Blog

Die Internationale Raumstation in der Umlaufbahn über der Erde (Bildnachweis: NASA)

Vor sechs Jahren sorgte ein seltener russischer Abbruch eines Astronautenstarts für Verzögerungen im Zeitplan für bemannte Raumfahrzeuge. Diese Woche könnte die NASA nach einem seltenen Fehlschlag bei einem SpaceX-Start vor dem gleichen Problem stehen.

2018 war ein russisches Sojus-Raumschiff auf dem Weg zur Internationalen Raumstation (ISS), als ein Sensorproblem an Bord der Rakete (auch Sojus genannt) die Besatzung dazu zwang, während des Starts einen Notabbruch vorzunehmen. Die beiden Astronauten an Bord waren in Sicherheit, aber mehrere Wochen lang war unklar, ob die übliche sechsmonatige Rotation der ISS-Besatzungen unterbrochen werden würde. (Glücklicherweise löste Russland das Problem schnell und schickte die nächste Besatzung Wochen später, am 3. Dezember 2018, ins All – zu einer Zeit, als Sojus die einzige Startoption für die ISS war.)

NASA-Beamte betonten 2018, dass der Abbruch zeige, warum wir mehrere Raumfahrzeuge benötigen, um die ISS zu erreichen. „Dies ist ein sehr schwieriges Geschäft, in dem wir uns befinden, und es kann einen absolut demütigen, und das darf man nie aus den Augen verlieren“, sagte Kenneth Todd, der damalige Betriebs- und Integrationsmanager der NASA für die ISS, gegenüber Reportern in live übertragenen Kommentaren Stunden nach dem Abbruch.

Die NASA arbeitete damals mit SpaceX und Boeing zusammen, um zwei kommerzielle Raumfahrzeuge für die ISS zu entwickeln, da Sojus nach der Außerdienststellung des Space Shuttle im Jahr 2011 der einzige Transport zur Raumstation war. Todd betonte, dass es der Behörde nicht darum gehe, die Entwicklung dieses Fahrzeugs zu überstürzen. „Wir müssen diesen Elefanten nach und nach auffressen“, sagte er.

Jetzt sind die Optionen für Raumfahrzeuge wieder in den Nachrichten. SpaceX hat die Rolle des Raumfahrtunternehmens für den Transport von Menschen mit Bravour gemeistert, seit sein erster Crew Dragon bei einer Testmission im Jahr 2020 zwei NASA-Astronauten in die Luft gebracht hat. Doch nach dem seltenen Ausfall der Falcon 9 (F9) in der vergangenen Woche während eines Starlink-Satellitenstarts droht SpaceX eine unbestimmte Verzögerung beim Start von Astronauten, da verschiedene Varianten derselben Rakete Satelliten und Astronauten fliegen. Das Problem mit der Rakete von SpaceX wirft ein Schlaglicht auf die seit langem verfolgte Strategie des ISS-Konsortiums, mehrere Raumfahrzeuge zur Verfügung zu haben.

„Unvorhergesehenes kann passieren“, sagte Dana Weigel, jetzt NASA-Programmmanagerin für die ISS, am 22. März bei einem Briefing im Johnson Space Center in Houston, an dem auch kosmischeweiten.de teilnahm. Und da die Lebenserhaltungs- und Wassersysteme der Raumstation von einem „konstanten Durchsatz“ der Astronauten abhängen, sei es für die Betriebssicherheit unerlässlich, die ISS besetzt zu halten – abgesehen von den anderen Zielen der wissenschaftlichen Rückführung und der Aufnahme wertvoller kommerzieller Experimente.

