Project Constellation - Moon, Mars & Beyond

[STS-Chris]

24. Juni 2005

NASA plant angeblich Super-Schwerlastträger

Nachdem bereits vor einigen Wochen Informationen durchgesickert waren, nach denen die NASA die Entwicklung eines neuen Schwerlastträgersystems, vergleichbar der Saturn V-Mondrakete, plant, will die Webseite nasawatch nun Details erfahren haben.

Das Team, das bei der NASA derzeit mit der Ausarbeitung einer Gesamtstrategie für das Mond-/Marsprogramm beschäftigt ist (unter dem Namen Exploration Systems Architecture Study - ESAS) hat sich, der Raumfahrt-Newssite nasawatch zufolge wie bereits erwartet (raumfahrer.net berichtete) für die Entwicklung eines auf dem Space Shuttle basierenden Schwerlastträgers entschieden, und zwar für eine Variante, bei der die Nutzlast an der Spitze des Externen Tanks montiert würde (statt an der Seite wie in der jetzigen Konfiguration der Shuttle-Orbiter), mit einer Nutzlastkapazität von 120 Tonnen.

Damit wäre die neue Rakete in etwa so leistungsstark wie die Saturn V, die zu Zeiten des Apollo-Programms eingesetzt wurde und deren Nutzlastkapazität bislang nicht übertroffen wurde.

Das ESAS-Team wird Im Juli seinen Abschlussbericht vorlegen. Spätestens dann werden Einzelheiten bekannt werden, wie sich die NASA die Entwicklung eines solchen Trägers vorstellt, was Zeitrahmen, Kosten usw. angeht.

Quelle: Raumfahrer.net

[Spocky]

Zu diesem Thema gibts seit einigen Tagen auch schon einen deutschen Artikel:
http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/24062005021942.shtml

Ich hab allerdings noch nicht untersucht, ob der auch schon alle Details enthält

[STS-Chris]

Das ist doch genau der Artikel, den ich gepostet habe...

[Spocky]

UPS, ich habe die Quelle unten nicht gelesen. Ich dachte, du hättest das von einer englischsprachigen NASA-Seite selbst übersetzt. Da ich den anderen Artikel schon vorher kannte, habe ich nicht mehr alles durchgelesen. Sorry *schäm*

[STS-Chris]

Alles klar!

[STS-Chris]

Ein bisschen verspätet, aber für diejenigen, die den Artikel noch nicht gelesen haben:


27. Juni 2005

Der lange Weg zum Crew Exploration Vehicle

Am 14. Januar 2004 gab Präsident George W. Bush die neue Raumfahrtinitiative der USA bekannt, nach der Astronauten zum Mond zurückkehren und später auch zum Mars fliegen sollen. Um dies zu ermöglichen braucht die NASA aber dringend bessere Raumschiffe - zum Beispiel das Crew Exploration Vehicle, das ab 2014 fliegen soll. Doch dem neuen NASA-Chef Michael D. Griffin geht die Entwicklung nicht schnell genug.

Der 1. Februar 2003 war ein schwarzer Tag für die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA. Die Raumfähre Columbia zerbrach beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre und alle sieben Besatzungsmitglieder fanden den Tod (astronews.com berichtete). Wie eine Untersuchungskommission ermittelte, war hocherhitzte Luft durch ein Loch in der Vorderkante des linken Flügels in dessen Inneres eingedrungen. Zu diesem Zeitpunkt flog die Fähre mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit und die einwirkenden enormen Kräfte zerrissen die Tragfläche.

Seitdem arbeitete die amerikanische Raumfahrtbehörde fieberhaft an Verbesserungen der verbliebenen Shuttle-Flotte. Nächsten Monat soll die Raumfähre Discovery zum ersten Mal nach dem Unfall wieder ins All starten. Trotz der zahlreichen Neuerungen und Umbauten sind die verbliebenen Raumgleiter recht betagte Fluggeräte. Seit April 1981 fliegen sie in erdnahen Umlaufbahnen. Höher können sie nicht kommen. Für die ehrgeizigen Pläne der US-Regierung sind sie daher ungeeignet. Bis 2010 wird ihre Hauptaufgabe deshalb die Fertigstellung der Internationalen Raumstation (ISS) sein. Danach soll die Flotte still gelegt werden.

