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Die Space Shuttle werden vom Kennedy Space Center in Florida aus in Richtung Atlantik gestartet. Je nach Missionsziel folgt der Bodenpfad des Shuttles in eine andere Richtung. Fliegt der Space Shuttle zur Internationalen Raumstation ISS, folgt der Bodenpfad nach Nordosten an der Ostküste der USA entlang. Ist die Bahnneigung nicht wichtig, fliegt der Space Shuttle aus Energiespar-Gründen in östlicher Richtung direkt über den Atlantik hinaus.
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Im Jahre 2010 geht die Shuttle-Flotte nach voraussichtlich 117 Missionen in Rente. Bis dahin ist ein reger Flugverkehr zur ISS geplant, weil die USA den vertraglichen Verpflichtungen zur Fertigstellung der Raumstation nachkommen will. Die Module der ISS sind von der Grösse her so ausgelegt, dass sie nur mit dem Space Shuttle in den Weltraum befördert werden können. Im Jahr 2007 sind 4 Flüge zur ISS vorgesehen, im Jahr 2008 5 Flüge (davon ein Flug als letzte Servicemission zum Hubble Weltraumteleskop), im 2009 4 Transportflüge und schlussendlich 2010 noch 3 Missionen.
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Der Start eines Space Shuttle verläuft nach vorgegebenem Plan, dem Countdown. Im folgenden Kapitel sind die einzelnen Zeitabschnitte aufgelistet.
Acht Minuten nach dem Start werden die Haupttriebwerke abgeschalten und der grosse Treibstofftank abgeworfen. Der Tank stürzt anschliessend in den Indischen Ozean. Mit dem Abschalten der Triebwerke empfängt die Crew die Schwerelosigkeit. Startet der Space Shuttle zur Internationalen Raumstation ISS, so fliegt der Shuttle rund 20 Minuten nach dem Start in Florida über Mitteleuropa. Herrscht zu diesem Zeitpunkt in Europa Dämmerung, so dann der Shuttle, gefolgt vom Treibstofftank, als Lichtpunkt gesehen werden. Das Paar bewegt sich von Nordwesten gegen Südosten. Der Treibstofftank erscheint rötlich und etwas weniger hell. Je nachdem ob der Tank bereits ins Truddeln geraten ist, ändert sich seine Helligkeit periodisch. Gut ausgerüstete Amateurastronomen können in den folgenden Tagen der Mission versuchen, den Shuttle und die ISS beim kurzen Vorbeiflug vor der Sonne zu erhaschen. Die Zeiten hierfür und auch die bereits per blossem Auge sichtbaren Überflüge finden Sie in CalSky.com. Das Bild auf der linken Seite stammt vom französischen Amateurastronomen Thierry Legault und zeigt den Transit von ISS und dem Space Shuttle Atlantis vor der Sonnenscheibe. Diese einmalige und eindrückliche Beobachtung war dank den Berechnungen von CalSky möglich.
Zeit |
Aktion |
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| L-43 Stunden: | Der Countdown für die Space Shuttle-Mission beginnt; Voraussetzung: Das Startteam ist vollständig und bereit. Während der nächsten 16 Stunden erfolgen die Aktivierung und der Test der Navigationssysteme und eine erste Überprüfung des Flugdecks. |
| L-27 Stunden: | Der Countdown wird für vier Stunden angehalten. Während dieser Zeit verlassen alle Mitglieder des Teams, die ihre Arbeiten abgeschlossen haben, den Startplatz. |
| L-23 Stunden: | Mit der Wiederaufnahme des Countdowns werden flüssiger Sauerstoff und flüssiger Wasserstoff in die Tanks der Brennstoffzellen gefüllt, die den Orbiter während der Mission mit elektrischer Energie versorgen. |
| L-19 Stunden: | Ein zweiter Halt in der unmittelbaren Startvorbereitung erfolgt für weitere vier Stunden. |
| L-15 Stunden: | Während der nächsten Countdown-Periode werden die drei Haupttriebwerke des Shuttles für die Betankung und den Flug vorbereitet, das Schallunterdrückungssystem des Startplatzes wird mit Wasser gefüllt. |
| L-11 Stunden: | Die Brennstoffzellen des Shuttles werden aktiviert und alle nicht mehr notwendigen Mitarbeiter verlassen den Startplatz. Der Laderaum und andere Hohlräume des Orbiters werden mit gasförmigem Stickstoff gefüllt, um die Befüllung des Außentanks mit den kryogenen Treibstoffen vorzubereiten. |
