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Rendezvous im Orbit

Maßarbeit bei 28.000 km/h

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15. Juni 2013. kurz vor vier Uhr nachmittags unserer Zeit. Gespannt starrt Pavel Vinogradow auf den Bildschirm vor ihm. Zu sehen sind darauf kryptische Markierungen und ein zylindrisches Objekt mit vier weit herausragenden paddelähnlichen Segeln. Langsam wird das Objekt auf dem Schirm größer, es nähert sich immer weiter an. Jetzt geht es um Zentimeter. Geht in den nächsten Minuten etwas schief, sind sechs Menschenleben in Gefahr und es drohen Schäden in Milliardenhöhe. Denn das sich nähernde Objekt ist der 20 Tonnen schwere Raumtransporter ATV-4 der europäischen Weltraumagentur ESA. Und sein Ziel ist die Andockstelle am Swesda-Modul der Internationalen Raumstation ISS.

Riskante Begegnung

Das Problem bei dieser „Elefantenhochzeit“: Transporter und Raumstation rasen während der diffizilen Operation mit 28.000 Kilometern pro Stunde durch den Orbit. Jeder Manövrierfehler kann zu einer Kollision führen und lebenswichtige Bauteile der ISS beschädigen. Kein Wunder also, dass hunderte Augenpaare das Andockmanöver verfolgen. Am Boden wird es gleich von drei Kontrollzentren überwacht – und das, obwohl der eigentliche Prozess nahezu vollautomatisch abläuft: von der NASA-Bodenstation im texanischen Houston, vom russischen Kontrollzentrum in Moskau und vom ATV-Kontrollzentrum der ESA in Toulouse.

Andockmanöver: im Vordergrund ISS-Modul Swesda, direkt dahinter das ATV © ESA

Wie leicht bei dem Docking-Manöver etwas schief gehen kann, hat erst wenige Wochen zuvor ein Beinahe-Unfall mit einer russischen Progress-Kapsel gezeigt. Als diese am im April 2013 an der ISS andockt, kollidiert ihre nicht korrekt eingefahrene Antenne mit der Raumstation. Die Astronauten und Bodenstationen befürchten, dass dadurch ein entscheidendes Bauteil des Andockmoduls beschädigt wurde – ein Laserreflektor, der für das lasergeführte Annäherungssystem des ATV entscheidende wichtig ist. Wie groß der Schaden ist, lässt sich aber zunächst nicht feststellen. Erst zwei Monate später, am 11. Juni und damit nur wenige Tage vor dem Andocken des ATV-4, gibt es Klarheit – und eine Entwarnung. Als die Progress ablegt, zeigen Kameras einen unbeschädigten Reflektor und auch sonst keine Schäden an der Außenhaut der Raumstation.

Maßarbeit mit Laserhilfe

Um ATV-4 in der richtigen Ausrichtung und Geschwindigkeit an die Raumstation zu bringen, ist eine ausgefeilte Choreografie nötig. Nach der Trennung von seiner Trägerrakete Ariane 5 ES steuert das Kontrollzentrum in Toulouse den Raumtransporter zunächst bis auf eine Bahn, der ihn gut 30 Kilometer hinter und sechs Kilometer unterhalb der ISS fliegen lässt. Jetzt übernimmt das automatische Andockprogram und bringt das Gefährt auf gleiche Höhe mit der Raumstation – aber in einem Sicherheitsabstand von dreieinhalb Kilometern. Quasi im Gleichschritt rasen beide nun durch den Erdorbit. Nur ganz allmählich nähert sich der ATV. Trennen beide nur noch 250 Meter, können die ISS-Astronauten das Ganze per Video verfolgen.

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Andock-Navigation mit Hilfe von Lasermessungen: Reflektoren rund um das Andockmodul der Swesda helfen bei der Positionierung des Raumtransporters. © ESA/ D.Ducros

Vinogradow und seine Kollegen haben zwar keinen Zugriff auf die Steuerung des Andockens, sie haben aber quasi ein „Vetorecht“: Läuft etwas schief und der Station droht Gefahr, können sie per Knopfdruck das gesamte Manöver abbrechen. Doch heute geht alles gut: Der Raumtransporter schleicht sich erst meterweise, dann nur noch zentimeterweise immer näher an die Andockstelle der Swesda. Per Laserstrahl misst sein Bordcomputer dabei ständig den genauen Abstand. Auf Vinogradows Bildschirm erscheinen jetzt die Navigationsmarkierungen, die ihm anzeigen, ob der Transporter auf Kurs ist oder nicht. Alles passt.

Jetzt ist Maßarbeit gefragt: Die 15 Zentimeter große Kopplungsspitze des ATV muss genau in den 90 Zentimeter Fangtrichter des Andockmoduls eingeführt werden und dann in dessen Mitte einrasten. Zu spüren ist dabei kaum etwas, nur die Anzeigen und das Geräusch des Einrastens verraten, dass das Rendezvous der beiden tonnenschweren Gebilde im All funktioniert hat. „Ein so sanfter Kontakt zwischen einem Raumschiff von der Größe eines Doppeldeckerbusses und einer noch 20 Mal größeren Station ist eine erstaunliche Errungenschaft“, kommentiert ESA-Direktor und ehemaliger Astronaut Thomas Reiter.

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Nadja Podbregar
Stand: 05.07.2013

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Ein Raumtransporter für alle Fälle
Das europäische ATV, die Raumstation und der Weg zum Mond

14,6 Kilo pro Tag und Nase
Nachschub für die Umlaufbahn

Rendezvous im Orbit
Maßarbeit bei 28.000 km/h

Schlepper und Schlafsaal
Wozu dient das ATV-4?

Russisches Wasser und irdische Keime
Die Fracht des ATV-4

Zum Mond und darüber hinaus
Die Zukunft des ATV

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