Bord der Raumstation. Links: Expedition 64 NASA-Astronauten Shannon Walker, links, Michael S. Hopkins, Kathleen H. Rubins und Victor J. Glover und Soichi Noguchi von der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) nehmen Weihnachtsgrüße auf. Mitte: Walker, links, Hopkins, Rubin, Glover und Noguchi verwendet einen aufblasbaren Erdkugel als Ersatz für den Times Square Silvester Ball „drop“ an Bord der Raumstation. Rechts: Expedition 64-Besatzungsmitglieder Sergei V. Kud-Sverchkov von Roskosmos, links Hopkins, Walker, Sergei N. Ryzhikov von Roskosmos, Glover, Rubins und Noguchi begrüßen 2021 an Bord der Raumstation. Fotos: NASA

Links: Während der Expedition 66 im Jahr 2021 die NASA-Astronauten Mark T. Vande Hei (links), Raja J. Chari, Kayla S. Barron und Thomas H. Marshburn sowie Matthias Maurer von der ESA in einem Standbild aus einem Video, in dem Sie ihre Gedanken über die Ferienzeit teilen. Rechts: Barron zeigt die Geschenke, die sie für ihre sechs Crewmitglieder verpackt hat. Fotos: NASA

Wir hoffen, dass Ihnen diese Geschichten, Fotos und Videos von Feierlichkeiten im Weltraum gefallen haben. In diesem Jahr wird eine Rekordzahl von 10 Menschen aus vier Nationen auf zwei Raumstationen – der Internationalen Raumstation und der chinesischen Raumstation Tiangong – die Feiertage feiern und das neue Jahr einläuten. Wir wünschen ihnen allen und jedem hier auf der Erde alles Gute für die Weihnachtszeit und mögen 2022 tatsächlich ein glückliches neues Jahr sein!

John Uri
NASA Johnson Space Center

Originaltext: https://www.nasa.gov/feature/celebrating-the-holiday-season-in-space

Artemis Programm


Das Artemis-Programm ist ein Raumfahrtprojekt der NASA in Zusammenarbeit mit internationalen Partnern (derzeit Australien, Kanada, Japan, Luxemburg, Italien, Vereinigte Arabische Emirate und Großbritannien). Ziel des Programms ist es, erstmals seit Apollo 17 wieder Astronauten auf dem Mond zu landen und eine Mondbasis aufzubauen. Anschließend sollen jährlich bemannte Mondlandungen stattfinden. Das Projekt wurde im März 2019 von US-Präsident Donald Trump initiiert und wird von der Regierung unter Joe Biden fortgeführt. In Anspielung auf das Apollo-Programm wurde es im Mai 2019 nach Artemis benannt, der Mondgöttin und Zwillingsschwester Apollons in der griechischen Mythologie. Eine erste Mondlandung war für das Jahr 2024 geplant, kann jedoch aus finanziellen, rechtlichen und technischen Gründen voraussichtlich erst im Zeitraum 2026–2028 stattfinden.

Logo Artemis Programm. Grafik: NASA

Das Artemis-Programm ist ein Raumfahrtprojekt der NASA in Zusammenarbeit mit internationalen Partnern (derzeit Australien, Kanada, Japan, Luxemburg, Italien, Vereinigte Arabische Emirate und Großbritannien). Ziel des Programms ist es, erstmals seit Apollo 17 wieder Astronauten auf dem Mond zu landen und eine Mondbasis aufzubauen. Anschließend sollen jährlich bemannte Mondlandungen stattfinden. Das Projekt wurde im März 2019 von US-Präsident Donald Trump initiiert und wird von der Regierung unter Joe Biden fortgeführt. In Anspielung auf das Apollo-Programm wurde es im Mai 2019 nach Artemis benannt, der Mondgöttin und Zwillingsschwester Apollons in der griechischen Mythologie. Eine erste Mondlandung war für das Jahr 2024 geplant, kann jedoch aus finanziellen, rechtlichen und technischen Gründen voraussichtlich erst im Zeitraum 2026–2028 stattfinden.

Das Artemis-Programm baut auf fünf technischen Einheiten auf, deren Konzept überwiegend aus früheren US-Mondprogrammen stammt:

