Raumfähre

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Space Shuttle Columbia beim ersten Start (1981)

Eine Raumfähre ist ein wiederverwendbares Transportfahrzeug für die Raumfahrt, das nach einer Weltraummission wie ein Flugzeug landend zum Erdboden zurückkehrt.

Raumfähren sind von den mit Landekapseln (z. B. der Kapsel des Apollo-Programms oder der Sojus-Landekapsel) ausgestatteten Raumschiffen zu unterscheiden. Die Landekapseln lassen sich beim Durchfliegen der Atmosphäre nur bedingt steuern.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Während die ersten Raumfahrtpioniere für den Weg ins All Raketen vorschlugen, insbesondere Hermann Oberth in seinem grundlegenden Buch Wege zur Raumschiffahrt (1929), befürwortete der österreichische Raumfahrtpionier Eugen Sänger Flugzeuge mit Raketenantrieb. Grundlegend ist das von Sänger zusammen mit der Mathematikerin und Physikerin Irene Bredt, seiner späteren Frau, in Deutschland entworfene Konzept Über einen Raketenantrieb für Fernbomber.[1] Der dort gemachte Vorschlag eines transkontinentalen Amerika-Bombers führte zu dem Projekt Silbervogel.

Im Jahr 1952 war bei Bell und unter Walter Dornberger die Arbeit an einer BOMI (Bomber Missile) voran getrieben worden, die aus 2 Stufen bestehen sollte, welche in ihrer ersten Version beide bemannt zur Erde zurückkehren sollten.[2] Weitere Konzepte aus jenen Jahren sahen für das Vordringen in den Weltraum ebenfalls geflügelte Raumgleiter vor. Der vor 1954 ebenfalls bei Bell arbeitende Krafft Arnold Ehricke machte nach dem Wechsel zu Convair einen Vorschlag für eine Raumstation, welche aus drei verschiedenen Raketen-Oberstufen zusammengesetzt werden sollte, wobei die bemannte Oberstufe der dritten Rakete aus zwei 2-sitzigen Raumgleitern bestehen sollte.[3][4] 1958 wurde mit einem offensichtlich geänderten Konzept ein von Ehrike gezeichneter Plastikmodellbausatz einer Raumfähre von Revell herausgegeben, als "Convair Shuttlecraft" bezeichnet, welcher für Personentransporte zur Raumstation vorgesehen war.[5] Währenddessen waren die Arbeiten an Dyna-Soar aufgenommen worden, welche jedoch 1963 abgebrochen wurden.

Geflogene Raumfähren[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Space Shuttle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Space Shuttle Atlantis im Orbit

Das US-amerikanische Space Shuttle ist der bislang einzige Raumfährentypus, der tatsächlich zu bemannten Missionen im Weltraum eingesetzt wurde. Es wurden seit den 1970er Jahren fünf raumflugtaugliche Exemplare gebaut, die es zusammen auf 135 Starts brachten. Zwei der fünf Raumfahrzeuge, die Challenger und die Columbia, sind in den 30 Dienstjahren verunglückt.

BOR[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

BOR-4S

BOR (Bezpilotnyj Orbitalnyj Raketoplan) war die Bezeichnung einer Reihe von Testflugkörpern, mit denen Erfahrungen für die Entwicklung der sowjetischen Raumfähre Buran gesammelt werden sollten. 1973 kündigte die Russische VPK ein Weltraumprogramm zur Erforschung von Raumfähren an. Ziel des BOR-Programms war die Entwicklung von Hitzeschutzschilden und der generellen aerodynamischen Strukturen einer Raumfähre. Mit den letzten vier dieser Testgeräte (Kosmos 1374, 1445, 1517 und 1614) wurden orbitale Flüge durchgeführt.

Buran[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Buran

Die sowjetische Raumfähre Buran (russisch Буран für Buran – Schneesturm) wurde 1976 genehmigt und ab 1980 entwickelt. Der Buran 1.01 wurde am 15. November 1988 von einer Energija-Rakete zu seinem ersten und einzigen Flug in den Orbit gebracht. Da der Buran über keine Lebenserhaltungssysteme verfügte, war der Flug unbemannt. Er dauerte etwa 3,5 Stunden.

Mit der zweiten sowjetischen Raumfähre Ptitschka (russisch Птичка – kleiner Vogel) sollte ab 1991 der reguläre Flugbetrieb aufgenommen werden. Nach dem Zerfall der Sowjetunion 1991 wurde das Projekt jedoch zu teuer. Das russische Raumfähren-Programm wurde 1993 offiziell eingestellt.

Boeing X-37[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

OTV-4 unmittelbar nach der Landung (2017)

X-37 ist die Bezeichnung eines unbemannten experimentellen Raumflugzeugs, das ursprünglich im Auftrag der NASA von Boeing Phantom Works, einem Tochterunternehmen von Boeing, entwickelt wurde. Es handelt sich um einen unbemannten, wiederverwendbaren Raumgleiter. Mehrere Orbiter führten und führen seit 2010 zumeist geheim eingestufte Missionen für die US-Luftwaffe durch.

