ATV-5 brochure German

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    28-Aug-2014

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ESA's fifth Automated Transfer Vehicle will be its last. ATV Georges Lematre launches Summer 2014 for the International Space Station with scientific equipment, food, hardware and water for the astronauts living on the microgravity laboratory. This brochure looks at the complete ATV: past missions, ATV-5 and ATV's future.

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1 automated transfer vehicle Europas Weltraumfrachter 2 Vom Beginn des so genannten Raumzeitalters an spielte Europa in der Raumfahrt eine aktive Rolle. Heute betreibt die European Space Agency (ESA) Erdbeobachtungs-, Navigations-, Telekommunika- tions- und Astronomiesatelliten, schickt Raum- sonden in die Weiten des Sonnensystems und beteiligt sich an der bemannten Exploration des Weltraums. Der Weltraum ist fr Europa eine beraus wichtige Ressource, denn er liefert essenzielle Informationen als Entscheidungsgrundlagen fr die Bewltigung globaler Herausforderungen. Die Weltraumforschung ist eine Quelle wertvoller Technologien und Dienste und verschafft uns neue Erkenntnisse ber unieren Planeten und das Universum. Seit ihrer Grndung im Jahr 1975 entwickelt die ESA europische Raumfahrt- kapazitten. In der ESA flieen die Ressourcen von 20 Mitgliedsstaaten zusammen. So kann sie Programme und Ttigkeiten durchfhren, die weit ber die Mglichkeiten eines einzelnen europischen Landes hinausgehen, und Europa durch die Entwicklung neuer Trgerraketen, Raumfahrzeuge und Bodenanlagen einen Platz an der Spitze der internationalen Weltraumforschung sichern. Titel:ATVausSichtderInternationalenRaumstation ESA/NASA Derzeit hat die ESA 20 Mitgliedsstaaten: 18 EU-Lnder (Belgien, Dnemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Grobritannien, Irland, Italien, Luxemburg, Niederlande, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Spanien und Tschechische Republik) sowie Norwegen und die Schweiz. Weitere acht EU-Lnder haben Kooperationsabkommen mit der ESA unterzeichnet: Estland, Lettland, Litauen, Malta, die Slowakei, Slowenien, Ungarn und Zypern. Mit Bulgarien laufen zurzeit Verhandlungen ber ein Kooperationsabkommen. Auch Kanada nimmt im Rahmen eines Kooperationsabkommens an bestimmten Programmen der ESA teil. European Space Agency 4 Das Raumfahrzeug Versorgung der Internationalen Raumstation Das Raumfahrzeug Was macht das ATV so besonders? 12Erfolgsgeschichte ATV-berblick Die besten ATV-Momente Mit jedem Mal besser Teamgeist Made in Europe Ein Blog-Phnomen 20ATV Georges Lematre Ziel: Die Internationale Raumstation Die wichtigsten Fakten Georges Lematre: ein Genie aus Belgien und der Beginn der Zeit Die kritischen Phasen einer ATV-Mission Ladung fr die letzte Runde Der Abschied 30 Blick in die Zukunft Das Erbe der ATVs Abschied von der Erdumlaufbahn Orion Verffentlicht vom Strategic Planning and Outreach Office des Directorate of Human Spaceflight and Operations der ESA. ESTEC, PO Box 299 2200 AG Noordwijk Niederlande E-Mail: hsocom@esa.int ESA und das ESA-Logo sind Markenzeichen der European Space Agency. Die Genehmigung zur Reproduktion oder Distribution von Material, fr das ein Dritter das Urheberrecht besitzt, muss von dem betreffenden Urheberrechtsinhaber eingeholt werden. Copyright 2014 European Space Agency www.esa.int youtube.com/ESA @esa @esaoperations blogs.esa.int/atv facebook.com/EuropeanSpaceAgency 4 Das Raumfahrzeug Darstellung des ATV-Annherungsmanvers an die ISS ESAK.Oldenburg 5 Das ATV (Automated Transfer Vehicle) hat die die grte Frachtkapazitt und Schubkraft aller Raumfahrzeuge, die zur Internationalen Raumstation ISS fliegen. Es ist das zuverlssigsten und technisch anspruchsvollsten Raumfahrzeuge, das je in Europa gebaut wurden, und vereint vollautomatische Rendezvous-Funktionen mit hchsten Sicherheitsstandards. Das ATV versorgt die ISS und ihre permanente sechskpfige Besatzung mit allem, was sie zum Leben und Arbeiten braucht. Es spielt eine wichtige Rolle fr die Logistik der Raumstation, denn es fungiert als Frachter, Lager und Antriebsmodul. Jeder Raumfrachter transportiert bis zu sieben Tonnen Nutzlast ins All. Das ATV versorgt die Astronauten nicht nur mit Nahrungsmitteln, Wasser, Sauerstoff und Forschungsausrstung, sondern es fhrt auch Bahnkorrekturmanver fr die ISS aus. Das20TonnenschwereRaumfahrzeugkanneigenstndig navigieren und automatisch an der ISS andocken. Dabei ist es bis auf weniger als sechs Zentimeter genau. Nach dem Andocken befrdert das europische Raumfahrzeug die ISS mit seinem Antriebssystem in eine hhere Umlaufbahn und gleicht damit die atmosphrische Bremswirkung aus, aufgrund derer die ISS langsam an Hhe verliert. Droht der ISS Gefahr durch Weltraumschrott, kann das ATV die ntigen Ausweichmanver ausfhren. Darber hinaus sorgt es bei der Annherung anderer Raumfahrzeuge an die ISS fr die Positionskontrolle. Das ATV bleibt bis zu sechs Monate als Druckmodul an der Raumstation angedockt. Mit dem Abdocken von der ISS endet die Mission des Raumfrachters, der nun mit mehreren Tonnen Abfall gefllt ist. Der letzte Reiseabschnitt des ATV ist der kontrollierteWiedereintritt in die Erdatmosphre, bei dem es zerstrt wird. 6 Versorgung der Internationalen Raumstation Das ATV ist ein Versorgungsfahrzeug. Mit seiner groen Nutzlastkapazitt transportiert es wichtige Vorrte auf die 450 Tonnen schwere Raumstation ISS. Mit den ATVs beteiligt sich Europa mit Sachleistungen an den Betriebskosten des Auenpostens im Weltall. Die Geburt des ATV-Programms 1987 begann die europische Industrieunter Leitung der ESA, an Konzept- und Systemstudien fr ein automatisiertes Versorgungsraumschiff zu forschen. In den frhen 1990er Jahren begann die ESA, gemeinsam mit der NASA und der russischen Weltraumorganisation ATV-Missionen zur Internationalen Raumstation zu planen. Die offizielle Genehmigung Europas fr das ATV- Entwicklungsprogramm