Ein paar Fakten über die ISS

Heute mal ein paar Splitter über die ISS, die sich nicht für einen ganzen Blog lohnen. Ich mache das in Form einer FAQ:

Ist die ISS wirklich international?

Nun wie immer heißt die Antwort „Jein“. Sie ist natürlich international, denn viele Nationen sind beteiligt, aber nicht so international wie die UN, wo jeder gleichberechtigt ist. Das hängt natürlich auch mit der Entstehungsgeschichte der ISS und der Vorgeschichte zusammen. Die ISS entstand, als Anfang der Neunziger Jahre als Fusion der beiden Projekte Mir 2 und Alpha. 1993 wurde es als binationales Projekt vereinbart. Damals war eine viel größere russische Station geplant, die in etwa so groß wie die Mir war, mit mindestens drei weiteren Forschungsmodulen. und einem Modul für die Stromversorgung. Es hätte das russische Segment mit Strom versorgt. Genauso gab (und gibt es) zwei Missionkontrollzentren und jede der Partner versorgt auch seinen Teil und sollte ursprünglich auch die Astronauten alleine starten.

1995 wurde dann daraus ein internationales Projekt als die JAXA und ESA sich anschlossen. Diese beiden Raumfahrtagenturen haben einen binationalen Vertrag mit der NASA. Er legt fest welche Leistungen sie erbringen müssen und was sie im Gegensatz dafür bekommen. Kleine Anteile an der ISS haben auch noch Italien und Kanada. So zerfällt die Station in einen westlichen und einen russischen Teil. In der Praxis ist das nicht so von Belang, mit einer Ausnahme: Wenn Russland Weltraumtouristen transportiert, dann ist das nicht das, was die NASA will, die es recht schwer hat ihren Steuerzahlern zu erklären warum sie Milliarden jedes Jahr für die ISS ausgibt wenn reiche Millionäre auf eigene Kosten für einen Bruchteil der Kosten mit den Russen zur Station fliegen dürfen. Diese Touristen dürften sich nur im russischen Segment aufhalten (bzw. mit Erlaubnis der ESA auch im ATV). Vielleicht erleben wir auch mal die erste Instand-Besetzung im Weltraum….

Wie sind ESA und JAXA beteiligt?

Wie sieht die Aufteilung der Station im westlichen Teil aus. Es gibt eine Vereinbarung für den Transport von Labors und eine für die Nutzung. Bei dem Transport der Labore die von der NASA mit dem Space Shuttle befördert wurden war es so, dass die ESA für den Start von Columbus und den Transport der Inneneinrichtung mit anderen Flügen die beiden Konten Node 2+3 und die Cupola fertigt. Die Innenausstattung der Knoten stammte dann wieder von der NASA. Die JAXA bezahlte für den Transport von Kino mit zwei Shuttle Flügen mit der Fertigung des CAM-Labors. Dieses blieb nach dem Verlust der Columbia am Boden.

Bei der Nutzung ist so, dass der ESA 8,3% der Ressourcen zustehen (Strom, Mannschaftsstunden etc.) und der JAXA 12,8%. Beide Zahlen beziehen sich nur auf den westlichen Teil. In beiden Labors hat die NASA einen Anspruch auf 50% der Forschungseinrichtungen. In der Praxis ist es aber derzeit so, dass die NASA schon ihr eigenes Desitny Labor nicht alleine betreibt und sieben Racks an Uniinstitute abgegeben hat. Die ESA, der eigentlich nur 5 Racks ihres Labors zustehen betreibt 7 voll und ist an drei Racks der NASA beteiligt. Kibo wird noch ausgebaut und jeder HTV bringt weitere Racks ins Labor. Derzeit sind 4 von 10 belegt. Für die ESA bedeuten die 8,3% z.B. den Start eines Astronauten alle zwei Jahre für 6 Monate.

Die Kompensation für den Betrieb erfolgt durch Lieferung von Fracht durch das ATV und das HTV.

Wie viel Fracht braucht die Station?

Obwohl ich mich mit der Frage für mein ATV Buch beschäftigt habe, ist es sehr schwierig eine Antwort zu geben, weil es zu viele unterschiedliche Daten dazu gibt. 2002 gab die ESA den Gesamtbedarf an Gütern (mit Wasser, Gasen und Treibstoff) mit 32 t pro Jahr an. Die NASA spricht dagegen nur von 6000 Pfund pro Expedition (3 Astronauten, 180 Tage), was rund 10.900 kg pro Jahr für sechs Astronauten sind. Dabei muss es sich aber um die reinen Versorgungsgüter in Druckbehältern handeln (Nahrung, Trinkwasser, Kleidung, Teile) die mit 5,3 kg/Tag pro Astronaut veranschlagt werden. Dazu kommt noch der Treibstoff, das Brauchwasser und die Gase.

Es gab schon die Bemühung diesen Bedarf zu minimieren. So wird ein neues Umweltkrontrollsystem, das seit 2009 an Bord ist 93% des Wassers wiedergewinnen (vorher 65%) und auch Sauerstoff aus dem Kohlendioxid regenerieren, der vorher verloren ging. Das ATV hebt derzeit die Station in eine Höhe von 400 km, was den Treibstoffbedarf von 8.600 kg/Jahr auf 3.600 kg reduzieren wird. Eine Abschätzung des Versorgungsbedarf ist meiner Ansicht nach eher durch die geplanten Versorgungsflüge möglich:

  • Russland: 3-4 Progress mit je 2,2 t = 6,6 bis 8,8 t
  • USA: 40 t in 4 Jahren = 10 t
  • ESA: Je ein ATV = 7,1 t
  • JAXA: Je ein HTV: = 5,5 t

Ergebnis: 29,2 bis 31,4 t, was ziemlich gut zu der ESA Ziffer von 2002 passt. Was mir persönlich auffällt, ist das die ESA (aber auch JAXA) für ihre 8,3% Beteiligung nur am US-Teil ziemlich viel transportiert. Ich hätte aufgrund der prozentuellen Beteiligung hier nur 1,1 t Fracht pro Jahr erwartet. Aber wir kennen das ja schon. Stichwort für alle Eingeweihten: Spacelab.

Muss man die ISS ausbauen um mehr Astronauten unterzubringen?

Auch hier ein klares „Jein“. Das Innenvolumen der ISS beträgt rund 900 m. Vom Platz her ist es das geräumigste Labor im Orbit, nicht zu vergleichen mit den Saljut wo zwei Astronauten in knapp 100 m über ein Jahr aushielten. Würde man diesen Maßstab anlegen, so hätte man auf der ISS Platz für rund 18 Astronauten. Das Problem der ISS ist, dass das einzige Modul, das nur für die Besatzung vorgesehen war, das Habitatmodul mit einem echten Sanitärbereich, einer Mannschaftsmesse und eigenen Schlafplätzen den Streichungen zum Opfer fiel. Auch das nun gestartete PMM ist ein reiner Frachtbehälter. Wenn man es zu einem Wohnraum ausbauen würde, so gäbe es sicher genug Platz für mehr Astronauten. Diese müssten dann aber am US-Segment andocke. Russland ist nun an der Produktionsgrenze für Sojus Transporter und die Koppelstellen sind auch belegt. Genug zu tun gäbe es. Es gibt drei Labors in jedem 10-13 Racks und in jedem können nach Ansicht der Raumfahrtagenturen 2-3 Personen arbeiten.

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