Es sind immer die anderen schuld

Auf den heutigen Blog kam ich aus zwei gründen. Zum einen der Start von Sojus MS 23 zur ISS und zum anderen durch einen Kommentar von Anja zu einem der letzten Blogs. Beide haben etwas gemeinsam, obwohl die Ereignisse Jahrzehnte auseinander liegen. Was – na eben die Titelzeile. Ich fange mal mit der Sojus MS 23 an. Die wird als erste Sojus seit Jahrzehnten unbemannt gestartet. Das ist kein Problem, denn das automatische Ankoppeln ist bei der Sojus und der abgeleiteten Frachtversion Progress der Normalfall. Grund war das am 15. Dezember 2022 bei der Sojus MS-22 mit der die Besatzung Prokopjew, Petelin, Rubio am 21.9.2022 zur ISS flogen, ein Kühlmittelleck entdeckt wurde. Über Stunden muss das Kühlmittel Ammoniak ausgetreten sein. Im Vakuum verdampft dabei ein Teil, ein anderer bildet Ammoniakeis an der Austrittstestelle. Da man nicht ausschließen konnte, dass dieses Eis beim Wiedereintritt wenn es wieder gasförmig wird, wieder nach innen gelangt hat man die Sojus MS-23 als Ersatz geschickt. Schuld daran ist nach russischer Lesart ein Mikrometeorit oder ein anderer „äußere Einfluss“

Nun fand man etwas später auch Kühlmittellecks bei dem angedockten Frachter Progress MS-21, der inzwischen von der ISS abgedockt ist. Auch hier waren es nach russischer Lesart „äußere Einflüsse“.

Tja und da gab es in den Sechziger und frühen Siebziger Jahren einige russische Raumsonden, die ein Leck in ihrem Druckbehälter hatten. Russland baute so seine Raumsonden, platzierte alles in einem Druckbehälter und wälzte mit einem Ventilator die Stickstoffatmosphäre um. So schuf man eine Umgebung wie auf der Erde. Der Nachteil: verlor man die Atmosphäre so fehlt auch die Wärmeumverteilung und Geräte überhitzten. Ich habe die Begründung Russlands übernommen, Ursache wären Mikrometeoriten. Also diese bösen Mikrometeoriten, sie treffen immer gerade russische Hardware. Müssen wohl aus der Ukraine kommen! Der Kommentar von Anja hat mich erinnert, dass fast alle Satelliten und Raumsonden Tanks mit Treibstoff haben der natürlich auch bei einem solchen treffer austritt und davon habe ich nun wirklich selten gehört. Ein Viking Orbiter hat ein Gasleck gehabt, aber sonst bei über 100 Missionen kein Vorfall.

Es gäbe natürlich auch andere Begründungen, wie das die Druckbehälter bei den Raumsonden nie richtig dicht waren oder es ein Leck aus Fertigungsgründen wie nicht sauber gesetzte Schweißnähte gab. Da erinnerte ich mich an ein Loch in einer Sojus Kapsel vor einigen Jahren, wo für Russland auch gleich feststand, dass dieses von amerikanischen Astronauten gebohrt wurde, damit Sojus MS-09 früher zur Erde zurückkehrt. Das dies mit den Bohrern an Bord der ISS nicht geht, juckte nicht. Damals wurde ein Weltraumspaziergang gemacht um Proben von der Außenseite zu gewinnen und danach wurde die Kapsel untersucht. Drei Jahre später beschuldigte dann Roskomos eine US-Astronauten die einen Nervenzusammenbruch gehabt habe (nun weiß man auch warum Russland keine Frauen ins All schickt). Die für die meisten Leute logischste Erklärung das dies schon bei der Produktion passierte und man das Loch mit einem Kleber abdichtete scheint für Russland undenkbar zu sein, aber es ist völlig logisch das Raumfahrer Löcher in Raumkapseln bohren, die sie wieder zur erde zurückbringen sollen, also ihr Leben aufs Spiel setzen. Durch ein Loch bzw. ein nicht geschlossenes Ventil verlor schließlich die Besatzung von Sojus 11 ihr Leben.

Natürlich kann man immer jemanden für etwas dingfest machen. Sehr oft kann man aber nicht „äußere Einflüsse“ ausmachen, vor allem wenn etwas gleich nach dem Start scheitert und da gab es in den letzten Jahren dann doch seltsame Vorkommnisse.

