logo

auf unterschiedlichen Wegen zum gleichen Ziel - ein Rückblick (von 1989)

In utopischen Romanen werden die Transportprobleme recht einfach gelöst: Die Rakete hebt ab und setzt – genauso vertikal – auf der Erde oder auf anderen Planeten auf. Dieses ideale Prinzip – "ein und dasselbe Fahrzeug für Start und Landung" – blieb jedoch lange Zeit unrealisierbar.

In den ersten 24 Jahren der Raumfahrt gab es einen andere Variante: Die Rakete brachte eine Nutzlast – einen künstlichen Erdsatelliten oder ein Raumschiff mit einem Menschen an Bord – in eine Erdumlaufbahn, aber nur ein kleiner Teil des Raumschiffes – die Landekapsel – kehrte zurück. Künstliche Satelliten wie auch tonnenschwere Raumstationen mußten den Kosmos für immer überlassen werden. Spezialisten versuchten, ein kosmisches Fahrzeug zu entwickeln, das sich in beiden Richtungen bewegen und sowohl Menschen als auch verschiedene Güter befördern kann.

Ein solches Projekt läßt sich auch verschiedene Weise realisieren.

1. Die Landung, wie sie in utopischen Romanen beschrieben ist. Wissenschaft und Technik sind vorerst dieser Methode noch nicht gewachsen. Hier sei nur auf eine der vielen Schwierigkeiten bei der Realisierung dieses Projekts hingewiesen: für die "Heiße" Landung, wie sich manche Autoren utopischer Romane ausdrücken (das heißt auf den starken Abgasstrom aus den Triebwerken), ist etwa gleich viel Treibstoff wie für den Start nötig. Also würde man diesen in den Weltraum als Nutzlast mitnehmen müssen.

2. Die Landung mit einem Fallschirm ist mit vielen Schwierigkeiten verbunden und lediglich bei beschränktem Gewicht möglich.

3. Die "Flugzeuglandung": Das Raumschiff soll die Merkmale eines Luftflugapparats aufweisen: Tragflächen, Leitwerk, Stromlinienform usw.

Schon im Jahr 1924 schlug Friedrich Zander, Mitarbeiter des berühmten Sergej Koroljow, Raketen- und Raumschiffkonstrukteurs, vor, eine Hybride aus Flugzeug und Rakete zu bauen. Er begründete als erster die Vorzüge eines Gleitfluges gegenüber der Fallschirmvariante bei der Rückkehr aus dem Kosmos zur Erde. Ein Modell des "interplanetaren Raumschiffes von F. Zander" war auf einer internationalen Ausstellung in Moskau im Jahr 1927 zu sehen.

Nach dem zweiten Weltkrieg wurde an Projekten von Weltraumflugzeugen in den USA, England, Frankreich und der Bundesrepublik Deutschland gearbeitet. In der Sowjetunion haben Mitte der 60er Jahre Juri Gagarin und seine Kollegen – die ersten Kosmonauten – die Entwicklung eines Weltraumflugzeuges zum Thema ihrer gemeinsamen Diplomarbeit gewählt. Das entsprechende Modell und Fotos davon sind erhalten geblieben und lassen erkennen, daß diese kosmischen Flugzeuge Ähnlichkeiten sowohl mit Buran als auch mit Space Shuttle aufweist, die es damals noch gar nicht gegeben hat!

Die äußere Ähnlichkeit der Luft- und Raumfahrtapparate aus der UdSSR und den USA ist kein Zufall. Die Konstrukteure pflegen zu scherzen: "Aerodynamik ist heute in". Die allgemeingültigen Naturgesetze zwingen die Wissenschaftler zu ähnlichen Konstruktionsvarianten. Niemand wundert sich schließlich über die Ähnlichkeit von Autos und Flugzeugen, die in den verschiedenen Teilen der Welt gebaut werden.

Der erste aerokosmiche Apparat hieß Columbia, wurde in den Vereinigten Statten gebaut und absovierte seinen Flug am 12. April 1981.