  • Die Superschwerlastrakete SLS (Space Launch System) wird offiziell seit 2011 entwickelt, beruht aber auf Komponenten des Space-Shuttle-Systems. Sie soll zunächst bis zu 26 Tonnen Nutzlast auf den Weg zum Mond bringen können. Ob eine ursprünglich geplante Erweiterung auf 45 Tonnen realisiert wird, ist ungewiss.
  • Das Orion-Raumschiff wurde vom Constellation-Programm über das SLS-Programm ins Artemis-Programm übernommen. Es ist für eine Besatzung von bis zu vier Astronauten ausgelegt. Orion besteht aus einer von Lockheed Martin gebauten Raumkapsel und dem „europäischen Servicemodul“, einer von Airbus Defence and Space in Bremen gefertigten Antriebs- und Versorgungseinheit. Das Gesamtsystem ist so schwer, dass es nur mit dem SLS auf den Weg zum Mond gebracht werden kann.
  • Die Bodensysteme am NASA-Weltraumbahnhof Kennedy Space Center wurden für die Handhabung von SLS und Orion umgerüstet. Hierzu zählen das Vehicle Assembly Building (VAB), in dem die Rakete zusammengebaut wird, die Startrampe 39B und die Crawler-Transporter für den Transport der Rakete vom VAB auf die Rampe. Außerdem wurde der Mobile Launcher 1 (ML-1) gebaut, ein mobiler Starttisch mit integriertem Startturm. Ein zweites Mobile-Launcher-Exemplar ist in Vorbereitung.
  • Der LOP-G (Lunar Orbital Platform-Gateway) ist seit 2017 geplant. Es handelt sich um eine modulare Raumstation, die in einer komplizierten Umlaufbahn um den Mond platziert werden soll. Von dort aus sollen sowohl Mondlandungen als auch spätere Flüge zum Mars erfolgen. Außerdem soll der LOP-G als Kontrollzentrum für die Steuerung von Robotermissionen auf der Mondoberfläche dienen. Die Station soll nur zeitweise bewohnt sein. Getragen wird sie von einer internationalen Kooperation der ISS-Teilnehmerstaaten. Da nicht sicher ist, ob der LOP-G bis 2024 einsatzbereit sein wird, ist seine Nutzung erst für spätere Artemis-Missionen vorgesehen.
  • Eine spezielle Version des SpaceX-Raumschiffs Starship soll als Mondfähre eingesetzt werden. Die NASA wählte das Starship im April 2021 im Rahmen einer Ausschreibung, an der drei technisch sehr verschiedene Entwürfe teilgenommen hatten. Der komplexeste Entwurf stammte von einem Konsortium unter der Leitung des Unternehmens Blue Origin; er sah ein dreiteiliges System aus Ab- und Aufstiegsmodul (wie bei der Apollo-Landefähre) und einem Transfermodul vor. Letzteres sollte die ersteren beiden zwischen verschiedenen Orbits bewegen. Dynetics hatte eine Lande- und Aufstiegsfähre mit abwerfbaren Tanks vorgeschlagen. Aus Redundanzgründen beabsichtigte die NASA anfangs die getrennte Beschaffung und den Start von zwei verschiedenen Fähren für die Mondlandung im Jahr 2024; dies scheiterte jedoch an der unzureichenden Finanzierung durch den US-Kongress.

Zunächst soll mit der unbemannten Mission Artemis 1 (2022) und der bemannten Mission Artemis 2 (2024) das Orion-Raumschiff erprobt werden. Beide Flüge sollen mit dem SLS starten und um den Mond führen. Frühestens im Jahr 2024 sollen die ersten beiden Module der LOP-G-Raumstation mit einer Rakete des Typs Falcon Heavy in eine Mondumlaufbahn gebracht werden. Mit mehreren Starship-Flügen (einschließlich Wiederbetankung im Erdorbit) soll die Mondfähre in einen Mondorbit transportiert werden. Schließlich würden mit Artemis 3 erstmals seit 1972 wieder Astronauten auf dem Mond landen.

Der erste Testflug einer Orion-Kapsel erfolgte am 5. Dezember 2014 im Rahmen des EFT-1 (Exploration Flight Test 1) mit einer Delta IV Heavy Trägerrakete, da die SLS (Space Launch System) der Orion Kapsel zum Zeitpunkt des Testflugs noch nicht fertiggestellt war.

Ein Startabbruchstest (Ascent Abort-2) fand im Juli 2019 statt. Dabei wurde eine Orion-Testkapsel, die nicht über die vollen Funktionen verfügt, von Cape Canaveral SLC-46 mit dem speziell entwickelten Orion Abort Test Booster (ATB) gestartet. Ziel der Mission war es, das Orion Launch Abort System (LAS) zu überprüfen und zu qualifizieren (LAS), dass es der Astronautenbesatzung ermöglicht, bei einem Notfall während des Starts und der Aufstiegsphase mit der Orion Kapsel sicher zu entkommen.

Künstlerische Darstellung der Trägerrakete SLS mit einer Orion Raumkapsel in der Grundkonfiguration auf der Startrampe. Bild: NASA

Im Dezember 2020 wählte die NASA je neun US-amerikanische Astronautinnen und Astronauten aus, die für die Artemis-Missionen trainieren werden. Die Hälfte davon waren zum Zeitpunkt der Nominierung noch ohne Raumflugerfahrung. Weitere Teilnehmer, darunter auch internationale Partnerastronauten, können dieser Gruppe beitreten. So soll bei der ersten bemannten Mission, Artemis 2, auch ein kanadischer Astronaut mit an Bord sein.

Orion Multi-Purpose Crew Vehicle


Das Orion MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) ist ein bemanntes Raumfahrzeug der NASA, das in Zusammenarbeit mit der ESA gebaut wird. Es soll im Rahmen des Artemis-Programms zum Transport von Personen zum Mond dienen.

