Space Launch System

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Künstlerische Darstellung: So soll die Grundversion des SLS mit Raumkapsel auf der Startrampe aussehen.
Veraltete künstlerische Darstellung eines SLS im Flug
Ein Booster des SLS auf dem Teststand

Das Space Launch System (engl. für „Weltraum-Startsystem“), kurz SLS, ist eine von der NASA geplante Trägerrakete zur bemannten Erforschung des Weltraums über einen niedrigen Erdorbit hinaus. Der erste unbemannte Start ist für Mitte 2020 mit der Mission EM-1 geplant,[1] wird aber wahrscheinlich nicht vor 2021Vorlage:Zukunft/In 2 Jahren stattfinden.[2][3] Ein erster bemannter Start ist bislang für 2022Vorlage:Zukunft/In 3 Jahren vorgesehen.[4] Technologisch baut die Rakete auf den nie realisierten Plänen der Ares-V-Rakete im Rahmen des Constellation-Programms auf. Basis der Entwicklung sind die Haupttriebwerke, die Feststoffbooster und der Außentank des 2011 beendeten Space-Shuttle-Programms.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nach dem Ende der bemannten Mondmissionen im Rahmen des Apollo-Programms Anfang der 1970er Jahre hatte sich die NASA wieder auf bemannte Einsätze im niedrigen Erdorbit konzentriert und das Space Shuttle entwickelt, das mit der Columbia am 12. April 1981 erstmals in den Weltraum startete. Als genau diese Raumfähre fast 22 Jahre später, am 1. Februar 2003, beim Wiedereintritt in die Atmosphäre zerbrach (siehe Columbia-Katastrophe), gab es erneut ein Umdenken bei der NASA und der US-Regierung. Das Shuttle galt mittlerweile als veraltet und zu teuer. So kündigte US-Präsident George W. Bush Anfang 2004 das Ende des Shuttle-Programms nach der Fertigstellung der Internationalen Raumstation (ISS) im Jahr 2010 an. Außerdem verkündete er im Rahmen der Vision for Space Exploration (VSE) (deutsch: Vision für Weltraumforschung) genannten Initiative die Entwicklung neuer Raketen und eines Raumschiffs zur Rückkehr zum Mond und letztendlich Flüge bis zum Mars an.[5]

Aus dieser Vision entwickelte sich dann das Constellation-Programm mit der bemannten Ares-I-Rakete und dem Orion-Raumschiff sowie der Schwerlastrakete Ares V. Das ganze Projekt litt von Beginn an unter Schwierigkeiten bei der Finanzierung und wurde im Jahr 2010 vom neuen US-Präsidenten Barack Obama wieder eingestellt. Als Kompromiss sollte lediglich das Orion-Raumschiff erhalten und weiterentwickelt werden.[6]

Der Widerstand gegen die Einstellung des Constellation-Programms wurde größer, und im Sommer 2011 beauftragte der US-Kongress die NASA mit dem Bau einer neuen Schwerlastrakete. Diese jetzt Space Launch System genannte Rakete sollte ihren noch unbemannten Erstflug im Jahr 2017 absolvieren. Ein erster bemannter Start war für 2021 vorgesehen. Die Rakete soll aus Technologien des Space Shuttles und den Planungen der Ares-V-Rakete entwickelt werden.[7][8]

Im Oktober 2018 stellte der NASA-Generalinspekteur fest, dass es bei der Entwicklung der ersten Raketenstufe zu erheblichen Verzögerungen und Budgetüberschreitungen gekommen sei, und warnte vor weiteren Problemen. Die Ursachen lägen in Missmanagement beim Hersteller Boeing und unzureichender Überwachung durch die NASA.[9] Der Termin für den ersten unbemannten Start wurde auf Mitte 2020 verlegt, wird sich aber wahrscheinlich weiter auf 2021Vorlage:Zukunft/In 2 Jahren verschieben.[2] Die erste bemannte Mission ist mittlerweile auf 2022Vorlage:Zukunft/In 3 Jahren vertagt.[10]

Aufbau der Rakete[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Entwicklungsstufen des SLS
Explosionszeichnung der Block-1-Version (bemannt)
Explosionszeichnung der Block-2-Version (unbemannt)

Das SLS soll über mehrere Schritte zu einer Schwerlastrakete mit einer Kapazität von ca. 130 Tonnen Nutzlast in eine niedrige Umlaufbahn entwickelt werden. Als Erstes soll die Block 1 genannte Version zum Einsatz kommen. Mit Rettungsrakete an ihrer Spitze ist diese Kombination zusammen 98 Meter hoch und wiegt beim Start etwa 2500 Tonnen. Die Nutzlastkapazität des Trägers beträgt 95 Tonnen für eine erdnahe Umlaufbahn (LEO).[10] Sie soll das Orion-Raumschiff in eine Mondumlaufbahn befördern können.

