Er könnte noch fliegen – wenn er unbemannt gewesen wäre

Ja auf diesen Gedanken bin ich gekommen beim Space Shuttle. Nun die Diskussion ob er bemannt sein muss kann man sich schenken, unbemannt hätte es nicht das Geld für ihn gegeben. Doch die NASA hat auch mal weiter gedacht. Von den siebziger bis achtziger Jahre entwickelte Sie verschiedene Konzepte für ein unbemanntes System mit höherer Nutzlast. Das ging hin bis zu einem vergrößerten Tank, auf dem die Nutzlast saß mit den Triebwerken unter dem Tank und vier Feststoffboostern – Nutzlast 150 t.

Diese ersten Planungen in den siebziger Jahren wurden dann einige Jahre ad acta gelegt. Die NASA hatte nicht das Geld und erst mal galt es das Space Shuttle System zu der Startrate zu bringen die angestrebt war – 1986 waren 13-14 Starts geplant, später sogar bis zu 20 pro Jahr. Ob 20 realistisch gewesen wären ist offen. aber 1985 fanden neun Starts statt, wobei der letzte Orbiter (die Atlantis) erst am 3.10.1985 ihren Erstflug hatte. Weniger als zwei Monate später startete sie erneut – 13 Starts wären bei dem Tempo also durchaus nicht unrealistisch gewesen.

Nach Challenger war das illusorisch. Neben der eigentlichen Unglücksursache fand die Roger Kommission auch zahlreiche andere Mängel im Shuttle Management. So war es gang und gäbe die Orbiter zu „kannibalisieren“ – mangels Ersatzteilen wurde aus einem Orbiter etwas ausgebaut um einen anderen schnellstmöglich flugfähig zu bekommen. Alles nur um die Startrate schnell hoch zu treiben. Continue reading „Er könnte noch fliegen – wenn er unbemannt gewesen wäre“

Die verpasste Chance beim Shuttle

Wenn 2010 der Space Shuttle ausgemustert wird – Was wird die Bilanz sein? Das es eine teure Fehlentwicklung war? Das es ein riskantes Gefährt war? Das wiederverwendbare Raumtransporter nicht das halten kann, was man sich von ihnen verspricht?

Es ist wahrscheinlich, dass man zu diesem Schluss kommen wird. Doch musste es so kommen? Das Space Shuttle ist der Prototyp eines neuen Raumfahrzeugs. Prototypen haben die Angewohnheit, dass sie teurer sind, als die folgenden und der Nutzwert geringer ist. Bei bemannten Raumfahrzeugen fällt einem hier der Vergleich Mercury-Apollo ein und Vostok – Sojus. Bei Trägerraketen erinnert man sich an die Europa und die Ariane.

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Der Shuttle-C

Vor der Challenger Katastrophe hatte die NASA noch hochtrabende Pläne für das Shuttle System. Die Centaur Oberstufe sollte die Nutzlast in den geostationären Orbit gegenüber der IUS verdoppeln. Andere Stufen mit lagerfähigen Treibstoffen für größere Nutzlasten, die weniger Platz im Nutzlastraum brauchten waren angedacht. Das wichtigste Projekt war jedoch der Shuttle-Carrier oder Shuttle-c.

Das Shuttle-c ist nicht ein System, vielmehr eine Idee von verschiedenen Schwerlasttransportern auf Basis der Space Shuttle Komponenten. Das größte System bestand aus 4 Feststoffboostern, einem verlängerten Tanks und 4 Triebwerken. Anstatt einem Space Shuttle hätte dieses System nur eine Nutzlastbucht transportiert. Nur die Booster wären wiederverwendbar gewesen.

Das kleinste System war ein umgebauter Space Shuttle. Triebfeder für diese Projekte war nicht der Bedarf bei einem solchen System, sondern das SDI Programm. Wenn dieses in die Realisierungsphase gehen würde, hätte man hunderte von schweren Nutzlasten in den Orbit transportieren müssen. Die NASA offerierte dafür das Space Shuttle, während die Air Force lieber eine eigene, konventionelle, Schwelastrakete entwickeln wollte.

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Wäre das Space Shuttle jemals konkurrenzfähig gewesen?

