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Dragon 2

Raumschiff von SpaceX
(Weitergeleitet von Dragon V2)
Dragon 2
Iss058e027464 The uncrewed SpaceX Crew Dragon spacecraft on approach to the station's Harmony module.jpg
Crew Dragon beim ersten Anflug an die ISS (3. März 2019)
Beschreibung
Entwicklungsland: Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Vereinigte Staaten
Hersteller: SpaceX
Besatzung: Bis zu 7 Personen
Erstflug: 6. Mai 2015 (Pad-Abort-Test)
2. März 2019 (Unbemannter Orbitalflug)[1][2]
2020 (bemannter Orbitalflug)
Status: Testphase
Trägerrakete: Falcon 9
Technische Daten[3]
Höhe: 8,1 m
Durchmesser: 4 m
Innenvolumen: 9,3 m3
zuzüglich 37 m3 im Trunk
Startmasse: ca. 13 t[4]
zuzüglich maximal 6 t Nutzlast

Die Dragon 2 oder auch Dragon V2 (Dragon Version 2) ist ein wiederverwendbares Raumschiff des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX und das zweite Modell der Dragon-Serie. Es werden zwei Varianten des Raumschiffs gebaut:[5] Die Crew Dragon, welche zukünftig Astronauten zur Internationalen Raumstation (ISS) transportieren soll, und die Cargo Dragon 2 für Fracht. Als Trägerrakete dient die Falcon 9.

Am 2. März 2019 erfolgte der erste, noch unbemannte Testflug zur ISS.[1] In der Folge sind ein Test des Rettungssystems im Flug sowie der erste bemannte Flug geplant.

Entwicklung und AuftragsvergabeBearbeiten

SpaceX-Gründer und -Chefentwickler Elon Musk stellte die Dragon 2 am 29. Mai 2014 anhand eines Mock-ups vor.[6] Im September 2014 wählte die NASA die Dragon 2 neben dem CST-100 Starliner von Boeing im Rahmen ihres Commercial-Crew-Development-Programm (CCDev; Entwicklungsprogramm für kommerziellen bemannten Raumflug) zur Realisierung aus. Der Auftrag auf Basis des vorgestellten Modells der Dragon 2 hat einen Wert von 2,6 Milliarden US-Dollar und umfasst den Bau des Raumschiffs, mehrere unbemannte Testflüge und einen Demonstrationsflug mit NASA-Astronauten. Nach erfolgreichen Tests und Zertifizierung durch die NASA sollen zwei bis sechs bemannte Missionen beauftragt werden. Die Finanzierung der ersten Testflüge erfolgt in der Programmphase Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap) innerhalb des CCDev-Programms.[7]

Im Februar 2017 hatte SpaceX außerdem bekannt gegeben, einen Auftrag erhalten zu haben, um mit einer Dragon 2 Weltraumtouristen um den Mond herum zu befördern. Der Flug wurde jedoch später verschoben und auf die BFR umgeplant.[8]

Technik und besondere LeistungsmerkmaleBearbeiten

Das Raumschiff besteht aus der bemannten Kapsel und einem Servicemodul, Trunk genannt. Die Kapsel verfügt über den Hitzeschutzschild und ist in der Lage zur Erde zurückzukehren. Alle Hauptsysteme, wie auch die Manövertriebwerke sind in die Kapsel integriert. Der Trunk ist sehr viel einfacher aufgebaut als bei anderen Raumschiffen, wie Sojus oder Apollo. Er trägt u. a. aerodynamische Stabilisierungsflächen für den Startabbruch, die Solarzellen und kann zusätzliche Ladung aufnehmen, die ohne Atmosphärenbedingungen auskommt. Der Trunk wird vor dem Wiedereintritt abgetrennt, um dann zu verglühen.[3]

