Space Launch System
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- Raketentyp (Raumfahrt)
Das Space Launch System, kurz SLS, (engl. für „Weltraum-Startsystem“), ist eine von der NASA geplante Trägerrakete zur bemannten Erforschung des Weltraums über einen niedrigen Erdorbit hinaus. Der erste unbemannte Start ist derzeit für Dezember 2019[veraltet]
mit der Mission EM-1 geplant.[1][2] Ein bemannter Start ist für 2023[veraltet] vorgesehen.[2]
Technologisch baut die Rakete auf den nie realisierten Plänen der Ares-V-Rakete im Rahmen des Constellation-Programms auf. Basis der Entwicklung sind die Haupttriebwerke und Feststoffbooster des 2011 beendeten Space-Shuttle-Programms.
Geschichte
Nach dem Ende der bemannten Mondmissionen im Rahmen des Apollo-Programms Anfang der 1970er Jahre hatte sich die NASA wieder auf bemannte Einsätze im niedrigen Erdorbit konzentriert und das Space Shuttle entwickelt, das mit der Columbia am 12. April 1981 erstmals in den Weltraum startete. Als genau diese Raumfähre fast 22 Jahre später, am 1. Februar 2003, beim Wiedereintritt in die Atmosphäre zerbrach (siehe Columbia-Katastrophe), gab es erneut ein Umdenken bei der NASA und der US-Regierung. Das Shuttle galt mittlerweile als veraltet und zu teuer. So kündigte US-Präsident George W. Bush Anfang 2004 das Ende des Shuttle-Programms nach der Fertigstellung der Internationalen Raumstation (ISS) im Jahr 2010 an. Außerdem verkündete er im Rahmen der Vision for Space Exploration (VSE) (deutsch: Vision für Weltraumforschung) genannten Initiative die Entwicklung neuer Raketen und eines Raumschiffs zur Rückkehr zum Mond und letztendlich bis zum Mars an.[3]
Aus dieser Vision entwickelte sich dann das Constellation-Programm mit der bemannten Ares-I-Rakete und dem Orion-Raumschiff sowie der Schwerlastrakete Ares V. Das ganze Projekt litt von Beginn an unter Schwierigkeiten bei der Finanzierung und wurde im Jahr 2010 vom neuen US-Präsidenten Barack Obama wieder eingestellt. Als Kompromiss sollte lediglich das Orion-Raumschiff erhalten und weiterentwickelt werden.[4]
Der Widerstand gegen die Einstellung des Constellation-Programms wurde größer, und im Sommer 2011 beauftragte der US-Kongress die NASA mit dem Bau einer neuen Schwerlastrakete. Diese jetzt Space Launch System genannte Rakete sollte ihren noch unbemannten Erstflug im Jahr 2017 absolvieren. Ein erster bemannter Start war für 2021 vorgesehen. Die Rakete soll aus Technologien des Space Shuttles und den Planungen der Ares-V-Rakete entwickelt werden.[5][6]
Erneute Probleme bei der Finanzierung sorgten wieder für weitere Verzögerungen: Der erste unbemannte Start sollte 2019[veraltet][1] stattfinden, und die mittlerweile auf 2023[veraltet] verschobene erste bemannte Mission könnte sogar dem Test der Exploration Upper Stage (EUS) zum Opfer fallen. Konkrete Planungen über das Jahr 2019 hinaus sind zur Zeit sehr vage und teilweise widersprüchlich.[7][8]
Aufbau der Rakete
Das SLS soll über mehrere Schritte zu einer Schwerlastrakete mit einer Kapazität von ca. 130 Tonnen Nutzlast in eine niedrige Umlaufbahn entwickelt werden. Als Erstes soll die Block 1 genannte Version zum Einsatz kommen. Mit Rettungsrakete an ihrer Spitze ist diese Kombination zusammen 98 Meter hoch und wiegt beim Start etwa 2500 Tonnen. Die Nutzlastkapazität des Trägers beträgt 70 Tonnen für eine erdnahe Umlaufbahn (LEO). Sie soll das Orion-Raumschiff in eine Mondumlaufbahn befördern können, und ein erster, noch unbemannter Start ist für Ende 2018[veraltet]
vorgesehen.