2004 begann die Entwurfsphase des Crew Exploration Vehicle (CEV), welches dann in MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) unbenannt wurde. Im November 2005 gab die NASA die Exploration Systems Architecture Study (ESAS) heraus, welche die genauen Anforderungen und Missionsprofile für das CEV beinhaltet. Am 31. August 2006 gab die NASA bekannt, dass Lockheed Martin für den Bau des Orion-Raumschiffs ausgewählt wurde.

Am 6. Mai 2010 wurde auf der White Sands Missile Range in New Mexico mit einer Orion Testkapsel (Orion Boilerplate) ein Pad-Abort Test (PA-1) durchgeführt. Dabei wurde das Orion Launch Abort Systems (LAS) getestet. PA-1 war der erste Test in einer Reihe von atmosphärischen Flugtests, die als Orion Abort Flight Test (AFT) bekannt sind. PA-1 testete die grundlegende Funktionalität des Startabbruchkonzepts vom Pad aus in seiner vorläufigen Orion-Designkonfiguration. Es nutzte die frühere konforme Form des LAS-Adapters. Der Flight Test Article (FTA)-Aufbau wird sich in vielerlei Hinsicht vom fertigen Orion Raumschiff unterscheiden.

Techniker führen letzte Arbeiten kurz vor dem Pad Abort Test (PA-1) durch. Foto: US Army White Sands Missile Range

Pad Abort 1 (PA-1) startete am 6. Mai 2010 auf der White Sands Missile Range in New Mexico. Foto: NASA/WSTF/Reed P. Elli

Fallschirmabstieg der Testkapsel am 6. Mai 2010 auf der White Sands Missile Range. Foto: NASA/WSTF/Reed P. Elli

Am 5. Dezember 2014 erfolgte im Rahmen des EFT-1 (Exploration Flight Test 1) der erste Testflug des Orion MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) in den Weltraum. Es war der erste Testflug des Orion Raumschiffs, mit dem wichtige Systeme, u.a. die Bordelektronik, der Hitzeschild und die Fallschirme, getestet wurden. Da die eigentliche Trägerrakete des MPCV, das SLS, zum Zeitpunkt des Testflugs noch nicht fertiggestellt war, erfolgte der Start auf einer Delta IV Heavy der United Launch Alliance.

Missionsverlauf von EFT-1, Grafik: NASA

Die Oberstufe der Delta IV war zur Energieversorgung bis zum Wiedereintritt in die Erdatmosphäre mit dem MPCV verbunden, da die Photovoltaik-Panels nicht installiert wurden. Bei der zweiten Erdumrundung wurde das Raumschiff in eine gesteigerte Höhe von etwa 5.800 km gebracht, was etwa 15-mal höher als der Orbit der ISS ist. Dann trat es mit einer Geschwindigkeit von etwa 32.000 km/h wieder in die Erdatmosphäre ein und wasserte im Pazifischen Ozean. Während des gesamten Flugs stand das Raumschiff unter Druck, so wie es auch mit Astronauten an Bord der Fall gewesen wäre.

Am 2. Juli 2019 wurde der Ascent Abort-2 (Aufstiegsabbruch-2) durchgeführt. Dabei wurde eine Orion-Testkapsel, der der weltraumerprobten Kapsel aerodynamisch ähnlich ist, jedoch nicht über die vollen Funktionen verfügt, von Cape Canaveral SLC-46 mit dem speziell entwickelten Orion Abort Test Booster (ATB) gestartet . Der Booster war eine umfunktionierte Peacekeeper-Rakete der ersten Stufe (SR118), die von der United States Air Force beschafft und von Orbital ATK/Northrop Grumman für die Mission modifiziert wurde , ähnlich der ersten Stufe der von Peacekeeper abgeleiteten Minotaur IV. Ziel der Mission war es, das Orion Launch Abort System (LAS) zu überprüfen und zu qualifizieren (LAS), dass es der Astronautenbesatzung ermöglicht, bei einem Notfall während des Starts und der Aufstiegsphase mit dem Orion MPCV sicher zu entkommen.

Der LAS sollte nach etwa 55 Sekunden Aufstieg in einer Höhe von 9.400 m aktiviert werden, während der Booster noch feuerte. Auf dem Crew Module wurde kein Fallschirmsystem installiert, da diese sehr teuer sind und bereits mehrfach getestet wurden. Die Orion Kapsel übermittelte während seines Fluges Telemetriedaten, und als Backup wurden während des Sinkflugs 12 Datenrekorder paarweise ausgeworfen, beginnend etwa 20 Sekunden nach der Trennung der Kapsel von der Rettungsrakete und wurden später aus dem Atlantik geborgen. Der Test folgte dem Pad Abort-1 Test von Orion im Jahr 2010 und dem Exploration Flight Test-1 im Jahr 2014, bei dem die Kapsel zum ersten Mal ins All flog. Der Flug war erfolgreich und das Startabbruchsystem funktionierte wie geplant.