Cockpit und BedienerführungBearbeiten

 
Sunita Williams in einem Crew-Dragon-Vorführmodell

Kommandant und Copilot können die Kapsel über ein herunterklappbares Touchscreen-Bedienfeld steuern, das zwei Bildschirme als Datenausgabe und ein Steuerfeld sowie einen Joystick zur Flugsteuerung und, ergänzend als Backup zur Bedienung lebenswichtiger und sicherheitsrelevanter Steuergrößen, Knöpfe und Drehregler beinhaltet.[9]

AndockfähigkeitBearbeiten

Benötigt die Dragon 1 zum Andocken an die ISS noch deren Greifarm, so soll die Dragon 2 sowohl automatisch als auch gesteuert im freien Flug an die ISS andocken können.[6]

HitzeschildBearbeiten

Der Hitzeschild auf der Unterseite der Kapsel, der ein Verglühen des Raumschiffs beim Wiedereintritt in die Atmosphäre verhindert, besteht aus einer Weiterentwicklung des PICA-X-Hitzeschildes (Phenolic Impregnated Carbon Ablator), den SpaceX für die Dragon 1 entwickelt hat und in eigener Produktion herstellt.[10][11]

Landeverfahren und NotfallrettungBearbeiten

 
Crew Dragon während Tests am Glenn Research Center im Juni 2018

Das Raumschiff sollte ursprünglich so konstruiert werden, dass es möglich wäre, „überall auf dem Land mit der Präzision eines Helikopters zu landen“.[12] Hierzu wurden acht sogenannte SuperDraco-Triebwerke in die Kapsel integriert. Diese acht Triebwerke sollten auch als Startrettungssystem fungieren und somit die klassische Rettungsrakete ersetzen. Ein trotzdem vorhandener Fallschirm sollte nur bei einem Notfall geöffnet werden.

Das Raumschiff sollte nach späteren Planungen dann zunächst mit Fallschirmen gebremst werden und anschließend wassern. Später war eine Landungsoption ohne Fallschirmeinsatz auf vier Stützfüßen vorgesehen. Die Abbremsung kurz vor dem Aufsetzen sollten die SuperDracos übernehmen. Diese Pläne zu Landungen an Land wurden jedoch gestrichen. Die Triebwerke bleiben als Startrettungssystem an Bord, sollen aber nicht mehr zum Abbremsen verwendet werden. Die Position der Stützfüße wurde verändert, sodass der Hitzeschild nicht gefährdet wird. Anlass für die Änderungen sind die hohen Sicherheitsanforderungen der NASA.[13][14]

WiederverwendbarkeitBearbeiten

Mit der Cargo Dragon 2 sind bis zu fünf Flüge pro Raumschiff geplant – zwei mehr als bei der Dragon 1, die höchstens dreimal eingesetzt wird.[15] Bei der Crew Dragon ist vorerst keine Wiederverwendung geplant.

TestsBearbeiten

Bis zur vollständigen Einsatzbereitschaft muss die Dragon 2 vier Testflüge absolvieren, zwei davon dienen dem Test des Rettungssystems, welches bei einer Fehlfunktion der Trägerrakete die Besatzung aus dem Gefahrenbereich bringen soll. Die anderen beiden gehen in den Erdorbit, einmal unbemannt und der letzte bemannt.

 
Crew-Dragon-Pad-Abort-Test

Pad Abort TestBearbeiten

Beim Pad Abort Test am 6. Mai 2015 wurde erstmals das Rettungssystem der Crew Dragon erprobt. Dazu zündete eine Crew Dragon in Cape Canaveral von einem einfachen Startgestell aus ihre acht SuperDraco-Triebwerke, um mit bis zu 6 g Beschleunigung aufzusteigen und nach etwa zwei Minuten an Fallschirmen im Ozean zu wassern. Dabei wurde eine Höhe von 1500 Metern erreicht. Die Kapsel wurde geborgen und analysiert. Es befanden sich ein Crashtest-Dummy und Messgeräte an Bord, um die Belastungen für Raumschiff und zukünftige Crew zu messen. Zunächst sollte diese Kapsel für den nächsten Testflug wieder aufgearbeitet werden, da seit dem Bau allerdings einige Zeit vergangen ist und mittlerweile einige Änderungen an der Technik stattfanden, wird die Kapsel nun nicht mehr für den In-Flight Abort Test verwendet.[16]

