ATV-5 brochure German

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ESA's fifth Automated Transfer Vehicle will be its last. ATV Georges Lemaître 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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ATV-5 brochure German

  1. 1. 1 automated transfer vehicle → Europas Weltraumfrachter
  2. 2. 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 für Europa eine überaus wichtige Ressource, denn er liefert essenzielle Informationen als Entscheidungsgrundlagen für die Bewältigung globaler Herausforderungen. Die Weltraumforschung ist eine Quelle wertvoller Technologien und Dienste und verschafft uns neue Erkenntnisse über unieren Planeten und das Universum. Seit ihrer Gründung im Jahr 1975 entwickelt die ESA europäische Raumfahrt- kapazitäten. In der ESA fließen die Ressourcen von 20 Mitgliedsstaaten zusammen. So kann sie Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen, und Europa durch die Entwicklung neuer Trägerraketen, Raumfahrzeuge und Bodenanlagen einen Platz an der Spitze der internationalen Weltraumforschung sichern. Titel:ATVausSichtderInternationalenRaumstation ESA/NASA Derzeit hat die ESA 20 Mitgliedsstaaten: 18 EU-Länder (Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Großbritannien, Irland, Italien, Luxemburg, Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, Spanien und Tschechische Republik) sowie Norwegen und die Schweiz. Weitere acht EU-Länder haben Kooperationsabkommen mit der ESA unterzeichnet: Estland, Lettland, Litauen, Malta, die Slowakei, Slowenien, Ungarn und Zypern. Mit Bulgarien laufen zurzeit Verhandlungen über ein Kooperationsabkommen. Auch Kanada nimmt im Rahmen eines Kooperationsabkommens an bestimmten Programmen der ESA teil. European Space Agency
  3. 3. 4 Das Raumfahrzeug Versorgung der Internationalen Raumstation Das Raumfahrzeug Was macht das ATV so besonders? 12 Erfolgsgeschichte ATV-Überblick Die besten ATV-Momente Mit jedem Mal besser Teamgeist Made in Europe Ein Blog-Phänomen 20 ATV Georges Lemaître Ziel: Die Internationale Raumstation Die wichtigsten Fakten Georges Lemaître: ein Genie aus Belgien und der Beginn der Zeit Die kritischen Phasen einer ATV-Mission Ladung für die letzte Runde Der Abschied 30 Blick in die Zukunft Das Erbe der ATVs Abschied von der Erdumlaufbahn Orion Veröffentlicht 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, für 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. 4. 4 → Das Raumfahrzeug ↑ Darstellung des ATV-Annäherungsmanövers an die ISS ESA—K.Oldenburg
  5. 5. 5 Das ATV (Automated Transfer Vehicle) hat die die größte Frachtkapazität und Schubkraft aller Raumfahrzeuge, die zur Internationalen Raumstation ISS fliegen. Es ist das zuverlässigsten und technisch anspruchsvollsten Raumfahrzeuge, das je in Europa gebaut wurden, und vereint vollautomatische Rendezvous-Funktionen mit höchsten Sicherheitsstandards. Das ATV versorgt die ISS und ihre permanente sechsköpfige Besatzung mit allem, was sie zum Leben und Arbeiten braucht. Es spielt eine wichtige Rolle für 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 Forschungsausrüstung, sondern es führt auch Bahnkorrekturmanöver für die ISS aus. Das20TonnenschwereRaumfahrzeugkanneigenständig navigieren und automatisch an der ISS andocken. Dabei ist es bis auf weniger als sechs Zentimeter genau. Nach dem Andocken befördert das europäische Raumfahrzeug die ISS mit seinem Antriebssystem in eine höhere Umlaufbahn und gleicht damit die atmosphärische Bremswirkung aus, aufgrund derer die ISS langsam an Höhe verliert. Droht der ISS Gefahr durch Weltraumschrott, kann das ATV die nötigen Ausweichmanöver ausführen. Darüber hinaus sorgt es bei der Annäherung anderer Raumfahrzeuge an die ISS für 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 gefüllt ist. Der letzte Reiseabschnitt des ATV ist der kontrollierteWiedereintritt in die Erdatmosphäre, bei dem es zerstört wird.
