Die Space Shuttle Testflüge (3)

Heute der letzte Teil über die vier Testflüge des Space Shuttles. Er schlie0ßt an die Vorgeschichte und den Teil über STS-1 und 2 an. Alle drei Artikel gibt es auch mit schönen Bildern in einer Zusammenfassung auf der Website.

STS-3

Lagen zwischen den Starts von STS 1 und STS 2 noch 7 Monate, so waren es beim nächsten Flug nur noch 4 Monate. Daran zeigt sich, wie die NASA. Im routinierter mit den Stadtvorbereitungen wurde. So verbrachte die Colambia nur noch 53 Tage im OPF, 12 Tage im VAB und 29 Tage auf der Startrampe Bei STS-2 waren es noch 99 Tage im OPF. 19 Tage im VAB und 70 Tage auf der Startrampe gewesen. Kommandant dieses Testflugs war Jack Lousma. Copilot war Charles Gordon Fullerton. Lousma war schon 59 Tage mit Skylab 3 im All gewesen. Fullerton, der ebenfalls seit 1966 Astronaut war, hatte da er Mitglied der MOL-Astronautengruppe war, bisher keinen Raumflug absolviert. Für Lousma war es auch der letzte Flug ins All, er schied danach aus der NASA aus.

Ursprünglich sollte Fred Haise, zusammen mit Jack Swigert und Jim Lovell mit Apollo 13 eine schwierige Mission zu überstehen hatte der Kommandant sein, da eine Rettungsmission für die Raumstation Skylab vorgesehen war. Dafür trainierte er. Haise hatte auch mit Fullerton zusammen die meisten ALT-Tests mit der Enterprise 1977 durchgeführt. Durch die Verzögerung im Space Shuttle Programm war Skylab aber schon 1979 verglüht und Fred Hase verließ als dies absehbar war, kurz vorher die NASA.

Diesmal wurde die weiße Farbe auf dem externen Tank weggelassen. Dies reduzierte mit weiteren Einsparungen des Gewichts, seine Masse um 700 Kilogramm gegenüber dem ersten Tank waren es nun sogar 1.100 Kilogramm Gewichtseinsparung, die sich in genauso viel mehr Nutzlast niederschlugen. Das war auch notwendig, denn die Columbia wog trocken über 82 t, geplant waren einmal 68 t. So suchte die NASA schon während der Entwicklung nach Möglichkeiten die Nutzlast zu erhöhen und dies setzte sich bei den Testflügen fort.

Ziel des Fluges war es vor allem, die äußeren Einflüsse der Sonne, der Plasmaumgebung und der Temperaturen im Orbit auf den Orbiter zu untersuchen, die entsprechende Instrumentensuite, genannt OSS 1. wog alleine 9.659 Kilogramm und war damit eine der größten Nutzlasten, die dir bis dahin im Orbit überhaupt gelandet waren. Neu war ein etwas verändertes Aufstiegsprofil, bei dem die Nase des Orbiters kurz vor dem Einschuss abgesenkt wurde Dies ergab etwas höhere Beschleunigungskräfte, erhöhte aber ebenfalls in Nutzlast. An der Spitze wurden jedoch 25 weiße und 12 schwarze Hitzeschutz-Kacheln beschädigt. Dies lag aber nicht an der neuen Bahn, sondern an vom Treibstofftank herabfallenden Eisbrocken. Einige so abgefallene Kacheln wurden am Cape aus dem Meer wieder herausgefischt. Die Feststofftriebwerke hatten dagegen einen besseren Zustand als bei den beiden letzteren Flügen, auch wenn sich diesmal wieder nur 5 anstatt der 6 Fallschirme öffneten. Der Orbiter drehte sich in der während der achttägigen Mission mehrmals, um die maximale Sonneneinstrahlung auf allen Seiten zu messen. Temperaturfühler maßen Temperaturen von 30 Grad Celsius. Der Nutzlastraum verbog sich in der Länge um 0,14 Grad, das sind 2 Zentimeter auf 10 Meter Länge und in der Querrichtung um 0,02 Grad, 3 Millimeter auf 10 Meter. Die Besatzung stellte fest, dass sich die Türen des Frachtraums bei längerer Sonneneinstrahlung leicht verzogen und sich nicht mehr vollständig schließen ließen. Durch Drehen des Orbiters konnte der Frachtraum wieder abkühlen und das Schließen gelang.