Unbemannter TestflugBearbeiten

 
SpX-DM1 wird zur Startrampe gerollt

Am 2. März 2019 startete die noch unbemannte Crew Dragon mit der Mission SpX-DM1 zum ersten Mal in den Orbit und dockte am Tag darauf an der ISS an. David Saint-Jacques, Alexei Owtschinin und Anne McClain – Besatzung der ISS-Expedition 58 – betraten als erste ISS-Astronauten das neue SpaceX-Raumschiff. Nach fünf Tagen Aufenthalt dockte die Dragon – wiederum unbemannt – ab und landete an Fallschirmen im Atlantik, wo sie von der SpaceX-Flotte geborgen wurde. Die NASA zeigte sich zufrieden mit dem Verlauf des Tests.[17]

Rückschläge im April 2019Bearbeiten

Am 20. April 2019 fand auf der Cape Canaveral Air Force Station ein Test aller Triebwerke der DM1-Dragon-Kapsel statt. Dabei explodierte das Raumschiff und wurde vollständig zerstört.[16][18]

In einem vorläufigen Untersuchungsbericht vom 15. Juli 2019 erklärte SpaceX, dass die Explosion sich unmittelbar vor der Zündung der acht SuperDraco-Triebwerke ereignet habe. Bereits vor dem Test sei Stickstofftetroxid – das im Dragon-Antriebssystem verwendete Oxidationsmittel – durch ein Leck in das Hochdruck-Heliumsystem geraten, welches zur Druckerzeugung in den Tanks dient. Beim Druckaufbau vor der Triebwerkszündung sei eine geringe Menge der geleckten Flüssigkeit durch ein Ventil aus Titan gepresst worden. Dabei habe sie überraschenderweise mit dem Metall reagiert, was das Ventil in Brand gesetzt und die Explosion ausgelöst habe. Als Gegenmaßnahme habe man unter anderem den Treibstofffluss verändert und Ventile durch Berstscheiben ersetzt. Dadurch sei sichergestellt, dass kein Stickstofftetroxid mehr ins Heliumsystem gelangen kann.[19]

Ebenfalls im April 2019 kam es zu einer überraschenden Fehlfunktion des Fallschirmsystems bei einem von zahlreichen Tests, in denen jeweils ein Dragon-Mock-Up von einem Flugzeug oder Hubschrauber abgeworfen wurde.[20][21] Zur Behebung des Problems wurden die Nylonseile der Fallschirme durch dreimal so stabile Zylonseile ersetzt.[22]

Die beiden Fehlschläge führten zu einer Verzögerung beziehungsweise Verlängerung des Dragon-2-Testprogramms um mindestens ein halbes Jahr.

In-Flight Abort TestBearbeiten

Beim In-Flight Abort Test, der zunächst für Herbst 2015 geplant war, dann aber auf einen Zeitpunkt nach dem ersten unbemannten orbitalen Testflug verschoben wurde, soll eine Crew Dragon auf einer Erststufe einer Falcon 9 starten und nach etwa einer Minute Flugzeit, zum Zeitpunkt der größten aerodynamischen Belastung, eine Fehlfunktion der Trägerrakete simulieren und die Dragon ihre SuperDraco-Motoren zünden, um das Raumschiff aus dem Gefahrenbereich zu bringen. Anschließend soll die Dragon an Fallschirmen wassern und geborgen werden. Auch hier sollen ein Dummy und Messgeräte an Bord sein.

