Dragon (Raumschiff)

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Alexander Gerst / CC BY-SA 2.0

Dragon (Raumschiff)

Dragon
COTS2Dragon.2..jpg
Typ: Raumschiff
Entwurfsland: Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten
Hersteller:

SpaceX

Dragon ist ein Raumschiff des US-amerikanischen Unternehmens SpaceX, das mit der Falcon-9-Rakete gestartet wird. Die aktuelle Dragon-Kapsel (Dragon V1) ist nur zum Transport von Fracht geeignet. Die folgende Generation, Dragon V2, soll auch bis zu sieben Personen zur Internationalen Raumstation (ISS) befördern können. Im unter Druck stehenden Teil der Kapsel stehen 10 Kubikmeter Volumen für mehr als 3000 kg Nutzlast zur Verfügung. Während des Wiedereintritts und der Wasserung kommen ein ablativer Hitzeschild und Fallschirme zum Einsatz. Der erste Start einer unbemannten Dragon-Kapsel erfolgte im Dezember 2010.

Aufbau

Die Kapsel wiegt insgesamt acht Tonnen, ist 5,3 m hoch und hat einen maximalen Durchmesser von 3,7 m. An der Spitze befindet sich beim Start eine Kappe, hinter der sich der Kopplungsadapter für die ISS befindet. Dahinter folgt die 4,2 t schwere und 3,1 m hohe Druckkabine für Nutzlasten und/oder Besatzung. Laut Skizze sollen bis zu sieben Raumfahrer an Bord Platz finden. In der Kapsel integriert sind 18 Triebwerke sowie Tanks mit 1290 kg Treibstoff. Der Treibstoff reicht für eine Annäherung und Ankopplung an die ISS sowie die Abkoppelung und die Abbremsung für den Wiedereintritt aus. An die Kapsel schließen sich bei der Nutzlastkonfiguration noch ein zusätzlicher 14 m³ großer, hinten offener Hohlzylinder als Stauraum für größere Lasten an; dieser steht jedoch nicht unter Druck. An dem zusätzlichen Element werden Solarpaneele und Wärmetauscher angebracht.[1] Mit der jetzigen Version der Falcon-9-Trägerrakete kann Dragon etwa 2,5 t Nutzlast zur ISS transportieren, der COTS-Vertrag sieht insgesamt 20 t in 12 Flügen vor, das sind etwa 1,7 t pro Flug. Bei einer späteren, stärkeren Version der Falcon-9-Trägerrakete (Falcon 9 Block III) soll die maximale Nutzlast auf über 6 t pro Flug gesteigert werden.[2]

Je nach Anforderung der Mission kann der Innenraum der Dragon-Kapsel anders gestaltet werden. Bei einer Nutzlastmission werden Nutzlastracks eingebaut. Zudem gibt es zwei Installationsmöglichkeiten der Art der Shuttle-Middecks, die auch aktive Nutzlasten, wie etwa Gefrierbehälter, erlauben.[3]

Transporter Progress ATV HTV Space Shuttle mit MPLM Dragon Cygnus Tianzhou
Startkapazität 2,3 t 7,7 t 6,0 t 9 t 3,3 t 3,5 t [4] 6,5 t
Landekapazität – – – 9 t 2,5 t – -
Fähigkeiten Frachttransport
Reboost
Treibstofftransfer
VBK-Raduga 		Frachttransport
Reboost
Treibstofftransfer 		Frachttransport
Transport von ISPR
Transport von Außenlasten 		Frachttransport
Transport von ISPR
Transport von Außenlasten
Stationsaufbau
Reboost
bis zu 7 Raumfahrer 		Frachttransport
Transport von ISPR
Transport von Außenlasten 		Frachttransport
Transport von ISPR 		Frachttransport
Treibstofftransfer
Träger Sojus Ariane 5 H-2B Space Shuttle Falcon 9 Antares / Atlas 5 Langer Marsch 7
Startkosten
Grobe Angaben 		65 Mio. USD[5] 600 Mio. USD[6] 300–320 Mio. USD[7][8] 1,5 Mrd. USD[9] 133 Mio. USD[10] 240 Mio. USD[11]
Einsatzzeitraum seit 1978 2008–2015 seit 2009 2001–2011 seit 2012 seit 2014 seit April 2017

