Virgin Orbit: Testflug der Orbitalrakete LauncherOne

Auch ein sehr interessantes Projekt. Für Nano-Satelliten/Raumsonden.

Auch ein Projekt das Raumfahrt-Fans seit Jahren (Im Forum seit 2011) beobachten. Raumfahrt-Jobs auch in Krisenzeiten ein sicherer Job. Solche Unternehmen gefallen mir: Virgin Orbit, SpaceX usw. die bringen die Raumfahrt und Menschheit voran. Noch ein paar Monate dann wird der Start-Kalender voller, vorbei ist Durststrecke für Raumfahrt-Fans. Seit Jahren wartet man, und plötzlich geht alles ganz schnell und das noch zu Corona-Zeiten. Die Raumfahrt wächst rasant und sogar in Corona-Zeiten. Auch was SpaceX und der Gründer Elon Musk von Tesla seit der Gründung geschafft hat, unglaublich (hängt Boeing ein Jahrelangen und der zweitgrößte Hersteller von Luft- und Raumfahrttechnik ab, die mit ihren Starliner-Testflung gescheitert sind und später bemannt starten.

Die Firma startete mit etwa 30 Angestellten die Entwicklung der Falcon 1. Die meisten Teile dieser Rakete, wie die beiden Triebwerke Merlin und Kestrel, waren Neuentwicklungen. Im Juni 2005 waren bereits etwa 130 Mitarbeiter bei SpaceX angestellt. Nachdem die ersten drei Flüge in Fehlschlägen endeten, startete die Falcon 1 im September 2008 erstmals erfolgreich in die Erdumlaufbahn. SpaceX stellt somit die erste komplett privat entwickelte Flüssigtreibstoffrakete, die den Orbit erreichte. Von da an ging es nur noch nach oben für das Unternehmen.

Christian Dauck
A full-scale mock-up of Virgin Orbit’s LauncherOne rocket falls away from a modified Boeing 747 carrier jet during an inert drop test in July 2019 over the Mojave Desert of California. Credit: Virgin Orbit

The first orbital test flight of Virgin Orbit’s privately-developed air-launched rocket is scheduled as soon as Sunday off the coast of Southern California, the company said Wednesday.

Designed to deliver small satellites into orbit, the LauncherOne vehicle has a four-hour window Sunday opening at 10 a.m. PDT (1 p.m. EDT; 1700 GMT) to head into space after release from the belly of Virgin Orbit’s Boeing 747 carrier aircraft. A backup launch opportunity is available at the same time Monday.

“We will only proceed with the mission if all conditions for launch are nominal,” Virgin Orbit said in a press kit for the demonstration flight. “Although air-launched systems like ours are less vulnerable to bad weather than fixed ground-launch systems, we’ll be watching the weather closely and being cautious for this maiden flight.”

Virgin Orbit announced the target launch date Wednesday as the company nears the final phase of an eight-year development effort that began as a spinoff of sister company Virgin Galactic, which focuses on the suborbital space tourism market.

Both companies are part of Richard Branson’s Virgin Group. The LauncherOne vehicle aims to become the first liquid-fueled air-launched rocket to reach orbit.

Virgin Galactic says it first studied the LauncherOne concept in 2007, and development began in earnest in 2012. Engineers in 2015 scrapped initial plans to drop the rocket from Virgin Galactic’s WhiteKnightTwo carrier aircraft, and kicked off development of a redesigned system using a 747 jumbo jet taken from Virgin Atlantic’s commercial airline fleet.

Headquartered in Long Beach, California, Virgin Orbit was established in 2017 as a spinoff of Virgin Galactic.

“This Launch Demo marks the apex of a five-year-long development program,” Virgin Orbit said in a statement. “On our journey to open up space for everyone, we’ve conducted hundreds of hotfires of our engines and our rocket stages, performed two dozen test flights with our carrier aircraft, and conducted countless other tests of every bit of the system we could test on the ground.”

In the last six weeks, Virgin Orbit completed a captive carry test of the LauncherOne rocket. Teams filled the vehicle with kerosene fuel and cryogenic liquid nitrogen, a stand-in for liquid oxygen used as an oxidizer during a real launch, and the 747 carrier aircraft — named “Cosmic Girl” — took off from Virgin Orbit’s flight operations base at the Mojave Air and Space Port in California.

Virgin Orbit exercised propellant loading, takeoff, tracking and telemetry, and return-to-base procedures during the captive carry test April 12. The company completed additional rehearsals on the ground in recent weeks, practicing filling and draining the rocket’s supply of kerosene and liquid oxygen.

Now the rocket is ready to fly, Virgin Orbit said this week.

Virgin Orbit’s rocket carrier aircraft sits near the runway at the Mojave Air and Space Port in California, where teams will fill the LauncherOne vehicle with liquid propellants before takeoff. Credit: Virgin Orbit

Dan Hart, Virgin Orbit’s CEO, told Spaceflight Now last month the LauncherOne’s first flight will carry some “test payloads” the company developed. He said Virgin Orbit will release details about the payloads on the inaugural launch at a later time.

Hart characterized the first flight as “an engineering test.”

“Of course, we would love it to get to orbit,” Hart told Spaceflight Now. “The more of the system that we can exercise, the more confidence that we’ll have for the next flight. We do know, and we’re mindful, that a first flight is not without risk.”

“We’re mindful of the fact that for the governments and companies who have preceded us in developing spaceflight systems, maiden flights have statistically ended in failure about half of the time,” Virgin Orbit said in a statement Wednesday.

“In the future, the goal of our launches will be to deploy satellites for a new generation of space-based services,” the company said. “For this Launch Demo, though, our goal is to safely learn as much as possible and prove out the LauncherOne system we’ve worked so hard to design, build, test and operate.”