Unbestritten ist dass heute ein Start eines Space Shuttles ein teures Vergnügen ist. Wie viel genau er kostet, ist unklar, die letzte Zahl vor dem Verlust der Columbia sprach von 400-500 Millionen USD, und er wird heute noch teurer sein. Vergleicht man die Nutzlast mit dem Startpreis für eine unbemannte Rakete wie die Delta 4 Heavy oder die Ariane 5, so ist der Space Shuttle deutlich teurer.

Dabei ist er einmal angetreten den Raumtransport zu revolutionieren! Er sollte Nutzlasten 10 mal billiger als eine Trägerrakete transportieren können. Ein Space Shuttle Start sollte weniger als eine Delta Trägerrakete mit einem Zehntel der Nutzlast kosten.

Wie ist es dazu gekommen? Nun über die wahren Kosten des Space Shuttles erfährt man recht wenig. Die NASA verheimlicht diese recht geschickt. Bei einer Anhörung über die kosten der ISS gab sie z.B. an ein Start zur ISS würde nur 83.2 Millionen USD kosten, als das Komitee nachbohrte erfuhr es, dass damit nur die Kosten gemeint waren die entstanden wenn man startet, nicht jedoch die Kosten die auch entstehen wenn der Space Shuttle am Boden bleibt und diese beliefen sich auf weitere 350 Millionen USD.

1972 gab die NASA den Startpreis eines Space Shuttles mit 10.5 Millionen USD an, dies war vor Beginn der Entwicklung. 1977 wurde einer von 18 Millionen Dollar angegeben, hauptsächlich korrigiert um die Inflationskosten und Nutzer sollten 24 Millionen USD zahlen um damit die Entwicklungskosten zurückzuführen. Als der Space Shuttle operationell war sollten die Benutzer 38 Millionen USD zahlen, das entsprach 18 Millionen Dollar im Wert von 1977. (Die 70 er Jahre waren von teilweise zweistelligen Inflationsraten durch Ölkrisen geprägt und Reagans Aufrüstungspolitik kurbelte weiterhin die Inflation an, 38 Millionen USD (1982) entsprechen 16.6 Millionen USD im Jahre 1972).

Vom 1.10.195 bis 30.9.1988 sollten Kunden dann 71.4 Millionen USD (1982) zahlen. Dieser Preis wurde festgelegt um keine Kunden an Arianespace zu verlieren. Die Kosten nach NASA Angaben von 1984 betrugen schon 83.3 Millionen USD (1982) – Diese Zahl beruhte auf einem sehr optimistischen Flugplan, der auch anfangs einzuhalten schien: 1985 starteten 3 Orbiter 9 mal, 1986 sollten 4 Orbiter 13 mal starten. Die Reduktion des Startpreises zeigte die erste Krise im Shuttle Programm – zumindest unter wirtschaftlichen Aspekten. Im Prinzip war der Space Shuttle selbst bei 83.3 Millionen US-$ preiswerter als eine Ariane 1, für die Kunden 50-60 Millionen USD für einen Start von 2 Satelliten der Delta Klasse zahlen mussten.

Ein Space Shuttle könnte vom Volumen des Nutzlastraumes 7 Delta Satelliten oder (hier limitierte die Startmasse) 4 Atlas Satelliten auf einmal transportieren können. Der springende Punkt: er tat es nicht! Maximal transportierte ein Space Shuttle 3 Satelliten der Delta Klasse, meist einen oder 2. Für die damalige Zeit hatte er einfach eine zu hohe Nutzlast. Kunden können nicht ewig lang warten bis die NASA genug Satelliten zusammen hat um die Startkapazität voll auszunutzen. Er war daher bei den Satellitentransporten nie wirtschaftlich, da man auch diese nur bedingt mit anderen Flügen wie dem Spacelab zusammen legen konnte.

Shuttle-CDie Challenger Explosion und später der Verlust der Columbia änderten nochmals alles. Sie machten wegen den Sicherheitsmaßnahmen nicht nur den Space Shuttle teurer, sie verringerten durch diese Maßnahmen vor allem die Flugfrequenz. Anstatt 13 mal wie geplant im Jahr 1986 flogen in Zukunft Space Shuttles nur 6-8 mal pro Jahr und heute (selbst wenn man von 3 auf 4 Orbiter die Flugfrequenz hochrechnet) noch 5-7 mal.

