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Boeing’s Starliner macht seinen ersten unbemannten Anflug auf die Internationale Raumstation während des Orbital Flight Test-2 am 21. Mai 2022.(Bildnachweis: NASA)Springe zu:

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HOUSTON – Den ersten Starliner-Astronauten steht nach ihrem geplanten Start am 6. Mai eine arbeitsreiche Woche bevor.

Die Astronauten Barry „Butch“ Wilmore und Pilot Suni Williams werden die erste NASA-Besatzung sein, die an Bord eines Boeing Starliner ins All fliegt. Ihre Mission, die als Crew Flight Test bekannt ist, wird etwa eine Woche lang auf der Internationalen Raumstation (ISS) stattfinden, um den Starliner für künftige, etwa sechs Monate dauernde Missionen zu zertifizieren.

Boeing und SpaceX erhielten 2014 von der NASA Verträge für kommerzielle Besatzungsmissionen zur ISS. Boeings Vertrag für den Starliner hat einen Wert von 4,2 Milliarden Dollar, während SpaceX 2,6 Milliarden Dollar erhält. Trotz der niedrigeren Vertragssumme war SpaceX schneller als Boeing auf der Raumstation und führt seit 2020 operative ISS-Missionen durch. Der Starliner führte 2019 und 2022 zwei unbemannte Testflüge durch, aber die Astronautenflüge verzögerten sich aufgrund mehrerer technischer Probleme, die nach offiziellen Angaben nun alle behoben sind.

Nach dem Start der Starliner-Astronauten in den Weltraum in Cape Canaveral, in der Nähe des Kennedy Space Center (KSC) der NASA in der Nähe von Orlando, Florida, gibt es mehrere wichtige Meilensteine zu beachten. Die Teams teilten diese Meilensteine mit Reportern während einer Medientour hier im Johnson Space Center der NASA in Houston am 22. März. Hier sind einige der großen Ereignisse der Mission, auf die sich die Astronauten und ihre Unterstützungsteams am Boden vorbereiten werden.

Start

Illustration des Boeing Starliner, der an der Spitze einer United Launch Alliance Atlas V-Rakete startet. (Bildnachweis: Boeing)

Die letzten Stunden vor dem Start der United Launch Alliance Atlas V Rakete werden arbeitsreich sein, so der NASA Starliner Flugdirektor Mike Lammers gegenüber Reportern während eines Briefings im JSC. Die Besatzung wird sich in ihrer Quarantäneeinrichtung am KSC umziehen und den traditionellen Crew Walkout vor dem Neil Armstrong Operations and Checkout Building durchführen. Sie werden 2 Stunden und 15 Minuten vor dem Start an der Startrampe ankommen und in den Starliner einsteigen.

Das Raumfahrzeug wird 80 Minuten vor dem Start auf interne Energieversorgung umgestellt, und die Bodenteams führen 50 Minuten vor dem Start eine Leckprüfung des Raumfahrzeugs durch. Anschließend werden die Zugangsarme für die Besatzung 11 Minuten vor dem Start eingefahren.

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Die letzten vier Minuten werden besonders arbeitsreich sein, mit zahlreichen Meldungen, aber eine bemerkenswerte ist, wenn das Startabbruchsystem etwa 75 Sekunden vor dem Start aktiviert wird.

„Es ist schon ein anstrengender Tag, aber dann kommt der Start. Da fängt meine eigentliche Arbeit an“, sagte Lammers, der darauf hinwies, dass dies der erste bemannte Aufstieg sein wird, der seit der letzten Space Shuttle-Mission STS-135 im Jahr 2011 von der Missionskontrolle im JSC geflogen wird. (SpaceX hat seine eigene Missionskontrolle in Hawthorne, Kalifornien.)

Diese Illustration eines Künstlers zeigt den speziellen „Aeroskirt“, der dazu beitragen wird, den Flug der Boeing Starliner-Kapsel ins All am 20. Dezember 2019 zu erleichtern. Der weiße, 178 Zentimeter lange Aeroskirt ist in den Launch Vehicle Adapter integriert, der den Starliner mit der Centaur-Oberstufe der Atlas V-Rakete verbindet. (Bildnachweis: ULA)

Atlas V ist mit zwei Feststoffraketen-Boostern (SRBs) ausgestattet. Kurz nach dem Verlassen der Startrampe beginnt die Rakete zu manövrieren, um ihre Flugbahn in Richtung Orbit anzupassen. Die SRBs werden etwa 90 Sekunden lang brennen, und wenn sie verbraucht sind, werden ihre leeren Hülsen bis 2,5 Minuten nach dem Start mit der Kernstufe weiterfliegen. Danach werden sie freigesetzt, und die Atlas V wird ihre erste Stufe bis vier Minuten nach dem Start weiterbrennen.