| L-6 Stunden: | Countdown-Hold für etwa 2 Stunden. Sobald das Startteam feststellt, dass alle Kriterien für den Start erfüllt sind, wird der Startplatz von allen Personen geräumt und der Countdown beginnt wieder. Die Treibstoffleitungen werden gekühlt und das Beladen des Außentanks mit fast zwei Millionen Litern Treibstoff (flüssiger Sauerstoff und flüssiger Wasserstoff) beginnt. Danach führt ein Team am Startplatz eine letzte Inspektion des Orbiters durch. |
| L-3 Stunden: | Während der anschließenden Halteperiode werden die Bahnverfolgungsantennen der nahe gelegenen Merritt Island-Bahnverfolgungsstation für den Start ausgerichtet. Die Shuttle-Crew begibt sich zum Startplatz. Nach der Ankunft wird sie durch den so genannten White Room (Weißen Raum) am Ende des Zugangsarms in den Orbiter gebracht. Die Astronauten führen dann Tests der Sprachverbindung mit dem Startkontrollzentrum im Kennedy Space Center und dem Missionskontrollzentrum im Johnson Space Center durch. Die Luke wird dann geschlossen und die Dichtungen werden geprüft. |
| L-20 Minuten: | Der vorletzte Halt des Countdown. |
| L-10 Minuten: | Die Bordcomputer und das Ersatzflugsystem werden in Startkonfiguration gebracht. |
| L-9 Minuten: | Wenn die Startfreigabe erfolgt ist, beginnt die letzte Phase des Countdown. |
| L-7 Minuten, 30 Sekunden: | Der Zugangsarm zum Orbiter wird zurückgezogen und die Aufnahmegeräte (Flugrecorder) des Shuttles für den Flug werden aktiviert. Die Höhenruder, Bremsklappen und Ruder werden bewegt und in ihre Startposition gebracht, ebenso die Düsen der Haupttriebwerke. |
| L-3 Minuten: | Der Tank für flüssigen Sauerstoff wird auf Betriebsdruck gebracht und die Haube auf dem Haupttank, die die Bildung von Eis an der Sauerstoff-Entlüftungsöffnung verhindert, wird zurückgefahren. |
| L-50 Sekunden: | Das Shuttle schaltet von der externen Energieversorgung auf Bordversorgung um. |
| L-31 Sekunden: | Die Bordcomputer des Shuttles beginnen mit der automatischen Startsequenz. Das Schalldämpfungssystem wird aktiviert und das Deck der mobilen Startplattform sowie Teile der Startanlage werden mit Wasser geflutet, um das Shuttle vor akustischen Schäden durch Vibrationen beim Start zu schützen. |
| L-11 Sekunden: | Das Notfall-System zur Zerstörung der Feststoffraketen wird zur Einhaltung der Sicherheit am Startplatz aktiviert. |
| L-10 Sekunden: | Flammen werden unter den Haupttriebwerken gezündet, um restlichen Wasserstoff zu verbrennen. Die Bordcomputer öffnen die Ventile, die den Weg des flüssigen Sauerstoffs und Wasserstoffs zu den Turbopumpen freigeben. |
| Zündung der Haupttriebwerke, innerhalb von drei Sekunden werden 90 Prozent des maximalen Schubs aufgebaut. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt ebenfalls die Zündung der Feststofftriebwerke. | |
| L-0: | Das Shuttle verlässt den Startturm und steigt auf, etwa sieben Sekunden nach der Zündung. Nach Verlassen des Startturms geht die Missionskontrolle an das Johnson Space Center über. |
| L+ 1 Minute: | In einer Höhe von rund zehn Kilometern sind die dynamischen Belastungen des Shuttles am größten. Um die dynamischen Belastungen des Shuttles im erlaubten Bereich zu halten, werden die Haupttriebwerke zu diesem Zeitpunkt auf 75 Prozent ihrer Leistung gedrosselt. In der höheren Atmosphäre werden die Haupttriebwerke wieder auf vollen Schub hochgefahren. |
| L+2 Minuten: | Der Treibstoff der Feststofftriebwerke (rund 100 Tonnen) ist verbraucht. Diese werden dann vom Orbiter abgesprengt. Das Shuttle ist in eine Höhe von etwa 48 Kilometern aufgestiegen und hat eine Geschwindigkeit von 4.650 Kilometer pro Stunde. |
| L+8 Minuten: | In einer Höhe von fast 100 Kilometer, werden die Haupttriebwerke des Shuttles abgeschaltet. Der Shuttle hat eine Geschwindigkeit von fast 27.000 Kilometer pro Stunde erreicht. Nach dem Abschalten der Haupttriebwerke wird der Flug mit Hilfe der beiden Triebwerke des Bahnsteuerungssystems bis zum Erreichen der Umlaufbahn korrigiert. |
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Während des Startvorgangs des Space Shuttles kann es trotz aller Erfahrungen und Maßnahmen zur Gewährleistung der Sicherheit der Crew und des Shuttles zu Anomalien kommen, die einen Startabbruch (Abort) unmittelbar vor und nach dem Abheben sowie in der Aufstiegsphase notwendig machen. Dazu wurden von der NASA verschiedene Verfahren entwickelt.