Piloted by Kelly Latimer, Virgin Orbit’s chief test pilot, the 747 carrier aircraft will line up for its launch run west of San Nicolas Island, which is owned by the U.S. Navy. The targeted drop point is located roughly 100 miles (160 kilometers) west-southwest of Long Beach.

Latimer will command the airplane onto climb angle of more than 25 degrees. The nearly 30-ton rocket will be released from a pylon under the 747’s left wing during the pull-up maneuver at an altitude of around 35,000 feet (nearly 10,700 meters).

Around five seconds after release, the rocket’s kerosene-fueled NewtonThree engine will ignite with 73,500 pounds of thrust to begin climbing into orbit.

“The instant our NewtonThree engine ignites, we will have done something no one has ever done before — lighting an orbital-class, liquid-fueled, horizontally-launched vehicle in flight,” Virgin Orbit said.

“We’ll continue the mission for as long as we can,” the company said. “The longer LauncherOne flies, the more data we’ll be able to collect. Should we defy the historical odds and become one of those exceedingly rare teams to complete a mission on first attempt, we will deploy a test payload into an orbit, take our data, and then quickly de-orbit so as not to clutter the heavens.”

If everything goes as Virgin Orbit hopes, the company intends to restart the second stage’s NewtonFour engine once in space, validating the rocket’s ability to deliver payloads to different orbits on the same mission.

The mission profile for the first LauncherOne flight lasts 32 minutes from the time of the rocket’s release from the “Cosmic Girl” jumbo jet until separation of its payload in orbit.

After takeoff from Mojave, the “Cosmic Girl” carrier jet will fly to the west, then south over the Channel Islands off the coast of Southern California. Once over the Pacific Ocean, the aircraft will fly in a racetrack pattern before lining up on the rocket’s southeasterly flight path. Release of the rocket is expected about 50 minutes after takeoff from Mojave. Credit: Virgin Orbit

The 70-foot-long (21-meter) LauncherOne rocket is designed to compete with other commercial smallsat launchers, such as Rocket Lab’s Electron booster, for contracts to deliver CubeSats and microsatellites to orbit for commercial customers, the U.S. military and NASA. Virgin Orbit says it can haul up to 660 pounds (300 kilograms) of cargo into a 310-mile-high (500-kilometer) polar sun-synchronous orbit, a standard operating orbit for Earth-imaging satellites.

A dedicated launch by Virgin Orbit sells for around $12 million.

Hart said last month that Virgin Orbit plans to have a chase plane for the launch, and video cameras are mounted on the aircraft and the the LauncherOne vehicle itself to capture the rocket’s release from the carrier jet, first stage ignition and climb into space.

But the company does not plan to provide a live public webcast for the LauncherOne demonstration flight. Instead, Virgin Orbit will release updates on Twitter as the mission progresses.

Wir sind sehr bekannt zu geben angeregt , dass das Fenster für unsere Demo starten Mission beginnt am Sonntag, 24. Mai, und erstreckt sich durch Montag, 25. Mai th , die Möglichkeit zu Abschuss von 10.00 bis 14.00 Uhr Pacific (17.00 bis 21.00 Uhr GMT) jeden Tag.

Das bedeutet, dass sich unser 747-Trägerflugzeug Cosmic Girl an diesem Wochenende darauf  vorbereiten wird, vom Mojave-Luft- und Weltraumhafen abzuheben, über den Pazifik zu fliegen und unsere zweistufige Orbitalrakete LauncherOne freizugeben, die dann ihre entzündet Motor zum ersten Mal in der Luft.

Diese Launch-Demo markiert den Höhepunkt eines fünfjährigen Entwicklungsprogramms. Auf unserer Reise, um Platz für alle zu schaffen, haben wir Hunderte von Hotfires unserer Triebwerke und Raketenstufen durchgeführt, zwei Dutzend Testflüge mit unseren Trägerflugzeugen durchgeführt und unzählige andere Tests aller Teile des Systems durchgeführt, die wir auf dem testen konnten Boden. 

Der Start von der Erde in den Weltraum ist unglaublich schwierig. Tausende von Komponenten müssen wie geplant funktionieren, gleichzeitig hohe Energie steuern und mit unglaublich hohen Geschwindigkeiten fliegen. Die Fahrzeugstrukturen müssen robust genug sein, um Fahrten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 300 km / h ohne Zerfall zu tolerieren. Die Temperaturen und Drücke der Treibmittel dürfen nicht zu hoch oder zu niedrig sein. Jedes interne Ventil muss in perfekter Synchronität geöffnet und geschlossen werden. Es gibt eine lange Liste von Faktoren, die aufeinander abgestimmt werden müssen, damit es vollständig funktioniert. Wir sind uns der Tatsache bewusst, dass für die Regierungen und Unternehmen, die uns bei der Entwicklung von Raumflugsystemen vorausgegangen sind, Jungfernflüge in etwa der Hälfte der Fälle statistisch gescheitert sind. 

In Zukunft wird das Ziel unserer Starts darin bestehen, Satelliten für eine neue Generation weltraumgestützter Dienste bereitzustellen. Für diese Launch-Demo ist es jedoch unser Ziel, so viel wie möglich sicher zu lernen und das LauncherOne-System zu beweisen, an dessen Entwicklung, Bau, Test und Betrieb wir so hart gearbeitet haben.

In dem Moment, in dem sich unser Newton Three-Motor entzündet, haben wir etwas getan, was noch niemand zuvor getan hat – ein horizontal gestartetes Fahrzeug der Orbitalklasse mit Flüssigbrennstoff im Flug anzuzünden. Wenn LauncherOne auf dieser Mission eine Höhe von 50 Meilen erreicht, ist es das erste Mal, dass diese Art von Startsystem den Weltraum erreicht.