Erhalten Sie den kosmischeweiten.de Newsletter

„Heute starten alle unsere Crew Dragons mit F9“, fügte sie hinzu. „Wenn es zum Beispiel ein Problem mit der F9 gäbe – und wir müssten eine Weile aussetzen, um das Problem zu verstehen – könnten wir mit einem anderen Fahrzeug weiterfliegen.“

Der Crew-9-Start von SpaceX mit vier Astronauten sollte Mitte August zu einer halbjährigen ISS-Mission abheben und das seit März an Bord befindliche Crew-8-Quartett ablösen. Die NASA sagte am 12. Juli, es sei zu früh, um zu sagen, ob Crew-9 oder eine andere Mission verzögert wird, betonte aber, dass die Sicherheit Vorrang hat und die Behörde „mögliche Auswirkungen auf den Zeitplan, wenn überhaupt, bewerten wird, sobald mehr Informationen verfügbar sind.“

„Obwohl der Start von SpaceX Starlink eine vollständig kommerzielle Mission war“, fügte die Behörde in einer per E-Mail an Reporter gesendeten Erklärung hinzu, „erhält die NASA von SpaceX Einblick in alle

Eine SpaceX Falcon 9 Rakete bringt am 11. Juli 2024 20 Starlink-Satelliten von Kalifornien aus in die Umlaufbahn. Bei diesem Start ist die zweite Stufe der Rakete ausgefallen. (Bildnachweis: SpaceX)

Das kommerzielle Besatzungsprogramm der NASA zielt darauf ab, Astronauten sowohl mit dem SpaceX Crew Dragon als auch mit dem Starliner von Boeing zur ISS zu schicken. SpaceX ist dafür zertifiziert, jeweils etwa ein halbes Jahr lang operative ISS-Missionen zu fliegen. Seit einem Teststart der Besatzung im Jahr 2020 hat das Unternehmen dies bereits acht Mal erfolgreich getan. Außerdem hat SpaceX drei kürzere kommerzielle Axiom Space ISS-Missionen und die unabhängig finanzierte Inspiration4-Mission in eine niedrige Erdumlaufbahn gebracht. Die von SpaceX verwendete Rakete Falcon 9 ist ebenfalls äußerst zuverlässig: Nach Angaben von SpaceX hat die Falcon 9 364 bemannte und unbemannte Missionen in den Weltraum gebracht, ohne dass es zu Problemen gekommen wäre, und in ihrer 14-jährigen Geschichte gab es nur zwei größere Ausfälle.

Boeing und Starliner wurden aus mehreren Wettbewerbsrunden mit anderen Unternehmen ausgewählt und erhielten 2014 Milliarden von Dollar für den damals für 2017 erwarteten Start von Astronauten. Durch technische und finanzielle Verzögerungen wurde dieser Zeitplan nach hinten verschoben. SpaceX startete seine ersten Astronauten im Jahr 2020 und stützt sich dabei auf das sehr erfolgreiche Dragon-Raumschiff, das seit 2012 fliegt. Jetzt bringt das Unternehmen regelmäßig Besatzungen auf sechsmonatigen Missionen zur ISS.

Starliner, ein neues Raumschiff, schickte nach eigenen Verzögerungen am 5. Juni 2024 seine erste Besatzung ins All. Ein Test ohne Besatzung im Jahr 2019 ging schief, da Computerprobleme Starliner in der falschen Umlaufbahn hielten, die zu weit entfernt war, um die ISS wie geplant zu erreichen. Da die Probleme in der schlimmsten Phase der COVID-19-Pandemie behoben wurden, konnte Starliner erst 2022 einen zweiten Versuch unternehmen. Das Raumschiff schaffte es zur ISS, aber Probleme mit den Triebwerken verzögerten das Andocken. Boeing und die NASA arbeiteten daran, diese Probleme zu beheben, stießen aber 2023 auf weitere Probleme: Die Fallschirme des Raumschiffs trugen weniger Last als erwartet, und brennbares Klebeband bedeckte einen Großteil der Verkabelung. Daher wurden weitere Korrekturen vorgenommen.

