03.04.2003 · Die Suche nach den Ursachen des Columbia-Absturzes am 1. Februar konzentriert sich mittlerweile auf mögliche Schäden am linken Flügels. Zuvor waren die Aufzeichnungen eines Flugdatenschreibers ausgewertet worden.
Von Horst Rademacher
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Die Suche nach den Ursachen des Verlustes der "Columbia" am 1. Februar über Texas konzentriert sich mittlerweile auf mögliche Schäden an der Vorderkante des linken Flügels. Zuvor waren die Aufzeichnungen eines Flugdatenschreibers, der schon vor einigen Wochen unter den Trümmern der Raumfähre Columbia gefunden wurde, ausgewertet worden.
Der Flugdatenschreiber zeichnet kontinuierlich die Meßdaten von 420 Sensoren an Bord einer Raumfähre auf. Unter diesen Meßgeräten befinden sich auch 35 Temperaturfühler, ein knappes Dutzend von ihnen ist im Inneren der Tragflächen angebracht. Die ersten ungewöhnlichen Meßdaten registrierte der Schreiber bereits vierzehn Minuten vor dem Verlust, als sich die Fähre noch westlich der Hawaii-Inseln befand.
Bisher wurde angenommen, daß die Probleme erst etwa zehn Minuten vor dem Verlust - also vier Minuten später - beim Überqueren der kalifornischen Küste begannen. Zu den ungewöhnlichen Aufzeichnungen gehört ein rascher Anstieg der Temperatur an der Vorderkante des linken Flügels. Innerhalb von einer Minute stieg die Temperatur in diesem Bereich des Inneren der Tragfläche von knapp 40 auf etwa 230 Grad, dem oberen Ende des Meßbereiches des Sensors.
Beschädigungen am Hitzeschutzmaterial
Dieser rasche und gleichzeitig dramatische Anstieg deutet nach Meinung des Leiters der mit der Untersuchung der Columbia-Katastrophe beauftragten Kommission, Gehman, darauf hin, daß das Hitzeschild an der Vorderkante des Flügels einen Schaden aufwies. Weil vorne am Flügel sowie am Bug die thermischen Belastungen während des Wiedereintritts am größten sind, sind diese Teile der Raumfähre nicht mit Hitzeschutzkacheln aus Keramik befliest. Vielmehr übernimmt dort ein gehärteter Verbundwerkstoff aus Kohlenstoff die Aufgabe des Hitzeschutzes.
Dieses sogenannte Karbon-Karbon-Material besteht aus zahlreichen dünnen Lagen von Kohle, die mit kohlenstoffhaltigem Kunstharz untereinander verklebt sind. Während der Herstellung wird dieses Material gebacken, wobei aus dem Leim eine widerstandsfähige Graphitschicht wird. Schließlich ist diese Schicht noch mit einer Lage aus Siliziumkarbid überzogen, einem äußerst harten, kratzfesten und sprungresistenten Werkstoff.
Dennoch kam es bei mindestens zwölf der über hundert Flüge von Raumtransportern zu - wenngleich geringen - Beschädigungen an diesem besonders starken Hitzeschutzmaterial. So entdeckten Techniker im vergangenen November am Flügel der Raumfähre "Atlantis" nach ihrer Rückkehr von einem Flug zur Raumstation einige kleine Löcher, die zunächst kaum größer als Stecknadelköpfe erschienen.
Eine anschließende Röntgenuntersuchung der betroffenen Stellen ergab jedoch, daß sich unter den kleinen Löchern Bereiche von mehreren Kubikzentimetern Größe fanden, in denen der Kohlenstoff förmlich verdampft war. Tatsächlich, so fanden Wissenschaftler an zwei Forschungszentren der Nasa mittlerweile heraus, kann der Graphit bei Temperaturen von mehr als 1500 Grad mit Sauerstoff reagieren und dabei entweder als Kohlenmonoxyd oder Kohlendioxyd gasförmig entweichen. Zurück bleibt ein Hohlraum, der bei weiterer Zufuhr heißen Sauerstoffs immer größer wird.
Abflug in Baikonur
Die Mitglieder der Untersuchungskommission glauben nun, daß Teile der Graphitschicht an der Vorderkante des linken Flügels der "Columbia" möglicherweise auf diese Weise schon in der Frühphase des Wiedereintritts in die Erdatmosphäre "aufgefressen" wurden. Dadurch hätten die heißen Gase, die aufgrund der Reibungshitze entstanden, ein Loch in die Aluminiumhaut des Flügels schmelzen und in das Innere der Tragfläche eindringen können. Das wiederum könnte den gemessenen Anstieg der Temperatur und die darauf beruhende Schwächung der Träger innerhalb der Tragflächen erklären.
Allerdings warnte Gehman davor, diese Hypothese schon als bewiesen hinzunehmen. Es handele sich lediglich um ein mögliches, aufgrund der Meßdaten allerdings plausibles Szenario. Offen bleibt dabei aber immer noch die Frage, wodurch das Hitzeschutzmaterial ursprünglich beschädigt wurde. Das Siliziumkarbid ist so hart, daß ihm jener Schaumstoff, der beim Start der Columbia von ihrem großen Tank abplatzte, wohl kaum etwas anhaben konnte.
Allerdings könnte der Zusammenstoß der Raumfähre mit einem Stück Weltraumschrott oder das Aufprallen eines kleinen Meteoriten zum Abplatzen der äußersten Schutzschicht geführt haben.
Unterdessen legte die Nasa den Starttermin für die Ablösung der seit dem 25. November an Bord der internationalen Raumstation ausharrenden Mannschaft unter dem Kommando von Ken Bowersox fest. Am 26. April sollen der russische Weltraumveteran Juri Malatschenko und der Amerikaner Ed Lu zur Station fliegen.
Sie werden dabei nicht - wie bisher üblich - an Bord einer amerikanischen Raumfähre in den Weltraum starten. Da die Shuttle-Flotte bis auf weiteres stillgelegt ist, werden die beiden an Bord einer Sojus-Kapsel vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur abfliegen. Bowersox und seine Kollegen, der Russe Budarin und der Amerikaner Pettit, sollen dann Anfang Mai an Bord der bereits seit Monaten mit der Station verbundenen Sojus-Kapsel zur Erde zurückkehren.
Wie lange Malatschenko und Lu - die erste aus nur zwei Personen bestehende Besatzung der Station - im Weltraum bleiben werden, steht noch nicht fest.