  6. 6. 6 Versorgung der Internationalen Raumstation Das ATV ist ein Versorgungsfahrzeug. Mit seiner großen Nutzlastkapazität transportiert es wichtige Vorräte auf die 450 Tonnen schwere Raumstation ISS. Mit den ATVs beteiligt sich Europa mit Sachleistungen an den Betriebskosten des Außenpostens im Weltall. Die Geburt des ATV-Programms 1987 begann die europäische Industrieunter Leitung der ESA, an Konzept- und Systemstudien für ein automatisiertes Versorgungsraumschiff zu forschen. In den frühen 1990er Jahren begann die ESA, gemeinsam mit der NASA und der russischen Weltraumorganisation ATV-Missionen zur Internationalen Raumstation zu planen. Die offizielle Genehmigung Europas für 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 unabhängige Zugang zu diesem Außenposten 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 Triebwerkzündungen für die Astronauten: Nahrung, Wasser, Luft, Kleidung für die ISS: Treibstoff, Forschungs- ausrüstung, Ersatzteile Bahnanhebungen Ausweichmanöver bei Weltraumschrott Positionskontrolle Extramodul für die Besatzung Abfallentsorgung ATV ↑ Die ISS fliegt in einer Höhe von etwa 400 km über der Erde
  7. 7. 7 Schon gewusst? • Die ISS ist mit ihren Fitnesseinrichtungen, zwei Toiletten und der so genannten Cupola, einem kuppelförmigen Beobachtungsturm mit Rundumsicht, größer als ein Haus mit sechs Zimmern. • In der Morgen- oder Abenddämmerung kann man die ISS bei klarem Himmel mit bloßem Auge fast überall von der Erde aus erkennen. • Die Versorgung der ISS übernehmen unbemannte Raumfrachter: das europäische 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 länger bewohnt. • Für den Ausbau und die Wartung der ISS wurden bereits 130 Raumflüge und 170 Außenbordeinsätze (Weltraumspaziergänge) absolviert. NASA
  8. 8. 8 GPS-Antennen Schutzsystem vor Mikrometeoroiden und Weltraumschrott 8 Nutzlastmodule als Stauraum für 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 für fast 7 Tonnen Trocken- und Flüssiglast. 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 können Bahnanhebungs- und bei Gefahr durch Weltraumschrott auch Ausweichmanöver durchgeführt werden. Seine Triebwerke bringen das ATV nicht nur auf den Weg zur Raumstation, sondern am Ende der Mission auch wieder auf den Weg zurück. ESA—I.Baroncini Das ATV im Detail
  9. 9. 9 4 Hauptantriebsdüsen 28 Manövrier- und Bremstriebwerke Solarzellen Avioniksysteme Wasser- und Gastanks 9 Start in den Weltraum • Die Trägerrakete Ariane 5 ist 52 mhoch. Das entspricht einem 15-stöckigen Gebäude. • Beim Start von der Startrampe wiegt die Ariane über 760 Tonnen. Das entspricht etwa 500 Autos. • Die Ariane 5 befördert das ATV in eine kreisförmige Umlaufbahn in 260 km Höhe, 20-mal höher als die Reisehöhe eines Passagierflugzeugs. Automatisierung im Weltraum • Ein Startracker (Sternsensor) und ein GPS-Empfänger 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 Höhe von etwa 400 km mit rund 28.000 km/humkreisen. • Die von den vier Solarmodulenerzeugten 4.800 Wreichen für den gesamten Betrieb des ATV aus. Das ist etwas mehr als die Leistung, die ein normaler Warmwasserboiler benötigt. • 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 • Täglich sinkt die ISS zwischen 50 und 100 m. • Die Triebwerke des zweiten ATV Johannes Kepler erreichten die stärkste 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 für Brems- und Lageregelungsmanöver. • Das Antriebssystem umfasst außerdem 68 elektrische Ventile, 84 Drucksensoren sowie knapp 200Temperatursensoren und Heizelemente.
  10. 10. 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 Rücktransport 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% höher als beim japanischen HTV • Größte Schubkraft zur Bahnanhebung der ISS unter allen Raumfahrzeugen, die die ISS besuchen Versorgungslieferungen Betreiber Länge 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 fünfte 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. 11. 11 Was macht das ATV so besonders? Durch mindestens zwei Merkmale hebt sich dieser Mehrzwecktransporter von anderen Raumfrachtern ab: Flexibilität und Präzision. Der Bedarf der ISS ändert 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. Darüber hinaus bietet der Weltraumtransporter auch Platz für Fracht, die „in letzter Minute“ eingeladen werden soll. Über 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“ für die Besatzung. Diese Liftanlage verleiht dem ATV eine noch nie da gewesene Flexibilität, vor allem, wenn es sich bereits auf der Ariane-5-Rakete befindet. Dank seiner enormen Präzision ist das ATV eins der besten Versorgungsfahrzeuge seiner Klasse. Ein leistungsfähiges Navigationssystem führt den Raumfrachter auf eine Flugbahn zur Annäherung an die Internationale Raumstation. Das Andock-manöver von ATV-4 war so präzise, dass der Transporter beim Auftreffen auf das russische Servicemodul nur 11 mm vom Mittelpunkt abwich. Es erreichte sein Ziel, ohne überhaupt den Andocktrichter der ISS zu berühren, mit dem weniger präzise Raumfahrzeuge ins Ziel gelenkt werden. Europas komplexestes Raumfahrzeug funktio- niert hochgradig eigenständig. Es kann selb- sttätig 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 geführt. HTV Der japanische HTV-Raumfrachter mit dem Namen Kounotori bringt etwa fünf Tonnen Vorräte, Forschungsausrüstung 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 dienstälteste unbemannte Raumfrachter – er versorgt schon seit 1978 Raumstationen mit Treibstoff und anderen Vorräten. Das Progress-M-Modell des Frachters fliegt derzeit etwa drei- bis viermal pro Jahr zur Raumstation und transportiert pro Flug mehr als zwei Tonnen Vorräte. In Größe und Form ähnelt er der Sojus und nutzt auch die gleichen Andockstellen. Roscosmos 7.2 1978 7.3 2.4
  12. 12. 12 → Erfolgsgeschichte ↑ Europäische Ingenieure überwachen die Montage von integriertem Frachtmodul und Avionikmodul ESA—S.Corvaja
  13. 13. 13 Seit dem ersten Flug im April 2008 leisten die europäischen ATVs einen unverzichtbaren Beitrag zur Versorgung der ISS. Nach fünf erfolgreichen Missionen hintereinander ist der europäische Raumfrachter zu einer wichtigen Säule für die Logistik der Raumstation geworden. Mit der ATV-Serie stellt Europa damit einmal mehr seine Zuverlässigkeit als Partner in Raumfahrtprogrammen unter Beweis. Ein wesentlicher Grund für diesen Erfolg ist die Flexibilität des Raumtransporters. Nach jeder Mission wird das ATV überarbeitet und die Fracht an die Bedürfnisse der Raumstation angepasst. Gemeinsam arbeiten die ESA und die europäische Industrie daran, die ATVs auf ihren Einsatz im All vorzubereiten.ImLaufedesProgrammskonntenwichtige technische Entwicklungen wie das enorm präzise automatische Andockmanöver oder der Freiflugbetrieb für das Raumfahrzeug umgesetzt werden. Durch neue Verfahren und gezieltes Training für 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 führen.