„Es gibt eine etwa 15-sekündige Pause, während die erste Stufe [eine] Abdeckung trennt, die ein Andocksystem abdeckt“, erklärte Lammers. Die Atlas V wird auch eine spezielle „Aeroskirt“ abwerfen, eine 178 cm lange Struktur, die in den Launch Vehicle Adapter integriert ist, der Starliner mit der Centaur-Oberstufe der Atlas V verbindet.

Dann wird die zweite Stufe gezündet, wobei zwei RL-10-Triebwerke auf dieser Centaur-Stufe die Besatzung ins All bringen. Die zweite Stufe wird 12 Minuten nach dem Start abgeschaltet, und das Raumschiff wird 15 Minuten nach dem Start abgetrennt.

„Wir befinden uns hier immer noch im Suborbitalbereich“, fuhr Lammers fort, „also müssen wir noch eine weitere Zündung durchführen.“ Die Verbrennungen für die Umlaufbahn werden zweimal stattfinden, nach 31 Minuten und nach 1 Stunde und 15 Minuten während der Mission. Danach folgen der Anflug und das Andocken an die ISS.

Notfalls stehen unterhalb der Startbahn mehrere Abbruchstellen bereit: Der Bereich der Startrampe um Florida, eine Meereszone östlich von Cape Cod im Atlantik, eine zweite Meereszone weiter östlich bei St. John’s, Neufundland, und das Meer westlich von Shannon, Irland.

ISS Kreuzfahrt

Illustration des Boeing Starliner im Weltraum mit der Erde im Hintergrund. (Bildnachweis: Boeing)

Nach dem Start, so scherzte der NASA-Flugdirektor Ed Van Cise auf derselben Pressekonferenz, könnte man meinen, es wäre „eine großartige, entspannende Fahrt zur Raumstation“.

Während operationelle Missionen darauf abzielen, kann dies beim ersten Starliner nicht der Fall sein, da die Astronauten sowohl Tests für nominale als auch für nicht-nominale Szenarien durchführen werden.

„Wir werden Dinge wie die absichtliche Ausrichtung in eine Richtung tun, die nicht genau der normalen Ausrichtung für die Mission entspricht, und dann die Besatzung das Raumfahrzeug manuell in die Richtung zurückfliegen lassen, in die es ausgerichtet werden sollte“, sagte er. „Wir wollen auch sicherstellen, dass die Besatzung, wenn das Fahrzeug aus irgendeinem Grund nicht weiß, wo sich die Kommunikationssatelliten befinden, das Raumfahrzeug manuell fliegen kann, um die Antennen auf den Satelliten auszurichten.“

Die Astronauten werden das Raumfahrzeug auch „austricksen“, so dass es denkt, es wisse nicht, wo es sich im Weltraum befindet“, sagte Van Cise, woraufhin die Besatzung das Raumfahrzeug mit Hilfe eines Star-Trackers manuell fliegen wird. Die Sterne würden genutzt, um das Navigationssystem des Starliner wiederherzustellen, falls etwas schief gehen sollte.

Zusätzlich zu diesen Tests werden die Avionik und die Triebwerke überprüft, und die Besatzung muss weitaus mehr manuelle Flugmanöver durchführen, als bei einer normalen Mission erforderlich wären. Die Ausrichtung des Raumschiffs wird auch geändert, um die Solaranlagen des Starliner auf die Sonne auszurichten, damit das Aufladen der Batterien geübt werden kann, falls dies jemals erforderlich sein sollte.

Nach einer Schlafphase der Besatzung werden Wilmore und Williams etwa 2.000 km (1.240 Meilen) von der ISS entfernt sein und dann ein Rendezvous und Andocken vornehmen.

ISS-Andocken

Illustration des Boeing Starliner im Anflug auf die Internationale Raumstation für ein Andocken. (Bildnachweis: Boeing)

Starliner muss sich der ISS innerhalb eines Sicherheitswinkels von sieben Grad nähern. Das Raumschiff ist für das autonome Andocken ausgelegt, aber Williams und Wilmore sind auch darin geschult, das Andocken im Bedarfsfall manuell zu übernehmen.