Durch den Erfolg der Raumfähren ermuntert, setzten die USA die Arbeiten in dieser Richtung fort, während die UdSSR einen anderen Zweig der Raumfahrt entwickelte: die Vervollkommnung von Raketensystemen und Raumschiffen für den einmaligen Einsatz, darunter auch von Raumtransportern Orbitalstationen und Modulen für sie. Es mehrten sich die Zahl der bemannten Testflüge und die Einsatzdauer der Bordbesatzungen, deren Zusammensetzung mannigfaltiger wurde. All das erbrachte unschätzbare Erfahrungen für weitere Schritte in den Weltraum. Inzwischen bleibt auf der Erdumlaufbahn der Komplex Mir-Quant im Einsatz, dessen letzte Besatzung sich genau ein Jahr im Kosmos aufhielt und alle Rekorde auf diesem Gebiet brach. An den Weltraumkomplex legten bereits die "Passagierapparate" vom Typ Sojus als auch die "Raumtransporter" vom Typ Progress an. Ihn besuchten mehrere Expeditionen von Raumfahrern (die letzte war eine sowjetisch-französische). Im Orbit existiert also ein richtiger "kosmischer Hafen", der von verschiedenen Modulen für wissenschaftliche und technologische Arbeiten angesteuert wird. Im "Hafen" legen Transporter mit verschiedenen Gütern und Besucherexpeditionen an, während die Dauerbesatzung von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden.

Wenn also ein "Hafen" im Weltraum vorhanden ist, wäre es wohl an der Zeit, ein solches

Raumschiff zu entwickeln, das Güter und Passagiere im Pendelverkehr zum und vom "Hafen" befördern könnte. Das wäre nicht nur sinnvoll, sondern würde auch unseren Möglichkeiten entsprechen.

Die Logik kann aber auch eine andere sein: Spezialisten aus der USA sind zu der Überzeugung gekommen, daß ihre Raumfähre einen kosmischen "Hafen" benötigt. Wie France Presse mitteilt, "hat gerade der Erfolg der Sowjetunion bei der Entwicklung bemannter Orbitalstationen den Präsidenten Ronald Reagen bewogen, das Programm der Orbitalstation Freedom anzukündigen.

Auf dem Gebiet der Technik gingen aber die Forschungsmethodiken in der Sowjetunion un in den USA schon immer verschiedene Wege. Die ersten Passagiere sowjetischer künstlicher Erdsatelliten waren bekanntlich Hunde, während sich die Amerikaner für Affen entschieden. Die aus dem Orbit zurückkehrenden Apparate landeten in der Sowjetunion weich, in den USA wasserten sie. Die sowjetischen Spezialisten montierten kosmisches Komplexe (auch so gigantische wie die Rakete Energija) in horizontaler Lage, die amerkinischen Spezialisten dagen in vertikaler, wozu Montagehallen si hoch wie Wolkenkratzer nötig sind. Bei allen Unterschieden in Methoden und Methodiken verfolgen aber die Raunfahrtspezialisten der beiden Länder die ähnlichen Ziele.

ENERGIJA UND BURAN

Elektronischer Weltraumpilot 1Energija heißt das neu entwickelte sowjetische kosmische Raketentransportsystem, Buran - die sowjetische Raumfähre. Energija ist ein Mehrzwecksystem, was bedeutet, daß die neue Rakete eigentlich "Mädchen für alles" ist: Sie kann in die Erdumlaufbahn ein Raumschiff mit 30 t Nutzlast in seinem "Bauch" befördern, sie kann sogar ein Gewicht von mehr als 100 t in den Kosmos bringen - beispielsweise einige Blöcke einer großen Orbitalstation (die ehemals die Erde umkreisende Station Mir wog alles in allem 20 t). Wenn Energija noch mit Beschleunigern bestückt wird, können mit ihrer Hilfe Objekte mit einer Masse von rund 18 t in eine stationäre Umlaufbahn (das heißt in eine Höhe von etwa 36 000 km) eingesteuert, 32 t schwere Objekte zum Mond und 28 t schwere Objekte zur Venus und zum Mars befördert werden. Schließlich kann die neue Raumfähre 20 t Güter aus dem Weltraum zur Erde zurückbringen. Mit anderen Worten: Uns steht jetzt eine bereits zweimal erprobte kosmische Lokomotive für die Realisierung verschiedenartiger Programme zur Verfügung.

Elektronischer Weltraumpilot 2Energija stellt ein "Paket" aus fünf großen Raketen mit einem Startgewicht von 2000 t dar. In der Mitte befindet sich der

60 m hohe zentrale Block -die zweite Stufe -, die einen Durchmesser von 8 m hat. Darum herum sind paarweise vier Blöcke der ersten Stufe angebracht, von denen jeder etwa 40 m hoch ist und einen Durchmesser von rund 4 m hat. Zum Vergleich: Jeder dieser "Seitenblöcke", wie sie von den Spezialisten genannt werden, ist viel größer und stärker als die altbewährte Rakete Sojus, die seit geraumer Zeit sowohl bemannte Raumschiffe als auch interplanetare Stationen und Forschungssatelliten in den Weltraum befördert. Und noch etwas: Alle Blöcke können zur Erde zurückkehren und wieder benutzt werden.