  14. 14. 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
 Stärkste Bahnanhebung seit den Apollo-Mondmissionen Zum ersten Mal nimmt bei Ankunft eines ATV ein europäischer Astronaut auf der Raumstation den Raumfrachter in Empfang Zwei europäische 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 Andockmanöver eines europäischen Raumfahrzeugs 6 1 ATV-Überblick LEGENDE Start Verlassen der Umlaufbahn Tage im All Rekorde
 Wissenswertes zur Fracht Forschungsausrüstung Bahnanhebungen Ausweichmanöver bei Weltraumschrott Treibstoff
 Wasser Gas Trockenfracht
 Spät verladene Fracht
  15. 15. 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
 Längste Andockphase an der ISS: 184 Tage
 Erster Raumfrachter, der nur ein Jahr nach seinem Vorgänger gestartet wurde Pumpe zur Flüssigkeitsregulierung (FCPA, Fluids Control Pump Assembly) für Wasseraufbereiter zur Rückgewinnung von Trinkwasser aus Urin Kacheln für das Altea-Shield Biolab Life Support Module 3
 Lebensmittel und Auffangbehälter für menschliche Ausscheidungen für das Energy-Experiment 9 ATV Georges Lemaître 25.07.2014 Schwerstes je mit der Ariane 5 gestartetes Raumfahrzeug: 20.275 kg
 Meteoritenkunstwerk „Field of the Sky“ Experimente für den flachen Wiedereintritt (REBR-W, I-Ball, BUC) Elektromagnetischer Levitator (EML)
 Demonstrationsanwendung für Rendezvousmanöver Pumpe zur Flüssigkeitsregulierung (FCPA, Fluids Control Pump Assembly) für Wasseraufbereiter zur Rückgewinnung von Trinkwasser aus Urin ATV Albert Einstein 05.06.2013 02.11.2013
 151
 Andockmanöver an Raumstation mit größtmöglicher Präzision Erste Videoaufzeichnungen aus dem All vom Wiedereintritt eines ATV in die Erdatmosphäre Werkzeugkoffer aus dem 3D-Drucker
 FASES-Probenbehälter
 Neues Mikroskop für Biolab Verschiedene Proben für Experimente
 Lebensmittel und Auffangbehälter für menschliche Ausscheidungen für das Energy-Experiment 6
  16. 16. 16 ↑ Start: Der Start ist bei einer Mission der kritischste Moment. Die ATVs starten vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana. Das ATV Georges Lemaître ist mit 20.275 kg das bisher schwerste Raumfahrzeug, das je von einer Ariane- Rakete ins All gebracht wurde. ↑ Andockmanöver: Auf den letzten 250 Metern aktiviert das hochmoderne automatische Annäherungssystem des ATV die augenähnlichen Sensoren des Videometers, die Laserstrahlen analysieren, um das Verhalten der vom ATV ausgesendeten Laserstrahlen zu berechnen. Trotz seiner 20Tonnen führt der Frachter das Andockmanöver selbsttätig auf wenige Zentimeter genau aus. Mit jedem Mal besser Auf seinem Jungfernflug absolvierte das ATV Jules Verne gleichzeitig auch das erste Rendezvous- und Andockmanöver eines europäischen Raumfahrzeugs auf einer Versorgungsmission zur ISS. Seitdem wurden die ATVs immer wieder überarbeitet und optimiert. Bei der Analyse nach der ersten Mission wurden 130 technische Verbesserungsvorschläge gemacht; 30 davon wurden bei der Konstruktion der nachfolgenden ATVs umgesetzt. Die ATV-Teams führen diese Analyse nach jeder Mission durch und einigen sich auf Änderungen und provisorische Lösungen. 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 ständigen Änderungen des Frachtverzeichnisses anpassen lässt. Aufgrund des Zeitdrucks läuft die europäische 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 nächsten ATV nur ein halbes Jahr. Da bleibt wenig Zeit, Änderungen am Nachfolger zu implementieren. Die besten ATV-Momente ESA/NASAESA—S.Corvaja
  17. 17. 17 ↑ Rendezvous: Nach dem Start wird das ATV von seinem leistungsfähigen Navigationssystem auf eine Flugbahn zur Annäherung an die Raumstation geführt. Das ATV Jules Verne war das erste europäische Raumfahrzeug, das ein automatisches Rendezvousmanöver durchführte. Auf diesem Bild ist das ATV Edoardo Amaldi zu sehen, wie es im freien Flug mit gezündeten Triebwerken im dunklen Weltall schwebt. ↑ Wiedereintritt: Am Ende jeder ATV-Mission verglüht der Raumfrachter gefahrlos in der Atmosphäre über einem menschenleeren Gebiet im Pazifik. Das fünfte und letzte Versorgungsfahrzeug hat verschiedene Instrumente an Bord, mit denen es wertvolle Daten zum Wiedereintritt in die Atmosphäre sammelt. Ein großer 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 während des laufenden Projekts nach möglichen Lösungen suchen konnten. Von Stromausfällen und eingeklemmten Kommu- nikationsantennen bis hin zu abgelösten Hitze- schutzkacheln und defekten Lüftern – alle ATVs hatten kleine Fehler, die jedoch keine Gefährdung der Missionen darstellten. Die