Raumfahrt Nachschub für die ISS

Der europäische Raumtransporter „Edoardo Amaldi“ ist gestartet. Er hob an diesem Freitagmorgen um 5 Uhr 34 Mitteleuropäischer Zeit  (1 Uhr 34 Ortszeit) planmäßig  vom europäischen Raumfahrtzentrum Kourou in Französisch-Guayana mit einer Ariane-5-Rakete ab. In fünf Tagen, am 28. März, soll das „Automated Transfer System“ (ATV) am russischen Swesda-Modul der Internationalen Raumstation (ISS) andocken.

An Bord befinden sich rund 7,5 Tonnen Nahrungsmittel, frische Kleidung, Wasser und Sauerstoff und Ersatzteile sowie Post, Dinge des täglichen Bedarfs und sogar ein Sport-BH für die amerikanische Astronautin, die im Sommer in die Raumstation einziehen wird.  Voraussichtlich am 3. September wird das Vehikel, nach dem es mit Müll, Abwasser, schmutziger Kleidung und mit nicht mehr benötigten Geräten beladen wurde, wieder abkoppeln und seinen Kurs auf die Erde nehmen. Beim Eintritt in die Atmosphäre wird es dann verglühen und die nicht verbrannten Reste gezielt im Südpazifik niedergehen.

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Im Namen berühmter Physiker

Die „Edoardo Amaldi“, benannt nach dem Mitbegründer des europäischen Forschungszentrums Cern sowie des Vorgängers der Esa,  ist das dritte ATV der europäischen Raumfahrtbehörde, das zur ISS aufbricht. Das erste ATV, „Jules Verne“, war im März 2008, das zweite, „Johannes Keppler“, im Februar vergangenen Jahres gestartet. Zwei weitere europäische Transporter sind in Vorbereitung, jeder kostet 450 Millionen Euro. „Die ATVs wechseln sich bei der Versorgung der ISS mit dem russischen Transporter Progress und dem japanischen HTV-Vehikel ab“, sagt Kris  Capelle, Missionsdirektor des ATV-3 in Toulouse, wo sich das Kontrollzentrum für das ATV befindet.

Mächtiger Frachter  für die ISS

Das ATV, das von einem Industriekonsortium unter Federführung der EADS-Tocher Astrium in Bremen gefertigt wurde, ist etwa zehn Meter lang und hat einen Durchmesser von viereinhalb Metern. Es umfasst ein 45 Kubikmeter großes Druckmodul und ein russisches Andocksystem, wie man es bei den bemannten Sojus-Raumflügen und den Progress-Versorgungsfahrzeugen verwendet wird. Mit den vier ausgefahrenen Sonnensegeln, die der Stromversorgung dienen, hat das ATV eine Spannweite von 22 Metern.

Dreimal so groß wie der russische Progress-Raumtransporter, bietet das ATV auch das Dreifache an Frachtkapazität. Mit mehr als zwanzig Tonnen ist dieses technisch hochkomplexe Raumfahrzeug die schwerste von Europa jemals gestartete Nutzlast. Das ATV kann als autonom fliegende Plattform, als manövrierfähiges Raumfahrzeug und im angedockten Zustand als zusätzliches Modul für die Raumstation verwendet werden.

Alles sicher verstauen

Im August des vergangenen Jahres  hatte „Edoardo Amaldi“ den Reivraum von Astrium in Bremen verlassen und war in Containern per Schiff nach Kourou gebracht worden. Mehrere Monate hatten Ingenieure ihn dort zusammengebaut, mit der Fracht beladen und die Systeme immer wieder getestet. Eigentlich sollte der Transporter schon Anfang März ins All fliegen. Bei einer Kontrolle stellten die Experten aber fest, dass zwei Sicherungsgurte nicht richtig befestigt waren. Die Esa musst den Start verschieben.
Denn das  Verstauen der Güter an Bord des ATV verlangt besondere Sorgsamkeit. „Jedes Gepäckstück muss mit Riemen und Schnallen befestigt und gesichert werden“, sagt Hans Peter Leiseifer, technischer Ingenieur des ATV-Systems bei Estec, dem Raumfahrt und Technologiezentrum der Esa. Beim Start wirkt etwa die Viereinhalbfache Erdbeschleunigung. „Wenn sich ein Transportbehälter, der fünf Kilogramm wiegt, beim Start löst und gegen die Rückwand des ATV schlägt, kann ein beträchtlicher Schaden entstehen“, sagt Leiseifer.