wurde 1995 erteilt. Anfangs bestand das Produktionsteam nur aus etwa einem halben Dutzend Menschen. Mit dem ATV sicherte sich die ESA das Recht, eigene Transportsysteme zur Raumstation zu schicken. Der unabhngige Zugang zu diesem Auenposten der Menschheit ist nicht nur ein wichtiger politischer und operativer Aspekt, sondern stellt auch eine finanzielle Beteiligung an den laufenden Kosten der ISS dar. Multitasking Raumfrachter Antriebsmodul Lager Nutzlast Triebwerkzndungen fr die Astronauten: Nahrung, Wasser, Luft, Kleidung fr die ISS: Treibstoff, Forschungs- ausrstung, Ersatzteile Bahnanhebungen Ausweichmanver bei Weltraumschrott Positionskontrolle Extramodul fr die Besatzung Abfallentsorgung ATV Die ISS fliegt in einer Hhe von etwa 400km ber der Erde 7 Schon gewusst? Die ISS ist mit ihren Fitnesseinrichtungen, zwei Toiletten und der so genannten Cupola, einem kuppelfrmigen Beobachtungsturm mit Rundumsicht, grer als ein Haus mit sechs Zimmern. In der Morgen- oder Abenddmmerung kann man die ISS bei klarem Himmel mit bloem Auge fast berall von der Erde aus erkennen. Die Versorgung der ISS bernehmen unbemannte Raumfrachter: das europische ATV, der russische Raumfrachter Progress, das japanische HTV (H-II Transfer Vehicle) und die US-amerikanischen kommerziellen Raumtransporter Dragon und Cygnus. 1998 begann der Ausbau der ISS in der Erdumlaufbahn. Seit dem Jahr 2000 ist sie permanent bemannt. Keine andere Raumstation war jemals lnger bewohnt. Fr den Ausbau und die Wartung der ISS wurden bereits 130 Raumflge und 170 Auenbordeinstze (Weltraumspaziergnge) absolviert. NASA 8 GPS-Antennen Schutzsystem vor Mikrometeoroiden und Weltraumschrott 8 Nutzlastmodule als Stauraum fr Trockenfracht Startracker (Sternsensor) Kopplungssystem Treibstofftanks Die hauptmodule des ATV 1 Integrated Cargo Carrier (ICC) Im integrierten Frachtraum ICC wird die gesamte Nutzlast zur ISS transportiert. Er bietet Platz fr fast 7 Tonnen Trocken- und Flssiglast. 2 Avionikmodul Im Flugmodul befindet sich das Gehirn des ATV mit verschiedenen wichtigen Komponenten wie Computern, Gyroskopen, Navigations- und Kontrollsystemen sowie den Stromverteilungs- und Kommunikationsanlagen. 3 Antriebsmodul Mit diesem Modul knnen Bahnanhebungs- und bei Gefahr durch Weltraumschrott auch Ausweichmanver durchgefhrt werden. Seine Triebwerke bringen das ATV nicht nur auf den Weg zur Raumstation, sondern am Ende der Mission auch wieder auf den Weg zurck. ESAI.Baroncini Das ATV im Detail 9 4 Hauptantriebsdsen 28 Manvrier- und Bremstriebwerke Solarzellen Avioniksysteme Wasser- und Gastanks 9 Start in den Weltraum Die Trgerrakete Ariane 5 ist 52 mhoch. Das entspricht einem 15-stckigen Gebude. Beim Start von der Startrampe wiegt die Ariane ber 760 Tonnen. Das entspricht etwa 500 Autos. Die Ariane 5 befrdert das ATV in eine kreisfrmige Umlaufbahn in 260 km Hhe, 20-mal hher als die Reisehhe eines Passagierflugzeugs. Automatisierung im Weltraum Ein Startracker (Sternsensor) und ein GPS-Empfnger bilden zusammen die moderne Versionjahrhundertealter Navigationstechniken auf Basis von Zeitmessungen und Sternbeobachtungen. Das ATV dockt an der ISS an, indem es mit einer Genauigkeit von 6 cm ein 60 cm breitesZielfeld ansteuert. Dabei umkreisen beide Objekte die Erde in einer Hhe von etwa 400 km mit rund 28.000 km/humkreisen. Die von den vier Solarmodulenerzeugten 4.800 Wreichen fr den gesamten Betrieb des ATV aus. Das ist etwas mehr als die Leistung, die ein normaler Warmwasserboiler bentigt. Die interne Software des ATV besteht aus 450.000 ZeilenCode und ist damit die komplexeste Software, die je von der ESA entwickelt wurde. Bahnanhebung der ISS Tglich sinkt die ISS zwischen 50 und 100 m. Die Triebwerke des zweiten ATV Johannes Kepler erreichten die strkste Bahnanhebungin der Geschichte der Raumfahrt seit den Apollo-Mondmissionen: 40 km auf einen Schlag. Triebwerks-Combo: Das ATV hat 32 Triebwerke 4 Haupttriebwerke mit 28 kleineren Triebwerken fr Brems- und Lageregelungsmanver. Das Antriebssystem umfasst auerdem 68 elektrische Ventile, 84 Drucksensoren sowie knapp 200Temperatursensoren und Heizelemente. DRAGON Im Mai 2012 schrieb das Unternehmen SpaceX mit Dragon Geschichte: Dragon dockte als erstes kommerzielles Raumfahrzeug an der ISS an und ist als einziges aller unbemannten Raumfahrzeuge, die zurzeit zur Versorgung der ISS eingesetzt werden, auf den Rcktransport von Fracht und wissenschaftlichen Proben zur Erde ausgelegt. ATV-Rekorde Schwerstes je von der ESA mit der Ariane- Rakete gestartetes Raumfahrzeug Nutzlast etwa dreimal so hoch wie beim russischen Raumfrachter Progress und etwa 25% hher als beim japanischen HTV Grte Schubkraft zur Bahnanhebung der ISS unter allen Raumfahrzeugen, die die ISS besuchen Versorgungslieferungen Betreiber Lnge in Meter Erster Start Max. Startmasse, t Nutzlast, t ESA 9.8 2008 20.6 7.7 SpaceX 6.1 2010 10.2 3.3 CYGNUS Cygnus ist das fnfte unbemannte Raumfahrzeug in der Geschichte der Raumfahrt, das die ISS mit Nachschub versorgt, und das zweite, das von einem privaten Unternehmen entwickelt wurde (Orbital Sciences). Orbital Sciences Corp. 3.7 2014 6 2 - 2.7 11 Was macht das ATV so besonders? Durch mindestens zwei Merkmale hebt sich dieser Mehrzwecktransporter von anderen Raumfrachtern ab: Flexibilitt und Przision. Der Bedarf der ISS ndert sich mit jeder Mission und jedes Mal gibt es in letzter Minute eine Reihe von Bestellungen von der Missionsleitung, den Astronauten und Wissenschaftlern. Das vielseitige ATV kann verschiedene Nutzlasten in variablen Mengen aufnehmen. So lassen sich die Mengen an Trockenfracht, Wasser, Gas und Treibstoff bei jeder Mission flexibel an den Bedarf der ISS anpassen. Darber hinaus bietet der Weltraumtransporter auch Platz fr Fracht, die in letzter Minute eingeladen werden soll. ber eine spezielle Liftanlage mit drehbarer Plattform kann bis wenige Wochen vor dem Start jeder Winkel des ATV- Druckmoduls mit verschiedensten Lasten beladen werden von