Konstruktion der ATVs ist äußerst zuverlässig und robust. Sicherheit hat oberste Priorität bei der gesamten Mission. Beim Andocken gibt es mindestens drei Sicherheitsschranken, die die ISS und deren Besatzung schützen. Die ATVs sind auch immer besser auf spät eintreffende Fracht eingestellt. Eine der vom Bodenpersonal am dankbarsten aufgenommenen Neuerungen war die Liftanlage für späte Fracht. Dank ihrer drehbaren Plattform lässt sich selbst dann noch jeder Winkel im Druckmodul des ATV erreichen, wenn sich dieses bereits auf der Trägerrakete befindet. Der Lift ist mit einem Teleskoparm ausgestattet, mit dem nach Bedarf auch größere und schwerere Taschen verladen werden können. ESA/NASAESA/NASA
  18. 18. 18 Teamgeist Wer ständig mit großen Herausforderungen konfrontiert wird, bildet schnell einen starken Teamgeist heraus. Die Menschen, die an der Entwicklung europäischer Raumfahrzeuge beteiligt sind, arbeiten äußerst engagiert und motiviert an ihren Projekten. Die meisten von ihnen würden diese Arbeit als den besten Abschnitt ihrer Karriere bezeichnen. Alle am ATV-Projekt beteiligten Teams arbeiten eng zusammen. Selbst bei knappen Zeitplänen herrscht ein starker Teamgeist, durch den die ATV-Missionen immer wieder ein Erfolg waren. Das ATV navigiert selbsttätig zur ISS und dockt dort an. Dennoch kommt es nicht ganz ohne Unterstützung von der Erde aus. Während der gesamten Mission wird es permanent vom ATV-Kontrollzentrum (ATV-CC) überwacht und kontrolliert, dessen Team rund um die Uhr eng mit den anderen Kontrollzentren in Russland und den USA zusammenarbeitet. ATV-CC ist zuständig für den Flugbetrieb und die Koordination der Ressourcen Startbasis Kourou, Französisch-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 ausgeführt. DreibeteiligteWeltraumorganisationen,dreiverschiedene Ingenieurskulturen kulturelle Hintergründe. Der trilaterale Charakter dieses komplexen Projekts sorgt dafür, dass die Teams Probleme aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten und aufgeschlossen bleiben. Beim ATV-Projekt hatte das Team die Möglichkeit, gemeinsame Strategien für die Konstruktion, den Bau und die Steuerung dieses komplexen Raumfahrzeugs zu entwickeln. Made in Europe Dass die ATVs nach bedeutenden europäischen Wissenschaftlern und Visionären 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 grenzüberschreitenden Zusammenarbeit der europäischen Industrie und Raumfahrtorganisationen. Die Zusammenarbeit hochspezialisierter Fachleute der ESA und der europäischen Industrie ermöglicht die Entwicklung moderner Raumfahrtsysteme und – Technologien für das ATV. Airbus DS ist der wichtigste Industriepartner für die Produktion. Mit über 30 Subunternehmern und 2000 Mitarbeitern setzt das ESA—K.MacDonell
  19. 19. 19 Unternehmen alle aus etwa zehn europäischen Ländern gelieferten Teilsysteme zusammen. Arianespace ist das weltweit erste kommerzielle Raumfahrtunternehmen und entwickelte speziell für das ATV die Ariane 5 ES mit einer wiederzündbaren EPS- Oberstufe. Während der gesamten Mission werden die ATVs permanent vom ATV-Kontrollzentrum in Frankreich überwacht, dessen Team rund um die Uhr eng mit den anderen Kontrollzentren in Russland und den USA zusammenarbeitet. Das ATV ist aber kein rein europäisches 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-Phänomen Das ATV-Begleitblog der ESA ist ein großer Erfolg. Als Informationsquelle ist es äußerst beliebt und wird mittlerweile von vielen namhaften Medien, Websites von Raumfahrtfans und in sozialen Online-Netzwerken verlinkt und regelmäßig zitiert. Seit 2010 verzeichnete das Blog knapp 621.000 Seitenaufrufe; hinzu kamen Millionen von Zugriffen auf Facebook. Sein „persönlicher Touch“ mit Zitaten, Interviews, Videos und lockeren Kommentaren ist also ein echtes Erfolgsrezept. Das Blog gilt darüber hinaus aber auch als beste Informationsquelle für Missionsinformationen in Echtzeit. Die ATV-Missionsleiter antworten den Besuchern des Blogs manchmal sogar persönlich! 2013 wurde die Präsenz in den sozialen Medien mit dem beliebten Twitter-Kanal @esaoperations erweitert. Mit bisher 35 Millionen zusätzlichen Klicks auf Neuigkeiten und Live-Updates erreichten der Weltraumbahnhof in Kourou, das ATV-Kontrollzentrum und die ISS dadurch eine noch breitere Öffentlichkeit. Alle Aspekte der ATV-Mission werden beleuchtet: von der Startvorbereitung über das Astronautentraining, den Start und das Ankoppeln bis zur Verweilphase und dem Wiedereintritt. Während kritischer Phasen der Mission bietet das Blog schnell verfügbare Updates in Echtzeit. Bei Missionshöhepunkten 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. 20. 20 → ATV GEORGES LEMAÎTRE ↑ Letzte Überprüfung der Sonnensegel für das ESA-ATV DutchSpace
