Der Spaceshuttle ist ein von der NASA in den USA entwickelter Raumfährentyp. Er ging aus den Entwicklungsversuchen hervor, den Weltraum ohne Raketen zu erreichen, die bislang abgeworfen wurden und verglühten oder verschrottet wurden. Aus dieser Zeit stammt auch die Abkürzung STS für Space Transportation System, mit der der Spaceshuttle abgekürzt bezeichnet wird und die Nummern mit ihm absolvierter Flüge beginnen.
Als Spaceshuttle wird das gesamte System aus Raumfähre (engl.: Orbiter Vehicle, abgekürzt 'OV'), Tank und Feststoffraketen bezeichnet.
Im Gegensatz zu früheren Raumschiffkonzepten (Apollo-Projekt, Sojus) sind sowohl die Fähre selber, als auch Teile der Raketen für weitere Starts wiederverwendbar (für ca. 100 Missionen).
Einige technischen Daten:
Orbiter Vehicle:
* Länge: 37,2 m
* Spannweite: 23,8 m
* Höhe: 17,3 m
* Leermasse: 68 t
* Max. Abflugmasse: 111 t
Nutzlastbucht:
* Länge: 18,3 m
* Breite: 5,2 m
* Höhe: 4,0 m
* Nutzlastkapazität : 29,5 t
Ein Space Shuttle besteht aus:
* einen Orbiter
* 2 Solid Rocket Boosters (jeder 45,5 m lang, 3,7 m im Durchmesser und circa 590 000 liter Treibstoff)
* 1 externer Tank (46,9 m lang, 8,4 m im Durchmesser und circa 2 057 000 liter Treibstoff)
* 3 Hauptmotoren (jeder 4,2 m lang und 2,4 m im Durchmesser).
Ein Space Shuttle kostet circa 1,9 Milliarden Euro und wiegt inklusive Treibstoff und Ladung über 2 Millionen Kilo, oder 2000 Tonnen.
Die NASA verfügt über 2 Raumbasen:
1) Das Kennedy Space Center in Florida.
Wird benutzt wenn das Shuttle in einer equatorialen Bahn (entlang des Equators) gebracht werden soll.
2) Die Vandenberg Air Force Base in Californien.
Wird benutzt wenn das Shuttle in einer polairen Bahn (über Nord- und Südpol) gebracht werden soll.
Weltweit gibt es nur wenige spezielle Landebahnen, auf denen Spaceshuttles landen können. Schlechte Wetterbedingungen an den Hauptlandeplätzen machen mitunter die Auswahl eines alternativen Zielgebietes notwendig.
Zuerst werden die 3 Hauptmotoren des Orbiters gestartet. Sie verbrennen 2 967 Liter Wasserstoff und 1 067 Liter Sauerstoff pro Sekunde. Die Temperatur steigt dabei langsam bis 3 316°C. Die Hauptmotoren bekommen den flüssigen Treibstoff vom externen Tank. Der Treibstoff erreicht die Hauptmotoren mit einer Temperatur von minus 253°C.
Dann werden auch die beiden Solid Rocket Boosters (SBR's) gestartet. Anschliessend werden die 8 Muttern mit denen das Shuttle an der Plattform befestigt ist, mit kleinen explosiven Ladungen gesprengt. Das Shuttle sollte sich dann binnen einiger Sekunden von der Erde lösen.
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">In einer BBC-Dokumentation über die Entwicklung des Spaceshuttles (dt.: "Der Traum, der vom Himmel fiel") wurde dieses System mit einem "Ritt auf einer Dynamitstange, begleitet von zwei Feuerwerkskörpern", verglichen, um Mängel in der Konzeption darzustellen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Während den ersten beiden Minuten machen die beiden SBRs die meiste Arbeit. Sie bringen das Shuttle auf eine Geschwindigkeit von 4 973 KMH und nach 45 KM Höhe.
Nachdem beide Booster losgekoppelt wurden, fallen sie an Fallschirmen circa 260 KM entfernt in's Meer und können erneut verwendet werden. Die Hauptmotoren am Orbiter brennen anschliessend noch 8 Minuten und bringen das Shuttle auf einer Geschwindigkeit von 27 358 KMH (10x schneller als eine Kugel) und in einer Bahn um die Erde.
Der extrene Tank "fällt" zurück in die Atmosphere und verbrennt dort teilweise. Was übrig bleibt fällt übligerweise in den Indischen Ozean.
