CST-100 Starliner

Raumschiff

Der CST-100 Starliner (CST für Crew Space Transportation) ist ein in Entwicklung befindliches bemanntes und wiederverwendbares Raumschiff, hergestellt von Boeing.

CST-100 Starliner (Computergrafik)
Explosionszeichnung des CST-100 Starliner

Entwicklung und ErprobungBearbeiten

 
Eine Atlas V mit dem CST-100 des Orbital Flight Test auf der Startrampe mit dem Serviceturm (18. Dezember 2019)
 
Das CST-100 des Orbital Flight Test am 22. Dezember 2019 nach der Landung

Die Entwicklung des CST-100 Starliner wird mit knapp 5 Milliarden US-Dollar[1] von der NASA im Rahmen der Programme COTS, CCDev und CCiCap finanziert, um den Transport von Ausrüstungen, Gütern und Besatzungen zur Internationalen Raumstation zu gewährleisten. Als Trägerrakete kommen die Atlas V, die Delta IV, die Falcon 9 und zukünftig die Vulcan in Frage. Die Delta IV ist allerdings nicht für bemannte Flüge zugelassen, und für die Falcon 9 wurde kein Adapter entwickelt. Für die ersten Flüge wird die Atlas V verwendet, die von der United Launch Alliance vermarktet wird, einem Joint Venture zwischen Lockheed Martin und Boeing.

Im September 2011 fand ein erster Test des Airbagsystems statt. Dabei wurde ein Prototyp aus anderthalb Kilometern Höhe über der Mojave-Wüste abgeworfen. Im April 2012 wurde erstmals das Hauptfallschirmsystem erprobt, indem aus drei Kilometern Höhe ein Prototyp über der Wüste Nevadas fallengelassen wurde. Im Juli des folgenden Jahres stellte Boeing ein Mock-Up der CST-100 Starliner-Kapsel vor. Zwei NASA-Astronauten (Serena Auñón und Randolph Bresnik) testeten die Inneneinrichtung. Im September 2013 wurden die Steuertriebwerke des CST-100 Starliners erprobt, mit denen das Raumschiff manövrieren sowie abbremsen kann.

Am 4. November 2019 wurde beim Pad Abort Test das Rettungssystem erprobt. Obwohl einer von drei Fallschirmen nicht öffnete, gelang die unbeschadete Landung des Raumschiffs.[2]

Der erste, unbemannte orbitale Testflug (Boe-OFT) fand am 20. Dezember 2019 statt. Nach der Trennung von der Atlas-Oberstufe erkannte man mehrere Programmfehler in der Software des Starliners. Manuelle Eingriffe der Bodenkontrolle verhinderten einen Verlust des Raumschiffs.[3] Durch unplanmäßiges Zünden von Steuertriebwerken ging jedoch so viel Treibstoff verloren, dass der Starliner nicht mehr – wie geplant – die Internationale Raumstation ansteuern konnte.[4]

Da das Raumschiff nur zwei Tage lang eigenständig im All verbleiben kann, wurde die Mission abgebrochen. Am Morgen des 22. Dezember 2019 spielte Boeing ein Software-Update ein, das einen schwerwiegenden Fehler in der Ansteuerung der Triebwerke behob und womöglich einen Verlust des Raumschiffs verhinderte.[5] Wenige Stunden danach gelang eine sichere Landung der Besatzungskapsel des CST-100 in der Wüste von White Sands im Süden des US-Bundesstaats New Mexico.[6]

Nach dem teilweise gescheiterten Test wurden Boeing 61 „Korrekturmaßnahmen“ (corrective actions) auferlegt, die die Software des Raumschiffs und die Software-Entwicklungsprozesse im Starliner-Programm betreffen.[7][8] Außerdem vereinbarten die NASA und Boeing eine Wiederholung des Flugs.[9]

Als Testpiloten für den ersten bemannten Testflug (Boe-CFT) nominierte die NASA am 3. August 2018 Christopher Ferguson, Nicole Aunapu Mann und Eric Boe.[10] Boe wurde im Januar 2019 aus gesundheitlichen Gründen durch Michael Fincke ersetzt.[11] Beim zweiten bemannten Starliner-Flug sollen Josh Cassada, Sunita Williams[10] und Jeanette Epps die Besatzung bilden.[12]

AufbauBearbeiten

Wie bei Apollo besteht das Raumschiff aus einem Mannschafts- und einem Servicemodul.

Das kegelförmige Mannschaftsmodul hat einen Durchmesser von 4,5 Metern und soll eine Besatzung von sieben Personen aufnehmen können. Die Astronauten sitzen in zwei Reihen übereinander, vier in der unteren, drei in der oberen. Die Kapsel wird über drahtloses Internet, eine „Sky-Lighting“-LED-Beleuchtung, Sitze, die den Aufprall ähnlich wie bei Sojus abdämpfen sowie über moderne, tablet-ähnliche Bordcomputer verfügen. An der Spitze befindet sich der IDSS-kompatible Kopplungsadapter, mit dem das Raumschiff an die IDA-Kopplungsstutzen der ISS andocken soll.