Und hier liegt das Problem. Der Shuttle-Nachfolger, das Crew Exploration Vehicle (CEV), würde nach den bisherigen Plänen erst 2014 Astronauten ins All bringen können. Dazwischen läge eine Durststrecke von vier Jahren, in denen die Weltraummacht USA ohne bemannte Trägersysteme dastehen würde. Das ist für den neuen NASA-Chef Michael D. Griffin nicht akzeptabel. Kaum drei Wochen im Amt, ordnete er an, das gesamte, erst 16 Monate alte Konzept zu überprüfen, um den Shuttle-Nachfolger schon Ende 2010 in Dienst zu stellen.

Dazu startete er eine neue Studie, die Exploration Systems Architecture Study. In einem internen Brief vom 29. April an alle verantwortlichen Offiziellen im NASA-Hauptquartier wies er sie an, das Team um Dr. Douglas Stanley in allen Belangen nach Kräften zu unterstützen, damit bis Mitte Juli die Untersuchung abgeschlossen werden kann. Vier Schwerpunkte sollen bis dahin untersucht werden: Definition der Anforderungen an das CEV, um Menschen zur ISS, zum Mond bzw. Mars zu bringen. Festlegung der Startvorrichtungen, Entwicklung der Architektur für eine anhaltende bemannte und unbemannte Monderforschung und Bestimmung der Schlüsseltechnologien, die für das kurz- und langfristige Erreichen der Ziele notwendig sind.

Wegen der vierjährigen Lücke wächst auch die Kritik im amerikanischen Kongress an der Raumfahrtbehörde. Mancher Politiker wie die Vorsitzende des Unterkomitees für Wissenschaft und Raumfahrt, Kay Bailey Hutchinson aus Texas, sieht die Sicherheit der USA gefährdet. Schon während der Anhörung vor seiner Ernennung zum obersten NASA-Repräsentanten plädierte Griffin dafür, die Entwicklung eines neuen bemannten Raumfahrtzeugs zu beschleunigen: "Ich will die Lücke nicht akzeptieren. (...) Ich denke, dass wir uns keine Situation wünschen, in der die Vereinigten Staaten für den Zugang zum All von anderen Staaten abhängen." Kaum im Amt, begann er damit, einen Alternativplan zu entwickeln.

Wie die Washington Post am 9. Mai berichtete, soll ein kleines Team von NASA-Experten das Projekt leiten. Ähnliches hatte die NASA unter Wernher von Braun für das Apollo-Programm durchgeführt. Die Zeitung berichtet auch von einem Konflikt zwischen Griffin und dem Hauptarchitekten des bisherigen Plans, dem ehemaligen Marineadmiral Craig E. Steidle. Doch hat dieser die Berichte darüber in einem Telefoninterview mit der Post dementiert. Allerdings beruft sich die Zeitung auf interne Quellen, die nicht genannt werden wollen.

Nach Steidles Konzept sollten Firmen in diesem Frühjahr ihre Konzepte vorlegen. Daraus würden zwei ausgewählt, die in einem mehrjährigen Wettstreit um die Auftragsvergabe kämpfen sollten. Zum Stichtag am 2. Mai reichten zwei Konsortien – eines um Lockheed Martin und eines um Northrop Grumman und Boeing – ihre Vorschläge ein. Doch scheinen die Pläne inzwischen schon überholt zu sein.

Ursprünglich dachte die NASA an Raumschiffe mit einem Startgewicht von 20 Tonnen, ohne die Ladung und die externen Raketen. Doch auf einem Treffen in Washington hielt Griffin die Vorgabe für nicht haltbar: "Vermutlich kann das CEV nicht weniger als 30 Tonnen wiegen, um all seine Aufgaben zu erfüllen, die Versorgung der ISS und die später folgenden Mondflüge." Auf einer Internetseite von Boeing ist jedenfalls zu sehen, dass das CEV mit einer Delta 4 Rakete gestartet werden sollte. Diese kann aber nur 23 Tonnen in eine niedrige Erdumlaufbahn bringen. Auch hat Griffin immer wieder deutlich gemacht, dass er das existierende Trägersystem weiterhin nutzen möchte. Am 2. Mai erklärte er: "Als NASA-Administrator steht mir heute schon ein Schwerlastträger im Shuttle-System zur Verfügung. Ich werde dies nicht leichtfertig aufgeben und kann dies auch nicht guten Gewissens tun. Jede andere Lösung, um 100 Tonnen in eine Umlaufbahn zu bringen, wird teurer sein, als das effizient zu nutzen, was wir schon haben."