Besonders hart traf es die Proton M. Am 5.12.2010 hob eine Proton M zum Jungfernflug mit der verbesserten Block DM-3 Stufe ab. Die Proton M setzte die Stufe mit drei Glonass Satelliten in einem Parkorbit ab. Nach 26 Minuten sollte diese zünden. Doch schon 20 Minuten nach dem Aussetzen verglühte die Stufe. Die Block DM-3 war eine Weiterentwicklung der Block DM-2. Sie hat um 25% größere Treibstofftanks. Diese wurden vom Bodenpersonal genauso wie bei der alten Version gefüllt. Das waren aber wegen der größeren Tanks 2.000 kg zu viel Treibstoff oder 1.582 kg über dem Limit das eine stabile Umlaufbahn erreicht wird. Die Umlaufbahn war daher zu niedrig und die Stufe verglühte vor dem Zünden. Anders als die Breeze ist Block DM-3 normalerweise leicht genug um ohne eigene Zündung in einen Orbit zu gelangen.

Am 2.7.2013 hob eine Proton M Block DM3 mit drei Glonass Satelliten ab. Sofort nach Passieren des Startturms begann sich die Rakete zu drehen, die Nutzlastsektion riss ab und die Rakete schlug nachdem sie einen Looping vollführt hat nach 32 s in der Nähe der Startrampe auf. Ursache: verkehrt herum eingebaute Beschleunigungsmesser, die der Raketen mitteilten, das sie nicht ins Richtung All, sondern Richtung Boden fliegen sollte.

Am 16.5.3014 und 16.5.2015 fielen zwei Drittstufen jeweils bei +540 und +545 s aus. Ein „einzigartiger“ Produktionsdefekt der Treibstoffleitung wurde als erste Ursache ausgemacht. Bei der zweite war es ein Ausfall der Turbopumpe nachdem man das Material nach dem ersten Fehlstart ausgetauscht hatte.

Am 9.6.2016 schalteten die Zweitstufentriebwerke zu früh ab. Die Breeze M Oberstufe konnte das die Nutzlast nicht die volle Nutzlastkapazität ausnutzte, den Intelsat 31 trotzdem in eine Umlaufbahn befördern. Dann begann eine langwierige Suche bei der man feststellte das durch Materialdiebstahl Lötmaterial mit einem zu hohen Schmelzpunkt verwendet worden war. Das Lötmaterial wird bei dem Prozess kalt aufgetragen und dann die zu lötenden Teile in einem Ofen erhitzt in dem das Lot schmilzt. Mit einem zu hohen Schmelzpunkt war die Verbindung nicht dicht und das führte zur Selbstabschaltung der Triebwerke. Als Folge mussten drei Proton die schon integriert waren wieder auseinandergebaut werden und die Triebwerke untersucht werden. Roskosmos Chef Rogozin sprach von „Krimineller Nachlässigkeit“ und nannte die schlechte Produktionskultur und die niedrigen Löhne bei der Fabrik die die Triebwerke herstellte als weitere Ursache.

Dann wäre noch der Fehlstart von Phobos-grunt zu erwähnen bei dem nicht weltraumqualifizierte Halbleiterelemente verbaut wurden und auch die Softwareentwickelung nicht abgeschlossen war. Der Bericht der Untersuchungskommission, der sehr schnell, schon im Februar vorlag, führt als primäre Ursache den simultanen Reboot von zwei „Arbeitskanälen“ (Elektronikmodulen) des Bordcomputers aus. Verantwortlich für den Reboot waren Ausfälle von Elektronikkomponenten durch kosmische Strahlung, die wiederum nur möglich waren, weil nicht weltraumtaugliche Teile verwendet wurden. Es handelte sich im Detail um 512 K x 32 Bit SRAM-Chips des Typs WS512K32V20G2TM, die in beiden Platinen des Bordcomputers verbaut waren. Das waren Chips die strahlentolerant waren und für Flugzeuge eingesetzt werden die in 12 km Höhe viel stärkerer Strahlung als am Erdboden ausgesetzt sind, aber nicht strahlengehärtet wie man sie im Weltraum benötigt.