Missionen

Übersicht

Dragon CRS-3 nach dem Abdocken von der ISS

Stand: 19. Oktober 2017

Nr. Mission Startdatum, Startzeit (UTC) Flugdauer
 Trägerrakete Startplatz Bemerkung
1. NASA-COTS 1 8. Dezember 2010, 15:43 03:19 h Falcon 9 CCAFS LC 40 Erfolg
2. NASA-COTS 2 22. Mai 2012, 07:44 9 d 07:58 h Falcon 9 CCAFS LC 40 Erfolg
3. SpaceX CRS-1 8. Oktober 2012, 00:34 21 d 18:48 h Falcon 9 CCAFS LC 40 Erfolg
4. SpaceX CRS-2 1. März 2013, 15:10 24 d 18:25 h Falcon 9 CCAFS LC 40 Erfolg
5. SpaceX CRS-3 18. April 2014, 19:25 29 d 23:40 h Falcon 9 v1.1 CCAFS LC 40 Erfolg
6. SpaceX CRS-4 21. September 2014, 05:52 34 d 13:46 h Falcon 9 v1.1 CCAFS LC 40 Erfolg
7. SpaceX CRS-5 10. Januar 2015, 09:47 31 d 10:31 h Falcon 9 v1.1 CCAFS LC 40 Erfolg
8. SpaceX CRS-6 14. April 2015, 20:10 36 d 21:35 h Falcon 9 v1.1 CCAFS LC 40 Erfolg
9. SpaceX CRS-7 28. Juni 2015, 14:21 2 min 19 s Falcon 9 v1.1 CCAFS LC 40 Fehlschlag[12]
10. SpaceX CRS-8 8. April 2016, 20:43 32 d 22:12 h Falcon 9 v1.2 CCAFS LC 40 Erfolg
11. SpaceX CRS-9 18. Juli 2016, 04:45 39 d 11:03 h Falcon 9 v1.2 CCAFS LC 40 Erfolg
12. SpaceX CRS-10 19. Februar 2017, 14:39 28 d 00:07 h Falcon 9 v1.2 KSC LC 39A Erfolg
13. SpaceX CRS-11 3. Juni 2017, 21:07 29 d 15:04 h Falcon 9 v1.2 KSC LC 39A Erfolg
14. SpaceX CRS-12 14. August 2017, 16:31 33 d 21:43 h Falcon 9 v1.2 KSC LC 39A Erfolg
15. SpaceX CRS-13 4. Dezember 2017[veraltet][13] Falcon 9 CCAFS LC 40 geplant
16. SpaceX CRS-14 9. Februar 2018[veraltet]

Bitte nutze in Fällen, in denen die Jahreszahl bereits in der Vergangenheit liegt, {{Veraltet}} anstatt {{Zukunft}}

Vorlage:Zukunft/Schon wegVorlage:Zukunft/Ohne Kategorie[13] 		Falcon 9 CCAFS LC 40 geplant
17. SpaceX CRS-15 2018[veraltet][14] Falcon 9 geplant
18. SpaceX CRS-16 2018[veraltet][14] Falcon 9 geplant
19. SpaceX CRS-17 2018[veraltet][14] Falcon 9 geplant
20. SpaceX CRS-18 2018[veraltet][14] Falcon 9 geplant
21. SpaceX CRS-19 2019[veraltet][14] Falcon 9 geplant
22. SpaceX CRS-20 2019[veraltet][14] Falcon 9 geplant

COTS-Programm

Im Rahmen des COTS-Programms (Commercial Orbital Transportation Services) der NASA wurde Dragon zunächst umfangreich getestet. Es wurden verschiedene Fähigkeiten des Raumschiffs und der Trägerrakete demonstriert (u. a. Start, automatische Navigation, Andocken an die ISS, Wiedereintritt und Landung). Dazu wurden zwei Demonstrationsflüge durchgeführt.

COTS-1

Dragon-Kapsel COTS-1 nach der Wasserung

Mission 1 bestand aus dem Start der Falcon 9 mit Dragon, der Abtrennung von der zweiten Stufe der Falcon 9, dem Empfang von Befehlen und deren Verarbeitung im Orbit und Manövertests. Dieser Flug fand am 8. Dezember 2010 statt.[15] Die Falcon 9 mit der Dragon hob um 15:43 UTC vom Cape Canaveral Launch Complex 40 ab. Nach zwei Erdumrundungen und einer Missionsdauer von 3 Stunden 19 Minuten fand um 19:02 UTC der Wiedereintritt und westlich von Mexiko die erfolgreiche Wasserung im Pazifik statt. Danach erfolgte die Bergung. Die Mission wird von SpaceX und der NASA als Erfolg gewertet.

COTS-2

Die Dragon-Kapsel COTS-2 wird durch den Roboterarm der ISS eingefangen.