Wie die Wissenschaftszeitschrift New Scientist am 16. Mai berichtete, denkt die NASA inzwischen wohl über eine andere Möglichkeit nach. Danach könnten die Astronauten mit einem anderen Fluggerät, dem Crew Transfer Vehicle, zum CEV gebracht werden. Der Start würde von einem Flugzeug aus erfolgen. Aus zehn Kilometern Höhe würde die Rakete abgeworfen werden. Entsprechende Tests mit drei unbemannten, circa sechs Metern großen Flugkörpern hat die amerikanische Firma Transformational Space Corporation (t/Space) im Mai und Juni durchgeführt. Der Trick besteht darin, dass beim Ausklinken die Spitze der Rakete etwas länger festgehalten wird. Während sie herunter fällt, stellt sie sich senkrecht. Zur Abschwächung des Falls und der Drehung verzögert ein Fallschirm den Vorgang. Wenn die Rakete ausreichend weit genug vom Flugzeug entfernt ist, wird das Triebwerk gezündet.

Die Ingenieure sehen einen Pluspunkt für dieses System in der Treibstoffersparnis. Immerhin könnten damit bis zu vier Astronauten in eine niedrige Erdumlaufbahn und damit zum CEV gebracht werden. Außerdem wären die Sicherheitsanforderungen für das CEV geringer, die beim Start zu berücksichtigen wären. Für die Techniker wäre die Arbeit dadurch einfacher. Die NASA fördert die Entwicklung mit 3,6 Millionen Euro. Bis zum ersten richtigen Prototyp ist aber noch ein weiter Weg zurückzulegen. Die endgültige Version der Rakete soll 27,5 Meter groß sein. Dafür wird auch sehr großer Flugzeug benötigt, das erst noch entwickelt muss.

Die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA durchlebt gegenwärtig turbulente Zeiten. Noch hält sich NASA-Administrator Michael D. Griffin mehrere Optionen offen. Allerdings will er den Shuttle-Nachfolger schon 2010 fertig haben und legt ein entsprechendes Tempo vor. Letztlich ist es auch eine Frage des Geldes. Fällt der Shuttle-Nachfolger deutlich größer aus, wird der bisher veranschlagte Kostenrahmen nicht zu halten sein. Auf einem Hearing im amerikanischen Kongress am 18. Mai schloss Griffin deshalb nicht aus, dass er Gelder aus anderen Wissenschaftsprojekten der NASA abziehen könnte. Vielleicht zeichnet sich bis Ende des Jahres ein klareres Bild ab.

Quelle: astronews.com

[STS-Chris]

Mond-Missionsplan der NASA enthüllt

31. Juli 2005

Die in Florida erscheinende Zeitung Orlando Sentinel hat Einblick in NASA-Unterlagen nehmen können, die einen Überblick über die Pläne der Raumfahrtbehörde für bemannte Mond- und Marsmissionen geben.
Es handelt sich bei diesen Dokumenten um interne Berichte, die die Ergebnisse der so genannten Exploration Systems Architecture Study (ESAS) darlegen. Die ESAS wurde im April von Michael Griffin initiiert, nur wenige Tage nachdem er seinen Posten als neuer NASA-Chef angetreten hatte. Mit dieser Studie soll der langfristige Kurs der NASA vorgezeichnet werden. Ursprünglich sollten die Ergebnisse bereits im Juli vorliegen und der Öffentlichkeit präsentiert werden. Es ist aber zu Verzögerungen gekommen; angeblich werden immer noch Änderungen vorgenommen und eine Veröffentlichung der endgültigen Version wird nun nicht vor September erwartet. Deshalb könnte es auch noch kleinere Modifikationen der Pläne, die der Orlando Sentinel einsehen durfte, geben. Der grundlegende Plan steht aber fest und soll hier vorgestellt werden.


Der Missionsplan der NASA

Eine auf Basis des Space Shuttles entwickelte Schwerlastträgerrakete bringt die Mondlandefähre und die für den Einschuss auf eine translunare Flugbahn benötigte Raketenstufe (Earth Departure Stage - EDS) in einen Erdorbit. Die vierköpfige Besatzung fliegt separat mit dem Crew Exploration Vehicle (CEV), einem kleinen Crewtransporter, in die Umlaufbahn und dockt an die Mondfähre an. Das CEV wird an der Spitze eines einzelnen Shuttle-Feststoffboosters mit leistungsfähiger neuer Oberstufe starten; auch dies ein auf dem Space Shuttle basierendes Trägersystem.




