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Phobos Grunt - Chronik eines Fehlschlags

Die Raumsonde Phobos Grunt ging schon zwei Stunden nach dem Start verloren. Damit scheiterte auch das letzte Unternehmen Russlands zum Mars. Die Raumsonde reiht sich in eine lange Liste von Fehlschlägen seit 1960 ein. Es war die 19-te russische Mission zum roten Planeten. Keine einzige kann man als voll erfolgreich ansehen.  Dabei wurde der Start der Raumsonde sogar um zwei Jahre verschoben als 2009 Teile der Flugsoftware noch nicht fertiggestellt waren und die Integration von Experimenten im Zeitplan hinterherhinkte.

Die kurze Reise von Phobos Grunt

Phobos GruntAm 8.11.2011, um 21:16 mitteleuropäischer Zeit, hob die Zenit mit ihrer wertvollen Fracht ab. Ungewöhnlich für westliche Verhältnisse, aber üblich bei russischen Satelliten ist, dass die Mission für 5 Milliarden Rubel versichert war. Davon entfielen 1,2 Milliarden auf die Raumsonde.

Die zweistufige Zenit setzte die Raumsonde mitsamt der Fregat-Oberstufe im vorgesehenen Orbit ab. Mit dem Erreichen des 207 × 346 km hohen Parkorbits war die Mission der Zenit beendet. Danach war Phobos Grunt alleine für den weiteren Ablauf verantwortlich. Die Integration der Fregatoberstufe in die Raumsonde ermöglichte zwar den leichten Umzug von der Sojus auf die Zenit, aber damit war nun auch die Raumsonde für die Zündung der Fregat zuständig und dies rächte sich nun. Die erste Zündung sollte nach 1,7 Umläufen um 23:55 erfolgen. 10 Minuten lang sollte das Haupttriebwerk der MDU arbeiten. Danach hat sie den Treibstoff des Zusatztanks verbraucht, welche diese Version von der Oberstufe der Sojus unterscheidet. Dieser Zusatztank ist jetzt überflüssig und sollte dann abgeworfen werden. Diese erste Zündung sollte Phobos-Grunt auf eine elliptische Erdumlaufbahn von 250 bis 4.150 km Entfernung zur Erdoberfläche bringen. Die zweite Zündung die nun 17 Minuten dauert, erfolgt einen Umlauf später. Nach den Plänen um 2:02 am 9.11.2011. Sie sollte die Raumsonde auf den Fluchtkurs bringen.

Alle Manöver werden von der Raumsonde autonom durchgeführt. Eine Steuerung vom Boden aus war nicht vorgesehen. Doch die Zündung blieb aus. Nun gab es von Roskosmos keine Neuigkeiten mehr. Es wurde eigentlich nur bekannt gegeben, dass die Zündung ausblieb und man sich bemühe, die Raumsonde zu kontaktieren. Einen Tag später wurde bekannt gegeben, dass die beim Start übermittelten Daten ein normales Aussetzen der Raumsonde signalisierten. Es gab auch Telemetrie der Raumsonde während des ersten Umlaufs. Sie zeigten, dass Phobos Grunt ordnungsgemäß auf die Sonne ausgerichtet war und seine Solarpaneele entfaltet hatte.

Die folgenden Tage versuchte die Raumfahrtagentur Roskosmos die Sonde zu kontaktieren, die Sicherungsprogramme des Bordcomputers zu übergehen und die Zündung direkt zu kommandieren. Ursache des Fehlverhaltens sollte sein, dass ein Sensor, der Daten über die Ausrichtung der Raumsonde liefert, ein fehlerhaftes Signal abgibt. Das sollte durch ein Softwareupdate lösbar sein.

In der Folge gab sich Russlands Raumfahrtagentur Roskosmos weiter zugeknöpft. Eine Woche nach dem Start gab es von offizieller Seite nur die Information, das Phobos Grunt aktiv sei, die Solarzellen entfaltet und sich korrekt ausgerichtet habe und die Zündung eben ausblieb, also im Prinzip die gleichen Informationen die es unmittelbar nach dem Start schon gab. Man würde an einer Lösung arbeiten und hätte dafür bis zum Anfang Dezember Zeit, weil die Sonde jeden Tag etwa 2 km absinkt. Wenn der erdnächste Punkt 180 km unterschreitet, wird sie verglühen. Vermessungen der Bahn zeigten, dass Phobos Grunt in den ersten Tagen die Bahn kurzzeitig anhob. Mindestens zweimal wurde der erdnächste Punkt angehoben.

