SpaceX und NASA bereiten sich darauf vor, das Raumschiff im Orbit aufzutanken

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NASA und SpaceX machen Fortschritte bei ihren Bemühungen, die Wirksamkeit der Betankungstechnologie von Starship zu demonstrieren. Dies ist ein entscheidender Schritt für die Ambitionen der NASA, mit diesem revolutionären Raumfahrzeug Menschen zum Mond zurückzubringen.

Zwei kritische Manöver

Die NASA will im Rahmen der Artemis-3-Mission bis 2026 Menschen zum Mond zurückbringen. Dem Plan zufolge soll eine Orion-Kapsel mit den Astronauten an Bord von einer SLS-Rakete ins All befördert werden. Orion wird sich dann auf den Mond zubewegen, um ihn zu umkreisen. In der Zwischenzeit wird das Raumschiff direkt im Orbit betankt, mit dem Ziel, auch den Mond anvisieren zu können.

Dort angekommen nähert sich das Schiff der Orion, um die Besatzung zu bergen. Das Raumschiff wird dann auf der Mondoberfläche landen.

Diese Missionsarchitektur umfasst zwei kritische Manöver. Eine davon beinhaltet das Andocken zwischen dem Raumschiff und Orion in der Mondumlaufbahn. Zur Vorbereitung führten die NASA und SpaceX vor einigen Wochen Hunderte Simulationen mit großer Hardware durch.

Allerdings wird es bei einem ersten Manöver zunächst darum gehen Treibstofftransfer für Raumschiffe in der Erdumlaufbahn. Dazu müssen mehrere Frachtschiffe am Starship andocken. Es ist diese Operation, die uns heute interessiert.

Eine Demonstration ist für nächstes Jahr geplant

Bei einer Sitzung des Human Exploration and Exploitation Committee des NASA Advisory Board hob Amit Kshatriya, stellvertretender stellvertretender Administrator der NASA für das Mond-Mars-Programm, die Fortschritte von SpaceX bei der Entwicklung dieser Technologie hervor.

Der letzte Starship-Testflug am 14. März markierte einen bedeutenden Meilenstein erste Demonstration des Treibstofftransfers zwischen zwei Panzern im Flug.

Konkret plante SpaceX, mindestens zehn Tonnen flüssigen Sauerstoff aus einem Sekundärtank in den Primärtank der Oberstufe des Raumschiffs zu transportieren, während es sich im Orbit befand. Obwohl weder SpaceX noch die NASA seit dieser Demonstration detaillierte Updates bereitgestellt haben, sagte Kshatriya, dass der Test offenbar ein Erfolg gewesen sei.

Der nächste große Schritt ist für 2025 geplant. Bei dieser Mission wird zuerst ein „Ziel“-Schiff gestartet, dicht gefolgt von einem „Jäger“-Schiff. Die beiden Geräte werden im Orbit andocken, um Treibstoff zu transportieren. Sie trennen sich dann, bevor sie desorbiert werden.

Illustration eines Raumschiffs, das von einem Frachtschiff betankt wird. Credits: SpaceX

Bereiten Sie sich auf den Test vor

Vor diesem Test gibt es jedoch noch viel zu tun für SpaceX. Tatsächlich müssen beim Andocken von Raumfahrzeugen zum Transfer von Treibstoff mehrere Faktoren berücksichtigt werden, um einen effizienten Transfer sicherzustellen. Zunächst einmal ist es wichtig verstehen, wie sich Kraftstoff bewegt in den Tanks, wenn das Raumschiff Manöver durchführt, etwa bei Orientierungs- oder Geschwindigkeitsänderungen. Diese Bewegungen können dann die Verteilung des Kraftstoffs in den Tanks beeinflussen und die Stabilität des Schiffes beeinträchtigen.

Dann eine angemessene Menge „Stabilisierungsschub“ ist notwendig, sobald die Schiffe angedockt sind. Dieser Schub wird verwendet, um das Raumfahrzeug während des Treibstofftransfers in einer stabilen Position zu halten, indem äußere Kräfte ausgeglichen werden, die die Ausrichtung des Raumfahrzeugs stören könnten. Ohne ausreichenden Stabilisierungsschub könnte es schwierig sein, einen effizienten und sicheren Treibstofftransfer zwischen Schiffen aufrechtzuerhalten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis, wie sich Treibstoff in Tanks bewegt, und die Bereitstellung eines angemessenen Stabilisierungsschubs entscheidende Elemente für die Gewährleistung eines erfolgreichen Treibstofftransfers zwischen Raumfahrzeugen sind. Diese Aspekte müssen daher sorgfältig untersucht und bei der Planung und Durchführung solcher Operationen im Weltraum berücksichtigt werden.

Auf diesen Treibstofftransfertest im Weltraum folgt dann ein Unbemannte Demonstrationsmission eines Raumschiffs, einschließlich der Betankung des Fahrzeugs im Orbit und seiner Beförderung zum Mond zur Landung. Dieser Vorgang umfasst auch eine „Aufstiegsdemonstration“ Zunächst nicht im Plan enthalten, zu beweisen, dass Starship von der Mondoberfläche starten kann.

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