Der Start der zweiten Mission, die ein Andockmanöver an die Internationale Raumstation beinhaltete, war zunächst für den 19. Mai 2012 geplant. Der Start wurde aber kurz nach Zündung der Erststufe wegen eines zu hohen Brennkammerdrucks in Triebwerk 5, dem mittleren der neun Triebwerke, abgebrochen. Am 22. Mai 2012 um 07:44 Uhr UTC erfolgte dann im zweiten Versuch der Start der Falcon 9. Nach einer Reihe von Tests und komplizierten Manövern näherte sich die Dragonkapsel am vierten Tag der Mission bis auf 10 Meter an die ISS an. Sie wurde dann mit dem Canadarm2-Roboterarm der Raumstation eingefangen und an eine freie Kopplungsstelle des US-amerikanischen Teils der ISS geführt.[16] Dieser Vorgang wurde von Bord der ISS durch die Astronauten Don Pettit und André Kuipers gesteuert. Das Raumschiff transportierte 460 kg Fracht (520 kg mit Transportverpackung) zur ISS und wurde für den Rückflug mit über 600 kg Abfall und nicht mehr benötigten Ausrüstungsgegenständen beladen.[16] Zusätzlich wurden im Auftrag der auf Weltraumbestattungen spezialisierten Firma Celestis mit der zweiten Raketenstufe 308 Aschekapseln ins All befördert.[17] Am 31. Mai 2012 wurde die Dragonkapsel wieder von der Raumstation getrennt. Nach dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre erfolgte um 15:42 Uhr UTC die Wasserung vor der Küste Niederkaliforniens.

CRS-Programm

Im Rahmen des CRS-Programms wurde SpaceX 2008 von der NASA beauftragt, für 1,6 Milliarden US-Dollar zwölf Dragon-Flüge zur Versorgung der ISS durchzuführen.[18] Nach Zertifizierung des Raumschiffs im COTS-Programm startete der erste Flug (CRS-1) am 8. Oktober 2012.[19] Dabei kam es nach Angaben von SpaceX kurz nach dem Start zum Ausfall eines der neun Triebwerke der ersten Raketenstufe.[20] Die Rakete ist aber so konstruiert, dass sie den Ausfall von bis zu zwei Triebwerken kompensieren und dennoch den Orbit erreichen kann. Der Anflug auf die Raumstation und das Andocken verliefen deshalb wie geplant. Bis Ende 2014 wurden vier Versorgungsmissionen erfolgreich abgeschlossen. Dabei brachte das Raumschiff jeweils auch wissenschaftliches Material und nicht mehr benötigte Ausrüstung zurück zur Erde.

Das US-amerikanische Raumfahrtunternehmen Orbital Sciences Corporation, heute Orbital ATK führt mit der Raumkapsel Cygnus und der Trägerrakete Antares ebenfalls im Rahmen des CRS-Programms Versorgungsflüge zur ISS durch.[18]

Im März 2015 wurde bekannt, dass die NASA für das Jahr 2017 drei zusätzliche Frachtmissionen mit der Dragon-Kapsel in Auftrag gegeben hat.[21] SpaceX beteiligt sich außerdem am Wettbewerb um weitere Versorgungsmissionen im Auftrag der NASA.

Am 28. Juni 2015 kam es im Rahmen der Mission CRS-7 zu einem Verlust des Dragon-Raumschiffes.[22]

Am 14. Januar 2016 gab die NASA im Rahmen des Commercial Resupply Services 2 genannten Programms weitere Aufträge bekannt. SpaceX bekam für den Zeitraum 2019 und 2024 einen Auftrag für mindestens sechs weitere Flüge.[23]

Am 3. Juni 2017 startete die CRS-11 Mission. Dabei wurde erstmals ein Dragonraumschiff wieder verwendet. Die bei CRS-11 verwendete Raumkapsel war bereits im September 2014 als Mission CRS-4 im Weltraum. Die erste Stufe der Falcon-9-Trägerrakete landete erfolgreich am Landeplatz LZ-1 in Cape Canaveral.[24]

Ende Juli 2017 wurde bekannt, dass SpaceX beim Start von CRS-12 zum letzten Mal eine neue Dragon-Kapsel der ersten Generation einsetzen will. Danach gibt es nur noch gebrauchte, bis man nach dem Ende dieses Frachtauftrages, also nach CRS-20, nur noch Dragon V2 einsetzen will.[25][26]