Phobos GruntDoch alle Versuche den Roboter zu kontaktieren scheiterten in den nächsten zwei Wochen. Am 22-sten November schloss sich das Startfenster zum Mars. Auch Hilfestellungen seitens der ESA halfen lange Zeit nichts, bis am 23-sten November eine ESA-Bodenstation eine Verbindung zu Phobos Grunt aufbauen konnte. Vorgesehen war ein Kontrakt während dieser Missionsphase nicht. Die Raumsonde ist zu nah an der Erde. Sie bewegt sich zu schnell über den Horizont, sodass es schwierig ist, sie anzufunken und rechtzeitig, bevor sie über das Firmament gezogen ist, Daten zu senden oder zu empfangen. Russlands Kontaktversuche, so wurde nun bekannt, mussten scheitern, weil der Roboter um Strom zu sparen auf der Nachtseite alle nicht wichtigen Systeme herunterfuhr. Darunter war aber auch der Kommandoempfänger. Bedingt durch die Geometrie des Orbits befand sich die Raumsonde aber immer auf der Nachtseite, wenn sie Russland überflog. Auch die ESA musste eine Antenne erst umrüsten, damit diese Phobos Grunt folgen konnte.

Am 26-sten gab Roskosmos bekannt die von der ESA empfangene Telemetrie wäre zumindest teilweise unleserlich. Die Spekulationen über den Ausfall gingen weiter. Inoffizielle Kanäle sprachen von einem ausgefallenen Sternensensor (Star Tracker). Ohne seine Signale würde die Sonde nicht das Triebwerk zünden, weil er Informationen über die räumliche Ausrichtung der Sonde liefert.

Offizielle Kreise, so der Weltraumexperte Nikolai Rodionow fanden jedoch schnell einen Schuldigen: eine US-Radarstation in Alaska. "Die starke elektromagnetische Strahlung könnte die Schaltkreise der Sonde irritiert haben", erklärte der Generalleutnant und frühere Kommandeur der Raketentruppen der Agentur Interfax.

Dass natürlich jemand dafür schuldig sein muss, meinte auch Präsident Dimitri Medwedew: „Unter Sowjetdiktator Stalin wären die Verantwortlichen kurzerhand hingerichtet worden“ ... „Ich schlage (aber) nicht vor, sie wie bei Josef Wissarionowitsch (Stalin) an die Wand zu stellen.“. Misserfolge wie die Mission von „Phobos-Grunt“ beeinträchtigten Russlands Konkurrenzfähigkeit, erklärte er weiter. „Die Schuldigen müssen finanziell oder juristisch zur Verantwortung gezogen werden“, forderte der Präsident.

Wissenschaftler des IKI gaben am selben Tag (dem 26.11.2011) an, die Mission sei nun endgültig gescheitert. Nun müsse man die Sonde zu einem kontrollierten Wiedereintritt bringen, auch weil sie noch über 10 t giftigen Treibstoff an Bord hat.

Versuche weitere Telemetrie von der Raumsonde in den folgenden Tagen zu empfangen oder mit Befehlssequenzen „blind“ die Triebwerkszündung zu initiieren scheiterten. Auch die ESA Bodenstationen empfingen nun keine weiteren Daten. Am 2.12.2011 informierte die ESA Russland, dass sie nun die Bemühungen einstellen würde, Phobos Grunt zu kontaktieren. Am Tag darauf entfernten sich nach US-Radarbeobachtungen zwei kleine Objekte von der Sonde, die bald darauf in der Atmosphäre verglühten.

Es wurde dann still um die Raumsonde, während die Auseinandersetzung um die Ursache des Fehlschlags weiterging. Die Vorwürfe, dass die USA die Mission sabotiert haben soll, wurden erneut erhoben. Nachdem schon Laien erkannten, dass ein RADAR bei Alaska nicht die Raumsonde stören konnte, gab es nun Vorwürfe gegen ein Radar auf den Marschallinseln. Bei dem Wetteradar bei Alaska war aus bahntechnischen Gründen eine Beeinflussung nicht möglich: Phobos Grunts Bahn verläuft bis zum 51,4 Breitengrad. Während des ersten Umlaufs, um den es geht, führt der Kurs nach Süden, weit weg von Alaska, das zudem nördlicher liegt als die Bahn von Phobos Grunt. Erst nach acht Stunden wäre die Raumsonde in die Nähe des nördlichsten Bundesstaats der USA angekommen.