Da diesmal alle 3 Brennstoffzellen arbeiten, konnte eine beträchtliche Menge an Strom für die Experimente zur Verfügung gestellt werden. Die Spitze erreichte 16 kW Verbrauch. Die Brennstoffzellen hätten 18 Kilowatt geliefert Nachts leuchtete der Hitzeschutzschild auf, dies sind möglicherweise Sauerstoffmoleküle, die beim Aufprall auf den Schild Licht abgeben. Dieses Phänomen sollte weiterhin beobachtet werden, da es für Beobachtungen mit Teleskopen störend sein kann. Auch diesmal fiel die Fernsehkamera am Greifarm aus und so war nur wenige Bewegungen mit dem Canadarm möglich. Er schwenkte das Hundertsechzig Kilogramm schwere Plasmamessgerät, um Messungen der Umgebung zu erhalten. Aufgrund der ausgefallenen Fernsehkamera verzichtete man auf die Anhebung des 363 Kilogramm schweren Instruments zur Klärung der atmosphärischen Umweltbedingungen. Erstmals gab es auch im Middeck Experimente: Ein Elektrophoresekammer für Blut- und Nierenzellen (die Proben gingen nach der Landung durch eine defekte Kühlbox aber verloren) und es wurden Insekten beobachtet wie gut sie sich an die Schwerelosigkeit adaptieren konnten: Motten kamen schnell damit zurecht, Bienen schwirrten noch nach Tagen orientierungslos herum.

Der Landeplatz war schon vor dem Start verschoben worden, da durch Regen bei der Edward Luftwaffe Basis der Boden dort durchnässt war. STS 3 landet er als einzige Space Shuttle Mission in White Sands, New Mexico. Doch dort führte ein wütender Stabsturm dazu. das die Columbia bei der Landung sehr stark beschädigt worden wäre. Zeitweise erwog man auch die Fähre zum ersten Mal direkt im Kennedy Space Center landen zu lassen, wo eine mehrere Kilometer lange Betonpiste installiert worden war. Es blieb dann bei White Sands wo nach einem Tag der Staubsturm sich abgeschwächt hatte und die Bodenmannschaften die Pisten vom Staub befreit hatten. Der Landetermin war so der 30 März 1982.

Ein Flugzeug beobachtet den Eintritt und konnte erstmals eine Infrarotaufnahme der glühenden Unterseite des Orbiters machen. Bedingt durch die Verlängerung der Mission wird erstmals genutzt das das Space Shuttle eine hohe Querreichweite hat. Auf ihr bestand das Militär, daher hat es so große Flügel. Der Landepfad wurde so um 440 km verschoben. Die Landung erfolgte mit dem Autopiloten, dessen Software für den Endanflug noch nicht ferig war. Jack Lousma wollte so viele Daten wie möglich von dem Autopiloten sammeln und schaltete ihn so zu spät ab. Jack Lousma zog bei der Landung die Nase zu stark hoch, sodass er dieser mit einer zu hohen Geschwindigkeit von 412 anstatt nominal 375 km/h landete. Die Landung war so eine der dramatischeren: Das Fahrwerk fuhr in 46 m Höhe bei einer Geschwindigkeit von 509 km/h aus und verriegelte nur fünf Sekunden vor dem Aufsetzen.

Die Columbia rollte dann aus, anstatt dass die Bremsen betätigt wurden und benötigte so eine die Rolldistanz von 4,5 Kilometer. Das war aber kein Problem die Pisten in White Sands sind noch wesentlich länger sind. Durch den Staub gab es trotzdem Beschädigungen, 1.100 Hitzeschutzkacheln mussten danach ausgewechselt werden. Die Verschiebung des Landeorts kostete die NASA 2 Millionen Dollar, 40 Eisenbahnwaggons mit Ausrüstung mussten nach White Sands gebracht werden.

STS-3 war die erste Mission, ohne abgebrochene Countdowns pünktlich startete, am 22. März 1982. Sie dauerte aufgrund des Staubsturms in White Sands sogar einen Tag länger. Es gab bedeutend weniger Vorkommnisse als bei den beiden ersten Flügen. Die Bordtoilette fiel aus, eine der drei Hydraulikpumpen musste beim Start abgeschaltet werden, funktionierte aber bei der Landung und beide Astronauten litten die ersten beiden Tage unter der „Raumfahrerkrankheit“.

STS-4

STS 4 verbrachte noch weniger Zeit bei der Vorbereitung zum Start. Im OPF verbrachte die Columbia nur noch 40 Tage im VAB 7 Tage und auf der Stadtrand bei 25 Tage. Kommandant war Thomas K. “TK” Mattingly und Henry W. “Hank” Hartsfield war der Copilot. Mattingly sollte mit Apollo 13 fliegen, hatte aber die Masern und musste so seinen Platz an Swigert abgeben. Er landete dann mit Apollo 16 auf dem Mond. Mattingly flog dann noch einmal 1985 mit STS-51C ins All. Für Hartsfield war es der erste Flug. Er flog dann noch zweimal ins All. Er gehörte wie alle bisherigen Neulingen zur MOL-Gruppe.