Wir werden die Mission so lange wie möglich fortsetzen. Je länger LauncherOne fliegt, desto mehr Daten können wir sammeln. Sollten wir uns den historischen Chancen widersetzen und eines dieser äußerst seltenen Teams werden, um eine Mission im ersten Versuch zu erfüllen, werden wir eine Testnutzlast in eine Umlaufbahn bringen, unsere Daten aufnehmen und dann schnell die Umlaufbahn verlassen, um den Himmel nicht zu überladen. 

Unabhängig vom endgültigen Abschluss dieser Launch-Demo freuen wir uns, so viel wie möglich zu lernen.

Wir sind Ihnen allen sehr dankbar, die uns während dieser Startkampagne gefolgt sind – unseren Familien, unseren Kunden und allen anderen, die uns angefeuert, hilfreiche Vorschläge gemacht und das Ziel gefeiert haben, eine neue Art von zu bringen Service in die Tat umsetzen. Wir freuen uns darauf, am Flugtag mehr zu teilen. Für nahezu Echtzeit-Updates folgen Sie uns auf Twitter ( @Virgin_Orbit ). Wir sehen uns am Starttag!

Noch 5 Tage bis zum Start der ersten bemannten Crew Dragon

9 Jahre langes warten für Raumfahrt-Fans neigen sich dem Ende – Noch 5 Tage bis zum Start der ersten bemannten Crew Dragon: Der Abschluss der Flight Readiness Review am Freitag startete ein geschäftiges Memorial Day-Wochenende im Kennedy Space Center.

Die Dragon-Astronauten werden am Samstag ihre von SpaceX gefertigten Fluganzüge anziehen und in einem Tesla Model X-Auto zur Startrampe 39A fahren, wo die Falcon 9- und Crew Dragon-Kapsel am Donnerstag auf ihrem Startplatz am Meer platziert wurden.

Hurley und Behnken – beide Veteranen von zwei Space-Shuttle-Flügen – werden diesen Samstag mit Hilfe von etwa einem halben Dutzend SpaceX-Crew-Technikern an Bord der Dragon-Kapsel klettern und die Schritte üben, die sie am Starttag unternehmen werden.

Am Montag wird SpaceX eine Überprüfung der Startbereitschaft einberufen, um die Daten und Ergebnisse des Static-Fire Test vom Freitag und der Generalprobe am diesem Samstag zu überprüfen. Wenn alles gut aussieht, werden die Vorbereitungen für den Start der ersten Mission mit Orbitalbesatzung vom Kennedy Space Center seit fast neun Jahren am Mittwoch um 16:33 Uhr EDT (2033 GMT) fortgesetzt.

Die Raumfahrt Anzüge von SpaceX sind ja mal richtig schnieke und modern.

Viel solcher Starts hab ich früher im TV gesehen. Der spannendste Moment war immer wenn die Flugcomputer, die alle Systeme des Space Shuttle und sich gegenseitig kontrollieren, (wird bei der Dragon Kapsel nicht anders sein) die Kontrolle übernehmen, die letzt Hürde vor einem Start. Selbst die ganzen Nasa-Techniker vor ihren Bildschirmen waren ab da nur noch Zuschauer.

Die Nasa legt das Schicksal ihrer Raumfahrer in private Hände

Vor neun Jahren ging die Ära der Spaceshuttles zu Ende. Nun wollen die Amerikaner wieder Astronauten ins All schicken – mit Kommerz und viel Pathos.

Die beiden Nasa-Astronauten Bob Behnken (links) und Doug Hurley nehmen zur Probe in der Raumkapsel Crew Dragon Platz. Am 27. Mai gilt es dann ernst.

Wenn Jim Bridenstine, der bullige Chef der amerikanischen Raumfahrtagentur Nasa, vom nächsten grossen Raketenstart seiner Behörde erzählt, klingt er ein bisschen wie sein oberster Chef. In bester Trumpscher Manier schwärmt Bridenstine dann von amerikanischen Astronauten, die mit amerikanischen Raketen von amerikanischem Boden aus ins Weltall fliegen werden – eine Wendung, die der Nasa-Chef dieser Tage pausenlos wiederholt.

Das nationale Pathos hat seine Gründe: Am kommenden Mittwoch, um 22 Uhr 33 mitteleuropäischer Zeit, soll in Cape Canaveral nicht irgendeine Rakete in den Himmel über Florida starten. Die Falcon 9 des privaten Raumfahrtunternehmens SpaceX, die seit Wochen auf ihren grossen Tag vorbereitet wird, hat vielmehr eine besondere Mission. Sie soll – neun Jahre nachdem die Nasa ihre Spaceshuttle-Flotte in den Ruhestand verabschiedet hat – wieder Astronauten von Florida aus ins All befördern.

Eine Zäsur in der Raumfahrt

Es ist das Ende einer langen Durststrecke. Anfang Mai schwärmte Bridenstine an einer Nasa-Medienkonferenz daher auch von einer «neuen Ära in der astronautischen Raumfahrt», wobei dieses neue Zeitalter weit über simplen Nationalstolz hinausgeht: Erstmals legt die Nasa am kommenden Mittwoch das Wohl und Wehe ihrer Raumfahrer und ihres astronautischen Raumfahrtprogramms in die Hände eines privaten Unternehmens – mit allen damit verbundenen Risiken.