Die Block 1B genannte Variante soll über eine stärkere Oberstufe (Nutzlast von 130 Tonnen) verfügen und sowohl das Orion-Raumschiff als auch unbemannte Nutzlasten wie Planetensonden befördern können.[10]

Mit neuen und verstärkten Boostern soll die Rakete mit der Bezeichnung Block 2 später ihre maximale Nutzlastkapazität erreichen und größere Bestandteile für Asteroiden- und/oder Marsmissionen ins All befördern können.

Ob Block 1B und Block 2 tatsächlich realisiert werden, ist wegen der Verspätungen und entsprechend ausufernder Kosten im SLS-Programm ungewiss. Die US-Regierung unter Donald Trump und die NASA-Administration unter Direktor Jim Bridenstine (seit 2018) möchten den Zeitplan und die Kosten in den Griff bekommen, indem sie privat betriebene und wiederverwendbare Trägerraketen bevorzugen. Die Aufgabe der SLS könnte auf die Beförderung des bemannten Orion-Raumschiff in eine Mondumlaufbahn beschränkt werden, wofür Block 1 ausreicht.[11] Die Entwicklung der für Block 1B und 2 benötigten stärkeren Oberstufe wurde 2018 auf unbestimmte Zeit eingefroren.[12]

Erste Stufe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die erste Stufe hat 8,38 m Durchmesser,[13] was dem Durchmesser des Externen Tanks des Space Shuttles entspricht. Sie soll vier RS-25D/E-Triebwerke, die von den SSME des Space Shuttle abgeleitet sind, verwenden. Bei den ersten Flügen sollen SSMEs zum Einsatz kommen, die aus dem Space-Shuttle-Programm noch übrig sind und modernisiert werden sollen. Zu diesen für vier Flüge ausreichenden 16 Triebwerken hat die NASA bei Aerojet Rocketdyne im November 2015 weitere sechs neue Motoren bestellt.[14] Der Tank für den flüssigen Wasserstoff befindet sich im unteren Teil der ersten Stufe und der für den flüssigen Sauerstoff darüber. Die Hauptstufe wird mittels neuer Gerätschaften in der Michoud Assembly Facility hergestellt.[15] Diese erste Stufe soll bei allen Varianten des SLS Verwendung finden.

Booster[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Block-1- und Block-1B-Varianten sollen beim Start zwei von den Space-Shuttle-Feststoffraketen abgeleitete, modernisierte Booster verwenden. Die Booster sollen aus fünf anstatt der beim Space Shuttle eingesetzten vier Segmenten bestehen.[13] Die beiden Booster sind seitlich an der ersten Stufe angebracht und sollen im Gegensatz zum Space-Shuttle-Programm nicht wiederverwendet werden.

Für Block 2 ließ die NASA von der Industrie leistungsfähigere Booster mit flüssigem oder festem Treibstoff untersuchen, die die Feststoffbooster ersetzen sollten. Aerojet, Alliant Techsystems und ein Konsortium aus Dynetics und Pratt & Whitney Rocketdyne bewarben sich mit verschiedenen Konzepten. Der Entwurf von Dynetics und Pratt & Whitney Rocketdyne sah eine Steigerung der SLS-Nutzlastkapazität um 20 t vor.[16] Das Vorhaben wurde jedoch 2014 von der NASA aufgegeben.[17]

Oberstufe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der Block-1-Variante soll eine leicht abgeänderte zweite Stufe DCSS (Delta Cryogenic Second Stage) der Delta-IV-Rakete unter dem Namen ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) als Oberstufe dienen. Bei den Varianten Block 1B und Block 2 soll eine leistungsfähigere Oberstufe namens EUS (Exploration Upper Stage) zum Einsatz kommen. Diese Oberstufe hat denselben Durchmesser wie die erste Stufe und soll vier wiederzündbare RL-10-Triebwerke verwenden.

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

SLS soll mindestens 13 Tankzyklen überstehen können, welche durch Startabbrüche und andere Verzögerungen notwendig werden können. Die montierte Rakete kann mindestens 180 Tage an der Startrampe verbleiben und 200 Tage im montierten Zustand.[18]

Das SLS ist so leistungsfähig, dass sie größere und schwerere Raumsonden als bisher möglich zu den Gasplaneten usw. schießen kann. Je nach Situation kann dabei auf die missionsverlängernden Swing-by-Manöver zur Geschwindigkeitserhöhung verzichtet werden, die heute selbst bei leichteren Raumsonden nötig sind.[19]

Entwicklung und Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mitte November 2014 wurde in der Michoud Assembly Facility der NASA, in der die meisten Raketenteile montiert werden sollen, mit dem Bau der ersten Teile für die erste Stufe an einer neuen Schweißanlage begonnen.[20]