Start der umfunktionierten 1. Stufe der Peacekeeper Rakete mit einer einer Orion Testkapsel und einem voll funktionsfähigen Launch Abort System (LAS) am 2. Juli 2019 von der Startrampe 46 der Cape Canaveral Air Force Station in Florida zur Mission Ascent Abort-2 (AA-2). Bei dieser Mission wurde ein Startabbruch während des Aufstiegs der Rakete durchgeführt. Der Flugtest hat bewiesen, dass das Abbruchsystem die Besatzung im unwahrscheinlichen Fall eines Notfalls während des Aufstiegs in Sicherheit bringen kann. Foto: NASA

Die europäische Weltraumagentur ESA liefert einen zentralen Teil des Raumschiffs, das Europäische Servicemodul (ESM), das für Antrieb, Klimatisierung und die Versorgung mit Strom, Wasser und Atemluft sorgt, und möchte im „Tausch“ auch europäische Astronauten mitfliegen lassen. Das Modul wird bei Airbus Defence and Space (ehemals Astrium) in Bremen gebaut und basiert technisch auf dem zuvor dort hergestellten Raumfrachter Automated Transfer Vehicle (ATV). Im November 2015 traf das erste Testmodul aus Europa mit einer Antonow An-124 in den USA ein.

Im Juni 2015 wurde bekannt, dass die NASA der ESA eines der Space-Shuttle-Orbital Maneuvering System (OMS) zur Weiterverwendung im EM-1-Servicemodul zur Verfügung stellt. Dieses OMS war zuvor bereits bei 19 Shuttle-Missionen eingesetzt worden. Es wurde 2017 über den Einsatz von bis zu vier derartigen Einheiten verhandelt.

Anfang November 2018 wurde dann das Servicemodul für den ersten Mondflug (EM-1) des Orion-Raumschiffs von Bremen zum Kennedy Space Center/USA geflogen.

Space Launch System


Das Space Launch System ist eine im Auftrag der NASA entwickelte Trägerrakete zur bemannten Erforschung des Weltraums über einen niedrigen Erdorbit hinaus. Der erste unbemannte Start war für November 2021 geplant, kann in diesem Jahr jedoch nicht mehr stattfinden. Ein erster bemannter Start ist für 2023 vorgesehen. Technologisch baut die Rakete auf den nie realisierten Plänen der Ares-V-Rakete im Rahmen des Constellation-Programms auf. Basis der Entwicklung sind die Haupttriebwerke, die Feststoffbooster und der Außentank des 2011 beendeten Space-Shuttle-Programms.

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, das mit der Columbia am 12. April 1981 erstmals in den Weltraum startete. Als genau diese Raumfähre am 1. Februar 2003, beim Wiedereintritt in die Atmosphäre zerbrach, 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 Initiative Vision for Space Exploration (VSE; deutsch „Vision für Weltraumerforschung“) die Entwicklung neuer Raketen und eines Raumschiffs zur Rückkehr
zum Mond und letztendlich Flüge 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 weiterentwickelt 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.

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 95 Tonnen für eine erdnahe Umlaufbahn (LEO) beziehungsweise 26 Tonnen zum Mond. Sie soll das Orion-Raumschiff in eine Mondumlaufbahn befördern können.

Entwicklungsstufen des Space Launch Systems (SLS). Grafik: NASA
Explosionszeichnung der Block-1-Version (bemannt). Grafik: NASA/MSFC

Die Block 1B genannte Variante soll über eine stärkere Oberstufe (Nutzlast von 130 Tonnen LEO bzw. 45 Tonnen zum Mond) verfügen und sowohl das Orion-Raumschiff als auch unbemannte Nutzlasten wie Planetensonden befördern können.

Mit neuen und verstärkten Boostern soll die Rakete mit der Bezeichnung Block 2 später ihre maximale Nutzlastkapazität erreichen und größere Bestandteile für Asteroiden- und/oder Marsmissionen ins All befördern können.

Explosionszeichnung der Block-2-Version (unbemannt). Grafik: NASA/MSFC

Ob Block 1B und Block 2 tatsächlich realisiert werden, ist wegen der Verspätungen und entsprechend ausufernder Kosten im SLS-Programm ungewiss. Die US-Regierung unter Donald Trump wollte den Zeitplan in den Griff bekommen, indem sie privat betriebene und wiederverwendbare Trägerraketen bevorzugte. Die Aufgabe der SLS könnte auf die Beförderung des bemannten Orion-Raumschiff in eine Mondumlaufbahn beschränkt werden, wofür Block 1 ausreicht. Die Entwicklung der für Block 1B und 2 benötigten stärkeren Oberstufe wurde 2018 eingefroren, 2020 allerdings wieder aufgenommen.

Die Block-1- und Block-1B-Varianten sollen beim Start zwei von den Space-Shuttle-Feststoffraketen abgeleitete, modernisierte Booster 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 – anders als beim Space-Shuttle-Programm – nicht wiederverwendet werden.

Bei der Block-1-Variante dient eine leicht abgeänderte zweite Stufe DCSS (Delta Cryogenic Second Stage) der Delta-IV-Rakete unter dem Namen ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) als Oberstufe. 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.

Das SLS ist im Vergleich mit der bisher stärksten Rakete – der Falcon Heavy – so leistungsfähig, dass es größere und schwerere Raumsonden auf eine Transferbahn zu den Gasplaneten usw. bringen kann, je nach Ziel auch Raumsonden derselben Masse ohne missionsverlängernde Swing-by-Manöver.