Starliner befindet sich mitten in einer Testmission, um die Zertifizierung für seinen ersten operativen Start zu erhalten, der derzeit für 2025 geplant ist. Das Ziel, mehrere US-Raumschiffe für Flüge zur ISS zur Verfügung zu haben, wird seit etwa 2010 verfolgt, und die NASA scheint kurz davor zu stehen. Dies hängt jedoch davon ab, ob der Starliner nach seiner aktuellen Mission, die als Crew Flight Test (CFT) bekannt ist, für den Betrieb zugelassen wird.

Boeing Starliner angedockt an die Internationale Raumstation während des Crew Flight Tests im Juni 2024. (Bildnachweis: NASA)

„Unser Ziel war es von Anfang an, zwei unterschiedliche Systeme zu haben“, sagte Steve Stich, Programmmanager für das kommerzielle Besatzungsprogramm der NASA, am 22. März bei demselben Briefing, an dem auch Weigel teilnahm, gegenüber Reportern.

„Wir haben in der Vergangenheit gesehen, wie wichtig es ist, diese unterschiedliche Redundanz zu haben“, so Stich weiter. „Es ist immer schwierig, ins All zu fliegen. Bei jeder Trägerrakete und jedem Raumfahrzeug gibt es immer Herausforderungen. Daher ist es für uns enorm wichtig, dieses zweite Transportsystem zu haben.“

Der letzte Vorstoß zum Start von CFT mit den beiden Astronauten, den ehemaligen Testpiloten der US-Marine Butch Wilmore und Suni Williams, erforderte mehr Aufwand. Ursprünglich schien alles auf einen Start am 6. Mai 2024 hinauszulaufen, bis die United Launch Alliance ein vibrierendes Ventil in ihrer Atlas-V-Rakete entdeckte, die bei mehr als 80 Missionen ohne Ausfälle geflogen ist. Dieses Ventil erzwang eine Verzögerung, während der die NASA und Boeing ein kleines Heliumleck in einem Triebwerk des Reaktionskontrollsystems (RCS) für Starliner entdeckten.

Starliner verwendet 28 RCS-Triebwerke für Manöver in der Umlaufbahn; da die anderen nach umfangreichen Tests und Computermodellen zuverlässig blieben, genehmigte die NASA den Start für den 5. Juni. (Es wurde etwas mehr Zeit benötigt, um sicherzustellen, dass das RCS bei allen Wiedereintrittsszenarien funktioniert, da auch eine Konstruktionsschwachstelle im System entdeckt wurde, die vor dem Start behoben werden musste). Fünf der 28 Triebwerke fielen jedoch während des kritischen Andockens an die ISS am 6. Juni aus, was zu einer weiteren Verzögerung führte, bevor die Astronauten sicher an der ISS ankamen.

NASA-Astronauten Suni Williams (im Vordergrund) und Butch Wilmore in Boeing-Raumanzügen im Starliner-Raumschiffsimulator im Johnson Space Center der NASA während eines Notfalltrainings am 3. November 2022. (Bildnachweis: NASA/Robert Markowitz)

Die NASA und Boeing haben die ursprünglich als 10-tägige CFT-Mission geplante Mission auf unbestimmte Zeit verlängert, während sie sorgfältig untersuchen, was passiert ist, was nun auch Tests der Triebwerke am Boden einschließt, um zu sehen, ob sie das Problem aufdecken können. Der Starliner ist nach wie vor in der Lage, die Raumstation im Notfall zu verlassen, aber die Ingenieure wollen verstehen, wie sich das RCS-System für künftige operative Starliner-Missionen verhält.