Das sei eine sehr aufregende Zeit, sagt Bridenstine. Eine Zeit, die der US-Politiker, der vor drei Jahren von Präsident Trump ins Nasa-Amt gehievt worden ist, allerdings seinen Vorgängern zu verdanken hat. Bereits 2004 beschlossen die USA, gegen Ende jenes Jahrzehnts ihre Spaceshuttles einzumotten. Die Kosten der wiederverwendbaren Raumgleiter waren zu hoch geworden. Zudem galten die Shuttles nach zwei Abstürzen mit 14 getöteten Astronauten bei gut hundert Flügen als zu unsicher. Im Juli 2011 landete die letzte Raumfähre schliesslich in Cape Canaveral.

Für die USA war es ein gravierender Einschnitt: Auf einen Schlag hatte das Land keine Möglichkeit mehr, Astronauten aus eigener Kraft zur Internationalen Raumstation (ISS) zu befördern. Es war vielmehr auf Mitfluggelegenheiten in russischen Sojus-Kapseln angewiesen – und ist es bis heute. Auch deshalb blickt kommende Woche eine ganze Nation nach Florida.

Trumps Vorgänger, Präsident Barack Obama, dürfte ebenfalls interessiert zuschauen. Ihm haben die USA nicht nur zu verdanken, dass sie nun wieder Richtung Weltall abheben können, sondern auch, dass sie es völlig anders machen als in der Vergangenheit: Jahrzehntelang glaubte die Nasa, sie müsse ihre eigenen Raumschiffe planen, bezahlen, besitzen und betreiben. Gut dotierte Verträge wurden hierzu mit etablierten Raumfahrtkonzernen geschlossen. Die Firmen mussten kein Risiko tragen und bekamen alle Mehrkosten erstattet – egal, weshalb sie anfielen.

Charterflüge ins All

Bei der Crew Dragon, der strahlend weissen Raumkapsel an der Spitze der Falcon 9, ist das anders. Das Raumschiff gehört SpaceX. Es wurde geplant und gebaut von SpaceX. Und es wird betrieben von SpaceX, jenem kalifornischen Unternehmen, das 2002 vom exzentrischen Milliardär Elon Musk gegründet worden ist und das mittlerweile die Raumfahrtbranche dominiert. Die Nasa hingegen wird, sollte der nun anstehende Testflug erfolgreich sein, künftig nur noch einzelne Sitzplätze in den SpaceX-Kapseln kaufen – als seien die Raumschiffe Charterflüge ins All. «In dieser neuen Ära ist die Nasa lediglich Kunde», sagte Bridenstine an der Medienkonferenz, «ein Kunde unter vielen in einem sehr robusten, kommerziellen Markt.» So zumindest die Hoffnung.

Im März 2019 nähert sich die damals noch unbemannte Crew Dragon zum ersten Mal der Internationalen Raumstation. Die Astronautin Anne McClain nutzte diese Gelegenheit für einen Schnappschuss.

Ganz billig ist all das nicht. Um den kommerziellen Raumfahrtmarkt anzukurbeln, brauchte es eine Anschubfinanzierung, und dafür war die Nasa zuständig. Gut drei Milliarden Schweizer Franken bekam SpaceX für die Entwicklung und den Bau von Crew Dragon. Konkurrent Boeing, der von der Nasa ebenfalls als künftiger Raumschiffbetreiber ausgewählt wurde, erhielt sogar 4,7 Milliarden Franken. Trotzdem wird Boeing wegen gravierender Probleme seiner Starliner-Kapsel wohl frühestens kommendes Jahr mit Astronauten ins All starten können.

Unterm Strich dürfte sich das Programm für den amerikanischen Steuerzahler dennoch gelohnt haben. In der Endphase der Spaceshuttle-Ära verschlangen die alternden und schwer zu wartenden Raumgleiter mehr als 3 Milliarden Franken pro Jahr. Jeder Flug, der in der Regel Platz für sechs bis sieben Astronauten bot, schlug rein rechnerisch mit 1 Milliarde Franken zu Buche. Verglichen damit sind die Ticketkosten für Crew Dragon äusserst gering: Etwa 50 Millionen Franken muss die Nasa nach Berechnungen ihres Generalinspekteurs künftig für jeden Astronauten bezahlen, der bei SpaceX mitfliegen soll. Bei Boeing kosten die Sitze fast 90 Millionen Franken und liegen damit in derselben Grössenordnung wie die Beträge, die die Nasa zuletzt fürs Mitfliegen in der Sojus nach Russland überweisen musste.

Während die Nasa beim Finanziellen klare Vorgaben machte, liess sie SpaceX und Boeing beim Design der neuen Raumschiffe weitgehend freie Hand. Die einzigen Voraussetzungen: Die Kapseln mussten das gewünschte Anforderungsprofil für Flüge zur ISS erfüllen – und die strengen Sicherheitsvorgaben der Nasa. Das war nicht immer einfach, wie Doug Hurley und Bob Behnken erzählen, die beiden Astronauten des anstehenden Testflugs. So bestanden die SpaceX-Ingenieure, die eine Startup-Kultur pflegen und Dinge gerne etwas anders, etwas innovativer angehen, auf Touchscreens zur Steuerung des Raumschiffs. Die Astronauten hingegen waren Schalter und Knöpfe gewohnt. Entsprechend skeptisch fielen ihre ersten Reaktionen aus.

Letztlich konnte SpaceX die Nasa aber vom neuen Konzept überzeugen – genauso wie beim Betanken: Normalerweise ist der Tankvorgang abgeschlossen, wenn Astronauten in die Kapsel an der Spitze der Rakete klettern. Bei der Falcon 9 setzt SpaceX allerdings auf besonders stark gekühlte Treibstoffe, die durch ihre höhere Dichte mehr Leistung aus der Rakete herauskitzeln sollen. Hierzu darf das explosive Gemisch erst 35 Minuten vor dem Start getankt werden – zu einem Zeitpunkt, an dem die Crew längst an Bord sein muss. Vor vier Jahren ging solch ein Tankmanöver bei einer Satellitenmission schief: Die Falcon 9 explodierte auf der Startrampe. Trotzdem setzte sich SpaceX gegen die skeptischen Nasa-Gremien durch, so dass Hurley und Behnken nun zuhören können, wie unter ihnen 500 Tonnen Kerosin und flüssiger Sauerstoff in die Rakete gefüllt werden. Risiko inklusive.