Im Januar 2015 begann die NASA mit Testzündungen von RS-25-Raketentriebwerken als Vorbereitung zur Nutzung für das SLS.[21] Anfang 2019 begann der Zusammenbau der ersten Stufe für die erste SLS-Rakete.[22]

Startliste[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die folgende Planung ist veraltet; die Starts werden sich voraussichtlich auf spätere Jahre verschieben. Neue Termine für die SLS-Flüge möchte die NASA im Frühjahr 2019 bekanntgeben.[23]

Geplante SLS-Missionen (Stand September 2018)
Mission Zieltermin Variante Bemerkung
SLS-1/EM-1 Juni 2020[24][4] Block 1 Crew Unbemanntes Orion-Raumschiff zum Mond, Gesamtdauer 26 Tagen, davon 6 im Mondorbit.[25][26]
Es soll dabei zusätzlich 13 CubeSats ausstoßen.[27]
SLS-2/EM-2 Juni 2022Vorlage:Zukunft/In 3 Jahren[4] Block 1 Crew Orion-Kapsel mit 2–4 Besatzungsmitgliedern für 8–21 Tage in eine Mondumlaufbahn mit freier Rückkehrbahn.[28]
Eventuell[29][30]
Europa Clipper (EC)
2023Vorlage:Zukunft/In 4 Jahren[4] Block 1 Cargo[10] Unbemannte Forschungsmission zum Jupitermond Europa.[31][32]
SLS-3/EM-3 2024Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren[33] Block 1B Crew Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für 16–26 Tage in eine Mondumlaufbahn vom Typ Near Rectilinear Halo Orbit.
Dabei soll das Wohnmodul des DSGs montiert werden.[33]
SLS-4/EM-4 2025Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren[33] Block 1B Crew Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für 26–42 Tage in eine Mondumlaufbahn vom Typ Near Rectilinear Halo Orbit.
Logistik und Experimente werden dabei zur DSG gebracht.[33]
SLS-5/EM-5 2026Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren[33] Block 1B Crew Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für 26–42 Tage in eine Mondumlaufbahn vom Typ Near Rectilinear Halo Orbit.
Transport des Luftschleusenmodul zum DSG findet statt.[33]
SLS-6/EM-6 2027Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren[33] Block 1B Cargo Unbemannte Versorgungs-Orion-Kapsel oder Deep Space Transport (kurz: DST) zum DSG mit bis zu 41 t Nutzlast.[33]
SLS-7/EM-7 2027Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren[33] Block 1B Crew Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für 191–221 Tage in eine Mondumlaufbahn vom Typ Near Rectilinear Halo Orbit zum DSG. Hauptmission: Das DST zu testen und zu entladen.[33]
SLS-8/EM-8 2028Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren[33] Block 1B Cargo Unbemanntes DST-Versorgungsraumschiff als Nachschubsversorger mit Logistikmaterialien und Kraftstoff zur DSG mit bis zu 41 t Nutzlast.[33]
SLS-9/EM-9 2029Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren[33] Block 2 Crew Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für ein Jahr zum DSG mit dem Ziel des Einspielens auf das DST.[33]
SLS-10/EM-10 2030+[33] Block 2 Cargo Unbemanntes DST-Versorgungsraumschiff zum Nachfüllen von Logistikmaterialien und Kraftstoff.[33]
SLS-11/EM-11 2030+[33] Block 2 Crew Interplanetarischer Flug mit bemannter Orion-Kapsel in den Marsorbit und zurück.[33]
Eine Orion-Raumkapsel besucht das Deep Space Gateway
Gestrichene SLS-Missionen (Stand 2018)
Mission Zieltermin Variante Bemerkungen
Asteroid Redirect