schweren Frachttaschen bis hin zu Care-Paketen fr die Besatzung. Diese Liftanlage verleiht dem ATV eine noch nie da gewesene Flexibilitt, vor allem, wenn es sich bereits auf der Ariane-5-Rakete befindet. Dank seiner enormen Przision ist das ATV eins der besten Versorgungsfahrzeuge seiner Klasse. Ein leistungsfhiges Navigationssystem fhrt den Raumfrachter auf eine Flugbahn zur Annherung an die Internationale Raumstation. Das Andock-manver von ATV-4 war so przise, dass der Transporter beim Auftreffen auf das russische Servicemodul nur 11mm vom Mittelpunkt abwich. Es erreichte sein Ziel, ohne berhaupt den Andocktrichter der ISS zu berhren, mit dem weniger przise Raumfahrzeuge ins Ziel gelenkt werden. Europas komplexestes Raumfahrzeug funktio- niert hochgradig eigenstndig. Es kann selb- stttig navigieren und seine automatische Rendezvousfunktion steuern. Neben den russischen und den chinesischen Raumfahrzeugen ist das ATV das einzige, das automatisch andocken kann. Alle anderen werden mit dem Roboterarm der Station eingefangen und zur Raumstation gefhrt. HTV Der japanische HTV-Raumfrachter mit dem Namen Kounotori bringt etwa fnf Tonnen Vorrte, Forschungsausrstung und Ersatzteile zur ISS. Im Gegensatz zu den unbemannten Raumfrachtern Progress (Russland) und ATV (Europa) gliedert sich der Frachtraum des HTV in einen druckbeaufschlagten und einen nicht druckbeaufschlagten Teil. JAXA 9.8 2009 16.5 6 PROGRESS Progress ist der dienstlteste unbemannte Raumfrachter er versorgt schon seit 1978 Raumstationen mit Treibstoff und anderen Vorrten. Das Progress-M-Modell des Frachters fliegt derzeit etwa drei- bis viermal pro Jahr zur Raumstation und transportiert pro Flug mehr als zwei Tonnen Vorrte. In Gre und Form hnelt er der Sojus und nutzt auch die gleichen Andockstellen. Roscosmos 7.2 1978 7.3 2.4 12 Erfolgsgeschichte Europische Ingenieure berwachen die Montage von integriertem Frachtmodul und Avionikmodul ESAS.Corvaja 13 Seit dem ersten Flug im April 2008 leisten die europischen ATVs einen unverzichtbaren Beitrag zur Versorgung der ISS. Nach fnf erfolgreichen Missionen hintereinander ist der europische Raumfrachter zu einer wichtigen Sule fr die Logistik der Raumstation geworden. Mit der ATV-Serie stellt Europa damit einmal mehr seine Zuverlssigkeit als Partner in Raumfahrtprogrammen unter Beweis. Ein wesentlicher Grund fr diesen Erfolg ist die Flexibilitt des Raumtransporters. Nach jeder Mission wird das ATV berarbeitet und die Fracht an die Bedrfnisse der Raumstation angepasst. Gemeinsam arbeiten die ESA und die europische Industrie daran, die ATVs auf ihren Einsatz im All vorzubereiten.ImLaufedesProgrammskonntenwichtige technische Entwicklungen wie das enorm przise automatische Andockmanver oder der Freiflugbetrieb fr das Raumfahrzeug umgesetzt werden. Durch neue Verfahren und gezieltes Training fr Notsituationen wurde der Betrieb des ATV noch sicherer. Das innovativste Raumfahrzeug, das je in Europa entwickelt wurde, ist auch das einzige Projekt, das von drei Partnern gemeinsam betreut wird. Europa, Russland und die USA arbeiten eng miteinander zusammen, um die ATV-Missionen zum Erfolg zu fhren. 2978 855 100 26222978 855 100 2622 Gesamtnutzlast: 7100 kg 5605 0 100 1605 435 Gesamtnutzlast: 6555 kg 2978 855 100 2622 ATV Johannes Kepler 16.02.2011 21.06.2011 126 Strkste Bahnanhebung seit den Apollo-Mondmissionen Zum ersten Mal nimmt bei Ankunft eines ATV ein europischer Astronaut auf der Raumstation den Raumfrachter in Empfang Zwei europische Astronauten in einem ATV: Paolo Nespoli und Roberto Vittori Geoflow II-Experiment 5 Gesamtnutzlast: 4575 kg 3235 285 20 1150 ATV Jules Verne 09.03.2008 29.09.2008 205 Erstes automatisiertes Rendezvous- und Andockmanver eines europischen Raumfahrzeugs 6 1 ATV-berblick LEGENDE Start Verlassen der Umlaufbahn Tage im All Rekorde Wissenswertes zur Fracht Forschungsausrstung Bahnanhebungen Ausweichmanver bei Weltraumschrott Treibstoff Wasser Gas Trockenfracht Spt verladene Fracht Gesamtnutzlast: 6590 kg 3440 570 100 2489 1109 Gesamtnutzlast: 6595 kg 4206 285 100 2200 592 ATV Edoardo Amaldi 23.03.2012 04.10.2012 196 Lngste Andockphase an der ISS: 184 Tage Erster Raumfrachter, der nur ein Jahr nach seinem Vorgnger gestartet wurde Pumpe zur Flssigkeitsregulierung (FCPA, Fluids Control Pump Assembly) fr Wasseraufbereiter zur Rckgewinnung von Trinkwasser aus Urin Kacheln fr das Altea-Shield Biolab Life Support Module 3 Lebensmittel und Auffangbehlter fr menschliche Ausscheidungen fr das Energy-Experiment 9 ATV Georges Lematre 25.07.2014 Schwerstes je mit der Ariane 5 gestartetes Raumfahrzeug: 20.275 kg Meteoritenkunstwerk Field of the Sky Experimente fr den flachen Wiedereintritt (REBR-W, I-Ball, BUC) Elektromagnetischer Levitator (EML) Demonstrationsanwendung fr Rendezvousmanver Pumpe zur Flssigkeitsregulierung (FCPA, Fluids Control Pump Assembly) fr Wasseraufbereiter zur Rckgewinnung von Trinkwasser aus Urin ATV Albert Einstein 05.06.2013 02.11.2013 151 Andockmanver an Raumstation mit grtmglicher Przision Erste Videoaufzeichnungen aus dem All vom Wiedereintritt eines ATV in die Erdatmosphre Werkzeugkoffer aus dem 3D-Drucker FASES-Probenbehlter Neues Mikroskop fr Biolab Verschiedene Proben fr Experimente Lebensmittel und Auffangbehlter fr menschliche Ausscheidungen fr das Energy-Experiment 6 16 Start: Der Start ist bei einer Mission der kritischste Moment. Die ATVs starten vom europischen Weltraumbahnhof Kourou in Franzsisch-Guayana. Das ATV Georges Lematre ist mit 20.275 kg das bisher schwerste Raumfahrzeug, das je von einer Ariane- Rakete ins All gebracht wurde. Andockmanver: Auf den letzten 250 Metern aktiviert das hochmoderne automatische Annherungssystem des ATV die augenhnlichen Sensoren des Videometers, die Laserstrahlen analysieren, um das Verhalten der vom ATV ausgesendeten Laserstrahlen zu berechnen. Trotz seiner 20Tonnen fhrt der Frachter das Andockmanver selbstttig auf wenige Zentimeter genau aus. Mit jedem Mal