Fortgeschrittene Projekte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Dream Chaser[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Prototyp des Dream Chasers für Tests innerhalb der Atmosphäre (2013)

Der Dream Chaser basiert auf dem Konzept eines Tragrumpfs. Das private US-Raumfahrtunternehmen SpaceDev entwickelte den Raumgleiter. 2008 wurde SpaceDev von der Sierra Nevada Corporation übernommen. Sie führt das Projekt unter dem bemannten Commercial-Crew-Development-Programm (seit 2010) und dem unbemannten Commercial-Resupply-Services-Programm der NASA fort.

Ab 2021 soll der Dream Chaser regelmäßig als unbemanntes Versorgungsraumschiff die Internationale Raumstation (ISS) anfliegen.[6]

Konzepte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Castore[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Am 24. Februar 2007 wurde in Italien der Prototyp der geplanten Raumfähre Castore getestet, ein neun Meter langer, knapp vier Meter breiter Flugkörper mit einem Gewicht von 1.250 kg. Das Luftfahrzeug wurde mit einem unbemannten Höhenballon in eine Höhe von 25 km gezogen und glitt von dort zu Boden. Über zahlreiche Sensoren wurde das Verhalten beim Eintritt in die Atmosphäre gemessen, wobei auch die Schallmauer durchbrochen wurde. Castore fiel schließlich plangemäß ins Mittelmeer und wurde geborgen. Für die Zukunft sind weitere wissenschaftliche, perspektivisch, aber auch bemannte Flüge vorgesehen.[7]

SpaceLiner[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

SpaceLiner ist ein Konzept für einen suborbitalen, hyperschallschnellen, geflügelten Passagiertransporter, das seit 2005 beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Untersuchung ist oder war.

Shefex[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

SHEFEX (Sharp Edge Flight Experiment, deutsch: „Scharfkantiges Flugexperiment“) ist ein Projekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) für neue Konstruktionsprinzipien für Raumkapseln und Raumfahrzeuge mit Wiedereintrittsfähigkeit in die Atmosphäre und deren Integration zu einem Gesamtsystem. Im Rahmen dieses Projekts war geplant, bis 2020 einen Raumgleiter zu konstruieren, der für rückführbare Experimente unter Schwerelosigkeit zur Verfügung gestanden hätte.[8] Das Raumgleiterprojekt hatte den Namen REX-Free Flyer.[9]

Aufgegebene Projekte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Dyna-Soar[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Künstlerische Darstellung des Dyna-Soar beim Wiedereintritt

Das Projekt Dyna-Soar (englisch Dynamic Soaring für Dynamischer Gleitflug) der US Air Force startete 1957 und hatte das Ziel, einen Raumgleiter zu entwickeln, der sowohl als Aufklärer und Bomber als auch für Rettungsaktionen im All, Satellitenwartung und Sabotage feindlicher Satelliten genutzt werden kann. Der auch als X-20 bezeichnete, 10,77 Meter lange und 6,34 Meter breite Flugkörper sollte eine Besatzung von einem Mann haben. Als Trägerrakete für orbitale Flüge war eine Titan-III vorgesehen.

Spiral[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Spiral-EPOS-Raumgleiter, Prototyp 105-11 für Unterschall-Atmosphärenflüge im Luftwaffen-Museum Monino

Die Mikojan-Gurewitsch MiG-105 „Spiral“ (Spitzname: Lapot russisch лапоть für Bastschuh – wegen seiner Nasenform) wurde 1965 im Rahmen des Spiral-EPOS-Programmes durch die Sowjetunion mit dem Ziel des Baus eines Raumfahrzeuges mit wiederverwendbaren Komponenten entwickelt. Sie diente als Prototyp für den Raumgleiter (OS). Weitere Komponente waren die Hilfsrakete (RB) und das Überschallträgerflugzeug (GSR). Die Entwicklung von Spiral-EPOS wurde 1975 schließlich zugunsten der Entwicklung der Raumfähre Buran eingestellt.

LKS[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Raumfähre LKS (russisch Лёгкий Космический Самолёт, dt. „Leichtes Kosmos-Flugzeug“) war ein Projekt unter der Leitung von Wladimir Nikolajewitsch Tschelomei als eine kleinere und günstigere Antwort der Sowjetunion auf das US Space Shuttle. Jedoch wurde diese kleine Raumfähre zugunsten der größeren Buran verworfen. Vom LKS wurde ein Vorführmodell in Originalgröße hergestellt.

Raumgleiter Hermes[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Modell des Hermes

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) plante mit dem Raumgleiter Hermes ein dem Buran ähnliches System, für das die Ariane 5 als Trägerrakete vorgesehen war. Anders als beim sowjetischen System sollte Hermes nicht huckepack auf der Trägerrakete (in Parallelstufung), sondern an der Spitze (in Tandemstufung) sitzen. Mit dieser Konfiguration wäre das gesamte Trägersystem weniger fehleranfällig gewesen, da beim Start abfliegende Teile die Außenwand des Shuttles nicht beschädigt hätten, was der Auslöser der Columbia-Katastrophe im Jahre 2003 war. Wegen der hohen Kosten von ca. sechs Milliarden Euro wurde die Entwicklung 1992 eingestellt.