  21. 21. 21 Der fünfte – 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 Lemaître benannte Raumfrachter soll im Sommer vom Weltraumbahnhof Kourou auf einer Ariane-5-Schwerlastrakete abheben. Wie auch seine Vorgänger wird ATV Georges Lemaître die Besatzung mit Nahrungsmitteln, Wasser, Sauer- stoff und Forschungsausrüstung versorgen. Während seiner sechsmonatigen Andockphase wird es auch die Raumstation auf ihrer Flugbahn anheben. Das letzte ATV der Serie transportiert fast 6,6 Tonnen Vorräte zu unserem Außenposten im All. Georges Lemaître bringt zwar ein Rekordgewicht von etwa 2620 kg Trockenfracht auf die Waage, führt 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 gefüllt. Das europäische Versorgungsschiff bringt wichtige Forschungsgegenstände zur Raumstation, darunter mehrere Experimenteinschübe für den elektromag- netischen Levitator, eine Art Schmelzofen, mit dem man unter Schwerelosigkeit metallische Legierungsproben aufschmelzen und anschließend erstarren lassen kann. Die Erfahrungen aus der ATV-Mission Georges Lemaître könnten bei der Entwicklung von Systemen für Rendezvous mit nicht steuerbaren Objekten wie Weltraumschrott oder Asteroiden eine Rolle spielen. Außerdem wird es als „Prüfstand“ für eine Reihe von Prototypen optischer Zielführungssysteme dienen, bestehend aus einer Infrarotkamera für lange Distanzen und einem 3D-Bildsensor für kurze Distanzen. Keine ATV-Mission gleicht ihrem Vorgänger und für Entspannung bleibt den Teams keine Zeit. Dank den Erfahrungen und dem bei den vorherigen Missionen gewonnenen Selbstvertrauen gelingt es den Teams, bei der überaus komplexen Steuerung des Raumfahrzeugs den Überblick zu behalten.
  22. 22. 22 Der ESA-Astronaut Alexander Gerst ist für die Überwachung des Rendezvousmanövers von Georges Lemaître zuständig. Dabei dürfte 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 zusätzliches Wohnmodul. Am Ende der Mission dockt es wieder von der ISS ab, gefüllt mit mehreren Tonnen Müll – Abwasser, trockenem Abfall und nicht mehr benötigter Ausrüstung. Zu diesem Zeitpunkt wird die ESA-Astronautin Samantha Cristoforetti während ihres Aufenthalts auf der ISS Ende 2014 das Abkopplungsmanöver überwachen. Mehrere Kameras und Sensoren werden zahlreiche Daten über den Wiedereintritt von Georges Lemaître in die Erdatmosphäre aufzeichnen. Der Wiedereintrittswinkel des ATV wird zum ersten Mal flacher sein als bei seinen Vorgängern. Diese Daten werden eine spätere 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 Startbasis Kourou, Französisch-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 Länge 9,8 m Fahrzeugmasse 12.039 kg Spannweite Solarmodule 22,3 m Trägerrakete Ariane 5 ES Höhe 50,5 m Durchmesser 5,4 m Startmasse 760 t Nutzlast nach dem Start 19,8 t Das genaue Datum für Start und Kopplung kann sich noch ändern. 0 0 Höhe: 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
  23. 23. Annäherung und Kopplung Bis zu zwei Wochen Das gekoppelte Raumfahrzeug Bis zu sechs Monate Georges Lemaître: ein Genie aus Belgien und der Beginn der Zeit Als Georges Lemaître 1894 geboren wurde, glaubten die meisten Wissenschaftler, das Universum sei unendlich alt und in seinem generellen Aufbau konstant. Georges Lemaître 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 Singularität konzentriert gewesen. Damit hatte er die Urknalltheorie formuliert. Er entdeckte mehrere Lösungen für Einsteins Relativitäts- gleichungen, die das Universum als expandierend und nicht als statisch beschreiben, und gab die erste auf Beobachtungen beruhende Schätzung der Hubble-Konstante ab. Georges Lemaître trug sein Leben lang zum Fortschritt der Wissenschaft bei. Er studierte die kosmische Strahlung und arbeitete am Dreikörperproblem, also der Berechnung der Bahnen dreier sich gegenseitig anziehender Körper im Raum. Georges Lemaître starb 1966 im Alter von 71 Jahren in der belgischen Stadt Löwen. Kollisionsgefahr Mit Mikrometeoroiten und Weltraumschrott ist nicht zu spaßen: 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 Stoßstange abfängt und die Beschädigung wichtiger Komponenten verhindert. WennTeleskope und Radargeräte auf der Erde eine Bedrohung entdecken, können die Triebwerke des ATV die Position der Raumstation entsprechend anpassen, um einer Kollision aus dem Weg zu gehen. Diese Manöver dienen dem Schutz der ISS und der Besatzung und müssen lange und sorgfältig geplant werden. Kollisionen mit Weltraumschrott und Trümmern sind selten. Das Ausweichmanöver wird nur eingeleitet, wenn die Wahrscheinlichkeit eines Einschlags größer als 1 zu 100.000 ist. ATV Jules Verne musste 2008 ein solches Manöver ausführen, um Trümmerteilen eines alten Satelliten auszuweichen. KatholiekeUniversiteitLeuven ESA–I.Baroncini