„Wir nehmen uns einfach die Zeit, um sicherzustellen, dass wir unter jeden Stein und jeden Felsen geschaut haben und dass es nichts gibt, was uns überraschen könnte“, sagte Stitch auf einer Pressekonferenz, die am 12. Juli live übertragen wurde. „Das ist wahrscheinlich der beste Weg, um zu beschreiben, was wir tun, während wir uns die zusätzliche Zeit nehmen. Es ist ein Testflug und der erste mit Besatzung, und wir nehmen uns einfach ein bisschen mehr Zeit, um sicherzustellen, dass wir alles verstehen, bevor wir uns zum Deorbit verpflichten.“

Die beiden CFT-Astronauten betonten in ihrer eigenen Pressekonferenz am 12. Juli aus dem Orbit, dass Entwicklungsmissionen in der Luft- und Raumfahrt, ob für die US-Marine oder für die NASA, immer flexibel sein müssen, wenn Probleme auftauchen. „Dies ist ein Testflug, und wir haben erwartet, dass wir einige Dinge finden werden“, sagte Williams. „Wir haben Dinge gefunden, die wir korrigieren und mit unserem Kontrollteam aktualisieren.“

Wilmore wies auf die laufenden Bodentests in der White Sands Test Facility in New Mexico hin, die einen wichtigen Schritt darstellen, um zu verstehen, warum die Triebwerke beim Andocken Probleme hatten. „Wir werden daraus lernen“, sagte er. „Wir werden neue Prozesse und Verfahren einführen, die wir, falls nötig, anwenden werden.

Die neun Astronauten, die sich derzeit an Bord der Internationalen Raumstation befinden, stellen sich für ein Foto auf. Die beiden Astronauten der Crew Flight Testmission von Boeing, Suni Williams und Butch Wilmore, tragen die blauen Fluganzüge in der unteren Reihe. (Bildnachweis: NASA)

Die Schwierigkeiten, mit denen Shuttle-, Boeing-, SpaceX-, Sojus- und andere Raumfahrtprogramme im Laufe der Jahrzehnte beim Start und bei der Landung von Menschen konfrontiert waren, verdeutlichen eine harte Realität des Weltraums. Selbst bewährte und getestete Raumfahrttechnik kann versagen, manchmal mit tödlichem Ausgang, wie es sowohl bei der Sojus als auch beim Shuttle der Fall war.

Sojus hatte trotz seiner fünf Jahrzehnte langen Flugerfahrung vor kurzem einen weiteren Zwischenfall: Im Dezember 2022 hatte ein Raumfahrzeug in der Umlaufbahn ein Kühlmittelleck. Das zwang die NASA dazu, einen Notfallplan zu entwickeln, um den NASA-Mitarbeiter Frank Rubio im Notfall nach Hause zu bringen, falls eine neue Sojus nicht rechtzeitig bereit sein sollte, um ihn wie geplant nach Hause zu bringen. Geplant war, ihn in einem provisorischen Sitz an Bord von Crew Dragon unterzubringen, der sorgfältig unter den vier ständigen Sitzen des Raumschiffs angeschnallt werden sollte. Dieses Szenario ist zwar nie eingetreten, aber es ist ein weiteres von vielen Beispielen, bei denen mehrere Optionen für den Transport von Astronauten nützlich sind.

Der Anstoß für die kommerzielle Besatzung kam nach einer der schwierigsten Missionen der NASA. Im Jahr 2003 zerbrach die Raumfähre Columbia während der Landung und tötete sieben Astronauten, nachdem ein Stück herabfallender Schaumstoff während des Starts wichtige Kacheln für den Wiedereintritt beschädigt hatte. Die daraufhin eingeleitete Untersuchung führte dazu, dass die Raumfährenflotte für mehr als zwei Jahre stillgelegt wurde, während die ISS noch im Aufbau begriffen war.

In der Zwischenzeit wurde Sojus für Astronautenstarts verwendet, aber der Columbia-Zwischenfall gab auch den Anstoß zu langfristigen Bemühungen, einen neuen Raumfahrzeugtyp zur ISS zu bringen. Die NASA plante zunächst, das Orion-Raumschiff für ISS-Starts zu verwenden, aber Entwicklungsverzögerungen führten 2009 dazu, dass man stattdessen auf kommerzielle Raumfahrzeuge umstieg. (Orion ist nach mehreren Programmänderungen immer noch als Raumfahrzeug für das Artemis-Programm der NASA für Mondmissionen im Einsatz).

