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FLUG REVUE 05/2016

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Raumfahrt Amerikanisches

Raumfahrt Amerikanisches Mini-Space-Shuttle An einer Sikorsky S-64 hängend wurden 2013 erste Tests mit dem Dream Chaser durchgeführt. Dev daraus ein Raumschiff für die ersten kommerziellen Frachtflüge zur ISS entwickeln wollte. Die Ausschreibung verlor SpaceDev schon 2004 in der ersten Auswahlrunde. Benson hielt aber an dem Konzept fest und schloss 2007 eine Partnerschaft mit der United Launch Alliance (ULA), einem Gemeinschaftsunternehmen von Boeing und Lockheed Martin, die den Dream Chaser mit einer Atlas-V-Rakete starten sollte. Benson sollte den ersten Flug nicht erleben, er starb 2008. Seine Firma wurde an die SNC von Fatih und Eren Ozmen verkauft – das Paar hielt an Bensons Traum fest. BRUCHLANDUNG BEIM ERSTEN FREIFLUG Als die NASA anfing, nach Bewerbern für bemannte kommerzielle Flüge zu suchen, war auch der wiederverwendbare Dream Chaser mit dabei. Der Raumgleiter landete dabei in zwei Runden nie auf den vorderen Plätzen. Aber im Vorfeld konnte die SNC trotzdem einen Teil der dringend nötigen Entwicklungsgelder einsammeln, insgesamt über 300 Millionen Dollar. Damit konnte nicht nur die Entwicklung auf dem Papier passieren, Bisher ist der Dream Chaser nur einmal frei geflogen. Im Vergleich zum Space Shuttle Atlantis ist der Dream Chaser ein Winzling. sondern auch ein flugfähiger Prototyp gebaut werden, der sogenannte Engineering Test Article. Nach mehreren Flügen am Seil unter einem Helikopter verlief der erste freie Flug dieses Prototyps am 26. Oktober 2013 vollkommen automatisch und fast perfekt. Wäre da nicht die Landung gewesen. Die auf den ersten Blick ungewöhnliche Kufe, die laut SNC eine einfache, leichte und sichere Alternative zum klassischen Bugrad ist, war dabei nicht das Problem. Wohl aber die Fahrwerke, die aus einer alten Northrop F-5E Tiger stammten. Eines fuhr bei der Landung nicht aus. Auch wenn der Autopilot den Dream Chaser bis zum letzten Moment geradehielt, war eine Bruchlandung unvermeidlich. Die Insassen hätten wohl problemlos überlebt. Die Crewkabine und die Instrumente darin waren auch noch intakt, aber der Prototyp trotzdem stark beschädigt. Inzwischen wurde er repariert und verbessert. Neue Testflüge sind für dieses Jahr geplant. Bei der Vergabe der NASA-Aufträge zum Transport von Astronauten im September 2014 ging Sierra Nevada leer aus. Stattdessen wurden die Kapseln von Boeing (CST-100) und SpaceX (Crew Dragon) mit Verträgen im Wert von 4,2 und 2,6 Milliarden Dollar bedacht. Kein Wunder, dass die SNC gegen das Ergebnis klagte, wenn auch ohne Erfolg. Die US-Raumfahrtbehörde war aber nicht nachtragend, denn Anfang 2016 passierte endlich, worauf viele lange gewartet hatten: Der Dream Chaser bekam einen Auftrag von der NASA – nicht als Technische Daten Länge 9 m Spannweite 7 m Leermasse 11 300 kg Frachtkapazität 1200 kg (bemannt), 5500 kg (Cargo) Besatzung bis zu 7 bemanntes Raumschiff, aber für Frachtflüge zur ISS. Im Rahmen eines Globalvertrags (CRS-2), der auch Dragon- und Cygnus- Missionen umfasst, soll der Raumgleiter von 2019 bis 2024 mindestens sechs Einsätze übernehmen. Dazu wird nun eine Cargoversion mit einem abtrennbaren Modul entwickelt. Der Dream Chaser wird an der Spitze einer regulären Trägerrakete in den Orbit starten. Vorerst ist die Rakete der Wahl eine Atlas V, dafür bestehen auch schon Verträge mit der ULA. Es gibt aber auch erste Studien, wie ein unbemannter Dream Chaser mit beiklappbaren Finnen in der Nutzlastverkleidung einer Ariane 5 gestartet werden kann. Denn die europäische Raumfahrtbehörde ESA investiert 33 Millionen Euro in die Entwicklung eines Andockadapters, den International Berthing and Docking 76 FLUG REVUE MAI 2016 www.flugrevue.de