Bei dem Vorwurf gegen die Marshallinseln war die offensichtliche Unmöglichkeit nicht gegeben. Schließlich fühlte sich die NASA, die dort eine RADAR-Station zur Verfolgung von erdnahen Asteroiden unterhielt, sich genötigt die Erklärung abzugeben, dass man dieses Radar während des Starts nicht betrieben hatte. Doch Russland hielt an dieser Version fest: So sollen empfindliche Geräte der Sonde in einem Labor auf ihre Empfindlichkeit gegenüber Radarstrahlung getestet werden. Der Bordcomputer sollte durch die Radarstrahlen abgestürzt sein, und die Versuche ihn neu zu starten hätten die Batterien entleert.

Ende Dezember begann Phobos Grunt schnell an Höhe zu verlieren und trat schließlich am 15.1.2012 in die Erdatmosphäre ein. Die russische Raumfahrtagentur Roskosmos gab an, dass rund 200 kg Trümmer am Boden ankommen könnten. Die Raumsonde verglühte über dem Pazifik, etwa 1.250 km westlich der Insel Wellington.

Woran scheiterte die Mission?

Zeit also den Fehlschlag zu analysieren. Der Bericht der Untersuchungskommission, der sehr schnell, schon im Februar vorlag, führt als primäre Ursache den simultanen Reboot von zwei „Arbeitskanälen“ (Elektronikmodulen) des Bordcomputers aus. Verantwortlich für den Reboot waren Ausfälle von Elektronikkomponenten durch kosmische Strahlung, die wiederum nur möglich waren, weil nicht weltraumtaugliche Teile verwendet wurden. Es handelte sich im Detail um 512 K x 32 Bit SRAM-Chips des Typs WS512K32V20G2TM, die in beiden Platinen des Bordcomputers verbaut waren. Diese Chips sind nach  Steven McClure vom JPL, Schirmherr der Radiation Effects Group nicht strahlengehärtet. Es handelt sich um Chips mit höheren Grenzwerten gegenüber Temperatur und anderen Umgebungseinflüssen. Sie genügen der „Militärspezifikation“ für den Einsatz in Flugzeugen oder Lenkwaffen. Das bedeutet, sie sind robuster als die herkömmlichen Exemplare, da sie auch bei sehr hohen und sehr tiefen Temperaturen funktionieren müssen. Sie sind auch etwas strahlentoleranter, da Flugzeuge in der Stratosphäre einer höheren Strahlenbelastung ausgesetzt sind. Sie sind allerdings nicht strahlengehärtet, also für den dauerhaften Einsatz im Weltraum vorgesehen. Der Einsatz wäre nach  Steven McClure noch tolerierbar für Kurzzeitmissionen von einigen Tagen Dauer, nicht jedoch für eine mehrjährige Marsmission.

Zehn Tage lang, so führt der Bericht aus, war die Raumsonde unter Kontrolle des Autopiloten. Er hielt die Ausrichtung auf die Sonne und zündete dazu regelmäßig die Lageregelungsdüsen. Dadurch kamen die Anhebungen der Bahn während der ersten Tage zustande. Erst danach gelang die Kommunikation. Dabei wurde bei einem der kurzen Überflüge das Kommunikationssystem nicht abgeschaltet, die Batterien entluden sich und die Ausrichtung auf die Sonne ging verloren. Nun war die Raumsonde verloren.

Wenn der Ausfall der Speicherchips die primäre Ursache war, dann wäre die Mission aber in jedem Falle gescheitert, denn im Parkorbit befand sie sich noch unter den irdischen Strahlungsgürteln. Sie war damit in einer Region, wo sie vor den meisten kosmischen Strahlen durch das Erdmagnetfeld geschützt war. Der Roskomos Chef Popowkin machte nun den Moskauer Hersteller NPO Lawotschkin verantwortlich. Dieser hätte damit rechnen müssen, dass die Strahlung den Betrieb der Sonde stört. Die Verantwortlichen würden bestraft, kündigte Popowkin an.

Inoffizielle Kommentare von Ingenieuren führten aus, dass ein Großteil der 90.000 Chips weder auf Weltraumtauglichkeit geprüft wurde, noch dafür qualifiziert waren. Weiterhin sei die Software schlampig programmiert worden und viele westliche Experten halten Softwarefehler für die wahrscheinlichere Ursache. Dass nicht weltraumtaugliche Hardware ausfallen kann, wäre möglich, aber das dies schon weniger als zwei Stunden nach dem Start erfolgt, ist dann doch „äußerst unwahrscheinlich“. Zwar sind die SRAM-Chips nicht geeignet für lange Missionen, aber das sich so schnell ein Ausfall ereignet, das wäre doch extrem viel Pech. Das dies bei beiden Bordcomputern gleichzeitig passiert und sie beide in einen Rebootzyklus geraten, ist dann noch unwahrscheinlicher. Das spricht eher für einen systematischen Fehler, wahrscheinlich in der Software. Wäre dies nur bei einem der Computer vorgekommen, so wäre die Sonde nicht blockiert gewesen.