Das Servicemodul ist in eine Mittel- sowie sechs Außensektionen unterteilt. In den Außensektionen befinden sich die Tanks. Für Bahnänderungen sind 20 Kleintriebwerke mit je etwa 2,2 kN Schub vorhanden; hinzu kommen 28 Lageregelungstriebwerke mit jeweils ca. 0,5 kN Schub. Weitere 4 × 200 kN erzeugen vier RS-88-Triebwerke, die nur in Notfallsituationen während Starts aktiviert werden, um das Raumschiff aus dem Gefahrenbereich zu befördern.[13] Auf diese Weise kann auf eine Rettungsrakete verzichtet werden. Als Brennstoff für die Triebwerke soll eine hypergole Treibstoffmischung verwendet werden, bei der Oxidations- und Reduktionsmittel spontan miteinander reagieren, wenn sie in Kontakt gebracht werden.

FlugprofilBearbeiten

Das Raumschiff wird von Cape Canaveral AFS Launch Complex 41 starten[14] und soll 60 Stunden autonom fliegen können. Die anzufliegenden Raumstationen sollen innerhalb von 24 Stunden nach dem Start erreicht werden, mit einer Reserve von weiteren 24 Stunden. Angedockt an eine Raumstation soll ein CST-100 Starliner bis zu 210 Tage im All bleiben können. Bei der Landung soll es zunächst durch Fallschirme abgebremst werden und dann, abgefedert durch Airbags, auf dem Festland auf ausgetrockneten Seen aufsetzen. Alternativ soll auch eine Wasserung im Ozean möglich sein.

Das Mannschaftsmodul des CST-100 soll bis zu zehn Mal wiederverwendbar sein. Das Servicemodul verglüht bei der Rückkehr in der Erdatmosphäre.

MissionenBearbeiten

Stand der Liste: 29. August 2020

Nr. Mission Startdatum (UTC) Flugdauer Träger­rakete Startplatz Bemerkung
1. Boe-OFT 20. Dezember 2019[15] 2 Tage Atlas V CCAFS SLC-41 unbemannt, Teilerfolg (erfolgreicher Start und Landung, aber zu niedriger Orbit für ISS-Docking)
2. Boe-OFT-Wiederholung Dezember 2020[16] ca. eine Woche Atlas V CCAFS SLC-41 unbemannt
geplant
2. Boe-CFT nicht vor Juni 2021[17] Atlas V CCAFS SLC-41 geplant
Besatzung: Michael Fincke, Chris Ferguson, Nicole Mann[17]
3. Starliner-1 Ende Dezember 2021[17][18] 6 Monate[18] Atlas V CCAFS SLC-41 geplant
Besatzung: Sunita Williams Josh Cassada, Jeanette Epps[18]

WeblinksBearbeiten

Commons: CST-100 – Sammlung von Bildern
  • Design Considerations for a Commercial Crew Transportation System. PDF

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Boeing takes $410 million charge to redo failed astronaut flight test if NASA requires. CNBC, 29. Januar 2020.
  2. Boeing performs Starliner pad abort test. Spacenews, 4. November 2019.
  3. NASA Shares Initial Findings from Boeing Starliner Orbital Flight Test Investigation. NASA, 7. Februar 2020.
  4. Testflug von Raumkapsel „Starliner“ zur ISS fehlgeschlagen orf.at, 20. Dezember 2019, abgerufen 20. Dezember 2019, 16:15 Uhr MEZ.
  5. Boeing Starliner Flight’s Flaws Show ‘Fundamental Problem,’ NASA Says. The New York Times, 7. Februar 2020.
  6. Boeing capsule returns to Earth after aborted space mission (Update), In: Phys.org (englisch)
  7. NASA Update on Orbital Flight Test Independent Review Team. NASA, 6. März 2020.
  8. Jeff Foust: No decision yet on need for second Starliner uncrewed test flight. Spacenews, 6. März 2020.
  9. Boeing to Fly Second Uncrewed Orbital Flight Test for NASA. NASA, 6. April 2020.
  10. a b Jeff Foust: NASA assigns astronauts to first commercial crew missions. 3. August 2018, abgerufen am 4. August 2018 (englisch).
  11. NASA: NASA Announces Updated Crew Assignment for Boeing Flight Test. 22. Januar 2019, abgerufen am 27. Januar 2019 (englisch).
  12. Sean Potter: Astronaut Jeanette Epps Joins First Operational Boeing Crew Mission. 25. August 2020.
  13. Stephen Clark: Boeing closing in on Starliner pad abort test. In: Spaceflight Now. 1. Oktober 2019, abgerufen am 1. Oktober 2019.
  14. Crew tower rising at Cape Canaveral Launch Complex 41. In: FloridaToday, 21. September 2015. Abgerufen am 19. August 2016. 
  15. Heute fliegt der CST-100 Starliner zur ISS, In: Nau.ch
  16. Launch Schedule. Spaceflight Now, abgerufen am 29. August 2020 (englisch).
  17. a b c NASA: Boeing’s Starliner Makes Progress Ahead of Flight Test with Astronauts. 28. August 2020, abgerufen am 29. August 2020 (englisch): „After a successful OFT-2, Boeing and NASA will fly Starliner’s first crewed mission, the Crew Flight Test, currently targeted for no earlier than June 2021, with the first post-certification mission, called Starliner-1, tentatively scheduled for no earlier than late December 2021. The CFT crew members are Boeing astronaut Chris Ferguson and NASA astronauts Mike Fincke and Nicole Mann.“
  18. a b c NASA: NASA Astronaut Jeanette Epps Joins First Operational Boeing Crew Mission to Space Station. In: NASA Release 20-082. 25. August 2020, abgerufen am 28. August 2020 (englisch).