Das Konzept ist nicht neu: Die X-20 Dyna-Soar (links) wurde Ende der 1950er Jahre entwickelt, einen Prototyp gab es aber nie. Die HL-10 (Mitte) war mit einem Raketentriebwerk ausgestattet, von der HL-20 (rechts) gibt es nur ein Modell. Mechanism (IBDM, internationaler Anlege- und Dockingmechanismus). Damit verbunden sind Aussichten auf eine direkte Nutzung des Dream Chaser durch die ESA, entweder für die Versorgung der ISS oder für frei fliegende Missionen. Feste Zusagen gibt es noch nicht. Die mindestens 15 Mal verwendbare Frachtversion wird nicht nur ein Cargomodul haben, das bei der Rückkehr in der Atmosphäre verglüht, sondern auch einklappbare Finnen. Damit passt sie in das Innere einer normalen Nutzlastverkleidung, wodurch der Start der Rakete nicht beeinflusst wird. Die bemannte Version soll ohne Verkleidung auf der Spitze der Rakete fliegen, um sich im Notfall mit Triebwerken von der Rakete trennen zu können. Dann verändert sich aber die Aerodynamik der Rakete, weshalb sie neu qualifiziert werden muss. Die Zelle des Dream Chaser besteht aus einer leichten Kohlefaserstruktur. Die großteiligen Baugruppen werden bei Lockheed Martin gefertigt. Der Hitzeschutz für den Wiedereintritt wird ähnlich wie beim Space Shuttle aus hitzebeständigen Kacheln bestehen. Der Wiedereintritt ist eine besondere Stärke dieses Konzepts. Er ist wegen des großen Auftriebs besonders sanft, die Beschleunigungskräfte steigen nie über 1,5 g. Vor allem bei einer schnellen Rückkehr mit kranken oder verletzten Astronauten würde das einen großen Unterschied ausmachen, zumal der Dream Chaser wie ein normales Flugzeug auf beliebigen Landebahnen aufsetzen kann, die mindestens 2450 Meter lang sind. Für Manöver im und zur Rückkehr aus dem Orbit sollte das fertige Raumschiff ursprünglich mit zwei Hybridtriebwerken, einer Mischung aus Feststoffbooster und Flüssigtriebwerk, ausgestattet werden. Dabei wird flüssiges Lachgas in einer Brennkammer mit gummiartigem hydroxyl-terminiertem Polybutadien (HTPB) verbrannt. Mit nur einem flüssigen Treibstoff ist der Aufbau einfach, und die Triebwerke sind steuerbar. Allerdings kann Lachgas bei bestimmten Verunreinigungen im Tank oder den Treibstoffleitungen explodieren. Aber nachdem die SNC 2015 die Technologiefirma Orbitec übernommen hat, sollen deren deutlich effizientere Flüssigtriebwerke verwendet werden. Dazu kommen noch eine Reihe von Steuerdüsen für die Lageregelung im Vakuum. Die Frachtversion soll bei einem Leergewicht von etwa 11 Tonnen eine Nutzlast von bis zu 5,5 Tonnen zur ISS bringen können. In der bemannten Version sollen einmal bis zu sieben Crewmitglieder und 1,2 Tonnen Fracht transportiert werden. Für diese Ausführung gibt es aber noch keine festen Verträge. Zuvor muss sich erst einmal die Frachtversion bewähren. FR Das Mini-Shuttle findet mit eingeklappten Finnen auf der Atlas V Platz. Die Frachtversion soll von 2019 an mindestens sechs Mal zur ISS fliegen. Fotos: SNC, NASA www.flugrevue.de FLUG REVUE MAI 2016 77

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