Die Block 1B genannte Variante soll über eine stärkere Oberstufe verfügen und sowohl das Orion-Raumschiff als auch unbemannte Nutzlasten wie Planetensonden befördern können. Über einen Erststart gibt es derzeit (Stand Januar 2016) verschiedene Überlegungen, vor 2023 ist jedoch nicht damit zu rechnen.
Mit neuen und verstärkten Boostern soll die Rakete mit der Bezeichnung Block 2 dann Ende der 2020er Jahre ihre maximale Nutzlastkapazität erreichen und größere Bestandteile für Asteroiden- und/oder Marsmissionen ins All befördern können.
Erste Stufe
Die erste Stufe hat 8,38 m Durchmesser,[9] was dem Durchmesser des Externen Tanks des Space Shuttles entspricht. Sie soll vier RS-25D/E-Triebwerke, die von den SSME des Space Shuttle abgeleitet sind, verwenden. Bei den ersten Flügen sollen SSMEs zum Einsatz kommen, die aus dem Space-Shuttle-Programm noch übrig sind und modernisiert werden sollen. Zu diesen für vier Flüge ausreichenden 16 Triebwerken hat die NASA bei Aerojet Rocketdyne im November 2015 weitere sechs neue Motoren bestellt.[10] Der Tank für den flüssigen Wasserstoff befindet sich im unteren Teil der ersten Stufe und der für den flüssigen Sauerstoff darüber. Die Hauptstufe wird mittels neuer Gerätschaften in der Michoud Assembly Facility hergestellt.[11] Diese erste Stufe soll bei allen Varianten des SLS Verwendung finden.
Booster
Die Block-1- und Block-1B-Varianten sollen beim Start zwei von den Space-Shuttle-Feststoffraketen abgeleitete, modernisierte Booster verwenden. Die Booster sollen aus fünf anstatt der beim Space Shuttle eingesetzten vier Segmenten bestehen.[9] Die beiden Booster sind seitlich an der ersten Stufe angebracht und sollen im Gegensatz zum Space-Shuttle-Programm nicht wiederverwendet werden. Für die Block-2-Variante sollen dann neue und stärkere Booster zum Einsatz kommen.
Oberstufe
Bei der Block-1-Variante soll eine leicht abgeänderte zweite Stufe DCSS (Delta Cryogenic Second Stage) der Delta-IV-Rakete unter dem Namen ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) als Oberstufe dienen. Bei den Varianten Block 1B und Block 2 soll eine leistungsfähigere Oberstufe namens EUS (Exploration Upper Stage) zum Einsatz kommen. Diese Oberstufe hat denselben Durchmesser wie die erste Stufe und soll vier wiederzündbare RL-10-Triebwerke verwenden. Sie soll eventuell schon bei der ersten bemannten SLS-Mission zum Einsatz kommen.[12] Wahrscheinlicher ist aber, dass die EUS ebenfalls zuerst unbemannt getestet wird.[13]
Entwicklung und Herstellung
Mitte November 2014 wurde in der Michoud Assembly Facility der NASA, in der die meisten Raketenteile montiert werden sollen, mit dem Bau der ersten Teile für die erste Stufe an einer neuen Schweißanlage begonnen.[14]
SLS soll mindestens 13 Tankzyklen überstehen können, welche durch Startabbrüche und andere Verzögerungen notwendig werden können. Die montierte Rakete kann mindestens 180 Tage an der Startrampe verbleiben und 200 Tage im montierten Zustand.[15]
Im Januar 2015 begann die NASA mit Testzündungen von RS-25-Raketentriebwerken als Vorbereitung zur Nutzung für das SLS.[16]
Zukünftige Planungen
Für die zukünftige, noch leistungsfähigere Block-2-Version will die NASA von der Industrie leistungsfähigere Booster mit flüssigem oder festem Treibstoff untersuchen lassen, die die Feststoffbooster ersetzen sollen. Dynetics und Pratt & Whitney Rocketdyne wollen sich mit Boostern bewerben, die eine modernisierte Version des Triebwerkstyps F-1 verwenden, der schon in der ersten Stufe der Saturn V eingesetzt wurde. Die Booster sollen knapp 5,5 m Durchmesser haben, an den Befestigungspunkten der Feststoffbooster befestigt werden und 20 t mehr Nutzlast ermöglichen.[17] Hierbei handelt es sich aber nur um Vorplanungen; Entscheidungen sind nicht vor den 2020er Jahren zu erwarten.