Im Laufe des Jahres 2019 wurde die erste Stufe des ersten Raketenexemplar zusammengebaut, welches für den Start der Mission Artemis 1 vorgesehen ist. Anschließend wurde die Erststufe für einen achtminütigen Testlauf zum Stennis Space Center gebracht. Der Test fand nach einem weiteren Jahr an Vorbereitungen am 16. Januar 2021 statt, brach aber wegen eines Hydraulikproblems im Zusammenhang mit der Schubvektorsteuerung nach nur 67 Sekunden ab. Am 18. März 2021 wurde der Test erfolgreich wiederholt und die erste Stufe feuerte für 8 Minuten und 19 Sekunden.

Der erste Start des SLS soll im Rahmen des Artemis-1 Projekts im Februar 2022 stattfinden.

Lunar Orbital Platform-Gateway


Der Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G), früher als Deep Space Gateway (DSG) bezeichnet, ist eine geplante Raumstation von NASA, ESA, JAXA und CSA.

Der LOP-G soll den Mond umkreisen und – anders als die ISS – nicht durchgängig besetzt sein. Im Rahmen des Artemis-Programms soll es ab Mitte der 2020er Jahre als Zwischenstation für bemannte Missionen zum Mond dienen und Technologien für spätere bemannte Marsmissionen erproben.

Geplant ist eine Bahnebene fast senkrecht zur Verbindungslinie Erde-Mond. Dadurch wäre eine dauerhafte Sicht- und Funkverbindung zu Bodenstationen auf der Erde möglich.

Das erste Modul der Raumstation – das Power and Propulsion Module (PPE) – soll Solarzellen zur Stromversorgung sowie Triebwerke beinhalten. Es soll im Jahr 2024 oder 2025 zusammen mit einem provisorischen kleinen Wohnmodul auf Basis des Cygnus-Raumschiffs („Habitation and Logistics Outpost“, HALO, auch „Utilization Module“ oder „Minimal Habitation Module“, MHM) in eine Mondumlaufbahn gebracht werden. Als Drittes soll ein temporäres Logistikmodul in Form eines Dragon-XL-Raumfrachters hinzukommen, der jeweils 6–12 Monate lang am Gateway andockt. Schließlich soll als vierte Komponente ein größeres Wohnmodul angekoppelt werden, um längere Aufenthalte in der Station zu ermöglichen.

Im März 2017 veröffentlichte die NASA einen Zeitplan zum Aufbau und zur Nutzung des Lunar Orbital Platform-Gateways, das mit einem bemannten Flug zum Mars endet. In diesem Plan sollten vor allem Flüge der Rakete SLS (Space Launch System) mit Orion-Raumschiffen eingesetzt werden, um zusätzlich die Module zur Station bringen.

Außerdem sah die damalige Planung vor, im Jahr 2026 eine Luftschleuse zu installieren und dort mit einem unbemannten Flug Deep Space Transport (DST) anzudocken, ein wiederverwendbares Raumschiff mit chemischem Raketentriebwerk und Ionenantrieb. Danach sollte ein bemannter Flug folgen und die Crew soll über ein halbes Jahr in der Station verbringen. Nach einer Mission, um den Treibstoff und Vorräte aufzufüllen, sollte dann ab 2028 eine Besatzung etwa ein Jahr im DST leben. Um die Unabhängigkeit vom Rest der Station zu demonstrieren, sollte der DST möglicherweise abgekoppelt werden und erst zum Abschluss der Mission zum Lunar Orbital Platform-Gateway zurückkehren. Nach einer weiteren Versorgungsmission war dann geplant, mit einer vierköpfigen Crew zum Mars zu fliegen und in einen Marsorbit einzutreten. Später sollte der DST dann zurück zum Lunar Orbital Platform-Gateway fliegen. Diese Mission war vorläufig für 2030 oder später geplant.

Im Rahmen des Artemis-Programms wurde diese Planung 2019 überarbeitet. An dem Ziel von bemannten Marsflügen in den 2030ern wird aber weiter festgehalten.

Der ehemalige NASA-Leiter Mike Griffin bezeichnete es als „dumm“, den Gateway zu bauen, bevor Astronauten auf dem Mond landen. Der Gateway werde dafür nicht benötigt. Der Apollo-11-Astronaut Buzz Aldrin sprach sich generell gegen das Gateway-Konzept aus.

30 Jahre AUSTROMIR-91


Vor 30 Jahren, am 2. Oktober 1991 startete Sojus TM-13 mit dem Österreicher Dipl. Ing. Franz Viehböck vom Weltraumbahnhof Baikonur zur Raumstation MIR. Er war damit der erste und bislang einzige Österreicher, der in den Weltraum geflogen ist. Aber wie ist es eigentlich zu diesem bemannten Weltraumflug mit einem Österreicher gekommen?

Im Juli 1987 besucht der Vorsitzende des Ministerrates der UdSSR, N. I. Ryshkow, Österreich und unterbreitet der damaligen Bundesregierung in Wien den Vorschlag zur Durchführung eines gemeinsamen bemannten Weltraumfluges zur Raumstation MIR.