Unbestritten ist, dass es grundlegende Designmängel gab, die nicht im Bericht genannt wurden. So fällt die Tatsache auf, dass russische Bodenstationen in den ersten Stunden nach dem Start gar keine Möglichkeit hatten, Phobos Grunt zu kontaktieren, solange sie sich in einer Erdumlaufbahn befand.

Die wahren Ursachen

In vielem wird der Kenner der russischen Raumfahrt an frühere Fehlschläge erinnert. Phobos 1+2 gingen verloren, weil die Raumsonden keine Software an Bord hatten, die sie bei Problemen in einen „sicheren Modus“ bringen. Derartige Systeme waren schon damals bei der NASA und ESA Standard. Sie tun nichts anderes, als die Raumsonde so zur Sonne auszurichten, dass ihre Energieversorgung gewährleistet ist. Alle nicht notwendigen Systeme werden deaktiviert und die Sonde versucht die Erde zu kontaktieren.

Mars 96 ging verloren, weil die Oberstufe die Raumsonde auf einer falschen Umlaufbahn entließ, nachdem sie kurz nach der Zündung ihren Betrieb einstellte. Die Raumsonde spulte ihr vorgegebenes Programm ab. Sie verschlimmerte damit die Situation noch mehr, da sie nach der Zündung eine Umlaufbahn hatte, die sie beim ersten Durchlaufen des erdnächsten Punktes zerstören würde.

Die größte Ähnlichkeit ist wohl sicher zu dem Unternehmen Mars 4-7 gegeben. Auch diese Raumsonden starteten mit fehlerhaften Bauteilen. Genauer gesagt, man wusste vor dem Start, das durch neue Kontakte aus Aluminium anstatt Gold die Raumsonden nur eine 50% Chance hatten den Mars zu erreichen bevor Transistoren durch Korrosion ausfallen würden. Damals ordnete die politische Führung einen Start für das 1973er Startfenster an um den Amerikanern zuvorzukommen, die 1975 eine Landung auf dem Mars anstrebten. Die Ingeneiure wollten den Start verschieben, um die fehlerhaften Teile auszutauschen.

Es zeigen sich Unterschiede in der Auslegung von Raumsonden. Nicht umsonst heißen die Raumsonden offiziell „automatische Raumsonde“. Der Start von Phobos Grunt, wie auch von Mars 96, verliefen nach einem festen Zeitplan. Er sah keinerlei Beeinflussung von Außen, sowohl vom Boden, wie auch durch äußere Ereignisse vor. Wie bei Mars 96 war es unmöglich, das Problem zu untersuchen und eventuell vom Boden aus eine erneute Zündung zu unternehmen. Phobos Grunt sollte ihre beiden Triebwerkszündungen autonom durchführen. Schlimmer noch, es war niemals geplant, in dieser Phase überhaupt einzugreifen, weswegen die Bodenkontrolle auch nicht Phobos Grunt aktivieren konnte.

Bei den Raumsonden des JPL gibt es vom Start an einen stetigen Datenstrom zur Erde, selbst wenn die Sonde nichts tut und nur passiver Passagier ist. Das ist keine Komfortfunktion, sondern wie der Fall von Phobos Grunt zeigt, notwendig, um selbst wenn eine Mission scheitert, überhaupt zu wissen, was schief geht. Das allerdings auch die NASA Fehler machte, zeigt der Verlust des Mars Polar Landers, bei dem kein Funkkontakt während der letzten Viertelstunde – der eigentlichen Landung - möglich war. Wäre der nächste Lander nicht weitgehend baugleich gewesen, man hätte die Ursache der gescheiterten Landung wohl nie gefunden.

Auch das der Untersuchungsbericht nur in Russisch veröffentlicht wurde, ist ein Rückfall in die Sowjetära. Es gibt auch keine Website in Englisch mehr zu Phobos Grunt und selbst in russisch nur rudimentäre Informationen. Das man so schnell nach Schuldigen sucht – erst im Ausland, nun wohl bei Lawotschkin und eine Bestrafung ankündigt, zeugt auch nicht von einem souveränen Umgang mit der Situation. Vielmehr sollte man sich fragen, warum nicht weltraumqualifizierte Hardware eingesetzt wurde und wahrscheinlich auch die Software nicht ausgereift war. Passend dazu vergab Roskosmos auch Chancen. Erst 12 Tage nach dem Start wurde die ESA um Hilfe gebeten. NASA und ESA verfügen, anders als Russland, über zahlreiche Bodenstationen auf dem Flugpfad, dem Phobos Grunt während der ersten Umläufe folgt. Sie hätten die Telemetrie der Raumsonde empfangen können.