In diesem Fall wird der Countdown in seiner unmittelbaren Endphase, nach Beginn der automatischen Startsequenz, das heißt nach Übergabe der Startsequenz von der Bodenkontrolle an den Redundant Sequence Launch Sequenzer (RSLS) abgebrochen, bevor die Feststofftriebwerke gezündet haben.
Dies war der Fall bei:
STS-41D, 26. Juni 1984, L - vier Sekunden (undichtes Ventil Triebwerk 3)
STS-51F, 12. Juli 1985, L – drei Sekunden (Kühlproblem Triebwerk 2)
STS-55, 22. März 1993, L – drei Sekunden (defektes Ventil Triebwerk 2)
STS-51, 12. August 1993, L – drei Sekunden (Sensorausfall Triebwerk 2)
STS-68, 18. August 1994, L – 1,9 Sekunden (Überhitzung Turbopumpe Triebwerk 3)
Beim so genannten RTLS (Return to Launch Site) wird der Aufstieg des Space Shuttles bei maximal vier Minuten und 20 Sekunden nach dem Abheben abgebrochen. Dieser Fall tritt ein, sollte eines der Haupttriebwerke den für das Erreichen der Umlaufbahn notwendigen Schub verlieren. Dann werden sofort die beiden Feststofftriebwerke abgeworfen. Das Shuttle führt ein Rollmanöver aus, die Haupttriebwerke werden abgeschaltet und der Haupttank abgetrennt. Nach einem Kurvenflug fliegt die Crew direkt zurück zum Kennedy Space Center.
Fünf Minuten nach dem Start ist eine Rückkehr zum Startgelände nicht mehr möglich. Ebenso wird bei Ausfall eines Triebwerks und noch fehlender Höhe die Erdumlaufbahn nicht mehr erreicht. Für diesen Fall wurde das Verfahren Transoceanic Abort Landing (TAL) entwickelt. In dieser Situation geht der Orbiter in einen ballistischen Flug über. Eine Landung ist dann bis zu 45 Minuten nach dem Start in Europa möglich. Die Entscheidung über den Landeplatz hängt von der Flugbahn und der so genannten Bahninklination, das heißt der Bahnneigung gegenüber dem Äquator, ab. Deshalb ist es notwendig, dass auch die drei Notlandeplätze während des Countdown aufnahmebereit sein müssen und überwacht werden. Gegenwärtig arbeitet die NASA mit den Plätzen Saragossa und Moron in Spanien und Istres in Frankreich zusammen.
Sollte es zu Anomalien in der Endphase des Aufstiegs kommen, kurz vor Erreichen der Erdumlaufbahn, so erfolgt der so genannte Abort to Orbit (ATO). Das Space Shuttle geht dann in einen niedrigeren aber stabilen Orbit über. Je nach Missionsplanung erfolgt dann die Entscheidung über die Rückkehr der Crew.
Dies war der Fall bei:
STS-51F, 29. Juli 1985, L+5 Minuten 45 Sek. (Sensorproblem Triebwerk 1)
Im Zeitraum zwischen den Abbruchszenarien TAL und ATO kann es auch zu einem Abort once around (AOA) kommen. Ursachen dafür können Druckverluste in der Kabine oder Kühlprobleme sein. Dabei führt das Shuttle eine Erdumrundung durch und kann 90 Minuten nach dem Abheben auf den Landeplätzen in den USA nieder gehen: White Sands/New Mexiko, Edwards Air Force Base/Kalifornien oder wieder am Kennedy Space Center/Florida.
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