Der Start von Energija ist ein beeindruckendes Bild. Die Strahlen der erhitzten Abgase schießen den Beobachter aus zwölf Düsen und bilden eine gleißende Fackel, die sogar noch aus mehreren Kilometern Entfernung blendet. Jeder Seitenblock ist mit einem Vierkammertriebwerk bestückt, in dem auf minus 186 °C abgekühlter flüssiger Sauerstoff und Kohlenwasserstofftreibstoff verfeuert werden. Der Zentralblock hat vier Triebwerke, deren Treibstoff flüssiger Wasserstoff (Temperatur -255 °C) ist, der in - ebenfalls - flüssigem Sauerstoff verbrennt. Ein derart kalorienhaltiger Treibstoff entwickelt beim Start eine summarische Schubkraft von 3600 t. Das ist noch heute die stärkste Rakete der Welt. Hier möchte ich mich auf die Äußerung des UPI-Korrespondenten D. Nadler berufen:

Elektronischer Weltraumpilot 3"Energija ist zehnmal stärker als jede andere sowjetische Trägerrakete und hat die vierfache Tragfähigkeit im Vergleich zur amerikanischen Raumfähre Shuttle.

Beachtenswert ist ein wesentlicher Unterschied des sowjetischen Raumfahrtsystems vom amerikanischen. Bei uns sitzt die Raumfähre auf der Rakete, an die sich alles mögliche anhängen läßt. Sie konstruierten einen gigantischen Zentralblock - einen Behälter mit mehr als 700 t Treibstoff. Der Block hat keine Triebwerke und ist Bestandteil der Rakete, genauso wie Shuttle selbst. An die Raumfähre Shuttle sind drei Triebwerke angekoppelt, die aus dem erwähnten Zentralblock gespeist werden und eine unzertrennliche Einheit bilden. "Trennbare" Komponenten dieser Konstruktion sind zwei Seitenblöcke, die die erste Stufe des Raketenkomplexes bilden. Sie verfeuern festen Treibstoff, was die amerikanische Variante ebenfalls von der sowjetischen unterscheidet."

In einer Notsituation kann Energija den bemannten Flug auch mit einem ausgeschalteten Triebwerk der ersten oder zweiten Stufe fortsetzen. Bei den Feststoffbeschleunigern, von denen einer den Untergang von Challenger verursacht hat, wäre dies unmöglich. Alle Spezialisten sind sich aber im klaren: komplizierteste technische Systeme, die dazu noch unter schwierigen Bedingungen arbeiten, können nicht hundertprozentig betriebssicher sein. Und die Aufgabe der Projektanten, Konstrukteure sowie aller, die sich mit der Entwicklung derartiger Systeme befassen, ist es, die Wahrscheinlichkeit jeglicher "Überraschungen" auf ein Minimum zu reduzieren. Für Energija wurden unter anderem mehr als 500 Havariesituationen analysiert und für jede von ihnen ein Ausweg gefunden.

Die Entwicklung, Erprobung und der Start einer solchen Rakete setzten viel Zeit sowie die Anstrengungen von Hunderten Organisationen voraus. Besondere Konstruktionsstoffe mußten gefunden werden, die bei sehr niedrigen Temperaturen arbeiten. Sie sind unumgänglich, weil die Rakete bei der Abkühlung durch den Treibstoff um gut 10 cm kürzer wird. Gemeistert sind neue Methoden der Bearbeitung und Schweißung großer Konstruktionen sowie das Verfahren ihres Transports aus den Herstellerwerken zum Kosmodrom. Marschtriebwerke mit längerer Sollbetriebszeit stehen heute zur Verfügung. Besonders wichtig war die Entwicklung eines aus mehreren elektronischen Rechnern bestehenden autonomen Bordkomplexes, der die Rakete steuert, alle Funktionen kontrolliert und die allseitige Betriebssicherheit des Systems gewährleistet. Keineswegs einfach ist schließlich die Aufgabe, einen Flugapparat mit 170 Millionen PS zu steuern.

Elektronischer Weltraumpilot 4Das Raumschiff Buran stellte seine Projektanten vor nicht wenigere Probleme. An der gigantischen Rakete befestigt, scheint Buran nicht sehr groß zu sein. Seine Länge - 36,4 m - ist mit der vieler Passagierflugzeuge vergleichbar, doch ist seine Startmasse - 105t - größer als das Gewicht der meisten Großflugzeuge. Weitere Daten von Buran sind: Spannweite der Flügel rund 24 m, ihre Fläche - 250 m2. Die Güterzelle des Weltraumgleiters kann einen Eisenbahnwaggon aufnehmen. Vor und hinter dieser Zelle befinden sich die zu einem Komplex vereinigten 48 Triebwerke. Die einen Triebwerke dienen zur Flugkorrektur der Raumfähre bei der Einsteuerung in die Einsatzumlaufbahn, andere ermöglichen den Bahnwechsel, die dritten sind für Feinmanöver beim Einsatz im Weltraum bestimmt, die vierten dienen der Orientierung und Stabilisierung. All das machte die Fähre sowohl im Orbit als auch bei der Rückkehr zur Erde sehr manövrierfähig.

