Washington l Mit 6,8 Milliarden US-Dollar finanzierte die Nasa den Bau der Raumschiffe Dragon-Crew und CST-100 Starliner der US-Raumfahrtunternehmen SpaceX und Boeing. Äußerlich ähneln beide den Apollo-Raumschiffen, mit denen Astronauten vor fünf Jahrzehnten zum Mond flogen. Mit fast neun Meter Höhe und einem Basisdurchmesser von rund vier Meter bieten sie Platz für bis zu sieben Astronauten bei Reisen in die Erdumlaufbahn der ISS-Raumstation.

Weiterentwicklung der Raumkapsel-Technologie

Äußerlich ähneln beide den Apollo-Raumschiffen, mit denen Astronauten vor fünf Jahrzehnten zum Mond flogen. Mit gut fünf Metern Höhe und einem Basisdurchmesser von rund vier Meter bieten sie Platz für bis zu sieben Astronauten bei Reisen in niedrige Erdumlaufbahnen. Das Dragon-Crew-Raumschiff ist eine Weiterentwicklung des unbemannten Raumfrachters Dragon, der bereits 17 Mal mit der teilweise wiederverwendbaren Falcon-9-Rakete zur ISS startete.

Die Dragon-Crew soll noch im Februar starten und erstmals automatisch an die ISS andocken. Im März wird das Raumschiff „CST-100 Starliner“ auf der Spitze einer Atlas-5-Rakete folgen. Die Rakete hat sich in 80 vorherigen Flügen bewährt. Wie das Dragon-Crew-Raumschiff wird auch der „Starliner“ automatisch an die ISS andocken und einige Wochen danach zur Erde zurückkehren.

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Zwei bemannte Testflüge in diesem Jahr geplan

Wenn die Testflüge erfolgreich sind, soll noch in diesem Jahr jeweils ein bemannter Testflug mit den beiden mehrfach wiederverwendbaren Raumkapseln folgen. Die Nasa hat die Crews bereits ausgewählt. Die ersten Dragon-Piloten werden Kommandant Douglas Hurley (bisher zwei Raumflüge) und Pilot Robert Behnken (bisher zwei Raumflüge) sein.

Nach zwei Wochen Gastaufenthalt an Bord der ISS sollen sie mit der Dragon-Kapsel zur Erde zurückkehren. Der bemannte Testflug von CST-100 Starliner erfolgt voraussichtlich mit drei Astronauten an Bord (Kommandant Chris Ferguson (drei Raumflüge), Pilot Eric Boe (zwei Raumflüge), Pilot Nicole Aunapu Mann (noch kein Raumflug). Das Raumschiff wird bis zur Rückkehr voraussichtlich sechs Monate an der ISS angedockt bleiben.

Verglichen mit Raumgleitern erscheinen die kapselförmigen Raumschiffe auf den ersten Blick als technologischer Rückschritt. Tatsächlich wurden bei der Entwicklung der beiden neuen Raumschiffe die Erfahrungen aus fünf Jahrzehnten Raumfahrt und moderne Computer-Technologien genutzt. So wurden neue leichtgewichtige Hitzeschilde entwickelt, die aus einer Kombination abschmelzender Phenol-Harze sowie hitzestabiler Keramik-Kacheln und Kohlefasern bestehen.

Neu ist auch das Astronauten-Rettungssystem, das bei einer Raketenexplosion in der Startphase die Astronauten aus der Gefahrenzone bringt. Statt wie bei Apollo und Sojus über den Raumschiffen, sind bei Dragon-Crew und dem CST-100 Starliner die Notfall-Feststoffraketen in den Außenwänden der konisch geformten Raumkapseln untergebracht. Bei Dragon-Crew sind sie außerdem Teil des primären Bremssystems, das die Geschwindigkeit vor der Landung auf festem Boden verringern soll.

Zukünftig wollen die Raumfahrt-ingenieure nicht nur die Raketen-Erstsstufe, sondern auch die höher und schneller fliegenden Oberstufen sowie die aus dem Erdorbit zurückkehrenden Raumkapseln punktgenau auf dem Erdboden landen. Aus Sorge um die Sicherheit der Astronauten bei einem Versagen des Präzisions-Landesystems sollen zunächst aber nur Wasserlandungen erfolgen.

Eine andere Landestrategie verfolgt die Firma Boeing mit dem Raumschiff CST-100 Starliner. Mit einem Hitzeschild und von Bremsfallschirmen abgebremst soll es in den westlichen Wüsten der USA landen. Den Aufprall auf den Boden sollen aufblasbare Airbags abfedern. Tests des Kapsel-Abwurfs aus einem Flugzeug über der Mojave-Wüste in Kalifornien stimmten die Experten optimistisch.

Schwer kalkulierbare Sicherheitsrisiken

Die neuen Raumschiffe sollen nicht nur professionelle Astronauten der NASA transportieren. Erstmals in der Geschichte der US-Raumfahrt werden mit amerikanischen Steuergeldern finanzierte Raumschiffe auch Weltraumtouristen ins All bringen.

Trotz mehrfacher Sicherheitsvorkehrungen besteht ein schwer kalkulierbares Restrisiko. Beispielsweise kam es im Juni 2015 während des Starts der 7. ISS-Versorgungsmission mit einem Dragon-Raumfrachter zur Explosion der Falcon-9-Trägerrakete. Als Ursache wurde ein Bruch im Sauerstofftank ermittelt. Um Treibstoff-Verluste durch Verdampfen möglichst gering zu halten, wird der tiefgekühlte, flüssige Sauerstoff erst eine Stunde vor dem Start mit Überdruck in die Raketentanks gepumpt. Bislang erfolgt diese Prozedur mehrere Stunden bevor Astronauten an Bord ihrer Raumschiffe gehen. Diesmal sind die Astronauten bei der Betankung an Bord.

Für den Notfall ist ein zuverlässiges Rettungssystem wichtig. Das zeigte sich beim Start einer russisch-amerikanischen ISS-Crew mit einer Sojus-Rakete am 11. Oktober 2018. Kurz vor der Trennung der ersten und zweiten Raketenstufe gab es eine Explosion. Das Notfallrettungssystem brachte die Raumfahrer weg von der Explosion und sicher zur Erde zurück.

Diese Panne hätte schlimm ausgehen können. Bei einem Test des Notfallrettungssystems des CST-100-Raumschiffs im Juli 2018 traten toxische Gase in die Crew-Kapsel. Die Dämpfe hätten die Besatzung töten können.