Startliste
| Mission | Zieltermin | Variante | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| SLS-1/EM-1 | Nicht vor 15. Dezember 2019[veraltet][1] | Block 1 Crew | Unbemanntes Orion-Raumschiff zum Mond, ein Monat im Mondorbit. Es soll 6 CubeSats ausstoßen. [18][19][20][21] |
| Europa Clipper (EC) | 2022 | Block 1B Cargo | Unbemannte Forschungsmission zum Jupitermond Europa. [22][23] |
| SLS-2/EM-2 | 2023[2] | Block 1B Crew | Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für 8-21 Tage in eine Mondumlaufbahn mit freier Rückkehrbahn. Baubeginn des Deep Space Gateways (DSG) mit einem 40 kW Propulsion Bus. Mögliche Nutzlast: 8-9 t[24] |
| SLS-3/EM-3 | 2024[24] | Block 1B Crew | Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für 16-26 Tage in eine Mondumlaufbahn vom Typ Near Rectilinear Halo Orbit. Dabei soll das Wohnmodul des DSGs montiert werden. [24] |
| SLS-4/EM-4 | 2025[24] | Block 1B Crew | Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für 26-42 Tage in eine Mondumlaufbahn vom Typ Near Rectilinear Halo Orbit. Logistik und Experimente werden dabei zur DSG gebracht. [24] |
| SLS-5/EM-5 | 2026[24] | Block 1B Crew | Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für 26-42 Tage in eine Mondumlaufbahn vom Typ Near Rectilinear Halo Orbit. Transport des Luftschleusenmodul zum DSG findet statt. [24] |
| SLS-6/EM-6 | 2027[24] | Block 1B Cargo | Unbemannte Versorgungs-Orion-Kapsel oder Deep Space Transport (kurz: DST) zum DSG mit bis zu 41 t Nutzlast. [24] |
| SLS-7/EM-7 | 2027[24] | Block 1B Crew | Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für 191-221 Tage in eine Mondumlaufbahn vom Typ Near Rectilinear Halo Orbit zum DSG. Hauptmission: Das DST zu testen und zu entladen.[24] |
| SLS-8/EM-8 | 2028[24] | Block 1B Cargo | Unbemanntes DST-Versorgungsraumschiff als Nachschubsversorger mit Logistikmaterialien und Kraftstoff zur DSG mit bis zu 41 t Nutzlast. [24] |
| SLS-9/EM-9 | 2029[24] | Block 2 Crew | Orion-Kapsel mit 4 Besatzungsmitgliedern für ein Jahr zum DSG mit dem Ziel des Einspielens auf das DST.[24] |
| SLS-10/EM-10 | 2030+[24] | Block 2 Cargo | Unbemanntes DST-Versorgungsraumschiff zum Nachfüllen von Logistikmaterialien und Kraftstoff. [24] |
| SLS-11/EM-11 | 2030+[24] | Block 2 Crew | Interplanetarischer Flug mit bemannter Orion-Kapsel in den Marsorbit und zurück.[24] |
| Mission | Zieltermin | Variante | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| Asteroid Redirect
Crewed Mission |
2026 | Block 1B | Eine Orion-Kapsel mit vier Besatzungsmitgliedern an einen erdnahen Asteroiden schicken, der robotisch erfasst wird. |
Einsatz für Raumsondenmissionen
Das SLS ist so leistungsfähig, dass sie größere und schwerere Raumsonden als bisher möglich zu den Gasplaneten usw. schießen kann. Je nach Situation kann dabei auf die missionsverlängernden Swing-by-Manöver zur Geschwindigkeitserhöhung verzichtet werden, die heute selbst bei leichteren Raumsonden nötig sind.[25]
Weblinks
- NASA: NASA Announces Design for New Deep Space Exploration System (englisch)
- NASA: Space Lauch System (PDF, 406 KB)
- Raumfahrer.net: SLS/Orion (deutsch)