Statt der zerstörten DM1-Kapsel soll die eigentlich für den nachfolgenden DM2-Testflug vorgesehene Dragon zum Einsatz kommen. Letztere wird durch eine Kapsel aus neuerer Produktion ersetzt.[19] Für den Start, der einen Monat vor dem ersten bemannten Flug erfolgen soll, ist eine vierte Verwendung der Falcon-9-Erststufe Nr. B1046 geplant.[23] Es wäre der erste Viertflug einer Raketenstufe in der Raumfahrtgeschichte.

Bemannter TestflugBearbeiten

Der erste bemannte Test mit der Mission SpX-DM2 wird nach mehreren Verschiebungen für das erste Halbjahr 2020 angestrebt.[24] Als NASA-Testpiloten für diesen Flug wurden im August 2018 Robert Behnken und Douglas Hurley nominiert.[25] Verläuft die Mission erfolgreich, ist die Crew Dragon nach NASA-Vorschriften einsatzbereit und kann den regulären Crewtransport zur ISS beginnen.

EinsatzBearbeiten

Die erste reguläre Langzeitmission mit einer Crew Dragon wird frühestens 2020 stattfinden. Als US-Besatzung für diesen Flug sind Victor Glover und Michael Hopkins vorgesehen.[25]

MissionenBearbeiten

Stand der Liste: 19. Oktober 2019

Alle Dragon-2-Starts erfolgen mit Falcon 9 und bevorzugt vom Startplatz 39A des Kennedy Space Center. Die Frachtversion kann wahlweise auch vom Space Launch Complex 40 der benachbarten Cape Canaveral Air Force Station starten. Allerdings besteht dort keine Nachlademöglichkeit für Nutzlasten mit kurzer Haltbarkeit.[26]

Nr. Mission1 Startdatum (UTC) Flugdauer Dragon-Seriennr. Startplatz[27] Anmerkung
1. SpX-DM1 2. März 2019, 07:49 6d 05:56h C201[28] KSC LC-39A Erfolg
2. SpX-DM2 2020 C204[29] KSC LC-39A geplant
Crew-1[30] Frühestens 2020 KSC LC-39A geplant
CRS-21[31] August 2020 CCAFS SLC-40 geplant
CRS-22[32] 2021 CCAFS SLC-40 geplant
CRS-23[32] 2021 CCAFS SLC-40 geplant
Crew-2[33] KSC LC-39A geplant
CRS-24[34] CCAFS SLC-40 geplant
CRS-25[34] CCAFS SLC-40 geplant
CRS-26[34] CCAFS SLC-40 geplant
1 CRS steht für Commercial Resupply (kommerzieller Nachschub) und bezeichnet die Frachtflüge.