  24. 24. 24 Die kritischen Phasen einer ATV-Mission Während der aktiven Phasen einer ATV-Mission, also vom Start bis zum Ankoppeln und später vom Abkoppeln bis zum Wiedereintritt, sind 60 Personen ausschließlich mit der Steuerung aller Abläufe beschäftigt. Über 5.000 Befehle können an das ATV geschickt werden, das seinerseits bis zu 35.000 Telemetrieparameter übertragen kann. Ein so umfangreicher Datenaustausch erfordert mehrere Tele- kommunikationssysteme sowie eine ständige Kommunikation zwischen dem ATV-Kontrollzentrum, den Missionskontrollzentren in Houston und Moskau sowie der ISS selbst. Start Die Trägerrakete Ariane 5 startet vom europäischen Weltraum- bahnhof Kourou in Französisch-Guayana. Sie wiegt 760 Tonnen. Trennung von der Trägerrakete Rund eine Stunde nach dem Start trennt sich das ATV von der Raketenoberstufe und wird von seinem hochpräzisen Navigationssystem auf eine Flugbahn zur Annäherung an die Raumstation geführt. Freiflugphase ATV Georges Lemaître wird sich mit seinem Anflug zur Raumstation Zeit lassen. Ein Startracker (Sternsensor) berechnet anhand unterschiedlicher Sternenkonstellationen die Richtung und kalkuliert mithilfe eines GPS-Empfängers 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. Frühphase der Annäherung Mittels einer präzisen Abfolge von Triebwerkzündungen erreicht das ATV einen Haltepunkt rund 30 km hinter der ISS. Von dort aus führt es eine Reihe von Manövern zur relativen Positionierung und Annäherung an die ISS aus. Annäherung Auf den letzten 250 Metern aktiviert das hochmoderne automatische Annäherungssystem des ATV die augenähnlichen Sensoren des Videometers, um Abstand, Geschwindigkeit und Winkel zum Kopplungselement des russischen Moduls „Swesda“ zu berechnen. Kopplung Der 20 Tonnen schwere Frachter führt das Andockmanöver an die Internationale Raumstation selbsttätig auf weniger als 6 Zentimeter genauaus.InsgesamtdauertdieAnnäherungsphaseetwadreieinhalb Stunden. ESA/NASA
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  26. 26. 26 Ladung für die letzte Runde Auf seiner letzten Reise ist Europas Schwerlastfrachter mit unterschiedlichen Frachtgütern bestückt. Seit dem Jahr 2000 ist die Internationale Raumstation permanent besetzt. Die Astronauten sind auf regelmäßigen 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 Nähe des italienischen Orts Turin. An Bord des ATV befindet sich außerdem eine Ersatzpumpe zur Flüssigkeitsregulierung (FCPA, Fluids Control Pump Assembly), ein äußerst wichtiges Bauteil der Wasseraufbereitungsanlage, mit der Trinkwasser aus Urin zurückgewonnen wird. Diese Anlage ist für die Besatzung der ISS überlebenswichtig. Gas Das ATV Georges Lemaître kann verschiedene Arten von Gasen transportieren: Sauerstoff, Luft und Stickstoff. Sauerstoff wird zur Erhöhung des Drucks innerhalb der Station benötigt. 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 größte Treibstoffmenge. Georges Lemaître dient in erster Linie zum Treibstoffnachschub: seine Hauptlast besteht aus fast 3 Tonnen Treibstoff, der zum größten Teil für die Bahnkorrekturen benötigt wird. Ein Drittel davon wird verwendet, um die russischen Treibstofftanks der ISS wiederaufzufüllen, sodass die Station ihre Position und Bahnhöhe eigenständig anpassen kann, wenn kein Zusatzmodul angekoppelt ist. Schwere Fracht FLÜSSIGLAST 3.933 kg TROCKENLAST 2.622 kg GESAMT- NUTZLAST 6.555 kg Treibstoff für ISS-Bahnkorrekturen 2.118 kg Treibstoff zum Nachtanken 860 kg Wasser 855 kg Gas 100 kg ↑ Die ATV-Fracht enthält Nahrungsmittel für die Astronauten ↑ ESA-Astronaut André Kuipers untersucht eine Blase in einem ESA/NASA ESA/NASA