Konsequenzen

Der Verlust von Phobos Grunt ist nicht der Einzige, der im russischen Raumfahrtprogramm zu beklagen ist. Die neue Version der Proton, die Proton M, hat bei 50 Starts nur eine Zuverlässigkeit von 90% erreicht. Dies ist ein für heutige Verhältnisse sehr schlechter Wert, vor allem bei einem Modell, das schon seit über 40 Jahren im Einsatz steht. Dann gingen dieses Jahr Satelliten auf der Rokot, einer neuen Trägerrakete, verloren und ein Versorgungsflug zur ISS scheiterte – der Erste in der Geschichte der Progressraumschiffe. Alleine im Juli und August 2011 gingen bei drei Starts die Nutzlasten verloren. 2011 wurde zum schwärzesten Jahr für die russische Raumfahrt seit den frühen sechziger Jahren.

Anatoly Zak, der die als zuverlässig eingestufte Website russianspaceweb.com betreibt, berichtet vom Ausbluten der russischen Raumfahrtindustrie, als gemeinsame Ursache für alle Fehlstarts. Demnach verließen viele jüngere Ingenieure und Wissenschaftler das Land, als das russische Raumfahrtprogramm Anfang der neunziger Jahre zusammenbrach. Sie wanderten aus nach Europa und in die USA, wo sie mit ihrer Qualifikation gesuchte Mitarbeiter waren. Die nationale Raumfahrt war lange Zeit ein Prestigeprogramm für die Sowjetunion. Die Mitarbeiter waren hoch qualifiziert und genossen Privilegien und eine außergewöhnlich hohe Bezahlung. Der Zerfall der Sowjetunion ging einher mit einem wirtschaftlichen Niedergang, der zu diesem Exodus führte. Übrig blieben die älteren Mitarbeiter, die entweder nicht in den Westen abwandern wollten, weil sie familiär gebunden waren oder keinen Job bekamen. Die steigenden Einnahmen durch Öl- und Gasexporte bewirkten zwar nun einen Aufschwung im russischen Raumfahrtprogramm. Doch fehlen nun die qualifizierten Mitarbeiter. Die Lücken wurden mit jungen Anfängern gefüllt. Angesichts dessen, dass ein neu eingestellter Ingenieur bei Lawotschkin nur etwa die Hälfte eines Handyverkäufers in Moskau verdient (340 Euro/Monat), gewinnt man sicher nicht das qualifizierteste Personal. Nun gingen in den letzten Jahren auch noch die meisten alten Mitarbeiter in Rente und die Folgen sind so noch gravierender: Es fehlt an Know-How. Weiterhin soll die Technologie kaum weiterentwickelt worden sein. Russische Firmen verdienen sehr gut mit der Vermarktung von Trägerraketen, die seit Jahrzehnten unverändert produziert wurden wie der Sojus, Proton oder Zenit. Die einzige Neuentwicklung, die Angara, liegt drei Jahre hinter dem Zeitplan zurück. Eine modifizierte Angara Stufe, welche bei der koreanischen KSLV eingesetzt wurde, hatte auch einen Fehlstart. Alle anderen projektierten neuen Projekte wie der Raumgleiter Kliper, die geflügelte wiederverwendbare Version der Angara, die Baikal und die überschwere Trägerrakete Rus-M, wurden eingestellt. Kommerzielle Kommunikationssatelliten bestellen russische Unternehmen in Europa und auch die Chips, die ausfielen, wurden im Ausland beschafft.

Das russische Weltraumprogramm soll sich nach Zaks Angaben daher auf veraltete Technologie stützen und den Anschluss an den Stand der Technik verloren haben. So reiht sich der Verlust von Phobos Grunt nur ein, in eine Liste zahlreicher anderer Fehlschläge der letzten Zeit.