Über diese futuristische Brücke werden die Astronauten am 27. Mai zur Raumkapsel schreiten. Danach wird die Rakete betankt.

«Wir sollten nicht vergessen, dass das Ganze ein Testflug ist», sagt daher auch Jim Bridenstine. «Wir machen all das, um zu lernen.» Klappt alles und startet Crew Dragon wie geplant in den Himmel über Florida, wird die Kapsel bereits 19 Stunden später die ISS erreichen. Hurley und Behnken dürfen dann kurz die manuelle Steuerung ihres Raumschiffs testen und auf den Touchscreens herumtippen. Das eigentliche Andockmanöver wird allerdings der Computer übernehmen.

Längerer Aufenthalt auf der ISS

Wie lange die beiden anschliessend an Bord des orbitalen Aussenpostens bleiben sollen, ist noch unklar. Eigentlich waren nur ein paar Tage geplant. Da sich die ersten Flüge mit Astronauten sowohl bei SpaceX als auch bei Boeing wegen technischer Probleme immer wieder verschoben haben, mangelt es derzeit allerdings an ISS-Taxis. Daher befindet sich momentan nur ein Amerikaner an Bord der Raumstation, gemeinsam mit zwei Russen, und nicht sechs Astronauten wie sonst üblich.

Für die Nasa heisst es daher abzuwägen: Einerseits wird auf der ISS jede helfende Hand benötigt, so dass Hurley und Behnken am besten vier Monate lang im All bleiben sollten. Andererseits müsste Crew Dragon möglichst schnell wieder zurück zur Erde kommen, um die Kapsel zu zertifizieren und um sie freizugeben für den dringend benötigten Linienbetrieb zur ISS.

Doch selbst für den Fall, dass dies nicht gelingen sollte und dass das mit den amerikanischen Astronauten, den amerikanischen Raketen und dem amerikanischen Boden nicht wie erhofft funktioniert, hat die Nasa vorgesorgt. Vor wenigen Wochen griffen die Amerikaner noch einmal auf Altbewährtes zurück: Sie kauften einen weiteren Sitzplatz in einer russischen Sojus. Für knapp 90 Millionen Franken. Sicher ist sicher.

SpaceX und Nasa auf dem Weg in eine neue Ära der US-Raumfahrt

Seit 2011 sind die USA beim Transport von Astronauten auf Russland angewiesen. Nun soll SpaceX eine neue Ära der US-Raumfahrt einleiten – mit dem ersten bemannten Raketenstart von US-Boden seit 2011.

  • Seit 2011 ist die Nasa beim Transport von Astronauten zur ISS auf russische Raumkapseln angewiesen
  • Das soll sich ändern: Am 27. Mai 2020 startet eine bemannte Raumkapsel von SpaceX mit Nasa-Astronauten zur ISS
  • Es ist ein Meilenstein für SpaceX und der Beginn einer neuen Ära für die US-Raumfahrt

Seit einigen Jahren mischt SpaceX die Raumfahrt-Branche auf* und steht nun vor der wohl wichtigsten Mission in der bisher kurzen Geschichte des Unternehmens: Am 27. Mai 2020 sollen eine Rakete und eine Raumkapsel von SpaceX erstmals Astronauten befördern. Das Ziel der Mission: Die Internationale Raumstation ISS.

Seit dem Ende des Space-Shuttle-Programms der Nasa im Jahr 2011 sind keine Astronauten mehr von US-amerikanischem Boden aus zur ISS gestartet, die stolze Raumfahrernation USA und die Raumfahrtorganisation Nasa sind seitdem von den russischen Sojus-Raumkapseln abhängig, in denen sie für viele Millionen US-Dollar Sitzplätze für ihre Astronauten kaufen müssen. Das soll nun vorbei sein. Die neue Ära*, in der die US-Raumfahrt nicht mehr auf Russland angewiesen ist, soll am 27. Mai 2020 eingeleitet werden* – und zwar vom privaten Raumfahrtunternehmen SpaceX des exzentrischen Milliardärs Elon Musk.

Demo-Mission der „Crew Dragon“: SpaceX soll erstmals Astronauten zur ISS bringen

An diesem Tag sollen die beiden Nasa-Veteranen Bob Behnken und Doug Hurley die SpaceX-Raumkapsel „Crew Dragon“ besteigen. Eine „Falcon 9“-Rakete von SpaceX soll diese Kapsel ins All schießen, wo die „Crew Dragon“ etwa 19 Stunden später die ISS erreichen und automatisch am ISS-Modul „Harmony“ andocken soll.

Wie lange die beiden Nasa-Astronauten an Bord der ISS bleiben, steht noch nicht fest. Die „Crew Dragon“ von SpaceX, die für diesen letzten Test namens Demo-2 genutzt wird, kann nach Angaben der Nasa etwa 110 Tage im All bleiben. Die genaue Länge der Mission soll erst dann festgelegt werden, wenn sich die Astronauten an Bord der ISS befinden. Die Entscheidung „basiert auf der Verfügbarkeit des nächsten Commercial-Crew-Starts“, heißt es bei der Nasa.

