Das neue Crew-Escape-System der NASA

Beim Bau eines Nachfolgers des Space Shuttles hat die NASA eine Komponente zur Notwendigkeit gemacht: Ein System, das die Besatzung im Falle einer Katastrophe auf der Startrampe oder in den ersten Flugsekunden entkommen lässt.

Sicher evakuieren: Ein Produktionsmodell des neuen Startabbruchsystems der NASA.

Aus diesem Grund wird für das Crew-Explorationsfahrzeug Orion, das die NASA 2015 an Bord der Ares-Raketen ins All schicken will, ein völlig neues Start-Flucht-System entwickelt. Beide sind Teil der NASA Aufstellungsprogramm Menschen zum Mond und schließlich zum Mars zu schicken.



Das neue Fluchtsystem würde das Besatzungsmodul in Sekundenbruchteilen mit einer kleinen, kontrollierten Explosion von der Startrakete trennen. Fast gleichzeitig würde ein Feststoffraketenmotor abfeuern und das Modul in 3,5 Sekunden von 0 auf 600 Meilen pro Stunde beschleunigen und die Astronauten in eine sichere Entfernung ziehen, bevor die Fallschirme des Moduls ausfahren.

Ein Fluchtsystem wurde als unnötige Ergänzung des Space Shuttles angesehen, das ursprünglich für häufige Flüge ausgelegt war und riesige Nutzlasten wie große Satelliten in die Umlaufbahn beförderte. Es gab so viele Sicherheitselemente im Shuttle, dass die Leute dachten, das Sicherste sei, einfach sicherzustellen, dass das Shuttle im Falle eines Motorstillstands immer zur Startbahn zurückkehren kann, sagt Jeffrey Hoffmann , ein ehemaliger Astronaut und derzeit Professor für Luft- und Raumfahrt am MIT. Im Nachhinein würden die Leute zustimmen, dass wir ein Fluchtsystem brauchen.

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  • So funktioniert das Startabbruchsystem.

Dieser Punkt wurde 1986 auf tragische Weise bewiesen, als das Space Shuttle Herausforderer brach 73 Sekunden im Flug aufgrund eines Fehlers in einem ihrer Feststoffraketen-Booster auseinander. Wenn die Besatzung ein Startabbruchsystem hätte, hätte sie möglicherweise eine Fluchtmöglichkeit gehabt, sagt Henri Fuhrmann, Programmleiter des neuen Startabbruchsystems bei Orbitalwissenschaften , ein Luft- und Raumfahrtunternehmen, das mit der NASA zusammengearbeitet hat, um das Fluchtsystem zu entwerfen und zu entwickeln. Die Weltraumagentur hat auch eine Partnerschaft mit Lockheed Martin , Aerojet , und Alliant Techsystems ( COMPUTING ) An dem Projekt.

Das Design des neuen Systems basiert auf dem Launch-Escape-System, das für die Apollo-Kapsel gebaut wurde; es hat auch Ähnlichkeiten mit Russlands Abbruchsystem auf der Sojus-Sonde. Das russische System wurde 1983 erfolgreich eingesetzt, als a Auslaufen von Treibstoff verursachte ein Feuer auf der Startrampe Sekunden vor dem Abheben. Aber das neue System der NASA wird auch über neuartige Technologien verfügen, darunter einen Motor zum Steuern des Besatzungsmoduls und Düsen, um den Strom heißer Gase umzukehren. Das System ist das erste seiner Art, sagt Kevin Rivers, Projektmanager bei der NASA Langley Forschungszentrum , in Hampton, Virginia. Im Gegensatz zu seinen Vorgängern wird das System in Flugphasen, in denen die Rakete am anfälligsten für Ausfälle ist, in einer Höhe von bis zu 91.440 Metern funktionieren.

Feuer im Loch: Der Abbruchmotor für das neue Startabbruchsystem wurde im Oktober 2008 erfolgreich getestet.

Ein Abbruchkommando kann von der Besatzung, vom Bodenkontrollpersonal oder vom Flugcomputer eingeleitet werden. Nachdem das Besatzungsmodul und der darauf sitzende Startabbruchturm von der Rakete abgenommen wurden, steuert ein zweiter Motor das Fahrzeug in eine sichere Richtung. Wenn sie auf der Startrampe aktiviert werden, fliegen das Besatzungsmodul und der Abbruchturm eine Meile in die Luft und drei Meilen in der Reichweite der Rakete; während des Aufstiegs würden diese Entfernungen je nach Flugbedingungen variieren. Sobald das Fahrzeug so ausgerichtet ist, dass der Hitzeschild nach vorne zeigt, feuert ein dritter Motor, um den Startabbruchturm vom Besatzungsmodul zu trennen, Fallschirme werden ausgefahren und die Kapsel spritzt sicher in den Ozean, um sie zu bergen.

Der Abort-Motor, der erste Motor, der zündet, hat ein einzigartiges Design: Seine vier Düsen lenken den Strom der von ihm erzeugten heißen Gase vom Besatzungsmodul weg. Der zweite Motor, der sich ganz oben im Turm befindet und zum Steuern und Steuern des Fahrzeugs verwendet wird, ist der komplexeste und besteht aus acht kleinen Triebwerken, die unterschiedlich feuern, um die Nase des Startabbruchsystems in die Richtung zu richten, das heißt am sichersten bestimmt.

Apollo verwendete ein einfaches System, das wie ein großer Pfeil passiv gesteuert wurde, sagt Rivers von der NASA. Aber aufgrund der Masseneigenschaften des [neuen Systems] galt die Verwendung eines passiven Systems als aerodynamisch instabil, sagt David McGowan, leitender Ingenieur bei Langley. Ohne Lageregelung würde das Fahrzeug einfach umkippen.

Die Steuerstrahlruder sind ziemlich fantastisch, sagt Scott Uebelhart , ein Postdoktorand am MIT, der die bemannte Raumfahrt studiert. Und so ein neues Raketentriebwerk hat seit fast 40 Jahren niemand mehr getestet. Es ist ein großer Sprung nach vorne.

Letzte Woche testete die NASA ein alternatives Startabbruchsystem namens Max Launch Abort System, das auf einigen der ursprünglichen Konzepte basiert, die für das Constellation-Programm untersucht wurden. Der Test zeigte eine stabile Flugbahn, Neuorientierung und Trennung des Besatzungsmoduls vom Abbruchsystem und eine Fallschirmwiederherstellung des Besatzungsmodulsimulators, war jedoch hauptsächlich zum Sammeln von Daten ausgelegt. Es musste nicht denselben Kriterien folgen wie das neuere System. Es war nur ein schneller Versuch und Turnaround-Ansatz für die Forschung, sagt Rivers.

Das Startabbruchsystem für Orion wird noch in diesem Jahr seinem ersten Flugtest und mehreren weiteren Tests unterzogen, bevor es bis 2015 startbereit ist.

Wir wissen, dass wir ein System bauen, das Leben retten wird, sagt Fuhrmann. Es ist etwas, von dem wir hoffen, dass wir es nie betreiben müssen, aber wenn es angefordert wird, muss es einwandfrei funktionieren.

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