Dragon als bemanntes Raumschiff

Innenraum der Dragon V2

Im Rahmen des CCdev-Programms (Commercial Crew Development) fördert die NASA, die ohne die Space Shuttles keine eigenen bemannten Missionen zum Besatzungsaustausch mehr durchführen kann, die Weiterentwicklung der Dragon zum bemannten Raumschiff. Eine bemannte Dragon-Kapsel könnte beim Besatzungstransport die Sojus-Kapseln entlasten und eventuell auch zukünftige private Raumstationen anfliegen.[27] Bis zum Juni 2012 wurden die Designstudien des modifizierten Raumschiffs und ein möglicher Ablaufplan für eine bemannte Mission fertiggestellt und an die NASA übermittelt.[28] Am 29. Mai 2014 wurde die Version für bemannte Flüge Dragon V2 enthüllt.[29]

Sowohl die Trägerrakete als auch das Raumschiff wurden von Beginn an auch für den Personentransport ausgelegt. Aus diesem Grund soll die Anzahl der Änderungen hin zu einem bemannten Raumschiff vergleichsweise gering ausfallen.[30]

Das System zur Rettung während der Startphase soll anders als beim Apollo-Raumschiff nicht aus einem Fluchtturm bestehen, sondern ins Raumschiff integriert werden. Hierzu werden seitlich an der Kapsel mehrere schubkräftige Flüssigtriebwerke mit hypergolen Treibstoffen montiert welche die Kapsel im Gefahrenfall rasch von der Trägerrakete wegbringen können. Diese Triebwerke sollten ursprünglich auch in Verbindung mit ausfahrbaren Landebeinen zur Landung an Land verwendet werden, Fallschirme wären nur noch zur Sicherheit vorhanden gewesen.[30] Die Pläne für eine Landung mit den integrieren Raketentriebwerken wurde allerdings wieder fallengelassen. Die Risiken, die von Landebeinen, die aus dem Hitzeschild herausragen, ausgehen, wurden als zu groß befunden.[31][32]

Red Dragon

Red Dragon bei der Landung auf dem Mars (künstlerische Darstellung)

Red Dragon ist ein Konzept für eine unbemannte Marsmission, basierend auf einer modifizierten Dragon-Kapsel und der Falcon Heavy als Startrakete. Die Kapsel könnte eine Nutzlast von 1 Tonne auf der Marsoberfläche landen, ohne dafür Fallschirme zu benötigen. Dadurch wären erstmals auch höher gelegene Regionen des Mars' erreichbar, in denen eine Landung mit Fallschirmen wegen der dünnen Atmosphäre unmöglich ist.

Es wurde erwartet, dass 2013 und 2015 eine Sample-Return-Mission auf Basis dieses Konzepts für das Discovery-Programm der NASA vorgeschlagen werden sollte, es wurden aber keine Anträge eingereicht. Die NASA plant aktuell keine Sample-Return-Mission, auch wenn der geplante Mars 2020 Rover Anfang der 2020er Jahre Proben für eine Rückführung zur Erde sammeln soll.[33][34][35] SpaceX plant den Start von ein bis zwei Missionen mit jeweils einer Red-Dragon-Kapsel frühestens für das Jahr 2020.[veraltet][36][37] In weiterer Folge sollen in jedem weiteren günstigen Startfenster alle 26 Monate jeweils mindestens zwei Red Dragon-Missionen zum Mars gestartet werden um wissenschaftliche Experimente, Mars-Rover und Versorgungsgüter für zukünftige bemannte Mars-Missionen auf dem Mars zu landen sowie dem allgemeinen Erfahrungsgewinn im interplanetaren Raumflug für SpaceX dienen.[38]