  27. 27. 27 Forschungsausrüstung Forschung in der Schwerelosigkeit: Der Elektromagnetische Levitator (EML) bietet einzigartige Bedingungen für die behälterlose 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 ermöglichen. 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 für zukünftige Annäherungsmanöver an die ISS oder beispielsweise an einen Asteroiden. Wenige Tage vor dem Andocken wird ATV Georges Lemaître die ISS umrunden und mit Spezialkameras und einem 3D-Bildsensor für den Nahbereich, die auf der Nase des Raumfahrzeugs sitzen, möglichst 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 Größe und Form der Raumstation besteht die Gefahr, dass Fragmente auf der Erdatmosphäre abprallen und zurück ins All geschleudert werden, ähnlich wie bei einem flachen Stein, der übers Wasser springt. Bisher sind alle ATVs in einem steilen Winkel in unsere Atmosphäre eingetreten, um das Feld, in dem es auftrifft, so klein wie möglich zu halten. ATV Georges Lemaître wird jedoch einen flachen Eintrittswinkel nehmen. Drei verschiedene Experimente (namens REBR-W, IBall und BUC) werden wertvolle Daten zum Auseinanderbrechen von Raumfahrzeugen bei zukünftigen Wiedereintrittsflügen liefern. ↑ Bauteile des elektromagnetischen Levitators ↑ Aufzeichnungsgerät für den Wiedereintritt ↑ Optische Sensoren für die Annäherung Wassertropfen DLR ESATheAerospaceCorp
  28. 28. 28 Der Abschied Das ATV Georges Lemaître 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 Erdatmosphäre, bei dem es zerstört wird. Dieser Wiedereintritt ist der flachste in der Geschichte der ATVs. Während der Frachter an die ISS angekoppelt ist, entlädt ihn die Besatzung nach und nach und ersetzt das gelieferte Material durch flüssigen und trockenen Abfall, um auf der ISS mit ihrem begrenzten Raum etwas Platz zu schaffen. Wenn die gesamte Fracht umgeladen ist und die Bahnanhebungsmanöver abgeschlossen sind, ist Georges Lemaître zum Abkoppeln bereit. Der Rückflug beginnt mit einemTriebwerksschub, der das ATV nach hinten drückt, weg von der Station. Nach etwa 24 Stunden bricht es auseinander und verglüht gefahrlos über einem menschenleeren Teil des Südpazifiks. Kurz vor dem Ende seiner Mission wird sich ATV Georges Lemaître mit einer abschließenden Geste verabschieden. Sein „Big Dive“ – der Wiedereintritt – wird dieses Mal jedoch anders als bei früheren ATV-Missionen verlaufen. Seine Triebwerke lenken das Raumfahrzeug mit einem flacheren Flugwinkel abwärts in die Erdatmosphäre. Dieser Eintrittswinkel liefert wichtige Informationen für die Planung der späteren Stilllegung der Internationalen Raumstation. Wann das sein wird, ist noch unklar, aber die Ingenieure arbeiten bereits an einer Wiedereintrittsstrategie für die ISS. Das ATV wird sich in einer mondlosen Nacht verabschieden. Eine Kamera der Raumstation, die sich knapp über 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. 29. 29 Kunst aus dem All im All ATV Georges Lemaître soll neben seiner Nutzlast auch ein Kunstwerk seinem kosmischen Ursprung näherbringen. Eine Replik der Skulptur Campo del Cielo („Field of the Sky“, dt. Himmelsfeld), bestehend aus einem Meteoriten, der vor über 5000 Jahren auf die Erde gestürzt ist, soll nun in dem europäischen Transporter ins All zurückkehren. Die Künstlerin Katie Paterson nahm von dem 4,5 Milliarden Jahre alten Meteorit zunächst einen Abdruck und ließ ihn dann einschmelzen. Zum Schluss wurde er als Modell seiner selbst gegossen. Dabei blieb die ursprüngliche Form des Brockens aus dem Weltall erhalten. ↑ Kontrollierter Wiedereintritt eines ATV in die Atmosphäre über dem Südpazifik ESA—D.Ducros K.Paterson
  30. 30. 30 → Blick in die Zukunft ↑ Beim NASA-Raumfahrzeug Orion wird ein in Europa gebautes Servicemodul auf Basis von ATV-Technologie zum Einsatz kommen ESA—D.Ducros
  31. 31. 31 Das ATV ist eine vielseitige Demonstration der europäischen Raumfahrtkompetenz und wird nach Ende seiner Nachschubmission zur ISS weiterleben. Die charakteristischen x-förmigen 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 Unterstützung des NASA-Raumfahrzeugs Orion. Dieses auch für bemannteFlügevorgeseheneModulsollAstronautenden bisher weitesten Vorstoß in den Weltraum ermöglichen. Das Erbe der ATVs In der bisherigen Geschichte der europäischen Raumfahrt gab es kein Programm, das in der Dauer, den zugewiesenen Ressourcen und der technischen Komplexität mit dem ATV-Programm vergleichbar gewesen wäre. Aus der Entwicklung, Konstruktion und Steuerung des Raumfrachters konnten wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden. Die ESA nutzt dieses Wissen und die Technologie bereits für die Entwicklung zukünftiger Raumfahrtprojekte. DerErfolgderATV-MissionenbasiertaufzweiJahrzehnten internationaler Kooperation. Die enge Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren und Teams aus verschiedenen Kulturen ist eine unbezahlbare Erfahrung und ebnet den Weg für weitere gemeinsame Projekte in der bemannten Raumfahrt in den kommenden Jahrzehnten.