„Während des Anflugs, des Rendezvous und des Andockens an die Station wird das Starliner-Team die Leistung der Triebwerke des Raumfahrzeugs für manuelle Abbruchszenarien bewerten, Kommunikationstests durchführen, die manuelle und automatische Navigation testen und die Lebenserhaltungssysteme bewerten. Die Besatzung an Bord der Station wird die Annäherung des Raumschiffs überwachen und die Starliner-Besatzung wird alle notwendigen Abbrüche befehlen“, schrieben NASA-Beamte über das Verfahren.

„Starliner wird autonom an die nach vorne gerichtete Öffnung des Harmony-Moduls andocken“, fügte die Agentur hinzu. „Ziel des Tests ist es, die Luke zu öffnen und zu schließen, das Raumschiff für die Zeit, in der es an die Station angedockt ist, zu konfigurieren und Notfallausrüstung in die Station zu bringen.“

ISS-Mission

„Unsere Hauptziele der Andockmission sind … das Üben und die Validierung der Planoperationen für Langzeitmissionen“, sagte NASA-Flugdirektor Vincent LaCourt auf der gleichen Pressekonferenz im JSC. Die Besatzung wird auch für Eventualitäten üben und Frachtoperationen durchführen.

In den ersten Stunden nach dem Andocken werden die Luken geöffnet, die Raumstation betreten und eine Begrüßungszeremonie durchgeführt, die im NASA-Fernsehen übertragen wird. Anschließend wird die ISS-Besatzung den Starliner-Astronauten eine Sicherheitseinweisung geben, und die etwa einwöchige Mission beginnt.

Am zweiten Tag des Andockens wird die gesamte Fracht ausgeladen und der Starliner wird in einen „Ruhemodus“ versetzt, d. h. die zusätzlichen Computer werden abgeschaltet, während die wichtigsten Geräte wie Beleuchtung, Anzeigen und Belüftung nach Bedarf laufen. Lesen Sie mehr: So können Sie Boeings ersten Starliner-Astronautenstart live im Internet verfolgen

Die Starliner-Raumkapsel von Boeing hat während eines unbemannten Testflugs 2022 an die Internationale Raumstation angedockt. (Bildnachweis: ESA)

Der 3. Tag des Andockens wird eine Übung für den „sicheren Hafen“ sein. Die Starliner-Besatzung wird einen Notlauf zu ihrem Raumschiff üben, einschließlich des Einschaltens der Stromversorgung, für den Fall, dass sie in Zukunft auf der ISS gebraucht werden (z. B. bei einem Meteoriteneinschlag oder einem Feuer). Da die operationellen Besatzungen aus vier und nicht aus zwei Astronauten bestehen, werden Wilmore und Williams zwei ISS-Besatzungsmitglieder „ausleihen“, um sie zu begleiten.

„Wir gehen in den Starliner, sie schließen die Luke [und] schalten das Fahrzeug im Grunde genommen von selbst vollständig ein, um zu üben, ob sie sich auf ein Notabdocken und eine Rückkehr vorbereiten“, sagte LaCourt.

Am 4. Tag des Andockens wird die Besatzung den Starliner komplett hochfahren und sicherstellen, dass die Ausrüstung funktioniert. Von da an kann sich der Missionsplan ändern, je nachdem, wie lange Starliner an der Station angedockt bleibt.

Die Besatzung könnte bereits am 8. Tag nach dem Andocken abfliegen, aber zusätzliche Tage auf der Mission würden es ihr ermöglichen, ISS-Aufgaben zu übernehmen, um die Hauptbesatzung zu unterstützen – und sich vor der Landung etwas mehr Zeit zum Ausruhen zu nehmen. Vor dem Abdocken wird die Besatzung eine Abschiedsveranstaltung im Fernsehen abhalten, ihre Raumanzüge anziehen und die Abflugluke schließen.

Andocken, Wiedereintritt und Landung

Illustration des Boeing Starliner, der durch die Erdatmosphäre fliegt, mit sichtbaren Feuerspuren. (Bildnachweis: Boeing)

Das Abdocken ist für 6,5 Stunden nach der Landung geplant, wobei sich die Besatzung in den Zenit der ISS begeben soll, bevor sie die Triebwerke für den Abflug einschaltet.

