Die Boeing Starliner-Kapsel, die die Testmission des Unternehmens zur Internationalen Raumstation fliegen wird, ist im Kennedy Space Center der NASA in Florida im April 2023 zu sehen.(Bildnachweis: Boeing/John Grant)
HOUSTON – Der Kommandant meines Raumschiffs bereitete sich auf eine steile Drehung neben der Raumstation vor.
„Das ist eine alarmierende Rotationsrate. Wenn wir das im wirklichen Leben sehen würden, gäbe es Probleme“, sagte Ray Bigonesse, leitender Rendezvous-Offizier für das neue Starliner-Astronautentaxi von Boeing, zu meiner Crew, während er den Joystick drehte. Zu unserem Glück befanden wir uns nicht im Weltraum, sondern in einem Simulator im Johnson Space Center (JSC) der NASA. Außerdem, so betonte Bigonesse, würde keine reale Besatzung das, was wir taten, aus offensichtlichen Sicherheitsgründen auch nur versuchen.
Astronauten bereiten sich hier, in der Jake Garn Mission Simulator and Training Facility (Gebäude 5), auf zukünftige Starliner-Missionen vor. Tatsächlich tun sie das schon seit Jahren. Zwei Astronauten – Suni Williams und Butch Wilmore von der NASA – werden an der 10-tägigen Starliner Crew Flight Test Mission (CFT) teilnehmen, die frühestens am 6. Mai zur Internationalen Raumstation (ISS) starten soll. Als Nächstes ist zumindest ein Trio von Astronauten für den sechsmonatigen Starliner-1-Flug im Jahr 2025 vorgesehen.
Während Boeing seine kommerziellen Raumfahrzeuge für ISS-Missionen hochfährt, wird jede Besatzung Hunderte von Stunden in Simulatoren verbringen, um sich auf ihre Flüge vorzubereiten. Beamte des JSC und von Boeing zeigten Reportern am 21. März in Houston vier verschiedene Simulatoren, um einen Eindruck davon zu vermitteln, wie das Astronautentraining im wirklichen Leben aussieht.
Boeing und SpaceX erhielten 2014 den Zuschlag für die Entsendung von NASA-Astronauten zur Raumstation als Ersatz für das 2011 ausgemusterte Space Shuttle der Behörde. SpaceX startete 2020 erstmals Astronauten zur ISS, während sich Boeings erster bemannter Versuch aufgrund zahlreicher technischer Probleme verzögert hat. Das lange Warten wird sich für die Sicherheit lohnen, betonten Boeing und die NASA wiederholt gegenüber Reportern während unseres Besuchs. Und für die Astronauten ist jede zusätzliche Trainingszeit in der „Simulation“ ein Segen.
Bigonesse steuerte einen Crew Part-Task Trainer im JSC, mit dem wir das An- und Abdocken an die ISS simulieren konnten. Bevor er das Raumschiff in Bewegung setzte, zeigte das Display, dass sich unser Starliner in einem imaginären Sieben-Grad-Kegel sicher dem Komplex näherte. Der Kegel wurde ganz offensichtlich auf dem Bildschirm angezeigt, so dass man leicht erkennen konnte, dass wir auf Kurs waren.
Erhalten Sie den kosmischeweiten.de Newsletter
Brennende Weltraumnachrichten, die neuesten Updates zu Raketenstarts, Himmelsbeobachtungsevents und mehr!
Mit der Übermittlung Ihrer Daten erklären Sie sich mit den Allgemeinen Geschäftsbedingungen und der Datenschutzrichtlinie einverstanden und sind mindestens 16 Jahre alt.
„Mit Ausnahme der echten Knöpfe sieht es genauso aus“, sagte Bigonesse über das Cockpit. „In der Tat sind die Displayteile genau das, was die echten Displays zeigen. Falls ich es vorhin nicht erwähnt habe, wir verwenden die tatsächliche Flugsoftware.“
Williams sagte in einer Pressekonferenz hier im JSC am 22. März, sie sei dankbar, dass sie und andere Astronauten „als Tester“ einen Beitrag zur Verbesserung der Anzeigen leisten konnten. „Wir waren in der Lage, einen Teil des Designs zu beeinflussen, um die volle Leistungsfähigkeit zu erreichen, die wir wollten“, sagte Williams, eine ehemalige Testpilotin.
Als Beispiel nannte sie, dass das Team nach einem Cockpit-Test, bei dem „Unstimmigkeiten festgestellt wurden, die wir beheben wollten“, Änderungen an der Software vorgenommen hat, die den zweiten Testversuch vereinfachten.
Ein Boeing Starliner Crew Part-Task Trainer-Simulator im Johnson Space Center der NASA in Houston mit den Displays, die die Besatzungen während ihrer Mission benutzen werden. (Bildnachweis: Elizabeth Howell)
Die Missionsdesigner versuchen, „das Universum in seiner ultimativen Eleganz“ zu nutzen, um die Besatzung sicher zur Station zu bringen, betonte Bigonesse. Das bedeutet, dass man sich die Mathematik der Orbitalmechanik zunutze macht, d. h. wie sich die Dinge natürlich im Weltraum bewegen. Automatische Kontrollen können das Raumschiff weitgehend steuern, während die Besatzung darauf trainiert ist, bei Problemen einzuspringen.