Im Rahmen eines Expertentreffens im Oktober 1987 in Moskau wurden die Möglichkeiten der Realisierung des Fluges zu für beide Seiten akzeptablen Bedingungen besprochen. Am 5. April 1988 erfolgte die Beschlussfassung der österreichischen Bundesregierung über den Flug eines Österreichers mit der Raumstation MIR und gleichzeitig erfolgte eine öffentliche Ausschreibung für Kosmonautenkandidaten und Experimentvorschläge.

Die beiden Regierungschefs F. Vranitzky und N. I. Ryshkow unterzeichneten am 11. Oktober 1988 das Abkommen über den Flug eines österreichischen Kosmonauten mit der Raumstation MIR. Zwischen Mai 1989 und Oktober 1989 wurden in insgesamt 3 Auswahlverfahren die Kosmonautenkandidaten selektiert. Die beiden Österreicher, die zur Ausbildung ins Sternenstädtchen zugelassen wurden, waren Dr. Clemens Lothaller und Dipl. Ing. Franz Viehböck. Einer der beiden wird also unser erster Mann im All werden. Im Jänner 1990 begannen die beiden ihre Ausbildung im Sternenstädtchen.

Im März 1991 werden die Trainingsmodelle der inzwischen fertiggestellten wissenschaftlichen Geräte an die UdSSR, zwecks Verwendung bei der Ausbildung der Kosmonauten, geliefert. Im Mai 1991 wird von österreichischer Seite beschlossen, Dipl. Ing. Franz Viehböck als ersten Kandidaten für den Raumflug in der internationalen Mannschaft zu nominieren, Dr. Clemens Lothaller wird der Reservemannschaft zugeteilt. Gleichzeitig mit der Nominierung von Dipl. Ing. Franz Viehböck als erster Österreicher im All werden die Flugmodelle, die der erste österreichische Kosmonaut bei den Experimenten an Bord der Raumstation MIR verwenden wird, an die UdSSR geliefert, diese wurden am 21. August 1991 mit dem Frachtraumschiff PROGRESS M-9 zur Raumstation MIR gebracht, wo sie von den beiden Kosmonauten Oberst Anatoli Arzebarskij und dem Wissenschaftsingenieur Sergej Krikaljow am 23. August 1991 nach dem erfolgreichen Andocken an die MIR empfangen, ausgepackt, montiert und getestet wurden. Die in den Experimenten LOGION und MIGMAS verwendete Ionenpumpe mußte sofort an die Bordversorgung angeschlossen werden, damit das für die Experimente nötige Vakuum erhalten blieb.

Die Mannschaft von Austromir 91: Franz Viehböck, Alexandr A. Volkov, Toktar O. Aubakirov. Foto: BMBWK, Wien

Am 2. Oktober 1991 startete Sojus TM-13 mit den 3 Kosmonauten A. A. Volkov (Kommandant), T. O. Aubakirow (Bordingenieur) und Dipl. Ing. Franz Viehböck (Wissenschaftskosmonaut) zur Raumstation MIR zur ersten österreichischen Weltraummission AUSTROMIR-91.

Der Start von Sojus TM-13 mit Franz Viehböck. Foto: BMBWK, Wien

Am selben Tag brachte die Frau von Franz Viehböck, Vesna, im Krankenhaus Wiener Neustadt ihre Tochter Carina Marie zur Welt. So weit waren die Eltern bei der Geburt ihres Kindes noch nie voneinander entfernt.

Die Tage auf der Raumstation MIR waren sehr arbeitsintensiv, da sehr viele Experimente auf dem Programm standen.

Die Besatzung der MIR während der AUSTROMIR 91 Mission. Foto: BMBWK, Wien

Die Landung der gemischten sowjetisch-österreichischen Mannschaft, diesmal nicht mit A. A. Volkov, da er länger auf der Raumstation MIR blieb, sondern mit Anatoli Arzebarskij, erfolgte mit Sojus TM-12 am 10. Oktober 1991 um 5:12 Uhr MEZ bei Arkalik in Kasachstan. Alle Kosmonauten waren nach der Landung wohlauf.

Die Experimente:

Die 15 Experimente, die in der Raumstation MIR ausgeführt wurden, lassen sich den Bereichen Medizin und Physiologie (9), Physiologie und Kommunikation (1), Physik und Materialforschung (2), Fernerkundung (1), zentrale Datenverarbeitung (1), Telekommunikation (1) und Kunst (1) zuordnen. Für einige der Experimente waren mehrere Apparaturen notwendig. Andererseits griffen auch mehrere Experimente auf gemeinsame Apparaturen zu, auch solche, die bereits von anderen Herstellern auf der Raumstation eingesetzt waren.

Mit Ausnahme des Dosimeterpakets DOSIMIR, der „symbolischen“ Gegenstände und des österreichischen Gastmahls, die gemeinsam mit der Mannschaft an Bord von SOJUS TM-13 zur Raumstation gebracht wurden, erfolgte der Gerätetransport mit Hilfe des Frachttransporters PROGRESS M-9. Für das Kunstprojekt AREMIR waren keine Apparaturen in der Raumstation notwendig, für die VIDEOMIR-Einsätze gab es bereits Kameras an Bord der MIR. 2 Projekte der wissenschaftlichen Nutzlast konnten nicht realisiert werden: ALOIS (Austrian Low Orbiting Ionospheric Satellite) und BRILLOMIR.