In dieselbe Kerbe schlägt folgender von news.ru veröffentlichter Brief:

Offener Brief eines führenden Spezialisten der wissenschaftlichen Produktionsvereinigung Lawotschkin (veröffentlicht ein halbes Jahr vor dem Start von Phobos Grunt).
An den Vizepremier Sergej Borisowitsch Iwanow


Sehr geehrter Sergej Borisowtisch,

Vor kurzem wurde in den Medien ihr Auftritt vor Roskosmos-Kollegium gezeigt, in dem sie sich sehr kritisch zu dem gegenwärtigen Zustand des Industriezweiges äußern, der unter ihrer Aufsicht steht. Natürlich kann ich meinen Kenntnisstand nicht mit dem Ihrigen vergleichen, aber ich war bis vor Kurzem einer der führenden Spezialisten im Versuchskonstruktionsbüro des Staatsbetriebes Lawotschkin. Nach meiner Einschätzung ist die tatsächliche Lage beim Bau von Raumfahrttechnik noch schlechter als es scheinen mag.  Da ich unmittelbar mit der Entwicklung von Baugruppen, die auf Raumfahrzeugen installiert werden, beschäftigt war, kann ich wagen, diese pessimistische Einschätzung beizubehalten. Hier einige Beispiele, wie die Entwicklung neuer Technik in der Firma Lawotschkin gehandhabt wird.

Vor Kurzem, im Januar 2011, wurde nach vielen Verzögerungen der Satellit „Elektro-L“ gestartet. Den Antrieb der schwenkbaren Antennen auf diesem Satelliten habe ich projektiert.  Dieselben Baugruppen werden (mit einigen Änderungen) auch auf dem Satelliten „Spektr“ und einem Satelliten für besondere Aufgaben verwendet.  Die Projektierung dieser wichtigen Baugruppe wurde ohne technische Projektierung, lediglich auf Grundlage von mündlichen Anweisungen, die sich oft noch widersprachen, durchgeführt.  Erst, als die Baugruppen bereits hergestellt waren, folgte die technische Projektierung zu ihrer Herstellung. Im Falle der Antennen erfolgte sie noch später.  In diesem Beispiel geht es noch um relativ einfache Baugruppen – tatsächlich ist dieses Vorgehen allgemein gängige Praxis in der Firma Lawotschkin.  Eine solche Arbeitsweise dürfte uns auch in der Zukunft weitere Schwierigkeiten bereiten. 

Ein weiteres Beispiel. Völlig fehlen theoretische Untersuchungen zu den gewählten techni­schen Lösungen, die eigentlich erforderlich sind, bevor die Arbeitsdoku­mentationen erstellt werden können. Die gewählten Kriterien beruhen nicht auf wissen­schaftlichen Argumenten, sondern darauf, was dem Chef der Konstruktionsabteilung gefällt oder nicht.

Es wird einfach nach ästhetischen Gesichtspunkten entschieden. Eine technische Debatte auf der Basis rationaler ingenieurtechnischer Lösungen findet nicht statt. Der Chef ordnet an: Ich bin der Chef – du ein Narr.  Appelle an die Notwendigkeit klarer Anweisungen gehen ins Leere – das ist ein leeres Blatt Papier, in meinem Fall (als leitender Spezialist) noch nicht einmal das. 

Besonders unehrlich ist die Firmenleitung bei ihren Angaben zur Zuverlässigkeit (die Zuverlässigkeit unter realen Bedingungen, nicht die unter formalen, als theoretischen). 
Auf meinen Hinweis, dass die Zuverlässigkeit das entscheidende Kriterium in der Raumfahrttechnik ist, antwortete ein nicht unbedeutender Manager scherzhaft: „Zuverlässigkeit – das ist eine Hure des Imperialismus. ICH muss dem Direktor eine Zahl nennen, und er schreibt dann die Höhe der Zuverlässigkeit auf, die gebraucht wird.“
Im Grunde genommen läuft es immer so ab, auch mit den Berichten an das ZNIIMasch. Formal werden also alle Bedingungen korrekt erfüllt. Erst der Einsatz zeigt, was funktioniert und was nicht.“

Resümee

Meine persönliche Meinung: Phobos Grunt ist unabhängig von der primären Ursache an zwei Dingen gescheitert. Es war ein zu ambitioniertes Programm mit einem viel zu kleinen Budget. Zum ersten Punkt: Russland hat zwar bisher 18 Missionen zum Mars entsandt, aber noch keine war richtig erfolgreich. Nun wurde gleich die Bodenprobenahme und Rückführung angegangen. Ein analoges Projekt, die Bodenprobenahme vom Mars taucht seit fast zwei Jahrzehnten in den Langzeitplänen der NASA auf. Es gibt für eine solche Mission keine Finanzierung, da sie wahrscheinlich noch teurer und komplexer als die Mission des MSL sein würde. Dabei kann die NASA auf eine lange Liste von geglückten Missionen zurückblicken. Sie hat sechs Raumsonden erfolgreich auf dem Mars abgesetzt. Fünf Orbiter umrundeten den Planeten. Derzeit sind noch drei Sonden aktiv, alle haben ihre geplante Betriebsdauer längst überschritten. Russland wäre gut beraten gewesen, eine weniger ambitionierte Mission zu planen. Zum Beispiel einen Orbiter oder einen konservativ ausgelegten Landeapparat. Basierend auf den Erfahrungen und dem gewonnen Wissen hätte man dann später an eine Mission wie Phobos Grunt gehen können.