  32. 32. 32 Der europäische Raumtransporter ist auf Flexibilität ausgelegt. Damit bildet er die Grundlage für viele neue Raumfahrzeuge. Die ATV-Technologie könnte bei automatisierten Missionen zur Beseitigung von Weltraumschrott oder zur Wartung anderer Raumfahrzeuge im All eingesetzt werden. Das ATV könnte sich aber auch zu einem frei fliegenden, unbemannten Forschungslabor oder gar einem „kosmischen Schlepper“ entwickeln, der Tonnen von Vorräten zu menschlichen Außenposten auf dem Mond oder dem Mars bringt. Mit dem Ende der ATV-Serie musste die ESA entscheiden, ob ein sechstes Versorgungsschiff gebaut oder etwas völlig Neues entwickelt werden sollte. Die Wahl fiel auf eine zukunftsorientierte Entwicklung. Die ESA erwägt 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 bewährt haben. Einige US-Unternehmen profitieren bereits vom großen ATV-Erbe. Das kommerzielle Raumfahrzeug Cygnus der Firma Orbital Sciences verwendet ATV-Systeme für seine Missionen zur ISS. Die europäische Industrie wiederum profitiert von dem Zusatzgeschäft mit Cygnus. Abschied von der Erdumlaufbahn Die ESA ist bereit für neue Herausforderungen in der Raumfahrt: Ein europäisches Modul wird das NASA- Raumfahrzeug Orion zum Mond und noch weiter bringen. Dabei handelt es sich um die erste Kooperation von ESA und NASA für ein an einem bemannten Transportschiff außerhalb einer erdnahen Umlaufbahn. Die Bereitstellung eines Servicemoduls für Orion ist der bisher letzte Beitrag der ESA zum ISS-Programm. Eine Partnerschaft, die sich doppelt lohnt: Die europäische Industrie profitiert weiterhin von der ATV-Technologie und die NASA kann ihre Forschungs- und Produktionskosten drastisch senken. NASA
  33. 33. 33 Im Rahmen des Projekts werden für Europäer hochqualifizierte Arbeitsplätze in einem innovativen Sektor entstehen und das Projekt wird darüber hinaus künftigen Weltraummissionen den Weg ebnen. Die Teilnahme europäischer Astronauten an einer Orion- Mission steht natürlich ganz oben auf der Wunschliste Europas. Orion Orions offizieller Name lautet „Multi-Purpose Crew Vehicle“ (MPCV, dt. Mehrzweck-Mannschaftsfahrzeug), da es für mehrere unterschiedliche Missionen eingesetzt werden kann. Wenn alles nach Plan läuft, wird das Raumfahrzeug bis zu vier Astronauten ins All und wieder sicher zurück zur Erde bringen. AlsersteMissionvonOrionistEFT-1(ExplorationFlightTest- 1) geplant. Dabei wird Orion in einer Höhe von 5.700 km über der Erdoberfläche 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 spätere Servicemodul der ESA simulieren. Das europäische 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 für zukünftige Besatzungen lebenswichtigem Sauerstoff, Stickstoff und Wasser versorgen. DieMissionEM-1sollunbemanntumdenMondführen.Am Ende soll Orion mit 11 km/s in die Erdatmosphäre eintreten – das ist die höchste Wiedereintrittsgeschwindigkeit aller Zeiten. Dieser Flug ist zum Ende dieses Jahrzehnts geplant.
  34. 34. 34 Servicemodul der ESA NASA-Raumfahrzeug Orion Das europäische Servicemodul Orion ist ein filigranes Raumfahrzeug mit hohen funktionellen Anforderungen. Das europäische ServicemodulwirdsichdirektunterdemBesatzungsmodul befinden. Die für unsere ATVs charakteristischen x-förmigen 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 europäische Servicemodul mit Orion verbinden. Die grundlegende Konstruktion und die Erfahrungen, die in zehn Jahren ATV-Entwicklungsarbeit gesammelt wurden, werden bei Orion wiederverwendet. Darüber hinaus implementiert die ESA neue Technologien, um das Servicemodul neu zu definieren und zu optimieren. Bei Störungen während der Missionen steht die Europäische Weltraumorganisation unterstützend zur Verfügung. Das Servicemodul basiert zum großen Teil auf der ATV- Technologie. Es steuert vier wichtige Systemfunktionen für die Kapsel bei: Antrieb, Energie, Temperaturregelung und lebenswichtige Ressourcen für die Astronauten wie Wasser und Luft zum Atmen. All diese Grundfunktionen und viele weitere Komponenten sind genau die gleichen wie beim ATV. Das europäische Servicemodul beherbergt auch das Haupttriebwerk und die Schubdüsen von Orion sowie den Treibstoff, der für Orbittransfers, die Positionskontrolle und zum Abbremsen bei steilen Steigflügen benötigt wird. NASA
  35. 35. 35 Hauptantrieb Identisch mit den Triebwerken, die beim Spaceshuttle für Orbitmanöver zum Einsatz kamen. Temperaturregelungssystem Basiert auf dem aktivem Flüssigkeitswärmekreislauf, der auf der ISS verwendet wird, und nicht den Wärmerohren (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 überarbeitet. Die Sonnensegel von Orion sind etwas kürzer, dafür aber breiter und basieren auf Galliumarsenid-Technologie. Sie werden mit bis zu 11 kW mehr Strom erzeugen – genug, um den Strombedarf eines typischen Haushalts zu decken. Diese neuen europäischen Sonnensegel wandeln die Sonnenenergie mit einem Wirkungsgrad von 30% um – die ATV-Sonnensegel schafften nur etwa 17%. Extras Das Servicemodul könnte zusätzlichen Platz oder sonstige Komponenten liefern, wie wissenschaftliche Experimente, technische Demonstrationsvorrichtungen oder Ausrüstung für eine Mondmission. Größe 2,7 m lang und 4,5 m im Durchmesser, ähnlich wie ein ATV, aber nur halb so lang. Die Unterschiede auf einen Blick NASA
  36. 36. 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

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