WeblinksBearbeiten

  Commons: Crew Dragon – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

VideosBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. a b Stephen Clark: Live coverage: SpaceX launches critical Crew Dragon test flight. In: Spaceflight Now. 2. März 2019, abgerufen am 2. März 2019 (amerikanisches Englisch).
  2. NASA Launch Schedule | Rocket Launches. NASA, abgerufen am 7. Februar 2019 (englisch).
  3. a b https://www.spacex.com/dragon abgerufen am 4. Januar 2019
  4. SpaceX, NASA Discuss Forthcoming Dragon Pad Abort Test. AmericaSpace, 1. Mai 2015
  5. Twitter-Berichterstattung von Chris Gebhardt, Nasaspaceflight.com, über die NASA-Pressekonferenz zur CRS-18-Mission, 24. Juli 2019; Nachtrag.
  6. a b Martin Holland: Dragon V2: SpaceX stellt Raumkapsel für bemannte Raumflüge vor. heise online, 30. Mai 2014, abgerufen am 4. Juni 2014.
  7. NASA news, September 16, 2014, RELEASE 14-256: NASA Chooses American Companies to Transport U.S. Astronauts to International Space Station, abgerufen am 18. September 2014.
  8. Jeff Foust: SpaceX signs up Japanese billionaire for circumlunar BFR flight. In: Spacenews. 17. September 2018, abgerufen am 18. September 2018.
  9. Raumfahrt: SpaceX stellt wiederverwendbare Raumfähre Dragon V2 vor. Golem.de, 30. Mai 2014, abgerufen am 4. Juni 2014.
  10. Elon Musk bei der Vorstellung der Dragon 2 ab Minute 3.03; https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=yEQrmDoIRO8
  11. SpaceX Dragon spacecraft facts. Spaceflight Now, abgerufen am 4. Juni 2014 (englisch).
  12. Elon Musk bei der Vorstellung des Raumschiffs am 29. Mai 2014 ab Minute 2:24; https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=yEQrmDoIRO8
  13. Hans-Christian Dirscherl: Elon Musk ändert Pläne zur Mars-Landung. In: PC-WELT. (pcwelt.de [abgerufen am 22. Juli 2017]).
  14. Loren Grush: Elon Musk suggests SpaceX is scrapping its plans to land Dragon capsules on Mars. 19. Juli 2017, abgerufen am 22. Juli 2017.
  15. Twitter-Berichterstattung von Chris Gebhardt, Nasaspaceflight.com, über die NASA-Pressekonferenz zur CRS-18-Mission, 24. Juli 2019.
  16. a b Stephanie Martin: More Fidelity for SpaceX In-Flight Abort Reduces Risk. nasa.gov, 1. Juli 2015, abgerufen am 1. Juli 2015 (englisch).
  17. Demo-1 Post-Splashdown Remarks from Steve Stich. In: NASA Blog. NASA, 8. März 2019, abgerufen am 8. März 2019 (englisch).
  18. Frank Wunderlich-Pfeiffer: Dragon-Raumschiff bei Test explodiert. In: Golem.de. 21. April 2019, abgerufen am 21. April 2019.
  19. a b Update: In-Flight abort static fire test anonaly investigation. SpaceX, 15. Juli 2019, abgerufen am 15. Juli 2019.
  20. Commercial Crew Program Testing Fosters Improvements in Parachute Safety. NASA Blog, 17. September 2019.
  21. Crew Dragon Parachute Tests. SpaceX-Video auf Youtube, 18. Juli 2019.
  22. Eric Berger: Elon Musk and NASA chief get on same page, vow to complete Crew Dragon. Ars Technica, 11. Oktober 2019.
  23. Chris Bergin: SpaceX present to future: From retesting boosters to planning a Starship pad. In: Nasaspaceflight.com. 2. August 2019, abgerufen am 3. August 2019.
  24. It looks like SpaceX is now prioritizing Crew Dragon—which is great for NASA. Ars Technica, 8. Oktober 2019.
  25. a b NASA: NASA Assigns First Crews to Fly Commercial Spacecraft. 3. August 2018, abgerufen am 5. August 2018 (englisch).
  26. NASA-Pressekonferenz zur CRS-18-Mission vom 24. Juli 2019.
  27. Launch Manifest. SpaceX, abgerufen am 19. Oktober 2019.
  28. Eric Ralph: SpaceX’s Crew Dragon suffers catastrophic explosion during static fire test. In: Teslarati. 21. April 2019, abgerufen am 21. April 2019.
  29. Eric Ralph: SpaceX aims to ship two new Crew Dragon spacecraft to Florida in the next two months. In: Teslarati. 30. September 2019, abgerufen am 30. September 2019.
  30. Twitter-Nachricht von Victor Glover, 12. April 2019.
  31. Upcoming ELaNa CubeSat Launches. NASA, abgerufen am 19. Oktober 2019.
  32. a b FY 2020 Budged Estimates. (PDF) NASA, 11. März 2019, abgerufen am 11. März 2019 (englisch, Seite 11; der wiedergegebene Zeitplan ist Stand 2018.).
  33. Launch Manifest. SpaceX, abgerufen am 21. April 2019: „NASA CREW (FLIGHT 2)“. Schreibweise angeglichen.
  34. a b c Launch Manifest. SpaceX, abgerufen am 8. Februar 2019.