Korrektur der Flugbahn

Außer der Versorgung und das Heranschaffen von Ersatzteilen hat das ATV eine weitere wichtige Aufgabe. „Der Raumtransporters ist sechs Monate lang gewissermaßen der Motor der ISS. Wir bringen die Raumstation in eine höhere Umlaufbahn oder kippen sie falls erwünscht“, sagt Capelle. Sobald der Raumtransporter an die ISS angedockt hat, werden seine Triebwerke dazu genutzt, die ISS regelmäßig in eine höhere Umlaufbahn zu befördern. Das ist notwendig, da die Restatmosphäre in 380 Kilometern Höhe, in der die ISS die Erde umkreist, das gigantische Weltraumlabor kontinuierlich abbremst und es sinken lässt. Außerdem kann das ATV dazu verwendet werden, Ausweichmanöver zu vollführen, falls potenziell gefährlicher Weltraumschrott der bemannten Raumstation zu nahe kommt. „Aber auch wenn andere Vehikel andocken wollen oder wenn Experimente gemacht werden sollen“, erklärt Capelle.

Kompliziertes Manöver

Eine Stunde nach dem Start hatte  sich der Raumtransporter ion einer Höhe von 260 Kilometern von der Oberstufe der Ariane-5 gelöst. Dann spannten  sich die vier Sonensegel auf. Seitdem nähert sich Edoardo Amaldi aus eingenem Antrieb der ISS.  „Das ATV fliegt mit einer Geschwindigkeit von 28 000 Kilometern pro Stunde. Wenn es sich aber der ISS nähert, erfolgt das extrem langsam mit einer Geschwindigkeit von nur noch sieben Zentimetern pro Sekunde“, erklärt der Missionsdirektor.

Das Andockmanöver, das fünfzig Kilometer vor der ISS beginnt, ist ein komplizierter Vorgang, bei dem es vor allem darauf ankommt, dass der Transporter sich zu gewissen Zeitpunkten an bestimmten Orten befindet. „Das ATV nähert sich von hinten der ISS und dockt an der russischen Seite an. Beim mechanischen Kontakt, der zunächst über einen Metallarm erfolgt, bekommt das ATV noch einen kleinen Schubs, damit es nicht wieder wegdriftet. Dann beginnt sich die ISS mit dem ATV zu drehen, wodurch wirkende Kräfte stark vermindert werden, die das Andockmanöver verhindern könnten. Dann wird der Arm weggezogen, die Haken geschlossen und das ATV ist mit der ISS verbunden.

Was kommt danach?

Noch zwei weitere europäische Raumtransporter werden Nachschub zur Raumstation bringen. Sie werden 2013 und 2014 starten. Wie es danach weitergeht, ist noch unklar. Versorgungsengpässe müssen die wechselnden Besatzungen der ISS jedoch nicht fürchten. Es sind bereits zwei private Anbieter aus den Vereinigten Staaten im Gespräch, die ihre Kapseln zur ISS schicken wollen. Zurzeit untersucht die Esa, wie sie ihre Raumtransporter weiterentwickelt werden kann.

„Wir wollen weitergehen“, betonte der Vorsitzende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, Johann-Dietrich Wörner, per Telefonkonferenz aus Kourou. „Dafür brauchen wir Unterstützung - auch finanzielle von Mitgliedstaaten, die bisher nicht so begeistert davon sind.“ Im November sollen die Esa-Mitgliedsländer auf einer Konferenz über die Zukunft des ATV entscheiden.