Wenn das Shuttle in der Erdumlaufbahn ist, werden die beiden Orbital Maneuvering System (OMS) Engines genutzt für größere Kurskorrekturen. Kleiner Korrekturen können mit dem Reaction Control System (RCS), dass aus 44 kleine Raketenmotoren besteht, durchgeführt werden.
Die Raumfähre erreicht schließlich eine Umlaufbahn in ca. 300 km Höhe.
Nach erfolgtem Raumflug kehrt die Raumfähre auf die Erde zurück. Beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre wird sie durch spezielle Hitzeschutzkacheln an der Front- und Unterseite vor den extremen Wärmeeinwirkungen geschützt. Bereits kurz nach dem Wiedereintritt, noch mehrere Hundert Kilometer entfernt, erhält sie von der vorgesehenen Landebahn Leitsignale. Die Besonderheit bei der Rückkehr ist, dass der Spaceshuttle im Gleitflug antriebslos zur Landung fliegt und somit nur einen Landeversuch hat.
Ein Shuttle kann maximal 10 Personen in einer niedrigen Bahn (zwischen 185 und 400 KM Höhe) um die Erde bringen. Meistens besteht die Besatzung jedoch aus maximal 8 Personen. eine durchschnittle Shuttle-Mission dauert 7 Tage.
Frühere Astronauten waren ausgesprochene "Supersportler". Aber die heutigen Shuttle sind ausgesprochen Komfortabel. Die Passagiere werden beim Start an maximal 3G bloßgestellt. Die Apollo-Astronauten mussten 6,5G verkraften.
Im Cargoraum (18,3 x 4,6 Meter) können maximal 22 680 Kg mitgenommen werden. Der Robotterarm (Remote Manipulator System) wird eingesetzt um z.B. Satelliten auszusetzen, und ist 15,2 Meter lang und hat wie ein menschlicher Arm ein Schukter-, Ellbogen- und Handgelenk.
Die Ladung des Orbiters ist komplett Computergesteuert.
Die RCS bringen den Orbiter zuerst mit dem Heck in die Flugrichtung. Die beiden OMS bremsen den Orbiter. Kurz vor dem Eindringen in der Atmosphere bringen die RCS den Orbiter wieder mit der Nase in die Flugrichtung.
Wenn die äußerste Schicht der Atmosphere berührt wird, muss das Shuttle immer noch circa 8 000 Km bis zur Landungsbahn fliegen. Das Eindringen in der Atmosphere muss in einem Winkel von genau 40° stattfinden. Ist der Winkel zu steil, dann verbrennt das Schiff. Ist der Winkel zu flach, wird das Shuttle von der Atmosphere in's All gelenkt und kann die Erde nicht erreichen.
Am Bauch des Orbiters wurden per Hand circa 24 000 Hitzeschilde geklebt. Diese müssen das Shuttle während ihrem Flug zurück zur Erde vor der Hitze schützen (max. 5 500°C) die durch den Luftwiderstand entsetht.
Die Schilde sind aus Siliciumdioxide und können circa 10 Missionen gebraucht werden. Jedes Schild hat eigene Abmessung. Nicht ein Schild gleicht dem anderen. Aber eines vereint sie alle: sie können die Oberflächentemperatur sehr schnell abbauen. Wird ein Schild auf 1 250°C erhitzt, so kann man es nach einigen Sekunden schon wieder mit den bloßen Händen anfassen!
Am Anfang der Landungsprozedur fliegt das Shuttle noch mit über 25 000 KMH um die Erde. Um sicher landen zu können muss die Geschwindigkeit kurz vor der Landungsbahn bis circa 350 KMH zurück gebracht werden.
Es gibt 2 Landungsbahnen nur für das Shuttle. Beide sind 3,7 Km lang, am Kennedy Space Center in Florida und Vandenberg Air Force Base in California. Außerdem gibt es noch 3 Notlandebahnen: Moron (Spanje), Banjul (Gambia) en Ben Guerir (Marokko).
Ein Space Shuttle Einsatz ist sehr teuer. Mit der Entwicklung des X-33 von Lockheed-Martin, VERSUCHTE (danke Jerry) die NASA die Kosten mit 90% zu reduzieren! Die X-33 und X-34 Programme wurden aber gestoppt, und das obwohl bereits über 1 Milliarde US$ in beide Projekte geflossen sind. Sie NASA setzt gegenwärtig auf ihr SLI-Programm.
Quellen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle
http://www.cijfers.net/shuttle.html
Gruß,