Noch ist nicht sicher, wie der Shuttle-basierte Schwerlastträger aussehen wird. Zwei Optionen: Shuttle C ... und eine Variante, bei der die Nutzlast an der Spitze des Tanks sitzt (Bild: ATK Thiokol). Abb.3: Die Trägerrakte für das CEV (Bild: ATK Thiokol).


Das aus Raketenstufe, Mondlander und CEV bestehende Gespann wird nun, durch Zündung der Raketenstufe, auf eine Bahn zum Mond geschossen. Die ausgebrannte Stufe wird danach abgestoßen. Im Mondorbit trennt sich der Lander vom CEV und die vier Astronauten landen damit auf dem Mond. Nach einem einwöchigen Aufenthalt auf der Oberfläche startet die Crew mit der Oberstufe der Mondfähre zurück in die Umlaufbahn, steigt dort in das CEV um, stößt die Aufstiegsstufe des Landers ab und beginnt den Rückflug zur Erde.

Das CEV besteht aus einem Servicemodul und einer Crewkapsel, der Aufbau ist also dem Apollo-Raumschiff ähnlich. Vor der Landung auf der Erde wird das Servicemodul abgetrennt. Die Crewkapsel landet an Fallschirmen im Westen der USA, im Notfall ist auch eine Wasserung möglich.

Nach derzeitigen Planungen sollen pro Jahr mindestens zwei solcher Missionen durchgeführt werden, die erste Landung soll 2018 stattfinden.


Apollo 2.0?

Jedem Raumfahrt-Interessierten, der sich etwas mit dem Apollo-Programm beschäftigt hat, werden die Ähnlichkeiten des neuen Plans mit den Mondflügen vor über dreißig Jahren ins Auge fallen. Die NASA setzt erneut auf ein Rendezvous im Mondorbit, erneut wird der Mondlander aus einer Aufstiegs- und einer Abstiegsstufe bestehen, erneut wird es ein Orbitalmodul geben, das sich aus einer Crewkapsel und einem Servicemodul zusammensetzt, und erneut wird die Ausrüstung nicht wiederverwendbar sein.

Ein neues Element in der Missionsarchitektur ist der Zusammenbau des Mondraumschiffs (bestehend aus EDS, Mondlander und CEV) im Erdorbit: Bei Apollo wurde alles mit einem einzigen Start der mächtigen Saturn V in den Weltraum gebracht.

Nach Informationen des Orlando Sentinel haben die NASA-Planer, genau wie ihre Vorgänger vor vierzig Jahren, andere Optionen untersucht, beispielsweise die Möglichkeit, auf ein Orbitalmodul zu verzichten und mit dem gesamten Raumschiff auf dem Mond zu landen. Letztlich kamen sie jedoch zu dem Schluss, dass der Apollo-Missionsplan alles in allem immer noch die beste Lösung darstellt.

Anders als bei Apollo jedoch ist das erklärte Ziel des neuen Plans der Aufbau einer Mondbasis, wahrscheinlich am Südpol des Mondes, weil dort Wassereis vermutet wird. Dieses könnte nutzbar gemacht werden, beispielsweise um daraus Treibstoff (Wasserstoff und Sauerstoff) zu gewinnen.


Fernziel Mars

Auch für bemannte Marsmissionen hat man bei der NASA schon Pläne geschmiedet. Derzeit sieht es so aus, als wolle man sich an dem von Robert Zubrin entwickelten Mars Direct - Missionsplan orientieren.

Für jede Marsmission bräuchte es vier oder fünf Starts des Schwerlastträgers. Die Crew würde erst zum Mars aufbrechen, wenn ein Großteil der Ausrüstung wie Wohnmodul, Rückkehr-Vehikel und Energieversorgung bereits vor Ort ist. Der Hin-und Rückfug würde jeweils sechs Monate dauern, der Aufenthalt auf dem Mars etwa 500 Tage. Man würde sich die Ressourcen des Mars, insbesondere seine Atmosphäre, zunutze machen, um daraus Treibstoff zu gewinnen.

Da konkrete Arbeiten für ein solches Unterfangen aber erst 2020, nach der Rückkehr zum Mond, beginnen sollen, ist natürlich schwer abzusehen, inwieweit die Planungen von heute dann noch relevant sein werden.


Quelle: Raumfahrer.net

[Spocky]

Eine Version, wie in Bild 1 ist wohl nicht zu empfehlen. Das endet wieder wie beim Space Shuttle mit extremen Risiken. Da lieber 2 oder 3, wobei extrem hohe Raketen auch wieder andere Risiken mit sich bringen, wenn sie auf der Startrampe stehen.