besser Auf seinem Jungfernflug absolvierte das ATV Jules Verne gleichzeitig auch das erste Rendezvous- und Andockmanver eines europischen Raumfahrzeugs auf einer Versorgungsmission zur ISS. Seitdem wurden die ATVs immer wieder berarbeitet und optimiert. Bei der Analyse nach der ersten Mission wurden 130 technische Verbesserungsvorschlge gemacht; 30 davon wurden bei der Konstruktion der nachfolgenden ATVs umgesetzt. Die ATV-Teams fhren diese Analyse nach jeder Mission durch und einigen sich auf nderungen und provisorische Lsungen. Die Abstimmung mit der Industrie und den Partnern ist dabei fester Bestandteil. Die Herausforderung besteht darin, bei jeder neuen Mission ein besseres Raumfahrzeug zu entwickeln, das sich flexibel an die stndigen nderungen des Frachtverzeichnisses anpassen lsst. Aufgrund des Zeitdrucks luft die europische Fertigung und Montage auf Hochtouren. Johannes Kepler war das erste ATV aus der Serien- produktion. Der bisher einzigartige Raum-transporter war damit zum regelrechten Vielflieger mit einem geplanten Start pro Jahr geworden. In der Regel vergeht zwischen dem Ende einer Mission bis zum Start des nchsten ATV nur ein halbes Jahr. Da bleibt wenig Zeit, nderungen am Nachfolger zu implementieren. Die besten ATV-Momente ESA/NASAESAS.Corvaja 17 Rendezvous: Nach dem Start wird das ATV von seinem leistungsfhigen Navigationssystem auf eine Flugbahn zur Annherung an die Raumstation gefhrt. Das ATV Jules Verne war das erste europische Raumfahrzeug, das ein automatisches Rendezvousmanver durchfhrte. Auf diesem Bild ist das ATV Edoardo Amaldi zu sehen, wie es im freien Flug mit gezndeten Triebwerken im dunklen Weltall schwebt. Wiedereintritt: Am Ende jeder ATV-Mission verglht der Raumfrachter gefahrlos in der Atmosphre ber einem menschenleeren Gebiet im Pazifik. Das fnfte und letzte Versorgungsfahrzeug hat verschiedene Instrumente an Bord, mit denen es wertvolle Daten zum Wiedereintritt in die Atmosphre sammelt. Ein groer Vorteil dieses knappen Zeitplans ist, dass die Kommunikation und Effizienz unter den ATV- Teams exponentiell anstieg. Ingenieure, die Bauteile entwickelten, mussten nicht lange warten, bis diese ihre Reise ins All antraten. Das ATV-Programm ist so aufgebaut, dass sie die Ergebnisse sofort analysieren und whrend des laufenden Projekts nach mglichen Lsungen suchen konnten. Von Stromausfllen und eingeklemmten Kommu- nikationsantennen bis hin zu abgelsten Hitze- schutzkacheln und defekten Lftern alle ATVs hatten kleine Fehler, die jedoch keine Gefhrdung der Missionen darstellten. Die Konstruktion der ATVs ist uerst zuverlssig und robust. Sicherheit hat oberste Prioritt bei der gesamten Mission. Beim Andocken gibt es mindestens drei Sicherheitsschranken, die die ISS und deren Besatzung schtzen. Die ATVs sind auch immer besser auf spt eintreffende Fracht eingestellt. Eine der vom Bodenpersonal am dankbarsten aufgenommenen Neuerungen war die Liftanlage fr spte Fracht. Dank ihrer drehbaren Plattform lsst sich selbst dann noch jeder Winkel im Druckmodul des ATV erreichen, wenn sich dieses bereits auf der Trgerrakete befindet. Der Lift ist mit einem Teleskoparm ausgestattet, mit dem nach Bedarf auch grere und schwerere Taschen verladen werden knnen. ESA/NASAESA/NASA 18 Teamgeist Wer stndig mit groen Herausforderungen konfrontiert wird, bildet schnell einen starken Teamgeist heraus. Die Menschen, die an der Entwicklung europischer Raumfahrzeuge beteiligt sind, arbeiten uerst engagiert und motiviert an ihren Projekten. Die meisten von ihnen wrden diese Arbeit als den besten Abschnitt ihrer Karriere bezeichnen. Alle am ATV-Projekt beteiligten Teams arbeiten eng zusammen. Selbst bei knappen Zeitplnen herrscht ein starker Teamgeist, durch den die ATV-Missionen immer wieder ein Erfolg waren. Das ATV navigiert selbstttig zur ISS und dockt dort an. Dennoch kommt es nicht ganz ohne Untersttzung von der Erde aus. Whrend der gesamten Mission wird es permanent vom ATV-Kontrollzentrum (ATV-CC) berwacht und kontrolliert, dessen Team rund um die Uhr eng mit den anderen Kontrollzentren in Russland und den USA zusammenarbeitet. ATV-CC ist zustndig fr den Flugbetrieb und die Koordination der Ressourcen Startbasis Kourou, Franzsisch-Guayana NASA-Kontrollzentrum Houston, USA ATV-Kontrollzentrum Toulouse, Frankreich White Sands-Station New Mexico, USA Columbus-Kontrollzentrum Oberpfaffenhofen, Deutschland Russisches Kontrollzentrum Koroljow, Russland auf dem Boden. Jeder Befehl wird in Abstimmung mit den ISS-Partnerorganisationen ausgefhrt. DreibeteiligteWeltraumorganisationen,dreiverschiedene Ingenieurskulturen kulturelle Hintergrnde. Der trilaterale Charakter dieses komplexen Projekts sorgt dafr, dass die Teams Probleme aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten und aufgeschlossen bleiben. Beim ATV-Projekt hatte das Team die Mglichkeit, gemeinsame Strategien fr die Konstruktion, den Bau und die Steuerung dieses komplexen Raumfahrzeugs zu entwickeln. Made in Europe Dass die ATVs nach bedeutenden europischen Wissenschaftlern und Visionren benannt wurden, ist kein Zufall. Die Namen der Raumfahrzeuge sollen Europas tiefe Verwurzelung in Wissenschaft, Technologie und Kultur unterstreichen. Am ATV-Projekt sind Dutzende Unternehmen und Tausende Techniker und Ingenieure aus ganz Europa beteiligt. Jedes Raumfahrzeug ist das vereinte Ergebnis einer komplexen unternehmens- und grenzberschreitenden Zusammenarbeit der europischen Industrie und Raumfahrtorganisationen. Die Zusammenarbeit hochspezialisierter Fachleute der ESA und der europischen Industrie ermglicht die Entwicklung moderner Raumfahrtsysteme und Technologien fr das ATV. Airbus DS ist der wichtigste Industriepartner fr die Produktion. Mit ber 30 Subunternehmern und 2000 Mitarbeitern setzt das ESAK.MacDonell 19 Unternehmen alle aus etwa zehn europischen Lndern gelieferten Teilsysteme zusammen. Arianespace ist das weltweit erste kommerzielle Raumfahrtunternehmen und entwickelte