NASA HL-20[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Attrappe der HL-20

Die NASA HL-20 war ein 10-sitziges Raumgleiterprojekt in den 1980er und 1990er Jahren auf Basis der Lifting-Body-Forschung. Es wurden 1:1-Attrappen angefertigt und Aerodynamikversuche durchgeführt. Die Daten wurden später für den Dream Chaser und das Konzept Prometheus der Firma Orbital Sciences weiter verwendet.

HOPE-X[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die japanische Raumfahrtbehörde JAXA entwickelte mit dem Projekt HOPE-X eine Raumfähre. Geplagt von finanziellen und technischen Problemen, wurde das Projekt Mitte der 2000er Jahre aufgegeben.

Sänger II[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eugen Sänger konzipierte in den 1960er Jahren einen Raumgleiter, der mit dem Namen Sänger II in den späten 1980ern weiterentwickelt, jedoch nicht gebaut wurde.[10]

Hopper[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der ESA liefen Konzeptstudien und vorbereitende Entwicklungen für ein unbemanntes Raumtransportsystem, den Hopper.

Kliper[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

1:1 Kliper-Modell auf der MAKS-2005

Die russische Weltraumagentur Roskosmos entwickelte mit dem Kliper (je nach Übersetzung auch Klipper oder Clipper) einen Raumgleiter. Er sollte 700 kg Nutzlast und sechs Astronauten beherbergen können. Der Jungfernflug war für ca. 2012 geplant. Es wurde auch über eine Kooperation mit der ESA diskutiert. 2007 wurde das Programm wegen zu hoher Kosten eingestellt.

Skylon[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zeichnung der Skylon

Die britische Konzeptstudie Skylon sah eine Raumfähre vor, die mit luftatmenden Triebwerken waagrecht startet. In 26 km Höhe, wenn in den oberen Atmosphärenschichten der Sauerstoff nicht mehr zum Betrieb ausreicht, wird auf einen internen Sauerstofftank umgeschaltet, der das Erreichen der Erdumlaufbahn ermöglicht. Skylon sollte eine Nutzlast von 12 t oder 24 Passagiere transportieren können.

Lockheed X-33 Venture Star[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

X-33 „Venture Star“

X-33[11] war die Bezeichnung eines geplanten Nachfolgers des Space Shuttles, der die Bezeichnung „Venture Star“ trug. Es sollte eine vollständig wiederverwendbare Raumfähre entstehen, die senkrecht mit Hilfe von neuartigen Aerospike-Triebwerken starten und abschließend wie ein Flugzeug wieder landen sollte.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Klausdieter Kipke: Experimentelle Untersuchungen an Wellenreiter-Flügeln im Hyperschallbereich; Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DFL) Juni 1968
  • Peter Adamek, Fritz Mysliwetz: Aerodynamische Erwärmung im Hyperschallbereich und Flugeigenschaften von Raumflugkörpern – Teil I; Junkers Flugzeug- und Motorenwerke GmbH; München 1969
  • Fritz Mysliwetz, H. Przibilla: Aerodynamische Erwärmung im Hyperschallbereich und Flugeigenschaften von Raumkörpern – Teil II: Flugeigenschaften von Raumflugkörpern im niedrigen Unterschallbereich und im Hyperschallbereich; Junkers Flugzeug- und Motorenwerke GmbH; München 30. April 1969

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Bemannte Räumfähren – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Raumfähre – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Juhani Westman: Global Bounce. 25. Oktober 2011, abgerufen am 5. Oktober 2011 (englisch).
  2. Bell manned skip-glide space bomber project of the early 1950's. Predecessor to Dynasoar., astronautix.com, abgerufen am 8. März 2020
  3. Astronautics and Space Exploration: Hearings Before the United States House Select Committee on Astronautics and Space Exploration, Eighty-Fifth Congress, Second Session, on Apr. 15-18, 21-25, 28-30, May 1, 5, 7, 8, 18, 1958, Verlag U.S. Government Printing Office, 1958, Seite 633
  4. This Is NASA's Very First Idea for a Space Station, Popular Mechanics, 9. Dezember 2015
  5. Convair Space Shuttlecraft, scalemates, abgerufen am 10. März 2020
  6. Dream Chaser® Spacecraft Passes Another NASA Milestone. Sierra Nevada Corporation, 21. März 2019, abgerufen am 22. März 2019.
  7. Italien testete Raumfähre „Castor“, abgerufen am 2. November 2014
  8. Raumfahrtzeug SHEFEX II startet im September 2011 in Norwegen. DLR, 7. April 2011 (PDF).
  9. Raumgleiter – REX-Free Flyer auf der Seite des Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung der DLR, abgerufen am 28. Juni 2012
  10. Heribert Kuczera,et al.: Reusable space transportation systems. Springer, Berlin 2011, ISBN 978-3-540-89180-2, The German national technology program and the Sänger concept (1987–1995), S. 85–181
  11. NASA - X-33 fact sheet. Abgerufen am 29. Juli 2018 (englisch).