[MRM]

So spontan würde ich auch eher für möglichkeit 2 plädieren - scheint mir irgendwie sicher zu sein als möglichkeit 1, und 3 - sieht mir zu "schlank" aus - da hätte ich immer angst das die beim Start umkippt - abe ich bin ja auch kein Raumfahrtingeneur ...

[STS-Chris]

Hier habe ich noch etwas bei nasawatch.com gefunden:



View the full-size graphic on the
planned steps to get to the moon
and back again.

[Harmakhis]

Bei aller Liebe... das ist ja mehr oder weniger eine völlige Kopie der Apollomissionen, abgesehen von den neuen Raumfahrzeugen.

Wozu sollte solch eine Mission gut sein? Das wir zum Mond fliegen können haben wir schon in den 70er Jahren bewiesen und aus rein wissenschaftlicher oder wirtschaftlicher Sicht scheint mir solch eine Mission nicht sehr sinnvoll. Es wäre doch viel logisch gleich mit großem Gerät zu laden und eine Basis aufzubauen bzw. Roboter abzusetzen, die die Umgebung für eine Basis vorbereiten.

[MRM]

Bei aller Liebe... das ist ja mehr oder weniger eine völlige Kopie der Apollomissionen, abgesehen von den neuen Raumfahrzeugen.

Wozu sollte solch eine Mission gut sein? Das wir zum Mond fliegen können haben wir schon in den 70er Jahren bewiesen und aus rein wissenschaftlicher oder wirtschaftlicher Sicht scheint mir solch eine Mission nicht sehr sinnvoll. Es wäre doch viel logisch gleich mit großem Gerät zu laden und eine Basis aufzubauen bzw. Roboter abzusetzen, die die Umgebung für eine Basis vorbereiten.

Ich weiß nicht - da sind doch zwei verschiedene Raketen vorgestellt - einmal für Lasten und einmal für die Crew. Ich denk mal am meiseten Sinn macht es wenn sie die ganzen Bauteile für die Station schon mal vorweg schicken und dann die Astronauten später sie zusammenbauen. Aber Roboter wären natürlich auch snnvoll - sollte man nicht eh so ein wenig in die Tiefe bzw in einen Berg hinein bauen um vor der Strahlung sicher zu sein ?

[STS-Chris]

Bei aller Liebe... das ist ja mehr oder weniger eine völlige Kopie der Apollomissionen, abgesehen von den neuen Raumfahrzeugen.

Wozu sollte solch eine Mission gut sein? Das wir zum Mond fliegen können haben wir schon in den 70er Jahren bewiesen und aus rein wissenschaftlicher oder wirtschaftlicher Sicht scheint mir solch eine Mission nicht sehr sinnvoll. Es wäre doch viel logisch gleich mit großem Gerät zu laden und eine Basis aufzubauen bzw. Roboter abzusetzen, die die Umgebung für eine Basis vorbereiten.

Ich weiß ja nicht, ob du dir den Text oben durchgelesen hast, aber dort steht nicht nur, dass es im Wesentlichen dem Apollo-Missionsplan ähnelt, sondern auch, dass man im Gegensatz zu Apollo tatsächlich eine Mondbasis aufbauen will - wahrscheinlich in der Nähe des Südpols, weil dort Wassereis sein soll. Wie die das letztendlich machen wollen wird wohl dann im September bekanntgegeben.


@MRM: fast zeitgleich gepostet

[blueflash]

An sich ist das schon fast witzig: Unsere ISS vergammelt ungenutzt im Orbit, weil es keine regelmäßigen Shuttleflüge mehr gibt, aber eine Station auf dem Mond, das wollen wir hinkriegen...

Als allerestes würde ich ja erstmal ein neues Shuttle, dann eine Mondorbiteinheit und zuletzt ein Mond-Shuttle konstruieren. Dann könnte man entlang dieser Kette auch einen regelmäßigen Mond-Verkehr aufmachen.

Was da jetzt läuft, sieht mir doch stark nach "Jawohl, Mr.President, wir haben zwar keine Ahnung, wie und warum, aber wir fliegen zum Mond!"

[STS-Chris]

Es müssen eben zwei entscheidende Faktoren berücksichtigt werden: Die vorgegebene Zeit und das zur Verfügung gestellte Budget für die nächsten Jahre. So ist das eben.