Demo-2 ist der finale Test der „Crew Dragon“-Kapsel von SpaceX

Die Nasa-Astronauten Doug Hurley und Bob Behnken schauen sich die „Crew Dragon“ genau an. Die beiden werden die ersten Astronauten sein, die von SpaceX zur ISS transportiert werden. (Archivbild)
Die Nasa-Astronauten Doug Hurley und Bob Behnken schauen sich die „Crew Dragon“ genau an. Die beiden werden die ersten Astronauten sein, die von SpaceX zur ISS transportiert werden. (Archivbild)© SpaceX

Bei dem Start am 27. Mai handelt es sich um den finalen Test, bei dem alle Aspekte des Crew-Transportsystems noch einmal genau unter die Lupe genommen werden sollen: Das Raumschiff „Crew Dragon“, aber auch die SpaceX-Rakete „Falcon 9“ und der Startplatz 39A in Cape Canaveral, von dem einst die „Apollo“-Missionen zum Mond aufgebrochen sind, bevor es der Startplatz der Space Shuttles wurde.

Einiges wird am 27. Mai für SpaceX wie Routine erscheinen: Der Start und der Aufstieg der Rakete wird ablaufen wie bei den unbemannten „Dragon“-Kapseln, die SpaceX seit 2012 mit Fracht beladen zur ISS schickt. Der einzige Unterschied: An Bord sind zwei Astronauten. Ist die Raumkapsel mit ihrer kostbaren menschlichen Fracht sicher in einem Erdorbit angekommen, sollen die beiden Astronauten gemeinsam mit Experten auf der Erde prüfen, ob die „Crew Dragon“ so funktioniert wie geplant.

Astronauten in der SpaceX-Kapsel erreichen die ISS nach 19 Stunden

Anschließend – etwa 19 Stunden nach dem Start – soll die „Crew Dragon“ mit Bob Behnken und Doug Hurley die ISS erreichen. Auch der automatische Andock-Prozess wird genau beobachtet – und zwar von beiden Seiten: Von Chris Cassidy (USA), Anatoli Ivanishin und Ivan Vagner (beide Russland), den drei Astronauten, die sich bereits an Bord der ISS befinden, und von den beiden Astronauten in der Raumkapsel.

In der Zeit, die die beiden Test-Astronauten an Bord der ISS verbringen, soll die „Crew Dragon“ weiter getestet werden, bevor Behnken und Hurley wieder einsteigen, um zur Erde zurückzukehren. Auch das Abdocken von der ISS soll automatisch verlaufen. Die „Crew Dragon“ wird sich dann von der ISS entfernen und wieder in die Erdatmosphäre eintreten. Geplant ist, dass das SpaceX-Raumschiff im Atlantik vor der Küste Floridas wassert und dort von einem Bergungsschiff eingesammelt und zurück nach Cape Canaveral gebracht wird.

SpaceX: „Crew Dragon“ ist Teil des „Commercial Crew“-Programms der Nasa

Die Mission der „Crew Dragon“ zur ISS ist Teil des „Commercial Crew“-Programms der Nasa. Die US-Raumfahrtorganisation hat in dessen Rahmen die Unternehmen SpaceX und Boeing damit beauftragt, neue Raumschiffe zu entwickeln, die dazu in der Lage sind, Astronauten in einen niedrigen Erdorbit und zur Internationalen Raumstation ISS zu transportieren.

2014 unterschrieben SpaceX und Boeing im Rahmen des „Commercial Crew“-Programms Nasa-Verträge im Wert von insgesamt 6,8 Milliarden US-Dollar. Die beiden Unternehmen lieferten sich lange ein Kopf-an-Kopf-Rennen, wer als erstes privates Unternehmen Astronauten zur ISS transportieren darf. Seit dem fehlgeschlagenen unbemannten Test von Boeings „Starliner“ im vergangenen Winter* ist jedoch klar: die „Crew Dragon“ von SpaceX wird das Rennen machen. Ihr unbemannter Testflug zur ISS im März 2019 gelang*. Zwar explodierte danach eine Kapsel*, doch mittlerweile hat die „Crew Dragon“ alle Tests bestanden.

„Crew Dragon“ von SpaceX soll in Zukunft Astronauten zur ISS bringen

Gelingt auch die zweite – dieses Mal bemannte – Demo-Mission zur ISS, wird das SpaceX-Raumschiff „Crew Dragon“ von der Nasa zertifiziert und anschließend für weitere Missionen eingesetzt. Der nächste bemannte Start – der erste in einer Serie von regelmäßigen, rotierenden Flügen zur ISS* – ist bereits geplant: Die Nasa-Astronauten Victor Glover, Mike Hopkins und Shannon Walker sowie der japanische Astronaut Soichi Noguchi sollen die ersten „regulären“ Astronauten an Bord einer „Crew Dragon“ sein.

Das Startdatum für ihre Mission steht noch nicht fest, es soll jedoch im Jahr 2020 liegen. Geplant ist, dass die Astronauten für etwa sechs Monate auf der Raumstation bleiben, denn die „Crew Dragon“ soll in Zukunft mindestens 210 Tage im Orbit bleiben können, so eine Anforderung der Nasa. Erst einmal hängt jedoch alles davon ab, ob der Start von SpaceX am 27. Mai gelingt.

NASA clears SpaceX crew capsule for first astronaut mission

The Falcon 9 rocket that will carry astronauts Doug Hurley and Bob Behnken into orbit fired its engines in a ground test at 4:33 p.m. EDT (2033 GMT) on Friday, May 22. Credit: Stephen Clark / Spaceflight Now

After a two-day readiness review, NASA managers gave a green light Friday for SpaceX to proceed with final preparations for launch next Wednesday, May 27, of a commercial spaceship carrying astronauts Doug Hurley and Bob Behnken to the International Space Station on the first orbital spaceflight from U.S. soil since 2011.