Russlands Sojus MS-25-Raumschiff an Bord einer Sojus 2.1a-Rakete hebt am Samstag, den 23. März 2024, vom Kosmodrom Baikonur zur Internationalen Raumstation ab. (Bildnachweis: NASA/Bill Ingalls)

Es ist möglich, dass SpaceX sein Problem mit der Falcon 9 schnell löst und dass Boeing seine nächste Astronautenmission wie geplant 2025 ins All schickt. Es kann aber auch sein, dass, wie in der Raumfahrt üblich, eines oder beide dieser kommerziellen Besatzungssysteme dem Zeitplan Vorrang vor der Sicherheit einräumen und die geplante nächste Mission vorerst zurückstellen müssen.

Der NASA-Astronaut Reid Wiseman diente während des Sojus-Abbruchs als leitender Astronaut der Agentur und sprach an diesem Tag im Oktober 2018 auf der Pressekonferenz nach dem Start. Wiseman kommandiert nun eine eigene Entwicklungsmission, Artemis 2, die frühestens im September 2025 vier Menschen zum Mond bringen soll. Es wird die erste bemannte Mondmission seit mindestens 53 Jahren sein.

Artemis 2 hat sich kürzlich ebenfalls verzögert, zum Teil aufgrund langjähriger Probleme mit dem Hitzeschild von Orion, die weitere Untersuchungen erfordern. Wiseman und seine Besatzungsmitglieder haben wiederholt darauf hingewiesen, dass beim Einsatz von Raumschiffen niemals der Zeitplan das Ziel ist, sondern dass die Sicherheit im Vordergrund stehen muss und erst dann begonnen werden darf, wenn alles fertig ist.

„Der ganze Zweck des Entwicklungsprogramms, wenn man alles andere weglässt, ist es, zu fliegen. Das ist es, was man versucht zu tun“, sagte Wiseman gegenüber kosmischeweiten.de im Kennedy Space Center der NASA, in der Nähe des Starliner-Startplatzes, Stunden vor dem abgebrochenen Startversuch von CFT am 6. Mai.

Die Artemis-2-Mondastronauten während einer Startsimulation im Kennedy Space Center der NASA am 20. September 2023. Von links: Kommandant und NASA-Astronaut Reid Wiseman, Missionsspezialist und Astronaut der kanadischen Weltraumbehörde Jeremy Hansen sowie Pilot und NASA-Astronaut Victor Glover. (Bildnachweis: NASA/Frank Michaux)

„Wenn man ein neues Fahrzeug baut – ganz gleich, wie viele Anforderungen man stellt und wie viele Qualifizierungsprogramme man aufstellt – wenn menschliche Hände versuchen, eine unglaublich komplexe und leistungsstarke Maschine zusammenzusetzen, wird es zu einigen Problemen kommen. Und es wird Dinge geben, die man auf dem Weg zum Start lernt“, fügte Wiseman hinzu und bezog sich dabei auf seine Erfahrungen als Testpilot bei der US Navy, bevor er zur NASA kam.

Der Artemis-2-Kommandant lobte die „gut geölte Maschine“ von SpaceX für Astronautenstarts, sagte aber auch, dass das Unternehmen seine eigenen technischen Probleme hatte, um Crew Dragon zu diesem Punkt zu bringen. Selbst dann darf man nicht selbstzufrieden sein.

„Nachdem ein paar Fahrzeuge fliegen, fängt man an, diese Dinge auszuschütteln“, sagte Wiseman über Probleme während der Entwicklung. „Aber ich würde auch sagen, dass es in der Raumfahrt so etwas wie Routine nicht gibt. Ich glaube, das haben wir im Laufe der Geschichte einfach gelernt. Hin und wieder wird es ein Problem geben, das man angehen, lösen, beheben und integrieren muss.“