Da aber wie schon von der NASA selbst angegeben der Großteil der Kosten des Shuttle Programms auf Fixkosten entfällt ist dies praktisch gleichbedeutend mit der Unwirtschaftlichkeit des Space Shuttles. Die NASA plante daher in den späten 80 er Jahren einen Shuttle-Carrier. Zum einen zum Aufbau der Raumstation “Freedom” zum anderen um die Nutzlast des SDI Programms zu transportieren. Das DoD (Verteidigungsministerium) wollte jedoch lieber eine preiswerte Schwerlastrakete anstatt einem Space Shuttle. Freedom wurde zu teuer und der Shuttle-C wurde gestrichen.

Dabei wäre er die Lösung gewesen. Es gäbe mehrere Möglichkeiten. Zum einen einfach einen normalen Shuttle starten und eben alles weglassen was die Mannschaft benötigt: Luft, Wasser, Nahrungsmittel, Ausrüstung und die Mannschaft selbst. Zum starten braucht man sie nicht und bei der Landung steuert der Pilot auch nur die letzten Minuten. Es ist genauso eine unbemannte Landung möglich und für das Aussetzen von Satelliten braucht man auch niemanden. Kurzum: Man hätte einen Orbiter gehabt der etwas mehr Nutzlast transportiert und auch für bemannte Flüge genutzt werden kann. Da Sicherheitsaspekte keine so große Rolle spielen kann man öfters starten und dadurch die Startkosten senken. Ich denke so wäre der Space Shuttle konkurrenzfähig gewesen. Für bemannte Einsätze die dann eben besonderen Missionen gelten kann man dann wieder die Anforderungen höher setzen. und mit einem hohen Startpreis leben.

Die NASA favorisierte schließlich einen umgebauten Space Shuttle. Es gab mehrere Konzepte. Das einfachste umfasste einen Space Shuttle bei dem man den Nutzlastraum um das Mannschaftsdeck erweitert hatte, dieses nicht mehr benötigte wegließ. Die Maximalnutzlast dieses wäre 103 000 Pfund (65000) in einen 200 km Orbit, 20000 (10000) in einen geostationären Orbit (Zahlen in Klammern für das Space Shuttle). Die je nach Orbit bis zu 100 % größere Nutzlast ist natürlich ein Pluspunkt, denn der Start wäre gleich teurer gekommen. Nur wäre dieser Carrier nicht für bemannte Flüge nutzbar gewesen.

Natürlich gäbe es auch das Problem den Space Shuttle voll zu bekommen, so dass ich von einem umgebauten Shuttle-C nicht sehr viel halte – für kommerzielle Flüge ist er schlicht und einfach zu groß, selbst heute noch, denn er würde die doppelte Nutzlast einer Ariane 5 ECA transportieren und diese kann schon 2 große Satelliten auf einmal starten.

Ich denke wenn man das Space Shuttle wirklich nur bemannt für die Einsätze genutzt hätte die wirklich Menschen erfordern – Reparaturen an Hubble, Spacelab Flüge, Installationen bei der Raumstation, aber nicht für den reinen Frachttransport (und dazu zählt auch der Transport von Druckmodulen zur Raumstation, da man diese nur ferngesteuert von Shuttle Deck aus ankoppeln muss – das kann man auch von der Erde oder der ISS aus). Dann würde das Shuttle noch weiter bestehen. So aber machte der Verlust der Columbia schmerzlich klar, dass man ein unwirtschaftliches System hat mit großen Risiken für die Besatzung. Es wäre unbemannt wirtschaftlich gewesen und mit dem Verlust eines Orbiters kann man auch leben, wenn niemand dabei stirbt. (Der Verlust der Columbia nach 80 fehlerfreien Einsätzen würde wenn man nur die kosten für einen neuen Orbiter betrachtet vielleicht die Startpreise um 50 Millionen US-$ oder ein Zehntel der derzeitigen Kosten erhöhen).

So aber bleibt das Shuttle gerade jetzt wieder am Boden weil zahlreiche kleine Schäden am Treibstofftank erst einmal behoben werden müssen. Das alles senkt die Flugrate nur weiter herab. Man ist nun übervorsichtig geworden. Das ist auch kein gutes Omen für einen Nachfolger, denn auch dieser wird immer riskanter als eine Kapsel sein, die durch ihre massive Konstruktion und die sich selbst stabilisierende aerodynamische Form immer bessere Überlebenschancen bietet.