STS-1 (Columbia) das Space Shuttle

STS-1 (Columbia)

Allgemeines

Mit STS-1 (Space Transportation System) wurde die erste Mission des Space Shuttle Columbia bezeichnet. Es war der erste Flug mit einem Raumschiff, das wieder verwendet werden konnte.

Historisches

Nach Apollo-Sojus im Jahr 1975 dauerte es fast 6 Jahre, bis wieder ein amerikanisches Raumschiff ins All fliegen sollte. Nach den Mondflügen und den Skylab-Missionen war es nun das erklärte Ziel, ein wieder verwendbares Raumschiff zu bauen. Ein entscheidender Gedanke war dabei, die Kosten angesichts schrumpfender Budgets zu senken. Schon seit Mitte der 1960er Jahre hatte es Überlegungen gegeben, wie eine solche Raumfähre auszusehen hätte. Die ersten Konzepte wurden von verschiedenen Raumfahrtunternehmen bereits 1969 im Auftrag der NASA entworfen. Schließlich legte man sich darauf fest, ein Space Shuttle mit einem Tank und zusätzlichen Feststoffraketen auszustatten. Auch wenn dies der Idee der vollständigen Wiederverwendbarkeit widersprach, so war diese Lösung sowohl technisch als auch finanziell die überzeugendste. Den entscheidenden Schub für das Programm gab es, als die NASA sich mit Airforce verbündete. Dieser ging es vor allem darum, Spionagesatelliten ins All zu bringen.
Die ersten Tests in der Atmosphäre fanden 1975 statt. Die Enterprise wurde mit dem Shuttle Carrier Aircraft (einer umgebauten Boeing 747) in die Luft gebracht. Danach flog sie ohne Antrieb zu Boden und landete erfolgreich. In den folgenden Jahren machten vor allem die Haupttriebwerke Probleme. Erst kurz vor dem ersten Start des Space Shuttles wurden sie vollständig gelöst.
Für die Besatzung wurden der Weltraumveteran John W. Young als Kommandant und der Neuling Robert L. Crippen als Pilot ausgewählt.

Technik

Das STS besteht aus drei Teilen. Der Orbiter (das eigentliche Space Shuttle) sitzt auf dem Außentank. An diesem sind zwei Feststoffbooster installiert. Im Orbiter sind die Astronauten im Cockpit und die Nutzlast untergebracht. Es gibt drei Haupttriebwerke, die nur während des Starts in Betrieb sind. Für den Flug im Weltraum gibt es insgesamt 46 kleine und mittlere Triebwerke. Zwei von ihnen gehören zum Orbital Maneuvering System (OMS). Dieses wird z.B. benötigt, um das Raumschiff beim Wiedereintritt abzubremsen. Die anderen 44 Triebwerke sind Teil des Reaction Control System (RCS), das für die Lagesteuerung des Space Shuttles nötig ist. Weitere wichtige Komponenten des Orbiters sind das Lebenserhaltungssystem und das Hitzeschutzschild.
Die Feststoffbooster liefern den größten Teil der Energie für den Start. Es handelt sich dabei um 45 Meter lange Raketen, die mit 500 Tonnen APCP, einem Feststoff-Treibstoff, ausgestattet sind. In 45 Kilometern Höhe werden die Booster abgetrennt, fliegen dann noch weiter bis auf 65 Kilometer Höhe und gleiten schließlich, gebremst von Fallschirmen, hinab. Sie landen im Meer, werden geborgen und nach einer Inspektion können sie wieder befüllt werden.
Der Außentank besteht aus zwei Tanks. Oben befindet sich ein kleiner Tank für Sauerstoff, der untere Teil ist mit Wasserstoff gefüllt. Sauerstoff und Wasserstoff sind flüssig und haben eine Temperatur von -200 Grad Celsius. Deswegen gibt es eine spezielle Isolierung aus einem orangefarbenen Schaumstoff. Wenn das STS im All ist, wird der Außentank abgetrennt und verglüht in der Atmosphäre.

Der Flug

STS-1 startete am 12. April 1981 vom Kennedy Space Center in Florida. Bislang hatte man alle neuen Raumschiffe zunächst unbemannt getestet. Doch beim Space Shuttle flog man sofort mit einer Besatzung. Nach diversen Verschiebungen wegen technischer Probleme, glückte der Start reibungslos. Es dauerte nur wenige Minuten, bis das Shuttle in einem Orbit in 245 Kilometer Höhe kreiste. Die beiden Astronauten begannen sofort damit, die technischen Systeme zu überprüfen. Das wichtigste Missionsziel war die Überprüfung der Flugsysteme. Dazu brachte man die Columbia in eine Höhe von 280 Kilometern.
Es gab zwei Probleme während des Fluges, die für Kopfzerbrechen sorgten. Ein Datenrekorder fiel aus und sollte ersetzt werden in einer außerplanmäßigen Reparatur. Dies misslang jedoch und musste aufgegeben werden. Damit gingen wichtige Fluginformationen verloren. Am dritten Tag sorgten die Auxiliary Power Units (Hilfskraftanlagen) für Stress. Sie hatten eine zu niedrige Betriebstemperatur. Da zwei dieser Einheiten für die Landung benötigt werden, musste das Problem dringend gelöst werden. Es gelang, durch eine zusätzliche Heizung, die Temperatur wieder zu erhöhen.
Am 14. April trat die Columbia wieder in die Erdatmosphäre ein. Sie wurde von vier Flugzeugen empfangen, welche den Flug und die Landung dokumentieren sollte. Da das Space Shuttle keinen Antrieb hat, gibt es nur einen Landeversuch. Wenn dieser nicht gelingt, gibt es keine Möglichkeit, ein zweites Landemanöver zu versuchen. Entsprechend angespannt waren die Astronauten und die Bodencrew. Man hatte aus Sicherheitsgründen als Landeplatz die Edwards Air Force Base ausgewählt, die eine größere Landeplan besitzt als das Kennedy Space Center. Die Landung gelang perfekt und nach einer Stunde konnten Young und Crippen die Columbia verlassen.

Stellenwert der Mission

STS-1 leitete eine neue Ära der Raumfahrt ein und setzte den Standard für die bis heute verwendete Technik. Die Mission gilt bei der NASA als "the boldest test flight in history” ("der wagemutigste Testflug der Geschichte").