Die Landung ist wohl der wichtigste Augenblick beim Einsatz wiederverwendbarer Raumschiffe und hat sowohl den amerikanischen als auch den sowjetischen Wissenschaftlern und Ingenieuren viel Kopfzerbrechen bereitet. Die Fähre nähert sich der Erde unter einem recht steilen Winkel. Wäre die Landeflugbahn flacher, etwa wie bei konventionellen Flugzeugen, würde Buran die Atmosphäre nur streifen und dabei einem rotierend geworfenen Stein ähneln, der über die Wasseroberfläche gleitet. Bei einem steileren Winkel wächst aber der Luftwiderstand schlagartig an, der Boden, die Vorderkante der Flügel und des Leitwerks der Fähre erhitzen sich sehr stark, ihre ganze Oberfläche bedeckt sich mit einer Schicht aus glühendem Plasma, das eine Temperatur von mehr als tausend Grad hat. Nur wenige Werkstoffe sind einer solchen Temperatur gewachsen. Fast 39 000 feuerfeste Keramikplatten bedecken die Oberfläche der sowjetischen Weltraumfähre. Jede dieser Platten ist nach einem "individuellen" Programm mit einer Toleranz von Bruchteilen eines Millimeters bearbeitet und mit einem eigenen "Gütepaß" versehen. Bemerkenswert ist die außerordentliche Hitzebeständigkeit.

Es ist kaum möglich, in einem Beitrag die Rolle der Elektronik für den Einsatz von Energija und Buran, für ihre Steuerung, für die Fernmeldeverbindung, für die Sicherung des Flugs und der automatischen Landung zu schildern. Folgendes schrieb darüber das Magazin "Aviation Week and Space Technology": "Die Errungenschaften auf dem Gebiet der Programmsicherung und die komplexe Nutzung betriebssicherer Computer wurden zu Schlüsselfaktoren, die es der Sowjetunion ermöglichen, den Start und die Rückkehr der Fähre zur Erde automatisch auszuführen... NASA-Ingenieure behaupten, die Tatsache, daß die Fähre unbemannt startet, macht ihren Flug komplizierter als den ersten Einsatz des amerikanischen wiederverwendbaren Raumschiffes im Jahre 1981."

Elektronischer Weltraumpilot 5Nun, das ist eine sachliche Feststellung. Es sei nur bemerkt, daß Buran dennoch für bemannte Flüge ausgelegt ist. Die Raumfähre kann vier Besatzungsmitglieder und sechs Forschungskosmonauten an Bord nehmen und ihnen entweder als Transporter für den Flug zu und von der Umlaufbahn oder als Orbitallaboratorium für die Dauer von einer Woche bis zu einem Monat dienen. Was die unbemannten Flüge betrifft (übrigens wird erwartet, daß auch der nächste Flug unbemannt erfolgt), so sind sie eine verständliche Vorsichtsmaßnahme. Sie setzt einen stark entwickelten Erfindungsgeist, neueste Technologien, ein mächtiges, die ganze Welt umspannendes Fernmelde- und Steuerungssystem, betriebssichere elektronische Rechenkomplexe u. a. m. voraus.

... Die ganze Nacht wütete über dem Kosmodrom ein böiger Wind mit kaltem Regen. Beim Countdown am nächsten Morgen erreichten die Windstöße eine Geschwindigkeit von 70 bis 80 km/h. Dennoch stieg Energija souverän auf. Dreieinhalb Stunden später sahen wir, wie - bei dem gleichen heulenden Wind - Buran aus den Gewitterwolken hervorschoß. Die Raumfähre klappte ihr Fahrgestell aus, landete präzise und stoppte haargenau auf der vorgesehenen Stelle der Landepiste. Als ob sie keine zwei Erdumkreisungen mit heulenden Raketentriebwerken und Plasmahitze durchgemacht hätte... Nur fünf Keramikplatten fehlten, sonst war nichts geschehen. Die Raumfähre kehrte zum Kosmodrom Baikonur zurück, das somit zum kosmischen Flugplatz geworden war.

I. NECHAMKIN

Baikonur-Moskau

Quelle: Sowjetunion Heft Nr. 2/1989

© 2019 Funkzentrum In Media e. V.
Cookies erleichtern die Bereitstellung unserer Dienste. Mit der Nutzung unserer Dienste erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Cookies verwenden.
Weitere Informationen Ok Ablehnen