speziell fr das ATV die Ariane 5 ES mit einer wiederzndbaren EPS- Oberstufe. Whrend der gesamten Mission werden die ATVs permanent vom ATV-Kontrollzentrum in Frankreich berwacht, dessen Team rund um die Uhr eng mit den anderen Kontrollzentren in Russland und den USA zusammenarbeitet. Das ATV ist aber kein rein europisches Projekt. So sind unter anderem russische Unternehmen beteiligt, die den Andockmechanismus, das Betankungssystem und die Elektronik beigesteuert haben. Auch eine Reihe von US-Firmen haben mit Video-, Beleuchtungs- und Antriebskomponenten zum ATV beigetragen. Ein Blog-Phnomen Das ATV-Begleitblog der ESA ist ein groer Erfolg. Als Informationsquelle ist es uerst beliebt und wird mittlerweile von vielen namhaften Medien, Websites von Raumfahrtfans und in sozialen Online-Netzwerken verlinkt und regelmig zitiert. Seit 2010 verzeichnete das Blog knapp 621.000 Seitenaufrufe; hinzu kamen Millionen von Zugriffen auf Facebook. Sein persnlicher Touch mit Zitaten, Interviews, Videos und lockeren Kommentaren ist also ein echtes Erfolgsrezept. Das Blog gilt darber hinaus aber auch als beste Informationsquelle fr Missionsinformationen in Echtzeit. Die ATV-Missionsleiter antworten den Besuchern des Blogs manchmal sogar persnlich! 2013 wurde die Prsenz in den sozialen Medien mit dem beliebten Twitter-Kanal @esaoperations erweitert. Mit bisher 35 Millionen zustzlichen Klicks auf Neuigkeiten und Live-Updates erreichten der Weltraumbahnhof in Kourou, das ATV-Kontrollzentrum und die ISS dadurch eine noch breitere ffentlichkeit. Alle Aspekte der ATV-Mission werden beleuchtet: von der Startvorbereitung ber das Astronautentraining, den Start und das Ankoppeln bis zur Verweilphase und dem Wiedereintritt. Whrend kritischer Phasen der Mission bietet das Blog schnell verfgbare Updates in Echtzeit. Bei Missionshhepunkten verzeichnet es besonders viele Besucher: Im letzten Jahr verfolgten mehr als 23.000 Leser, wie das ATV Edoardo Amaldi in nur zehn Stunden an der ISS andockte. blogs.esa.int/atv/ 20 ATV GEORGES LEMATRE Letzte berprfung der Sonnensegel fr das ESA-ATV DutchSpace 21 Der fnfte und letzte Raumtransporter der ATV- Familie der ESA tritt seine Reise zur ISS mit mehr Wasser und Trockenfracht im Laderaum an als alle ATVs zuvor. Der nach dem belgischen Astronomen und Kosmologen Georges Lematre benannte Raumfrachter soll im Sommer vom Weltraumbahnhof Kourou auf einer Ariane-5-Schwerlastrakete abheben. Wie auch seine Vorgnger wird ATV Georges Lematre die Besatzung mit Nahrungsmitteln, Wasser, Sauer- stoff und Forschungsausrstung versorgen. Whrend seiner sechsmonatigen Andockphase wird es auch die Raumstation auf ihrer Flugbahn anheben. Das letzte ATV der Serie transportiert fast 6,6 Tonnen Vorrte zu unserem Auenposten im All. Georges Lematre bringt zwar ein Rekordgewicht von etwa 2620 kg Trockenfracht auf die Waage, fhrt dieses Mal aber weniger Treibstoff zum Anheben der Station mit sich. Mit 850 Litern sind die drei Wassertanks des Raumfrachters zum ersten Mal bis zum Rand gefllt. Das europische Versorgungsschiff bringt wichtige Forschungsgegenstnde zur Raumstation, darunter mehrere Experimenteinschbe fr den elektromag- netischen Levitator, eine Art Schmelzofen, mit dem man unter Schwerelosigkeit metallische Legierungsproben aufschmelzen und anschlieend erstarren lassen kann. Die Erfahrungen aus der ATV-Mission Georges Lematre knnten bei der Entwicklung von Systemen fr Rendezvous mit nicht steuerbaren Objekten wie Weltraumschrott oder Asteroiden eine Rolle spielen. Auerdem wird es als Prfstand fr eine Reihe von Prototypen optischer Zielfhrungssysteme dienen, bestehend aus einer Infrarotkamera fr lange Distanzen und einem 3D-Bildsensor fr kurze Distanzen. Keine ATV-Mission gleicht ihrem Vorgnger und fr Entspannung bleibt den Teams keine Zeit. Dank den Erfahrungen und dem bei den vorherigen Missionen gewonnenen Selbstvertrauen gelingt es den Teams, bei der beraus komplexen Steuerung des Raumfahrzeugs den berblick zu behalten. 22 Der ESA-Astronaut Alexander Gerst ist fr die berwachung des Rendezvousmanvers von Georges Lematre zustndig. Dabei drfte er jedoch nicht allzu viel zu tun haben, denn das 20 Tonnen schwere Raumfahrzeug navigiert und dockt automatisch an die Raumstation an. Danach dient das ATV den Astronauten an Bord als zustzliches Wohnmodul. Am Ende der Mission dockt es wieder von der ISS ab, gefllt mit mehreren Tonnen Mll Abwasser, trockenem Abfall und nicht mehr bentigter Ausrstung. Zu diesem Zeitpunkt wird die ESA-Astronautin Samantha Cristoforetti whrend ihres Aufenthalts auf der ISS Ende 2014 das Abkopplungsmanver berwachen. Mehrere Kameras und Sensoren werden zahlreiche Daten ber den Wiedereintritt von Georges Lematre in die Erdatmosphre aufzeichnen. Der Wiedereintrittswinkel des ATV wird zum ersten Mal flacher sein als bei seinen Vorgngern. Diese Daten werden eine sptere Stilllegung der ISS erleichtern. T + 00:00:00 Start T + 00:02:18 Abtrennung der ersten Stufe T + 00:03:29 Abtrennung der Verkleidung T + 00:09:01 Abtrennung der zweiten Stufe T + 01:06:39 Abtrennung des ATV Ziel: Die Internationale Raumstation Die wichtigsten Fakten StartbasisKourou, Franzsisch-Guayana Startdatum 25. Juli 2014 Rakete Ariane 5 ES Kopplung 12. August 2014 Abkopplung Dezember 2014/ Januar 2015 ATV-5 Max. Durchmesser 4,5 m Lnge 9,8 m Fahrzeugmasse 12.039 kg Spannweite Solarmodule 22,3 m Trgerrakete Ariane 5 ES Hhe 50,5 m Durchmesser 5,4 m Startmasse 760 t Nutzlast nach dem Start 19,8 t Das genaue Datum fr Start und Kopplung kann sich noch ndern. 