Bigonesse demonstrierte die translatorische Handsteuerung, die Bewegungen nach oben, unten, links und rechts steuert, sowie eine rotatorische Handsteuerung, die das Raumfahrzeug in Nick- und Rollrichtung bewegt. Auch wenn es verlockend ist, sich in der Nähe der Raumstation als Cowboy zu betätigen, so lernen die Astronauten doch, dass „bei Operationen in der Nähe nichts schnell geht.“
Vor allem, wenn ein Raumschiff nur 10 Meter (30 Fuß) von der Raumstation entfernt ist. „Da wird es ganz schnell unheimlich“, sagte Bigonesse. Deshalb hat das Raumschiff neben dem Training der Besatzung so viele Reserven. Für den Wechsel vom autonomen zum gesteuerten Flug sind mehrere Bewegungen erforderlich: Ein Schalter mit der Aufschrift „Flight Controller“ muss nach oben gezogen werden, dann müssen die Schalterabdeckungen an zwei Stellen angehoben werden, um die Sticks „heiß“ oder steuerbar zu machen.
Ray Bigonesse (rechts), leitender Rendezvous-Offizier des Starliner, mit einem Part Time Task Trainer der Firma im Johnson Space Center der NASA am 21. März 2024. (Bildnachweis: Elizabeth Howell)
Im Gegensatz zu SpaceX entschied sich Boeing für die Verwendung von Schaltern, Knöpfen und manuellen Steuerungen im Raumschiff, da Touchscreens normalerweise nicht „gehärtet“ oder gegen Strahlung geschützt sind. Außerdem bevorzugte das Unternehmen den alten Stil, um zu verhindern, dass ein Astronaut versehentlich die falsche Einstellung auslöst, wenn er gegen die Bedienelemente stößt.
Zufällig hatte ich die Gelegenheit, kurz im Boeing Mission Trainer in der Space Vehicle Mockup Facility des JSC (Gebäude 9) zu sitzen, um die zusätzliche Herausforderung zu erleben, einen Schalter in der Startrampenkonfiguration zu erreichen. Die Besatzungen lernen hier nicht wirklich die Schalterkonfigurationen, aber sie gewöhnen sich an das Ein- und Aussteigen aus dem Raumfahrzeug. Mit genügend Fantasie kann man sogar aus dem nahe gelegenen Fenster schauen und sich die Schwärze des Weltraums vorstellen.
kosmischeweiten.de-Mitarbeiterin Elizabeth Howell sitzt am 21. März 2022 in einem Starliner Boeing Mission Trainer-Simulator in der Space Vehicle Mockup Facility (Gebäude 9) des NASA Johnson Space Center. (Bildnachweis: Elizabeth Howell)
Einige der Starliner-Schalter, die wir an anderer Stelle getestet haben, sind einfache Kippschalter zum Auf- und Abwärtsschalten. Eine Auswahl der Schalter erforderte jedoch eine andere Bewegung: erst den Schalter herausziehen, dann vorsichtig in die richtige Richtung schieben. Kritische Tasten waren hinter anhebbaren Kunststoffplatten geschützt.
Man könnte meinen, dieses Design sei eine vollständige Rückbesinnung auf das Apollo-Programm der 1960er und 1970er Jahre, das unter anderem ein paar Dutzend Menschen auf den Mond brachte. Doch Bigonesse hatte uns gewarnt, dass dies nur teilweise stimmt. Die Apollo-Astronauten navigierten oft mit „Sichtliniensteuerungstechniken“, was die Starliner-Astronauten nur gelegentlich tun (in der Regel in Notfällen).
Das neuere Boeing-Raumschiff verwendet Lasersensoren, die bereits in der Space-Shuttle-Ära getestet wurden. Aber das von den Astronauten durchgeführte Backup-Training ist nach wie vor von entscheidender Bedeutung: „Wir wissen von den 135 Shuttle-Flügen, dass jeder einzelne Sensor, der jemals im Weltraum geflogen ist, entweder eine Art Bodenfehler oder eine Anomalie im Weltraum hatte“, so Bigonesse. „Wir wollen Sekundär- und Tertiärsysteme einbauen, die es uns ermöglichen, das Raumfahrzeug mit dem bloßen Auge zu fliegen.
Tim Terry, Starliner Chief Training Officer, im Boeing Missionssimulator im Johnson Space Center Jake Garn Mission Simulator and Training Facility (Gebäude 5) der NASA am 21. März 2022. (Bildnachweis: Elizabeth Howell)
Im Boeing-Missionssimulator, in dem alle Schalter wie in einem echten Cockpit angeordnet sind, simulierten wir einen nominalen Start mit mir im Kommandositz (und ja, ich durfte einige Schalter betätigen, allerdings nicht während des Trainingsprogramms).