Alles in allem kann nach 30 Jahren gesagt werden, dass AUSTROMIR-91 ein voller Erfolg für Österreich war. Leider wurde es verabsäumt an diesen Erfolg anzuknüpfen, so könnte es einmal passieren, dass wir unseren Enkeln erzählen müssen, Dipl. Ing. Franz Viehböck, bis heute unser „einziger Mann im All“.

Weitere Informationen und viele Fotos zum AUSTROMIR-91 Projekt finden Sie unter: „www.austromir.at“

40 Jahre STS-1


Vor 40 Jahren, am 12. April 1981 – dem 20. Jahrestag des ersten bemannten Raumfluges von Wostok 1 – startete mit STS-1 (Space Transportation System) das Space Shuttle Columbia vom Startkomplex-39A (LC-39A) des Kennedy Space Centers in Florida zu seinem ersten Weltraumflug. Dies war der erste Weltraumflug eines wiederverwendbaren Raumfahrzeugs.

Das Hauptziel dieses Fluges war die Überprüfung des gesamten Flugsystems. Im Gegensatz zu den vorhergehenden bemannten Raumfahrtprojekten Mercury, Gemini und Apollo, bei denen mindestens ein unbemannter Testflug durchgeführt wurde, hat man beim Space Shuttle darauf verzichtet. Zwar wurden viele Systeme zuvor einzeln überprüft, aber es gab keinen Flug, bei dem das Zusammenspiel aller Systeme getestet wurde. So stellte dieser erste Space-Shuttle-Flug ein Novum in der bemannten Raumfahrt dar und bedeutete gleichzeitig ein erhöhtes Risiko.

Die einzige Nutzlast dieser Mission war ein Flugüberwachungssystem DFI (Development Flight Instrumentation), bestehend aus Sensoren und Messinstrumenten, sowie drei Datenaufzeichnungsrekordern, mit einer Bandkapazität von jeweils sechs Stunden, um Daten über den technischen Zustand der Raumfähre und aller entscheidenden Flugabschnitte aufzuzeichnen.

Erster großer Test dieser Mission in der Umlaufbahn war die Funktionstüchtigkeit der beiden 15 Meter langen Tore, die die Ladebucht verschließen. Robert L. Crippen konnte eineinhalb Stunden nach dem Start die Nutzlastbuchttüren problemlos öffnen. Sowohl am zweiten Flugtag, als auch am dritten Flugtag standen außerdem umfangreiche Tests der Lageregelungstriebwerke (Reaction Control System, kurz RCS) auf dem Programm. Der Orbiter ist mit insgesamt 38 dieser RCS-Düsen ausgestattet.

Am 14. April nach dem Frühstück begann die Crew mit den Landevorbereitungen. Alles nicht Erforderliche wurde wieder verstaut, die Cockpitsysteme wurden überprüft, überflüssige Geräte abgeschaltet und die Tore der Ladebucht der Columbia geschlossen.

Danach leitete Kommandant Young den Landevorgang ein. Am 14. April 1981, um 18:21 UTC, setzte die Columbia schließlich mit einer Geschwindigkeit von 352 Kilometern pro Stunde mit dem Hauptfahrwerk auf der Landebahn 23 der Edwards Air Force Base in Kalifornien auf. 944 Meter und zehn Sekunden später setzte das Bugrad auf. Nach 2.741 Metern kam die Columbia eine Minute später zum Stehen.

Eine eingehende Inspektion nach der Landung ergab, dass während des Fluges 247 der rund 31.000 Hitzeschutzkacheln beschädigt wurden. Die meisten Defekte an der Unterseite waren durch hochgeschleuderte Steinchen auf der Piste verursacht worden. 16 Stück waren sogar abgefallen.

Zur Vorbereitung für ihren nächsten Flug wurde die Columbia zwei Wochen später mit Hilfe einer umgebauten Boeing 747, dem Shuttle Carrier Aircraft, zurück nach Florida geflogen, wo sie am 21. April 1981 eintraf.

Die NASA bezeichnet STS-1 noch heute als den „kühnsten Testflug der Geschichte“ (“the boldest test flight in history”).

Logo STS-1. Grafik: NASA

John W. Young (links) und Robert L. Crippen. Foto: NASA

Die Raumfähre Columbia auf der Startrampe 39A in der Nacht vor dem Erstflug. Foto: NASA

Der Start der Raumfähre Columbia am 12. April 1981. Foto: NASA

Die Raumfähre Columbia beim Landeanflug auf die Luftwaffenbasis Edwards am 14. April 1981. Foto: NASA

Landung der Raumfähre Columbia. Foto: NASA

Die Raumfähre Columbia kehrt auf einer Boeing 747 nach Florida zurück. Foto: NASA

60 Jahre erster bemannter Raumflug


Vor 60 Jahren, am 12. April 1961, um 9:07 Uhr Moskauer Zeit, startete Juri Gagarin mit Wostok 1 zum ersten bemannten Weltraumflug. Damit flog erstmals ein Mensch in den Weltraum und die sowjetische Raumfahrt hatte auch diesmal das Rennen gewonnen, wie auch mit dem ersten Satelliten im Weltall, Sputnik 1.