0 0 Hhe: Geschwindigkeit: km km/h 61 8300 km km/h 107 10 100 km km/h 133 26 100 km km/h 273 27 800 km km/h Annherung und Kopplung Bis zu zwei Wochen Das gekoppelte Raumfahrzeug Bis zu sechs Monate Georges Lematre: ein Genie aus Belgien und der Beginn der Zeit Als Georges Lematre 1894 geboren wurde, glaubten die meisten Wissenschaftler, das Universum sei unendlich alt und in seinem generellen Aufbau konstant. Georges Lematre jedoch Astronom, Professor der Physik und katholischer Priester stellte die Theorie auf, das Universum habe einen klar definierten Anfang. Masse und Energie seien zu diesem Zeitpunkt in einer Singularitt konzentriert gewesen. Damit hatte er die Urknalltheorie formuliert. Er entdeckte mehrere Lsungen fr Einsteins Relativitts- gleichungen, die das Universum als expandierend und nicht als statisch beschreiben, und gab die erste auf Beobachtungen beruhende Schtzung der Hubble-Konstante ab. Georges Lematre trug sein Leben lang zum Fortschritt der Wissenschaft bei. Er studierte die kosmische Strahlung und arbeitete am Dreikrperproblem, also der Berechnung der Bahnen dreier sich gegenseitig anziehender Krper im Raum. Georges Lematre starb 1966 im Alter von 71 Jahren in der belgischen Stadt Lwen. Kollisionsgefahr Mit Mikrometeoroiten und Weltraumschrott ist nicht zu spaen: Bei einer Geschwindigkeit von 72 km pro Sekunde kann selbst der Aufschlag eines Lacksplitters verheerende Auswirkungen haben. Das ATV ist von einem Schutzschild aus Metall umgeben, der jeden Aufprall wie eine Stostange abfngt und die Beschdigung wichtiger Komponenten verhindert. WennTeleskope und Radargerte auf der Erde eine Bedrohung entdecken, knnen die Triebwerke des ATV die Position der Raumstation entsprechend anpassen, um einer Kollision aus dem Weg zu gehen. Diese Manver dienen dem Schutz der ISS und der Besatzung und mssen lange und sorgfltig geplant werden. Kollisionen mit Weltraumschrott und Trmmern sind selten. Das Ausweichmanver wird nur eingeleitet, wenn die Wahrscheinlichkeit eines Einschlags grer als 1 zu 100.000 ist. ATV Jules Verne musste 2008 ein solches Manver ausfhren, um Trmmerteilen eines alten Satelliten auszuweichen. KatholiekeUniversiteitLeuven ESAI.Baroncini 24 Die kritischen Phasen einer ATV-Mission Whrend der aktiven Phasen einer ATV-Mission, also vom Start bis zum Ankoppeln und spter vom Abkoppeln bis zum Wiedereintritt, sind 60 Personen ausschlielich mit der Steuerung aller Ablufe beschftigt. ber 5.000 Befehle knnen an das ATV geschickt werden, das seinerseits bis zu 35.000 Telemetrieparameter bertragen kann. Ein so umfangreicher Datenaustausch erfordert mehrere Tele- kommunikationssysteme sowie eine stndige Kommunikation zwischen dem ATV-Kontrollzentrum, den Missionskontrollzentren in Houston und Moskau sowie der ISS selbst. Start Die Trgerrakete Ariane 5 startet vom europischen Weltraum- bahnhof Kourou in Franzsisch-Guayana. Sie wiegt 760 Tonnen. Trennung von der Trgerrakete Rund eine Stunde nach dem Start trennt sich das ATV von der Raketenoberstufe und wird von seinem hochprzisen Navigationssystem auf eine Flugbahn zur Annherung an die Raumstation gefhrt. Freiflugphase ATV Georges Lematre wird sich mit seinem Anflug zur Raumstation Zeit lassen. Ein Startracker (Sternsensor) berechnet anhand unterschiedlicher Sternenkonstellationen die Richtung und kalkuliert mithilfe eines GPS-Empfngers die Position. Die Freiflugphase von ATVs kann bis zu zwei Wochen andauern, doch laut Plan wird ATV-5 insgesamt rund zwei Wochen unterwegs sein. Dabei wird es die Raumstation einmal umrunden, um die Prototypen der optischen Sensoren zu testen. Frhphase der Annherung Mittels einer przisen Abfolge von Triebwerkzndungen erreicht das ATV einen Haltepunkt rund 30 km hinter der ISS. Von dort aus fhrt es eine Reihe von Manvern zur relativen Positionierung und Annherung an die ISS aus. Annherung Auf den letzten 250 Metern aktiviert das hochmoderne automatische Annherungssystem des ATV die augenhnlichen Sensoren des Videometers, um Abstand, Geschwindigkeit und Winkel zum Kopplungselement des russischen Moduls Swesda zu berechnen. Kopplung Der 20 Tonnen schwere Frachter fhrt das Andockmanver an die Internationale Raumstation selbstttig auf weniger als 6 Zentimeter genauaus.InsgesamtdauertdieAnnherungsphaseetwadreieinhalb Stunden. ESA/NASA 25 26 Ladung fr die letzte Runde Auf seiner letzten Reise ist Europas Schwerlastfrachter mit unterschiedlichen Frachtgtern bestckt. Seit dem Jahr 2000 ist die Internationale Raumstation permanent besetzt. Die Astronauten sind auf regelmigen Nachschub angewiesen, damit der reibungslose Betrieb auf der ISS aufrechterhalten werden kann. Wasser Es gibt zwei Arten von Trinkwasser auf der Internationalen Raumstation. Die Russen und die Amerikaner versetzen es mit unterschiedlichen Stoffen, um das Bakterienwachstum zu verhindern: Silberionen oder Jod. Das ATV versorgt die russischen Tanks mit mineralhaltigem Wasser aus einer Quelle in der Nhe des italienischen Orts Turin. An Bord des ATV befindet sich auerdem eine Ersatzpumpe zur Flssigkeitsregulierung (FCPA, Fluids Control Pump Assembly), ein uerst wichtiges Bauteil der Wasseraufbereitungsanlage, mit der Trinkwasser aus Urin zurckgewonnen wird. Diese Anlage ist fr die Besatzung der ISS berlebenswichtig. Gas Das ATV Georges Lematre kann verschiedene Arten von Gasen transportieren: Sauerstoff, Luft und Stickstoff. Sauerstoff wird zur Erhhung des Drucks innerhalb der Station bentigt. Die Luft, die zu 21% aus Sauerstoff besteht, wird hingegen zum schnellen Druckausgleich nach einem Weltraumspaziergang verwendet. Treibstoff Von allen Frachtern, die die ISS besuchen, fasst das ATV die grte Treibstoffmenge. Georges Lematre dient in erster Linie zum Treibstoffnachschub: seine Hauptlast besteht aus fast 3 Tonnen Treibstoff, der zum grten Teil fr die Bahnkorrekturen bentigt wird. Ein Drittel davon wird verwendet, um die russischen Treibstofftanks der ISS wiederaufzufllen, sodass die Station ihre Position und Bahnhhe eigenstndig anpassen kann, wenn kein Zusatzmodul angekoppelt ist. Schwere Fracht FLSSIGLAST 3.933 kg TROCKENLAST 2.622 kg GESAMT- NUTZLAST 6.555 kg Treibstoff fr ISS-Bahnkorrekturen 2.118 kg Treibstoff zum Nachtanken 860 kg Wasser 855 kg Gas 100 kg Die ATV-Fracht enthlt Nahrungsmittel fr die Astronauten ESA-Astronaut Andr Kuipers untersucht eine Blase in einem ESA/NASA ESA/NASA 27 Forschungsausrstung