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Chris Gebhardt: SLS EM-1 & -2 launch dates realign; EM-3 gains notional mission outline. nasaspaceflight.com, 22. September 2017, abgerufen am 23. September 2017 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ 2,0 2,1 2,2 NASA sets December 2019 date for first SLS launch. 8. November 2017, abgerufen am 9. November 2017 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ The Vision for Space Exploration - February 2004 (PDF). NASA, 15. Februar 2004, abgerufen am 17. Januar 2016 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ Obama Vows Renewed Space Program. New York Times, 15. April 2010, abgerufen am 17. Januar 2016 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ Preliminary NASA plan shows Evolved SLS vehicle is 21 years away. nasaspaceflight.com, 27. Juli 2011, abgerufen am 17. Januar 2016 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ SLS finally announced by NASA – Forward path taking shape. nasaspaceflight.com, 14. September 2011, abgerufen am 17. Januar 2016 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ NASA Has Three Different Launch Dates for Humans on SLS. NASA Watch, 13. Januar 2016, abgerufen am 17. Januar 2016 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ KSC meeting portrays SLS as scrambling for a manifest plan. nasaspaceflight.com, 12. Januar 2016, abgerufen am 17. Januar 2016 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ 9,0 9,1 NASA announces new rocket for deep space missions. Spaceflight Now, 14. September 2011, abgerufen am 6. Oktober 2013 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ Aerojet Rocketdyne wins propulsion contracts worth nearly $1.4 billion. Spaceflight Now, 27. November 2015, abgerufen am 19. Januar 2016 (englisch).
- ↑ SLS Core Stage Fact Sheet PDF (englisch)
- ↑ Chris Bergin: NASA lines up Exploration Upper Stage workhorse for SLS. nasaspaceflight.com, 12. Oktober 2014, abgerufen am 28. Dezember 2014.
- ↑ Chris Bergin: KSC meeting portrays SLS as scrambling for a manifest plan. NASA Spaceflight, 12. Januar 2016, abgerufen am 19. Januar 2016.
- ↑ SLS Engine Section Barrel Hot off the Vertical Weld Center at Michoud. NASA
- ↑ SLS to be robust in the face of scrubs, launch delays and pad stays. NASASpaceFlight.com. 4. April 2012. Abgerufen am 9. April 2012.
- ↑ Chris Bergin: Stennis conducts SLS engine firing marking RS-25 return. In: NASASpaceflight.com. Abgerufen im January 2015.
- ↑ Stephen Clark: Rocket companies hope to repurpose Saturn 5 engines. Spaceflight Now, 18. April 2012, abgerufen am 6. Oktober 2013 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ NASAs Marshall Center (2. April 2015): https://www.youtube.com/watch?v=oGKry-AmV-c - via YouTube
- ↑ NASA: http://www.jpl.nasa.gov/cubesat/missions/neascout.php(nasa.gov) (englisch). Abgerufen am 23. Juni 2017.
- ↑ NASA (August 2014): http://www.nasa.gov/press/2014/august/nasa-completes-key-review-of-world-s-most-powerful-rocket-in-support-of-journey-to/#.U_5UAfl7Eeg (englisch). Abgerufen am 23. Juni 2017.
- ↑ nasaspaceflight.com (23. Februar 2012): http://www.nasaspaceflight.com/2012/02/acronyms-ascent-sls-managers-create-developmental-milestone-roadmap/ (englisch). Abgerufen am 23. Juni 2017.
- ↑ thespacereporter.com (4. Januar 2016): https://thespacereporter.com/2016/01/additional-1-3-billion-nasa-fund-next-mars-rover-europa-mission/ (englisch). Dieser Artikel erzählt über den 2020 Mars Rover und über den Europa Clipper. Abgerufen am 23. Juni 2017.
- ↑ Van Kane (The Planetary Society) (5. Januar 2016):http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/van-kane/20160105-nasa-europa-lander.html: (englisch). Abgerufen am 23. Juni 2017.
- ↑ 24,00 24,01 24,02 24,03 24,04 24,05 24,06 24,07 24,08 24,09 24,10 24,11 24,12 24,13 24,14 24,15 24,16 24,17 24,18 William H. Gerstenmaier: Progress in Defining the Deep Space Gateway and Transport Plan. NASA, 28. März 2017, abgerufen am 29. August 2017.
- ↑ David Hitt, NASAs Marshall Centre (14. Januar 2014): http://www.nasa.gov/exploration/systems/sls/sls-science-missions.html. Abgerufen am 9. Februar 2014.