Hours later, SpaceX test-fired the 215-foot-tall (65-meter) Falcon 9 rocket that will boost Hurley and Behnken into orbit aboard the company’s Crew Dragon spacecraft.

The Flight Readiness Review’s conclusion Friday kicked off a busy Memorial Day weekend at the Kennedy Space Center. The Dragon astronauts will put on in their SpaceX-made flight suits Saturday and ride in a Tesla Model X automobile to launch pad 39A, where the Falcon 9 and Crew Dragon capsule were placed on their seaside launch mount Thursday.

Hurley and Behnken — both veterans of two space shuttle flights — will climb aboard the Dragon capsule with the help of about a half-dozen SpaceX crew technicians, practicing the steps they will take on launch day.

On Monday, SpaceX will convene a Launch Readiness Review to go over data and results from the test-firing Friday and the crew dress rehearsal Saturday. If all looks good, preparations will proceed toward launch of the first orbital crewed mission from the Kennedy Space Center in nearly nine years at 4:33 p.m. EDT (2033 GMT) Wednesday.

Assuming the mission takes off Wednesday, the Crew Dragon is scheduled to glide to an automated docking with the International Space Station around 11:40 a.m. EDT (1540 GMT) Thursday. Hurley and Behnken are slated to spend one-to-hour months on the orbiting research outpost before coming back to Earth for a parachute-assisted splashdown in the Atlantic Ocean.

The Flight Readiness Review began Thursday and ran into overtime Friday. NASA officials anticipated ahead of time that might happen, given the volume of data to discuss for the first crewed flight on a brand new spacecraft design.

“We had a very successful Flight Readiness Review, in that we did thorough review of all fo the systems and all the risks,” said Steve Jurczyk, NASA’s associate administrator, who chaired the review meeting. “And it was unanimous on the board that we are go for launch.

“It is really exciting to be launching American astronauts on American rockets from American soil — from Kennedy Space Center — for the first time in nine years,” Jurczyk said in a press conference Friday. “I know it’s been a long, really challenging road, and I just cannot say how proud I am of the NASA-SpaceX team for all their talent, hard work, dedication and perseverance to get to this point of five days from launch.”

“Today, we got a go to launch, but really it’s a go for the mission,” said Benji Reed, SpaceX’s director of crew mission management. “There will be lots more data, lots more reviews in the next few days. There will be constant vigilance and watching of the data and observations. As we go through the mission, there will be other reviews and conversations to make sure we’re go for each aspect, including go to come home.”

NASA managers received briefings from agency and SpaceX engineers during the Flight Readiness Review, including presentations on topics that garnered widespread attention over the last year, such as the Crew Dragon’s parachutes and an abort propulsion system problem that led to the explosion of a capsule during a ground test in April 2019.

“We established a little while ago that the original chute design did not have adequate margin, based on some knowledge we had gained through testing of how the chutes deploy, and the loading on the chutes,” Jurczyk said. “So SpaceX stepped up and did a new chute design, and we had to qualify that new chute design to higher margins than we had the previous chutes.

“The NASA-SpaceX team did an amazing job laying out a test program and executing that test program,” Jurczyk said. “However, it’s fewer tests than we normally would see on a parachute qualification program. So we took a long time in a couple of presentations during the review to have the team walk us through the design, the changes, the qualification testing, and the margins on the chute to make sure that everybody was good with how those chutes were qualified. And we had very high confidence that they will function as we need them to when Bob and Doug return from the International Space Station.”

The Crew Dragon uses a series of pilot and drogue chutes during descent, then unfurls four main parachutes to brake for splashdown. At the end of a typical mission, the Crew Dragon spacecraft will splash down in the Atlantic Ocean around 24 nautical miles off the coast of Cape Canaveral.

The capsule’s abort system was also a topic of extended discussion during the Flight Readiness Review. In the event of a major problem during fueling of the Falcon 9 rocket, or a launch failure during the vehicle’s climb into orbit, the Crew Dragon can fire eight SuperDraco engines to push the capsule off the launch vehicle and propel the astronauts to safety.

The SuperDracos consume a high-pressure mix of hydrazine fuel and nitrogen tetroxide oxidizer. A Dragon spacecraft that completed an unpiloted test flight to the space station in March 2019 was destroyed during a ground test-firing of the SuperDraco engines last April at Cape Canaveral.

Investigators traced the cause of the explosion to a leaky valve inside the capsule’s high-pressure abort propulsion system. The leak allowed nitrogen tetroxide to leak into the propulsion system’s helium pressurization lines, which are designed to rapidly prime the SuperDraco thrusters to fire up in quick response to a launch emergency.

As the pressurization system activated during the ground test last year, a slug of nitrogen tetroxide was forced back into the faulty titanium valve, triggering an explosion. Experts spent months studying the physics of the accident, and learned new information about how titanium components used in aerospace vehicles might ignite under certain conditions.

SpaceX replaced the suspect valve in future Crew Dragon spacecraft with a single-use burst disk designed to rupture during activation of the SuperDraco abort thrusters, which would only occur during a launch failure.

The fix was tested during a second ground firing in November, then again during a high-altitude launch escape test in January over the Atlantic Ocean.

Between the parachutes, the destroyed capsule and the impacts of a global pandemic, getting to SpaceX’s first crewed mission proved a challenge.

“Last April, I probably wasn’t thinking I was going to be flying (crew) in a year, but you can never sell this NASA and SpaceX team short,” said Kathy Lueders, managers of NASA’s commercial crew program. “They have always accomplished miracles for me, and I’m very, very proud of them right now.”

Jurczyk said NASA officials also discussed a recent “performance shortfall” during a test of the Crew Dragon’s internal fire suppression system.