Juri Alexeyewich Gagarin wurde am 9. März 1934 in Klushino, einer Kleinstadt 160 km westlich von Moskau geboren. Während seiner Schulzeit war sein größter Traum, Pilot zu werden. Sein Wunsch erfüllte sich schließlich und 1955 führte er seinen ersten Soloflug durch. 1959 begann für Juri A. Gagarin und 19 weiteren Personen die Kosmonautenausbildung. Einige dieser Kosmonautenanwärter führten aber nie einen bemannten Flug durch.

Im Frühjahr 1959 lagen die Konstruktionszeichnungen des Raumschiffs vor, im Sommer war die Technologie ausgearbeitet, und im Herbst begann die Montage der ersten Wostok. In den folgenden Monaten erfolgten verschiedene Systemtests und am 15. Mai 1960 erfolgte der Start des ersten unbemannten Prototyps Wostok-A. Der Start verlief wie geplant, der Flug verlief völlig normal, bis zum 64. Erdumlauf. Vom Boden kam das Signal zum Einschalten des Bremstriebwerks und zur Trennung von Rückkehr- und Geräteteil.

Doch anstatt auf die berechnete Abstiegsbahn zu gelangen, stieg das Raumschiff auf eine höhere Umlaufbahn.

Das Orientierungssystem, das für die exakte Ausrichtung der Kapsel im Augenblick der Triebwerkszündung verantwortlich ist, hatte versagt. Am 19. August 1960 erfolgte ein zweiter Versuch, mit den Hunden Bjelka und Strelka. Dieser Flug war erfolgreich. Der nächste Start einer Wostok, am 1. Dezember 1960 war wieder ein Mißerfolg, da die Rückkehrkapsel wegen eines zu steilen Wiedereintrittswinkels bei der Landung in der Erdatmosphäre verglühte.

Doch die letzten beiden, für den 9. März und 25. März 1961 angesetzten Testflüge über je eine Erdumkreisung mit anschließender Bergung verlaufen erfolgreich. Die am 11. Jänner 1960 ausgewählten sechs Kosmonautenanwärter sind Zeuge der Generalprobe.

Die Vorbereitungen für den ersten bemannten Wostok Start beginnen am 11. April, um 5 Uhr morgens Moskauer Zeit wird die Trägerrakete mit Wostok 1 zum Startplatz am Kosmodrom Baikonur gebracht. Um halb sechs Uhr des 12. April 1961 ist für Juri Gagarin und seinem Ersatzmann German Titow die Nacht zu Ende. Eineinhalb Stunden später steht Gagarin bereits am Fuß der Rakete, die ihn als ersten Menschen in den Weltraum bringen soll. Es ist 7:10 Uhr Moskauer Zeit als Gagarin mit dem Aufzug zur fast 40 m hohen Rakete empor fährt. Knapp 2 Stunden später soll dann der Start erfolgen.

Es ist 9:07 Moskauer Zeit. Die 38,4 m hohe und fast 300 t schwere dreistufige Wostok 1 hebt zum ersten bemannten Weltraumflug mit Juri A. Gagarin an Bord ab. 119 Sekunden später trennen sich die Erststufenblocks vom Zentralkörper, nach 300 Sekunden ist die zweite Stufe ausgebrannt, und in der 676 Sekunde hat das erste bemannte Raumschiff den Anfang seiner Umlaufbahn erreicht.

Nach einem Erdumlauf, um 10:15 Uhr Moskauer Zeit beginnt die Lageorientierung für die Rückkehr und 10 Minuten später wird das Bremstriebwerk für den Wiedereintritt gezündet. Die Landung erfolgte 108 Minuten später in der Saratov Region, 26 km südwestlich der Stadt Engels, wobei Gagarin und die Wostok 1 Kapsel getrennt am Fallschirm landeten.

Ein weiterer Nachteil der Wostok Kapsel gegenüber der amerikanischen Mercury Kapsel war, daß diese im Weltraum nicht von Hand gesteuert werden konnte.

Juri Gagarin stürzte nur ein Jahr, nachdem er 1967 aus dem Raumfahrtprogramm ausschied, am 27. März 1968 während eines Trainingsflugs ab und starb. Die Umstände des Unglücks, bei dem auch sein Fluglehrer umkam, sind bis heute nicht genau geklärt.

Juri Alexeyewich Gagarin in seinem Raumanzug. Foto: Archiv

Juri A. Gagarin im Bus auf dem Weg zum Start. Im Hintergrund ist sein Ersatzmann German Titov zu sehen. Foto: Archiv

Juri A. Gagarin in der Wostok-Kapsel kurz vor dem Start. Foto: Archiv

Der Start von Wostok-1 am 12. April 1961. Foto: Archiv

Der Rückkehrteil der Wostok-Kapsel ohne Juri A. Gagarin. Dieser landete getrennt mit dem Fallschirm. Foto: Archiv