Selbst die russiche bemannte Raumfahrt ist inzwischen nicht mehr sicher, wie obige Beispiele zeigen. Aber noch immer sucht man in Russland den Schuldigen gerne woanders.

Aber ich will nicht unfair sein, diese Tendenz gibt es auch woanders. Ja es gibt sogar Firmen die einen Riesen-Hype veranstalten aber im wesentlichen so arbeiten wie die russische Propaganda:

• Eigene Erfolgreich enorm aufbauschen
• Fehlschläge klein reden oder vertuschen
• Die Schuld woanders suchen.

Am  24.3.2006 fand der Start der ersten Falcon 1 statt. Weniger als eine Minute nach dem Start war dieser auch schon gescheitert. Fast unmittelbar nach dem Start brach ein Feuer im Heck der Rakete aus, das nach 25 Sekunden zu einem Druckverlust in den Leitungen führte. Dieser führte nach 29 Sekunden zum Abschalten der Triebwerke. Alle Systeme sollen nominal funktioniert haben, bis das Feuer ausbrach.

Am 7.4.2006 gab der Firmenchef Elon Musk eine erste Beurteilung des Fehlers heraus: Ursache war ein Techniker, der am Tag vorher an der Avionik gearbeitet hatte und dabei eine kleine Kraftstoffleitung nicht wieder fest angezogen hatte, nachdem er sie entfernt hatte, um an die Avionik zu kommen. Dies soll einem der Techniker mit der meisten Erfahrung passiert sein. Über weitere Details zu der Untersuchung wollte sich Elon Musk nicht äußern. Am 20.7.2006 wurde die genaue Ursache des Verlustes bekannt. Es war ein Leck, das zum Austritt von Kerosin führte, welches sich entzündete und dann zu einem Druckverlust führte, der zum automatischen Abschalten des Triebwerks führte. Eine Aluminium-Mutter soll korrodiert sein und dadurch das Leck verursacht haben.

Nach einigen Verzögerungen fand am 20.3.2007, nahezu ein Jahr nach dem Erstflug, der zweite Start von Omelek Island aus statt. Die erste Stufe arbeitete einwandfrei, ebenso klappte nach 3 Minuten die Abtrennung der ersten von der zweiten Stufe und die Zündung derer im Vakuum. Nach den Bildern der Kamera an Bord der Rakete hat die erste die zweite Stufe bei der Stufentrennung touchiert.

Nach 4 Minuten 10 Sekunden sah man auf den Life-Bildern einer Fernsehkamera an Bord der zweiten Stufe immer stärkere Oszillationen. Die Triebwerksdüse wurde schließlich unterschiedlich heiß. Diese Schwankungen der Rolllage waren es, die schließlich zum Verlust des Funkkontaktes führten. Vorher hatte ein Sicherheitsmechanismus das Kestrel-Triebwerk abgeschaltet.

CEO Elon Musk sprach in einer ersten Stellungnahme von einer 90 %-Qualifikation der Rakete, korrigierte diesen Wert dann auf 95+ % in der offiziellen Verlautbarung an die Presse nach oben.

Ursache war schließlich das Schwappen des Treibstoffs, da die Oberstufe keine Prallbleche hatte die das verhinderten. Das ist bei einer Rakete in etwa so sinnvoll wie Autos ohne Stoßdämpfer zu bauen. Aber das ist die Firmenphilosophie von SpaceX die bis heute gilt: Wir probieren erst mal alles ohne und wenn es schiefgeht bessern wir nach. Da der Flug von der DARPA bezahlt wurde musste SpaceX aber den Untersuchungsbericht veröffentlichen und der weist als einen Punkt, wenn auch nicht den für den Ausfall verantwortlichen aus:

• Kontakt des Kestrel Triebwerks der zweiten Stufe mit dem Stufenadapter der ersten Stufe. Dies soll eine kombinierte Folge von erhöhter Rotationrate der Rakete vor der Trennung und erhöhten aerodynamischen Kräften, die auf die zweite Stufe einwirkten, gewesen sein. Das Trennungssystem funktionierte einwandfrei. Man erwartet für das Merlin 1C eine größere Höhe bei der Trennung (geringere aerodynamische Kräfte) und einen geringeren Restschub (Erststufe bewegt sich auf die Zweitstufe zu).