Im Gegensatz zu einer normalen Mission wird die Besatzung während des Rückfluges kurzzeitig die manuelle Kontrolle über das Raumschiff übernehmen, um die Tests fortzusetzen. Ich nenne das gerne „Fliegen mit Steuerknüppel und Ruder“; in diesem Modus können sie sogar den Orbit verlassen und landen“, sagte Lammers. Die Besatzung wird bewerten, wie sich das Raumfahrzeug bei manuellen Operationen verhält und wie es im Vergleich zu den Simulatoren abschneidet, in denen sie die Verfahren vor dem Start geübt hat.

Nach einer Reihe von Erdumkreisungen wird die Besatzung schließlich einen Deorbit-Brand über dem Pazifischen Ozean durchführen. Starliners primäre Landezone ist White Sands Missile Range in New Mexico, wobei zwei Ausweichgebiete zur Verfügung stehen: Willcox Playa östlich von Tucson, Arizona und Dugway Proving Ground westlich von Salt Lake City.

Boeings Starliner-Raumkapsel bei der Landung nach einem erfolgreichen Testflug im Jahr 2022. (Bildnachweis: NASA)

Die Hauptlandezeit ist aufgrund von Wettereinschränkungen nachts. Die Haupteinschränkungen sind schwache Winde mit weniger als 10 Knoten und kühle Temperaturen zum Schutz der Landeteams, die spezielle Sicherheitsanzüge tragen werden, um sich vor möglichen Leckagen am Raumfahrzeug zu schützen, sagte Lammers. Infrarotverfolgung und Beleuchtung werden bei der Dunkelheit helfen.

Die Besatzung wird ihren Hitzeschild für den Wiedereintritt in die Atmosphäre ausrichten. In einer Höhe von etwa 9 km (30.000 Fuß) wird die Besatzung den Hitzeschild abwerfen und dann ihre Fallschirme ausfahren. Die drei Hauptfallschirme werden sich in 2,5 km Höhe (8.000 Fuß) öffnen. Die Landung wird in der Wüste erfolgen, kurz nachdem sich die Airbags entfaltet haben.

Ein Landungsteam wird in einer Entfernung von etwa 5 km (3 Meilen) vor Ort sein, um herabfallende Teile des Raumfahrzeugs zu vermeiden. Die Astronauten werden einen Schalter betätigen, um ihre Fallschirme abzuwerfen, während sich das Landeteam nähert. Sobald das Landeteam das Raumschiff erreicht hat, wird es einen kurzen Sicherheitscheck durchführen und dann die Besatzung absetzen. Beide Astronauten werden vor Ort medizinisch untersucht, bevor sie nach Houston zurückgeflogen werden, wo die üblichen medizinischen Untersuchungen, Nachbesprechungen und Operationen stattfinden.

Wie geht es weiter

NASA-Astronauten Suni Williams (links) und Mike Fincke im Kennedy Space Center der NASA in Florida, im Hintergrund das Vehicle Assembly Building. Williams ist bei den Crew Flight Tests dabei, während Fincke Starliner-1 kommandieren wird (Bildnachweis: NASA).

Die erste operationelle Mission von Starliner, bekannt als Starliner-1, ist frühestens für Anfang 2025 vorgesehen. Die Besatzung für diese Mission besteht aus Scott Tingle von der NASA, Mike Fincke von der NASA und Joshua Kutryk von der kanadischen Raumfahrtagentur, und sie befinden sich bereits mitten im Training. (Kutryk wird auch als Capcom für die Startphase von CFT fungieren).

Boeing wird dann voraussichtlich neben SpaceX regelmäßige Starliner-Missionen zur ISS durchführen. Derzeit zielt das kommerzielle Besatzungsprogramm darauf ab, alle sechs Monate eine Astronautenbesatzung in die Erdumlaufbahn zu bringen. Das russische Sojus-Raumschiff tut dies ebenfalls, gelegentlich aus technischen und politischen Gründen mit NASA-Astronauten an Bord.

Die ISS wird derzeit voraussichtlich bis 2030 für Missionen zur Verfügung stehen, es sei denn, die kommenden kommerziellen Raumstationen sind noch nicht fertig. Russland hat sich zu Missionen bis mindestens 2028 verpflichtet, kann diese Partnerschaft aber auch verlängern.

Was Missionen außerhalb der ISS anbelangt, so haben Boeing-Beamte erklärt, dass sie sich zunächst auf die Verpflichtungen der NASA konzentrieren wollen, bevor sie private Starliner-Missionen in Betracht ziehen.