Das Zweite ist die Finanzierung. Die 120 Millionen Euro, die Phobos Grunt kostete, sind sicher nicht mit den 2,5 Milliarden, die das MSL kostet, zu vergleichen. Weltraumtechnik ist vor allem sehr arbeitsintensiv. Der größte Teil der Kosten entfällt auf Entwicklungskosten. Es dauert Jahre, die Sonde und ihre Experimente zu planen, alles ins Detail festzulegen, zu simulieren und die Konstruktion durch Computersimulationen zu testen und zu optimieren. Dann werden ein Flugexemplar und einige Testexemplare gebaut. Eine Automatisierung ist dabei nicht möglich. Es ist eine Einzelanfertigung und entsprechend teuer ist dies. Die Kosten werden daher vom Lohnniveau bestimmt. Das ist in Russland niedriger als bei uns. Daher kommt die russische Raumfahrtagentur Roskosmos auch mit einem Budget aus, das kleiner als das der japanischen Raumfahrtagentur JAXA ist. Damit führt sie aber pro Jahr über ein Dutzend Starts durch, während es bei der JAXA lediglich zwei bis drei sind. Vor einigen Jahren wurde bekannt, dass eine Proton Trägerrakete in der Fertigung nur 25 Millionen Dollar kostet. Der kommerzielle Start (der auch weitere Posten beinhaltet) wurde zum selben Zeitpunkt für 90 Millionen Dollar angeboten.

Doch selbst für das niedrige Lohnniveau Russlands dürften 120 Millionen Euro recht wenig sein. Bei Mars 96 machte nur der russische Anteil 300 Millionen Dollar aus. Damit dieses Projekt möglich war, beteiligte sich die ESA mit weiteren 80 Millionen Dollar, um ausstehende Löhne bei Lawotschkin zu zahlen. Seit Mars 96 sind 15 Jahre vergangen und nun kostet Phobos Grunt, mit einem noch ambitionierten Ziel, nur einen Bruchteil dieser Summe? Es fällt schwer zu glauben, dass dies möglich war, ohne massiv zu sparen. Es ist am einfachsten möglich zu sparen, indem man an der Qualitätssicherung spart. Charakteristisch für Technik, die bei in Raumfahrzeugen zum Einsatz kommt, ist, dass man nichts reparieren kann. Also wird alles vom Design bis zum Abflug zigmal getestet. Es werden die Entwürfe durch Simulationen geprüft, es werden Prototypen gebaut und getestet, es jeder Arbeitsschritt dokumentiert und von unabhängigen Personen überprüft. Es entsteht die berühmte Tonne Papier zu jeder Tonne Hardware. Das Test- und Prüfprotokoll einer Leuchte, die auf der ISS zum Einsatz kommt, soll z.B. rund 550 Seiten umfassen. Spart man hier, so kann man die Missionskosten natürlich drastisch senken. Vieles spricht dafür, dass dies bei Phobos Grunt so war. So wurden die ausgefallenen Chips nie auf Weltraumtauglichkeit getestet. Dies deutet auch der obige Brief des ehemaligen Lawotschkin Mitarbeiters an. Nach dem Start wurde bekannt, dass weder die Computersoftware einen fehlerfreien Simulationslauf durchlaufen hatte, noch es ein komplettes zweites Modell von Phobos Grunt für Tests gab. Letzteres soll bei russischen Satelliten, die nicht in Serie produziert werden normal sein. Auch dies ist ein Grund, warum die Raumsonde so viel preiswerter ist als ESA oder NASA Sonden. Dort ist es üblich neben der eigentlichen Raumsonde (im Fachjargon: Flugexemplar) zahlreiche Modelle herzustellen. Viele bestehen nur aus Teilkomponenten wie der Elektronik und Verkabelung zum Test dieser und der Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung (EMV Tests) oder dem Gehäuse mit Wärmequellen zum Test des Thermalhaushalts. Es wird aber fast immer ein zweites identisches Modell, das Ingenieursexemplar gebaut. Mit diesem wird die Generalprobe für den Start durchgeführt (es wird auf einem Rütteltisch wie beim Start durchgeschüttelt). Es wird in einer Vakuumkammer den simulierten Weltraumbedingungen ausgesetzt und und und... Der Vorteil ist, dass man dieses Modell dann vor dem Start auseinandernehmen und genauestens prüfen kann und das Flugexemplar nachbessern kann, ohne dieses zu beschädigen. Selbst bei einem Verlust hat man noch das Modell und kann dort Untersuchungen anstellen und so vielleicht die Ursache finden.