Der Start der dritten Falcon 1 – diesmal erstmals mit dem Merlin 1C-Triebwerk in der ersten Stufe – schlug am 3.8.2008 ebenfalls fehl. Die Stufentrennung versagte nach zweieinhalb Minuten Flug. Zuerst rätselte man bei SpaceX. Die Stufentrennung gehört zu den Dingen, die relativ risikolos sind, zumal die Pusher von SpaceX von anderen Trägern übernommen wurden und dort nie Probleme machten, wie Musk betonte.

Neu war auch die Öffentlichkeitsarbeit: Anstatt den Start lange vorher anzukündigen, gab es nur eine kurze Ankündigung 6 Stunden vor dem Abheben. Dieses verschob sich dann aufgrund technischer Probleme um viereinhalb Stunden. Die Life Webcast Übertragung wurde auch wenige Sekunden vor der Stufentrennung abgebrochen. Jahre später wurde durch Aussagen einer Mitarbeiterin bekannt gegeben, dass der Webcast 30 Sekunden zeitverzögert übertragen wurde, um ihn bei dem Falle eines Versagens abbrechen zu können, was auch passierte. So geht auch das kommunistische China vor.

Auch hier wurde zuerst die Firma beschuldigt welche die „Pusher“ herstellte, die auch auf der Delta eingesetzt werden. Das sind Federn die einen viel kleineren Impuls haben als Raketen. Sie reichen aus, wenn die stufen keine Bewegung zueinander haben, aber das war bei der Erststufe durch austretenden Treibstoff nicht der Fall. Wie beim zweiten Flug kollidierte die erste mit der zweiten Stufe und diese sprang diesmal gar nicht erst an. SpaceX hatte natürlich nur das korrigiert was primär zum Ausfall führte, nicht die anderen „Anomalien“ des Flugs ….

Ich will nun nicht alle Flüge von SpaceX passieren lassen die nicht so liefen wie gepöant, aber zum Thema passend gab es noch einen. Am 28.6.12015 expoliderte die Dragon CRS-7 während des aufstiegs. Auch hier fand SpaceX schnell die Schuld beim Zlieferer von Streben die einen Heliumtank nicht in Position hielten, sodass er in den Sauerstofftank fiel und das Helium ausgaste und die Stufe druch Druckerhöhung zerriss.

Dumm nur das dies ein von der NASA bezahlter start war und auch diese den Vorfall untersuchte und zu etwas anderen Schlüssen kam:

„SpaceX chose to use an industrial grade (as opposed to aerospace grade) 17-4 PH SS (precipitation-hardening stainless steel) cast part (the “Rod End”) in a critical load path under cryogenic conditions and strenuous flight environments. The implementation was done without adequate screening or testing of the industrial grade part, without regard to the manufacturer’s recommendations for a 4:1 factor of safety when using their industrial grade part in an application, and without proper modeling or adequate load testing of the part under predicted flight conditions. This design error is directly related to the Falcon 9 CRS-7 launch failure as a “credible” cause „

Ja wenn man billiges Material bestellt und selbst den Hinweis des Herstellers ignoriert darf man sich nicht wundern.

Inzwischen sind einige Jahre vergangen, über 100 Falcons erfolgreich geflogen und die Taktik ist verbessert worden. Wie bei russischer Raumfahrt gibt es fast keine Hintergrundinformationen mehr, nur gezielt platzierte Pressefotos, Videos oder Tweets. Andere Firmen beschuldigen kann man nicht mehr weil SpaceX nun inzwischen alles selbst herstellt. Aber es gibt ja immer noch äußere Einflüsse. An der generellen Strategie hat sich aber nichts geändert. Anstatt etwas sauber durchzudesignen, Probleme soweit es geht schon im Design zu lösen spart man am Material und probiert aus. So braucht mehr mehrere Prototypen bis man nur mal die Druckbeaufschlagung von Tanks gelöst hat und noch einige mehr bis der Treibstoff nicht vor der Landung ausgeht.

Es gibt Leute die finden das toll. Aber ob die auch mit einem Flugzeug fliegen würden, das während der Entwicklung mehrere mal explodiert ist? Weltraumfahrt ist kein Bastelprojekt wo man nachbessert wenns mal nicht klappt. Außer der Finanzier ist ein knickriger Milliardär.