Die Mission dauerte sieben Tage vom 27.6.1982 bis zum 4.7.1982. Erstmals wurde eine geheime Nutzlast des US Militärs transportiert. Dafür wurde eine eine höhere Umlaufbahn in 300 Kilometer Höhe mit einem mit einer Inklusion von 28,5 Grad angestrebt. Vorherige Mission hatten eine Inklination von 38 bis 40 Grad eingehalten, da diese eine bessere Abdeckung durch die Bodenstation für den Empfang von Videos. Sprache und Telemetrie bot. Die NASA war inzwischen so von ihrem Space Shuttle so überzeugt, dass sie den Tag des Starts drei Monate vorher ankündigte. Erneut wurde die thermische Belastung des Space Shuttles durch einseitige Ausrichtung überprüft und an die Spitze getrieben. Wieder verzogen sich die Nutzlasttüren. Sie konnten aber durch einfaches Drehen in den Schatten wieder erschlossen werden. Wichtig war auch die Qualifikation des CanadaArms, der bei allen drei bisherigen Flüge Flügen Probleme machte. Diesmal klappte alles. Durch das Bewegen eines 363 Kilogramm schweren Messinstruments konnte seine Qualifikation abgeschlossen werden . Neben kleineren Experimenten gab es im Middeck auch eine mannshohe Elektrophoreseanlage, mit der weitere Forschung des Trennens von Proteinen in der Schwerelosigkeit durchgeführt wurden. Gedacht war dieses Experiment als Vorläufer für eine Produktion im Weltraum. Daher war die Anlage auch so groß, sie wurde im Auftrag der von Johnson und Johnson von der NASA mitgeführt. Gerade dieses Experiment macht ihr aber große Probleme. Bevor es überhaupt eingeschaltet werden konnte, musste die Astronauten zahlreiche Installationen und Reparaturen durchführen. Geplant war zuerst ein erster Test des Raumanzugs, ein Ausstieg von Mattingly in den Weltraum. Diese wurde nach dem Start aber abgesagt. Stattdessen zog Mattingly den Raumanzug nur in der Luftschleuse an, verließ aber die Columbia nicht. Die militärische Nutzlast ist auch heute nicht ganz genau bekannt. Eine Komponente ist auch bekannt. Es ist das Cirris Infrarotteleskop. Es diente dazu zu überprüfen, ob man mit einem solchen Teleskop Raketenstufen beim Aufstieg Überwachen und erfassen kann. Das Teleskop detektierte Infrarotstrahlung in zwei Bereichen mit 2,5 bis 25 µm Wellenlänge und bei 30 bis 300 µm Wellenlänge. Eine verbesserte Version kam dann bei späteren Shuttle-Flügen für zivile Zwecke zum Einsatz.

Beim Start und Aufstieg in die Umlaufbahn gab es Probleme. Die beiden Feststoff Booster entwickelten zu wenig Schub, sodass die endgültige Bahn 2 Kilometer tiefer lag als die anvisierte 300 Kilometer Bahn und 900 kg Treibstoff zusätzlich von den OMS-Triebwerken verbraucht wurde. Bei der Landung öffneten sich nicht die Fallschirme der Booster, sodass die beiden Booster mit 150 anstatt 26 km/h auf dem Meer aufschlugen und versanken. Das war ein Verlust von 50 Millionen Dollar. Die Startmasse der Columbia war wiederum um 2,5 t schwerer als bei der letzten Mission.

Die Landung wurde um einen Tag verschoben, weil. Präsident Ronald Reagan, seinen Besuch angekündigt hatte. Er erlebte eine große Show, zuerst wurde von Edward mit einem Jumbo Chat die zweite Fähre Challenger verabschiedet, die zum Kennedy Space Center flog, dann landete die Columbia. Schätzungsweise 400.000 Personen verfolgen das Ereignis direkt vor Ort. Eigentlich war vorgesehen das die meisten Landungen danach im Kennedy Space Center stattfanden, aber Edwards blieb bis zum Schluss ein wichtiger Landeplatz. 59 Missionen landeten dort.

Diesmal gab es nur 16 erwähnenswerte Vorkommnisse, sodass die NASA nach STS-4 in den operativen Betrieb überging. Ursprünglich waren 6 Testflüge geplant. Doch zur Routine wurden die Flüge noch lange nicht. Bis zum Verlust der Challenger gab es immer erheblich mehr Vorkommnisse als danach. Darunter auch gravierende Ereignisse, wie das Abschalten eines Triebwerks beim Start von STS-51F oder schon bevor es zur Katastrophe bei STS-51L kam, wurde über erodierte und angesenkte Dichtungsringe bei den Feststoffboostern berichtet. Daneben fehlte es an Ersatzteilen, sodass bei Defekten man Teile aus den Shuttles ausbaute, die noch folgen sollten (Discovery und Atlantis) bzw. aus der Columbia, als diese Ende 1983 in die Überholung ging, um auf den technischen Standard der neueren Orbiter aufgerüstet zu werden.