Weblinks

Commons: Dragon (Raumschiff) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ FliegerRevue Februar 2011, S. 40–44, Der Drache lernt fliegen
  2. ↑ Artikel zu Cygnus und Dragon von Bernd Leitenberger
  3. ↑ SpaceX presentation at NASA ISS Research Academy and Pre-Application Meeting. (PDF; 3,7 MB) NASA, 4. August 2010, abgerufen am 25. August 2011 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  4. ↑ Orbital ATK: [1] (englisch)
  5. ↑ Bernd Leitenberger: Progress
  6. ↑ Spaceflight Now: Fourth ATV attached to Ariane 5 launcher (englisch)
  7. ↑ Spaceflight Now: Space station partners assess logistics needs beyond 2015 (Memento vom 4. Dezember 2009 im Internet Archive) (englisch)
  8. ↑ majirox news JAXA Wants ¥¥¥¥¥ for 2020 Rocket (englisch)
  9. ↑ Roger Pielke Jr.'s Blog: Space Shuttle Costs: 1971-2011 (englisch)
  10. ↑ Nasa Spaceflight.com: SpaceX and Orbital win huge CRS contract from NASA (englisch)
  11. ↑ gizmag: The swan flies: Successful launch of Cygnus/Antares ISS supply mission (englisch)
  12. ↑ Judith Horchert: Raketenunglück: Raumfrachter „Dragon“ explodiert kurz nach Start. In: Spiegel Online. 28. Juni 2015, abgerufen am 28. Juni 2015.
  13. ↑ 13,0 13,1 Launch Schedule. Spaceflight Now, 18. Oktober 2017, abgerufen am 19. Oktober 2017 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  14. ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 14,5 Gunter Krebs: Falcon-9 v1.2 (Falcon-9FT). In: Gunter's Space Page. 19. September 2017, abgerufen am 20. September 2017 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  15. ↑ Klaus Donath: SpaceX Dragon-Kapsel startet und wassert erfolgreich. raumfahrer.net, 8. Dezember 2010, abgerufen am 9. Dezember 2010.
  16. ↑ 16,0 16,1 COTS-2 Mission Press Kit. (PDF; 6,7 MB) SpaceX, abgerufen am 23. Januar 2014 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  17. ↑ Gabriele Chwallek: Mit an Bord: "Scotty" aus "Star Trek" Raumkapsel "Dragon" auf dem Weg zur ISS. In: stern.de. 23. Mai 2012, abgerufen am 27. Mai 2012.
  18. ↑ 18,0 18,1 SpaceX and Orbital win huge CRS contract from NASA. nasaspaceflight.com, 23. Dezember 2008, abgerufen am 25. August 2011 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  19. ↑ welt.de: "Dragon" mit Ladung zur ISS gestartet. Abgerufen am 8. Oktober 2012.
  20. ↑ SpaceX CRS-1 Mission Update. SpaceX, 8. Oktober 2012, abgerufen am 22. Oktober 2012 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  21. ↑ NASA orders missions to resupply space station in 2017. Spaceflight Now, 7. März 2015, abgerufen am 7. Mai 2015 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  22. ↑ SpaceX CRS-7 Webcast. SpaceX, 28. Juni 2015, abgerufen am 28. Juni 2015 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  23. ↑ Stephen Clark: NASA splits space station cargo deal three ways. Spaceflight Now, 14. Januar 2016, abgerufen am 11. Februar 2016 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  24. ↑ First Dragon Reflight. SpaceX, 3. Juni 2017, abgerufen am 6. Juni 2017 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  25. ↑ Jonathan Gehrke: SpaceX hat die letzte Dragon Kapsel der ersten Generation gebaut. humanmarsmission, 2. August 2017, abgerufen am 2. August 2017.
  26. ↑ Stephen Clark: Anticipating upgraded spaceships, SpaceX builds final first-generation Dragon cargo craft. Spaceflight Now, 29. Juli 2017, abgerufen am 2. August 2017 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  27. ↑ SpaceX Wins NASA Contract to Complete Development of Successor to the Space Shuttle. SpaceX, 19. April 2011, abgerufen am 23. Januar 2014 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  28. ↑ SpaceX Completes Design Review of Dragon. NASA, 12. Juli 2011, abgerufen am 22. Oktober 2011 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  29. ↑ http://www.spacesciencejournal.de/Kommerziell/DRAGON_V2_enthuellt.html
  30. ↑ 30,0 30,1 Private Space Taxi's Crew Escape System Passes Big Hurdle. Space.com, 28. Oktober 2011, abgerufen am 23. Januar 2014 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  31. ↑ Jeff Foust: SpaceX drops plans for powered Dragon landings. Abgerufen am 16. August 2017 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  32. ↑ Elon Musk Full Talk @ ISS R&D Conference, July 19, 2017 : SpaceX; NASA; Tunnels; Solar. Abgerufen am 16. August 2017 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  33. ↑ Project 'Red Dragon': Mars Sample-Return Mission Could Launch in 2022 with SpaceX Capsule. Space.com, 7. März 2014, abgerufen am 28. Februar 2016.
  34. ↑ Concepts and Approaches for Mars Exploration (2012). JPL, 2012, abgerufen am 28. Februar 2016.
  35. ↑ NASA ADVISORY COUNCIL (NAC). NASA (John Karcz – Ames Research Center), 1. November 2011, abgerufen am 28. Februar 2016.
  36. ↑ SpaceX: "Red Dragon"-Start um zwei Jahre verschoben. heise.de, 17. Februar 2017, abgerufen am 20. Februar 2017.
  37. ↑ Given the hazards of landing on Mars, SpaceX may send two Dragons in 2020. 10. Mai 2017, abgerufen am 14. Juni 2017.
  38. ↑ Christian Davenport: Elon Musk provides new details on his ‘mind blowing’ mission to Mars. The Washington Post, 10. Juni 2016, abgerufen am 25. Juli 2016 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
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