“That’s a system tat suppresses any fire or any equipment underneath the floor of Dragon,” Jurczyk said. “The team … analyzed both the hazards there, as well as the ability to suppress a fire, and we’ve deemed the risk to be very low there.”

Jurczyk took the place of Doug Loverro, the former head of NASA’s human spaceflight directorate, for this week’s Flight Readiness Review. Loverro, who was due to chair the FRR, abruptly resigned effective Monday, May 18.

In a letter to NASA employees, Loverro wrote that he resigned due to a “mistake” he made earlier this year. Multiple sources said Loverro violated a procurement rule during a competition to select contractors for NASA’s Human Landing System for the Artemis program, which aims to develop crewed moon landing vehicles to carry astronauts to the lunar surface.

Jurczyk, NASA’s most senior career civil servant, stepped into the role as chair of the Flight Readiness Review.

The Crew Dragon’s debut flight with astronauts has been nearly a decade in the making. NASA first awarded SpaceX funding to work on a human-rated spacecraft in 2011.

Funded and led by billionaire Elon Musk, SpaceX has won a series of NASA contracts and funding agreements over the last nine years for work on the Crew Dragon project. To date, NASA has agreed to pay SpaceX more than $3.1 billion to develop the Crew Dragon, and then fly at least six operational crew rotation missions to the space station.

NASA also awarded Boeing a similar series of contracts for development and flights of the Starliner crew capsule. The Starliner’s first test mission without a crew ended prematurely in December without reaching the space station, and Boeing will re-fly the unpiloted demonstration mission later this year before the Starliner is cleared for its first launch with astronauts.

The first operational Crew Dragon flight will follow the test flight set for launch next week, which is officially designated Demo-2, or DM-2. It follows the first Crew Dragon test flight to the space station last year, which did not carry any astronauts on-board.

SpaceX has also completed two major tests of the Crew Dragon’s launch abort system — a pad abort in 2015 and the in-flight escape demonstration in January.

Kathy Lueders, manager of NASA’s commercial crew program, signs a human rating certification package during Thursday during the first day of a Flight Readiness Review for the Crew Dragon Demo-2 test flight. Credit: NASA/Kim Shiflett

According to Jurczyk, this week’s FRR doubled as an “interim human-rating certification review” for SpaceX’s Crew Dragon spacecraft.

“What I mean by interim is that we’ve validated that this system meets the human-rating certification requirements for the Demo-2 mission, and those requirements feed forward to future missions, including the Crew-1 mission (the Dragon’s first operational crew rotation flight),” Jurczyk said. “We will have a final human-rating certification review after Demo-2 and before the Crew-1 mission, just to certify the relatively small set of design changes between the Demo-2 system and the Crew-1 system. And at that point, we’ll deem the system human-rating certified.”

NASA also determined the Crew Dragon meets the agency’s risk requirements for the commercial crew program. When NASA established requirements for the new commercial crew spaceships, agency officials set the program’s safety threshold at 1-in-270 odds of an accident during a 210-day mission that would kill the astronauts on-board

Lueders said Friday that SpaceX meets that risk requirement, with the help of advanced design modeling and inspections to guard against the threat of micrometeoroids and orbital debris while docked at the space station.

But determining the loss of crew, or LOC, probability for any given flight is tricky. The number hinges on a number of factors, including numerical and statistical inputs, many of which are grounded in assumptions.

Bill Gerstenmaier, who led NASA’s human spaceflight programs from 2005 until last year, said in 2017 that at the time of the first space shuttle flight in 1981, officials calculated the probability of a loss of crew on that mission between 1-in-500 and 1-in-5,000. After grounding the loss of crew model with flight data from shuttle missions, NASA determined the first space shuttle flight actually had a 1-in-12 chance of ending with the loss of the crew.

Regardless of the fickle numbers, officials agree that a test flight of a new spacecraft is risky.

“Right now, we are trying to identify any risk that we know of that’s out there, and continue to look at risks and buy them down,” Lueders said. “But we also cant fool ourselves. Human spaceflight is really, really tough, and it’s why we continue to look for risks and do additional assessments. We never feel comfortable because that’s when you’re not searching.

“Our teams are scouring and thinking of every single risk that’s out there, and we’ve worked our butt off to buy down the ones we know of,” she said. “And we’ll continue to look and continue to buy them down until we bring them (Hurley and Behnken) home.”

In their final pre-launch press conference Friday, the Dragon astronauts said they were comfortable with the risk.

“We’ve had the luxury over the last five-plus years to be deeply embedded and understanding the trades that were made,” said Behnken, the Demo-2 mission’s joint operations commander. “There are often cases where a hardware change can be implemented, or there can be an operational change that reduces that risk, or manages it in some way.

“I think we’re really comfortable with it, and we think that those trades have been made appropriately,” he said. “As far as insight goes, we’ve had probably more than any crew has (had) in recent history.”

In addition to the tests of the Crew Dragon spacecraft itself, SpaceX has launched 84 Falcon 9 rocket missions since the first version of the launcher debuted June 4, 2010. Eighty-three of the flights successfully reached orbit.

A Falcon 9 rocket exploded during the final minutes before a ground test-firing at Cape Canaveral in September 2016. SpaceX said that failure was caused when a helium pressurant tank suddenly ruptured on the Falcon 9’s second stage.

After introducing design fixes, SpaceX has logged 59 straight successful launches using Falcon 9 and Falcon Heavy rockets.

“It wasn’t a long history (on the Falcon 9) when we started this program, but it has panned out to have quite a number of flights under its belt, and its evolution has become more and more safe as it’s been operated,” Behnken said. “Thats something that we really do appreciate. It’s remarkable to see all the other missions that have contributed to the human spaceflight program by being, in some sense, a test mission for us before we have a chance to fly on the Falcon 9.”