Forschung in der Schwerelosigkeit: Der Elektromagnetische Levitator (EML) bietet einzigartige Bedingungen fr die behlterlose Erforschung des Schmelz- und Erstarrungsverhaltens von metallischen Stoffen. Das ATV bringt mehrere Experimenteinheiten zur ISS, die die Verarbeitung von Werkstoffen mit Temperaturen von bis zu 2.000 C ermglichen. Die Station im Fokus Dank neuer Navigationstechnologien kann die Raumstation aus unterschiedlichen Blickwinkeln und Entfernungen betrachtet werden. Die Ergebnisse dieser Beobachtungen dienen zur Entwicklung besserer Sensoren fr zuknftige Annherungsmanver an die ISS oder beispielsweise an einen Asteroiden. Wenige Tage vor dem Andocken wird ATV Georges Lematre die ISS umrunden und mit Spezialkameras und einem 3D-Bildsensor fr den Nahbereich, die auf der Nase des Raumfahrzeugs sitzen, mglichst viele Informationen sammeln. Das destruktive Ende Das letzte Exemplar der ATV-Serie der ESA wird mit seinem eigenen Ende zur Planung der ISS- Stilllegung beitragen. Aufgrund der Gre und Form der Raumstation besteht die Gefahr, dass Fragmente auf der Erdatmosphre abprallen und zurck ins All geschleudert werden, hnlich wie bei einem flachen Stein, der bers Wasser springt. Bisher sind alle ATVs in einem steilen Winkel in unsere Atmosphre eingetreten, um das Feld, in dem es auftrifft, so klein wie mglich zu halten. ATV Georges Lematre wird jedoch einen flachen Eintrittswinkel nehmen. Drei verschiedene Experimente (namens REBR-W, IBall und BUC) werden wertvolle Daten zum Auseinanderbrechen von Raumfahrzeugen bei zuknftigen Wiedereintrittsflgen liefern. Bauteile des elektromagnetischen Levitators Aufzeichnungsgert fr den Wiedereintritt Optische Sensoren fr die Annherung Wassertropfen DLR ESATheAerospaceCorp 28 Der Abschied Das ATV Georges Lematre bleibt bis zu sechs Monate als Druckmodul an der Raumstation angedockt. Am Ende seinerVersorgungsmission wird es die ISS mit bis zu sechs TonnenAbfallverlassen.DerletzteReiseabschnittdesATV ist der kontrollierte Wiedereintritt in die Erdatmosphre, bei dem es zerstrt wird. Dieser Wiedereintritt ist der flachste in der Geschichte der ATVs. Whrend der Frachter an die ISS angekoppelt ist, entldt ihn die Besatzung nach und nach und ersetzt das gelieferte Material durch flssigen und trockenen Abfall, um auf der ISS mit ihrem begrenzten Raum etwas Platz zu schaffen. Wenn die gesamte Fracht umgeladen ist und die Bahnanhebungsmanver abgeschlossen sind, ist Georges Lematre zum Abkoppeln bereit. Der Rckflug beginnt mit einemTriebwerksschub, der das ATV nach hinten drckt, weg von der Station. Nach etwa 24 Stunden bricht es auseinander und verglht gefahrlos ber einem menschenleeren Teil des Sdpazifiks. Kurz vor dem Ende seiner Mission wird sich ATV Georges Lematre mit einer abschlieenden Geste verabschieden. Sein Big Dive der Wiedereintritt wird dieses Mal jedoch anders als bei frheren ATV-Missionen verlaufen. Seine Triebwerke lenken das Raumfahrzeug mit einem flacheren Flugwinkel abwrts in die Erdatmosphre. Dieser Eintrittswinkel liefert wichtige Informationen fr die Planung der spteren Stilllegung der Internationalen Raumstation. Wann das sein wird, ist noch unklar, aber die Ingenieure arbeiten bereits an einer Wiedereintrittsstrategie fr die ISS. Das ATV wird sich in einer mondlosen Nacht verabschieden. Eine Kamera der Raumstation, die sich knapp ber der Flugbahn des ATV befindet, sowie drei Experimente an Bord des ATV und Teleskope auf der Erde werden den Wiedereintrittsflug des ATV begleiten und so genau wie nie zuvor dokumentieren. 29 Kunst aus dem All im All ATV Georges Lematre soll neben seiner Nutzlast auch ein Kunstwerk seinem kosmischen Ursprung nherbringen. Eine Replik der Skulptur Campo del Cielo (Field of the Sky, dt. Himmelsfeld), bestehend aus einem Meteoriten, der vor ber 5000 Jahren auf die Erde gestrzt ist, soll nun in dem europischen Transporter ins All zurckkehren. Die Knstlerin Katie Paterson nahm von dem 4,5 Milliarden Jahre alten Meteorit zunchst einen Abdruck und lie ihn dann einschmelzen. Zum Schluss wurde er als Modell seiner selbst gegossen. Dabei blieb die ursprngliche Form des Brockens aus dem Weltall erhalten. Kontrollierter Wiedereintritt eines ATV in die Atmosphre ber dem Sdpazifik ESAD.Ducros K.Paterson 30 Blick in die Zukunft Beim NASA-Raumfahrzeug Orion wird ein in Europa gebautes Servicemodul auf Basis von ATV-Technologie zum Einsatz kommen ESAD.Ducros 31 Das ATV ist eine vielseitige Demonstration der europischen Raumfahrtkompetenz und wird nach Ende seiner Nachschubmission zur ISS weiterleben. Die charakteristischen x-frmigen Segel des Raum- transporters werden in der Raumfahrt nicht in Vergessenheit geraten. Die ESA arbeitet bereits an einem Nachfolger, einem auf dem ATV basierenden Servicemodul zur Untersttzung des NASA-Raumfahrzeugs Orion. Dieses auch fr bemannteFlgevorgeseheneModulsollAstronautenden bisher weitesten Vorsto in den Weltraum ermglichen. Das Erbe der ATVs In der bisherigen Geschichte der europischen Raumfahrt gab es kein Programm, das in der Dauer, den zugewiesenen Ressourcen und der technischen Komplexitt mit dem ATV-Programm vergleichbar gewesen wre. Aus der Entwicklung, Konstruktion und Steuerung des Raumfrachters konnten wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden. Die ESA nutzt dieses Wissen und die Technologie bereits fr die Entwicklung zuknftiger Raumfahrtprojekte. DerErfolgderATV-MissionenbasiertaufzweiJahrzehnten internationaler Kooperation. Die enge Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren und Teams aus verschiedenen Kulturen ist eine unbezahlbare Erfahrung und ebnet den Weg fr weitere gemeinsame Projekte in der bemannten Raumfahrt in den kommenden Jahrzehnten. 