Crewed Mission

2026 Block 1B Eine Orion-Kapsel mit vier Besatzungsmitgliedern an einen erdnahen Asteroiden schicken, der robotisch erfasst wird.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Space Launch System – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. NASA inspector general sharply criticizes SLS core stage development. In: Spacenews. 10. Oktober 2018, abgerufen am 11. Oktober 2018 (englisch).
  2. a b NASA “still working toward” 2020 launch of massive SLS rocket. In: Ars Technica. 6. Februar 2019, abgerufen am 11. Februar 2019 (englisch).
  3. NASA’s 2020 Budget Request Aims to Speed Lunar Exploration. In: Wallstreet Journal. 10. März 2019, abgerufen am 12. März 2019 (englisch): „… Space Launch System, which was supposed to fly next year but now may not blast off on its first demonstration mission until 2022, according to another person briefed on the numbers.“
  4. a b c d United States Commercial ELV Launch Manifest. 19. Dezember 2018, abgerufen am 20. Dezember 2018 (englisch).
  5. The Vision for Space Exploration – February 2004 (PDF). NASA, 15. Februar 2004, abgerufen am 17. Januar 2016 (englisch).
  6. Obama Vows Renewed Space Program. New York Times, 15. April 2010, abgerufen am 17. Januar 2016 (englisch).
  7. Preliminary NASA plan shows Evolved SLS vehicle is 21 years away. nasaspaceflight.com, 27. Juli 2011, abgerufen am 17. Januar 2016 (englisch).
  8. SLS finally announced by NASA – Forward path taking shape. nasaspaceflight.com, 14. September 2011, abgerufen am 17. Januar 2016 (englisch).
  9. Jeff Foust: NASA inspector general sharply criticizes SLS core stage development. In: Spacenews. 10. Oktober 2018, abgerufen am 12. März 2019 (englisch).
  10. a b c d Loren Grush: The first three missions of NASA’s next big rocket will have to settle for a less-powerful ride. 22. Mai 2018, abgerufen am 20. Dezember 2018.
  11. Eric Berger: New White House budget spells trouble for NASA’s SLS rocket. In: Ars Technica. 11. März 2019, abgerufen am 11. März 2019 (englisch).
  12. Philip Sloss: Administration proposes the end of EUS while Administrator considers full Exploration manifest rewrite. In: Nasaspaceflight. 19. März 2019, abgerufen am 19. März 2019 (englisch).
  13. a b NASA announces new rocket for deep space missions. Spaceflight Now, 14. September 2011, abgerufen am 6. Oktober 2013 (englisch).
  14. Aerojet Rocketdyne wins propulsion contracts worth nearly $1.4 billion. Spaceflight Now, 27. November 2015, abgerufen am 19. Januar 2016 (englisch).
  15. SLS Core Stage Fact Sheet PDF (englisch)
  16. Stephen Clark: Rocket companies hope to repurpose Saturn 5 engines. Spaceflight Now, 18. April 2012, abgerufen am 6. Oktober 2013 (englisch).
  17. Dan Leone: News from the 30th Space Symposium | Second SLS Mission Might Not Carry Crew. In: Spacenews. 21. Mai 2014, abgerufen am 12. März 2019 (englisch).
  18. SLS to be robust in the face of scrubs, launch delays and pad stays. NASASpaceFlight.com. 4. April 2012. Abgerufen am 9. April 2012.
  19. David Hitt, NASAs Marshall Centre (14. Januar 2014): http://www.nasa.gov/exploration/systems/sls/sls-science-missions.html. Abgerufen am 9. Februar 2014.
  20. SLS Engine Section Barrel Hot off the Vertical Weld Center at Michoud. NASA
  21. Chris Bergin: Stennis conducts SLS engine firing marking RS-25 return. Abgerufen im January 2015.
  22. NASA Invites Media for Look at NASA’s Space Launch System Progress. NASA, 20. Februar 2019, abgerufen am 12. März 2019 (englisch).
  23. Jeff Foust: NASA budget proposal targets SLS. In: Spacenews. 11. Mai 2019, abgerufen am 12. März 2019 (englisch).
  24. Stephen Clark: NASA expects first Space Launch System flight to slip into 2020 – Spaceflight Now. Abgerufen am 20. Dezember 2018 (amerikanisches Englisch).
  25. Kathryn Hambleton: Around the Moon with NASA’s First Launch of SLS with Orion. 7. März 2018, abgerufen am 21. Dezember 2018.
  26. Kathryn Hambleton: Exploration Mission-1 Map. 9. Februar 2018, abgerufen am 21. Dezember 2018.
  27. Karen Northon: Space Launch System’s First Flight to Send Sci-Tech Sats to Space. 2. Februar 2016, abgerufen am 20. Dezember 2018.
  28. Kathryn Hambleton: First Flight With Crew Important Step on Long-Term Return to Moon. 27. August 2018, abgerufen am 21. Dezember 2018.
  29. Note from the Project Manager. Jet Propulsion Laboratory, Mai 2018, abgerufen am 11. März 2019 (PDF, englisch).
  30. Fiscal Year 2020 Budget of the U.S. Government. Bundesregierung der Vereinigten Staaten, 11. März 2019, abgerufen am 11. März 2019 (PDF, englisch).
  31. thespacereporter.com (4. Januar 2016): Archivlink (Memento vom 18. Januar 2016 im Internet Archive) (englisch). Dieser Artikel erzählt über den 2020 Mars Rover und über den Europa Clipper. Abgerufen am 23. Juni 2017.
  32. Van Kane (The Planetary Society) (5. Januar 2016):http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/van-kane/20160105-nasa-europa-lander.html: (englisch). Abgerufen am 23. Juni 2017.
  33. a b c d e f g h i j k l m n o p q r William H. Gerstenmaier: Progress in Defining the Deep Space Gateway and Transport Plan. NASA, 28. März 2017, abgerufen am 29. August 2017.