Da es weitere Fehlschläge in der letzten Zeit gab, kann man durchaus von einer Serie sprechen. Im Falle des Fehlstarts des ISS-Versorgers Progress M-12M wurde als Ursache eine verstopfte Treibstoffleitung dingfest gemacht. Diesen Fehlstart hätte man durch eine Kontrolle vor dem Start vermeiden können. Von diesen Fehlschlägen unterscheidet sich Phobos Grunt in einem sehr wichtigen Detail: Sie ist eine Neuentwicklung. Wenn schon Starts mit Trägerraketen scheitern, die seit Jahrzehnten weitgehend unverändert produziert werden, um wie viel riskanter ist dann eine neue entwickelte Raumsonde, bei der die Probleme der fehlenden Qualitätssicherung dann nicht nur in der Fertigung, sondern auch der Entwicklung gegeben sind?

Ein weiterer schaler Geschmack bleibt in der Zielsetzung des Projektes. Bisher war es so, dass Russland immer den USA zuvorkommen wollte. Zuerst bei den Vorbeiflügen. Als diese scheiterten und die USA die ersten Orbiter ankündigten, ging die Sowjetunion sofort zu den Orbitern (Mars 69) über. Mars 2+3 sollten dann schon einen Lander absetzen. Die Flotte von vier Marssonden im Startfenster 1973 wurde nur auf den Weg gebracht, um vor den Viking Sonden eine Landung durchzuführen. Dabei war bekannt, dass die Elektronik auf dem Weg zum Ziel mit hoher Wahrscheinlichkeit ausfallen würde. Es folgten Phobos 1+2, um als erste Raumsonde den inneren Marsmond zu besuchen und auch Mars 96 war, als es in der Planung war, noch deutlich ambitionierter. Das Aussetzen eines Ballons oder eines Fahrzeugs wurde damals erwogen. Selbst in der gestarteten Form wären die Penetratoren eine Erstleistung gewesen. Nun ist wieder eine Mission gescheitert, wieder eine, die eine Erstleistung erbringen sollte. Die Frage, die sich stellt, ist die, ob dies Phobos Grunt nur eine Chance als Projekt hatte, weil es wieder eine Erstleistung war? Nach Ansicht des Autors spricht viel dafür, denn anders ist kaum zu erklären, warum Russland, das bisher keine einzige gelungene Marsmission vorweisen kann, gleich dieses anspruchsvolle Vorhaben anging.

Wie sich der Fehlschlag von Phobos Grunt auf das zweite aktuelle Raumsondenprojekt Russlands, die Venussonde „Venera D“, auswirkt, ist offen. Diese sollte dieselbe Startmethode und ebenfalls die MDU einsetzen, um zur Venus zu gelangen und dort in eine Umlaufbahn einzuschwenken. Weitere Raumsonden, welche dieselbe MDU einsetzen sollen, sind geplant. Ob es überhaupt zu diesen Missionen kommt, dürfte fraglich sein. Alles waren relativ anspruchsvolle Missionen bis hin zur Marsbodenprobengewinnung („Mars Grunt“). Auch wenn es für Russland sicher beschämend ist: Es wäre ratsam das planetare Programm langsam anzugehen, zuerst mit einfachen Missionen, dann mit komplexeren. Eventuell ist es auch sinnvoller, die internationale Zusammenarbeit anders anzugehen: Anstatt eine eigene Raumsonde zu entwickeln, wäre es sinnvoller die leistungsstarken Trägerraketen und Oberstufen anderen Partnern zur Verfügung zu stellen, damit diese größere Raumsonden starten können. Dafür werden russische Experimente mitgeführt. Dies wäre eine gute Synergie.

Zu befürchten ist, dass (wie von Medwedew gefordert) nun „Schuldige“ gesucht und gefunden und entlassen werden. Die „Schuldigen“ werden wahrscheinlich Ingenieure oder Manager bei Lawotschkin sein. Doch die wirklich Verantwortlichen sitzen woanders – in der Regierung, die zwar spektakuläre Missionen wünscht, aber weder für eine ausreichende Finanzierung sorgt, noch die nötige Geduld hat. Das die Raumfahrt nach 20 Jahren des Niedergangs erst einmal wieder langsam wieder aufgebaut werden muss; das die Kette von Fehlschlägen in den letzten Monaten nicht nur technische Gründe haben, dies wollen Medwedew und Puttin nicht verstehen.

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© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.

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