32 Der europische Raumtransporter ist auf Flexibilitt ausgelegt. Damit bildet er die Grundlage fr viele neue Raumfahrzeuge. Die ATV-Technologie knnte bei automatisierten Missionen zur Beseitigung von Weltraumschrott oder zur Wartung anderer Raumfahrzeuge im All eingesetzt werden. Das ATV knnte sich aber auch zu einem frei fliegenden, unbemannten Forschungslabor oder gar einem kosmischen Schlepper entwickeln, der Tonnen von Vorrten zu menschlichen Auenposten auf dem Mond oder dem Mars bringt. Mit dem Ende der ATV-Serie musste die ESA entscheiden, ob ein sechstes Versorgungsschiff gebaut oder etwas vllig Neues entwickelt werden sollte. Die Wahl fiel auf eine zukunftsorientierte Entwicklung. Die ESA erwgt die Entwicklung eines neuen Raumfahrzeugs in Zusammenarbeit mit der NASA. Bei diesem Projekt werden Technologien zum Einsatz kommen, die vom ATV abgeleitet sind und die sich in den vielen erfolgreichen Missionen bewhrt haben. Einige US-Unternehmen profitieren bereits vom groen ATV-Erbe. Das kommerzielle Raumfahrzeug Cygnus der Firma Orbital Sciences verwendet ATV-Systeme fr seine Missionen zur ISS. Die europische Industrie wiederum profitiert von dem Zusatzgeschft mit Cygnus. Abschied von der Erdumlaufbahn Die ESA ist bereit fr neue Herausforderungen in der Raumfahrt: Ein europisches Modul wird das NASA- Raumfahrzeug Orion zum Mond und noch weiter bringen. Dabei handelt es sich um die erste Kooperation von ESA und NASA fr ein an einem bemannten Transportschiff auerhalb einer erdnahen Umlaufbahn. Die Bereitstellung eines Servicemoduls fr Orion ist der bisher letzte Beitrag der ESA zum ISS-Programm. Eine Partnerschaft, die sich doppelt lohnt: Die europische Industrie profitiert weiterhin von der ATV-Technologie und die NASA kann ihre Forschungs- und Produktionskosten drastisch senken. NASA 33 Im Rahmen des Projekts werden fr Europer hochqualifizierte Arbeitspltze in einem innovativen Sektor entstehen und das Projekt wird darber hinaus knftigen Weltraummissionen den Weg ebnen. Die Teilnahme europischer Astronauten an einer Orion- Mission steht natrlich ganz oben auf der Wunschliste Europas. Orion Orions offizieller Name lautet Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV, dt. Mehrzweck-Mannschaftsfahrzeug), da es fr mehrere unterschiedliche Missionen eingesetzt werden kann. Wenn alles nach Plan luft, wird das Raumfahrzeug bis zu vier Astronauten ins All und wieder sicher zurck zur Erde bringen. AlsersteMissionvonOrionistEFT-1(ExplorationFlightTest- 1) geplant. Dabei wird Orion in einer Hhe von 5.700 km ber der Erdoberflche fliegen weiter als ein bemanntes Raumschiff in den letzten 40 Jahren geflogen ist. Bei seinem Jungfernflug soll das Besatzungsmodul auf die Auswirkungen hoher Wiedereintrittsgeschwindigkeiten getestet werden. Zu diesem Zeitpunkt werden sich aber keine Astronauten an Bord der Orion befinden. Ein Adapter wird das sptere Servicemodul der ESA simulieren. Das europische Servicemodul wird dann beim ersten Flug des fertiggestellten Orion-Raumfahrzeugs der Exploration Mission-1 (EM-1) zum Einsatz kommen. Das Servicemodul basiert auf ATV-Technologien und wird Orion mit Antriebskraft, Energie sowie fr zuknftige Besatzungen lebenswichtigem Sauerstoff, Stickstoff und Wasser versorgen. DieMissionEM-1sollunbemanntumdenMondfhren.Am Ende soll Orion mit 11km/s in die Erdatmosphre eintreten das ist die hchste Wiedereintrittsgeschwindigkeit aller Zeiten. Dieser Flug ist zum Ende dieses Jahrzehnts geplant. 34 Servicemodul der ESA NASA-Raumfahrzeug Orion Das europische Servicemodul Orion ist ein filigranes Raumfahrzeug mit hohen funktionellen Anforderungen. Das europische ServicemodulwirdsichdirektunterdemBesatzungsmodul befinden. Die fr unsere ATVs charakteristischen x-frmigen Solarsegel werden aus dem Rumpf des Raumfahrzeugs ragen. DasistdasersteMal,dassdieESAaneinemsowesentlichen Modul eines NASA-Raumfahrzeugs beteiligt ist. Die gesamte Entwicklung wird in Europa stattfinden. Danach werden US-Ingenieure das europische Servicemodul mit Orion verbinden. Die grundlegende Konstruktion und die Erfahrungen, die in zehn Jahren ATV-Entwicklungsarbeit gesammelt wurden, werden bei Orion wiederverwendet. Darber hinaus implementiert die ESA neue Technologien, um das Servicemodul neu zu definieren und zu optimieren. Bei Strungen whrend der Missionen steht die Europische Weltraumorganisation untersttzend zur Verfgung. Das Servicemodul basiert zum groen Teil auf der ATV- Technologie. Es steuert vier wichtige Systemfunktionen fr die Kapsel bei: Antrieb, Energie, Temperaturregelung und lebenswichtige Ressourcen fr die Astronauten wie Wasser und Luft zum Atmen. All diese Grundfunktionen und viele weitere Komponenten sind genau die gleichen wie beim ATV. Das europische Servicemodul beherbergt auch das Haupttriebwerk und die Schubdsen von Orion sowie den Treibstoff, der fr Orbittransfers, die Positionskontrolle und zum Abbremsen bei steilen Steigflgen bentigt wird. NASA 35 Hauptantrieb Identisch mit den Triebwerken, die beim Spaceshuttle fr Orbitmanver zum Einsatz kamen. Temperaturregelungssystem Basiert auf dem aktivem Flssigkeitswrmekreislauf, der auf der ISS verwendet wird, und nicht den Wrmerohren (heat pipes), die bei den ATVs und vielen anderen Satelliten zu Einsatz kommen. Die Antriebstanks sind von Radiatoren umgeben. Sonnensegel Die Segel des ATV werden umfassend berarbeitet. Die Sonnensegel von Orion sind etwas krzer, dafr aber breiter und basieren auf Galliumarsenid-Technologie. Sie werden mit bis zu 11kW mehr Strom erzeugen genug, um den Strombedarf eines typischen Haushalts zu decken. Diese neuen europischen Sonnensegel wandeln die Sonnenenergie mit einem Wirkungsgrad von 30% um die ATV-Sonnensegel schafften nur etwa 17%. Extras Das Servicemodul knnte zustzlichen Platz oder sonstige Komponenten liefern, wie wissenschaftliche Experimente, technische Demonstrationsvorrichtungen oder Ausrstung fr eine Mondmission. Gre 2,7m lang und 4,5m im Durchmesser, hnlich wie ein ATV, aber nur halb so lang. Die Unterschiede auf einen Blick NASA 36 An ESA Human Spaceflight and Operations production Copyright 2014 European Space Agency CONTACT eSA/eStec Communication Office +31 71 565 3009 hsocom@esa.int