Da ich untrainiert war, hatte ich es leichter als die Astronauten. „Wir bringen oft Probleme mit“, sagte Tim Terry, Starliner Chief Training Officer, zu uns. „Dafür werden wir bezahlt, um Probleme zu überwinden.“
Terry und sein Team verbringen oft ein oder zwei Wochen vor jeder Simulation damit, „Szenarien“ für die Besatzung zu entwerfen, um den Umgang mit Anomalien zu üben. „Dann starten wir, und die Dinge beginnen zu passieren. Sie [die Astronauten] müssen dann auf diese Dinge reagieren: sie reparieren, sie umgehen, den Tag retten. So werde ich bezahlt.“
Ein Blick auf den Boeing Missionssimulator, der den Starliner zeigt, einschließlich des Abbruchpanels, aufgenommen während einer Medientour im Johnson Space Center der NASA am 21. März 2024. (Bildnachweis: Elizabeth Howell)
Der Simulator erzeugt normale Startgeräusche und Anzeigen, wenn auch nicht die Empfindungen. Wir hörten die Zündung der United Launch Alliance Atlas V-Rakete, mit der der Starliner von der Erde abhebt, sowie das Zünden der Feststoffraketen-Booster. Die „Acht“, die die auf uns wirkende Schwerkraft anzeigt, begann zu schwingen, und verschiedene Anzeigen zeigten uns die verbleibende Zeit bis zum Abschalten des Haupttriebwerks, die fiktive Geschwindigkeit und andere wichtige Zahlen, die uns sagten, ob die Dinge gut liefen (oder nicht).
Da die Astronauten und Teams nach jahrelanger Zusammenarbeit an nominale und nicht-nominale Szenarien gewöhnt sind, geht es bei der Verfeinerung nun um die Kommunikation. „Wir beobachten, wie sich die Teams integrieren und miteinander koordinieren. Wie verläuft die Kommunikation zwischen der Starliner-Crew und der Missionskontrolle? Wie verläuft die Kommunikation zwischen den beiden Missionskontrollteams?“ sagte Terry.
„Das sind die differenzierteren Dinge, die ich mir ansehe. Wenn wir uns dem Flug nähern … Wie ist die Leistung des gesamten größeren Teams?“
Elizabeth Howell, kosmischeweiten.de-Mitarbeiterin, probiert den Virtual-Reality-Starliner-Trainer von Varjo in der Jake Garn Mission Simulator and Training Facility (Gebäude 5) des NASA Johnson Space Center am 21. März 2022 aus. (Bildnachweis: Elizabeth Howell)
Dann gibt es einen echten Sprung nach vorn im Vergleich zur Apollo-Generation: die virtuelle Realität. Das finnische Unternehmen Varjo verwendet eine von der Unreal Engine angetriebene VR-Software, mit der man mit einem Starliner-Cockpit interagieren kann. Ich konnte diese Erfahrung etwa 15 Minuten lang ausprobieren, und als ziemlich begeisterter Konsolenspieler hatte ich eine tolle Zeit in der virtuellen Welt.
Mit etwas Übung fühlen sich die Varjo XR-4-Controller der Enterprise-Klasse auch ziemlich intuitiv an: Du kannst ein virtuelles Paar Hände im Cockpit bewegen und Schalter und Knöpfe drücken. Ein winziges haptisches Feedback zeigt dir, wenn du den richtigen Punkt getroffen hast.
„Herkömmliche Simulatoren sind oft räumlich an einen bestimmten Ort gebunden und in der Herstellung sehr teuer. Es gibt nur eine begrenzte Anzahl von Stunden, die man in einem physischen Simulator verbringen kann“, sagt Annaleena Kuronen, die Kommunikationsleiterin von Varjo, gegenüber kosmischeweiten.de.
„Ein VR-Simulator kann das gleiche visuelle Erlebnis vermitteln, das man hat, wenn man in einem Simulator sitzt, mit all den Details. Aber das System ist komplett tragbar. Alles, was man braucht, ist ein PC, ein Headset und möglicherweise etwas Tracking-Technologie. Das alles passt in einen Koffer, was bedeutet, dass wir im Falle einer Abwesenheit … in der Lage sind, die Ausbildung fortzusetzen, so als säße man in einem physischen Simulator mit einem viel weniger teuren System.“
In Kommentaren auf einer Pressekonferenz am 22. März lobte Wilmore die neue VR-Fähigkeit und sagte, sie helfe, „unser Gedächtnis aufzufrischen“, was Wartungsaufgaben und andere Punkte auf der Checkliste angehe.
„Das ist eine Technologie, die es in der Vergangenheit nicht gegeben hat, [diese] virtuelle Realität des Cockpits“, sagte der NASA-Astronaut. Diese Technologie, fügte er hinzu, wird der Besatzung dabei helfen, „sehr wichtige Dinge zu trainieren, die wir in einem bestimmten Szenario vielleicht warten müssen.“
