Gernot L. Geise - Die Columbia-Katastrophe

Die Columbia-Katastrophe

Jeder hat noch die Challenger-Katastrophe vor Augen, als das Spaceshuttle beim Start durch einen defekten Dichtungsring in einer der Booster-Raketen explodierte.

Im Februar 2003 ereignete sich eine weitere Katastrophe: die Raumfähre Columbia - das älteste Gerät der Spaceshuttle-Flotte - explodierte in der Landephase beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre. Nun hat die NASA nur noch drei Spaceshuttles.

Die Challenger-Explosion

Gerüchte

Die Gerüchteküche kochte natürlich sogleich wieder einmal über. Man konnte hören, das Shuttle sei von einer Abfangrakete abgeschossen worden (das wurde schon von der Columbia behauptet), natürlich über dem Irak. Andere wollten wissen, ein außerirdisches Raumschiff sei beteiligt gewesen, auf Bildern könne man sehen, wie es sich schnell von den verglühenden Columbia-Trümmern entferne usw. Ich habe mir inzwischen alle möglichen Filmversionen angesehen, aber ich konnte beim besten Willen kein sich näherndes oder entfernendes Objekt entdecken. Sogar die alten Reichsdeutschen mit ihren technisch überlegenen Flugscheiben wurden wieder als Verursacher aus der verstaubten Schublade hervor geholt. Die Reichsdeutschen müssen überall herhalten: schon die Challenger sollen sie abgeschossen haben, jetzt die Columbia, und im vorigen Golfkrieg sollen sie verhindert haben, dass die Amerikaner Bagdad eroberten.

Die Columbia-Crew vor dem Start

Eines der umlaufenden Gerüchte wollte wissen, das Shuttle hätte große Giftmengen an Bord gehabt, die über dem Irak abgeworfen werden sollten, daher die allgemeine Warnung nach dem Absturz, Passanten sollten kein gefundenes Trümmerteil anfassen, sie seien hochgiftig. Dazu wäre natürlich klarzustellen: Wie soll eigentlich eine angebliche Giftladung über dem Irak durch ein Spaceshuttle ausgeklinkt werden? Ein Shuttle ist schließlich kein Bomber. Hätten die Astronauten etwa während des Fluges in der Erdatmosphäre die Ladeluke öffnen sollen? Das geht gar nicht, uns selbst wenn, wäre das Shuttle nicht mehr steuerbar gewesen. Außerdem wurde die Ladeluke durch das mitgeführte Spacelab ausgefüllt. Wegen der Größe des Spacelab musste sogar auf das Mitführen des Spaceshuttle-Greifarmes verzichtet werden. Und die Giftwarnung hatte einen ganz realen Grund: Der hitzefeste Klebstoff, mit dem die Hitzekacheln unterhalb der Tragflächen und des Rumpfes angeklebt sind, ist hochgiftig. Bei einem gefundenen Bruchstück könnte es sein, dass es sich um ein Teil handelt, an dem Hitzekacheln befestigt waren. Eine Berührung des Klebers könnte also durchaus gesundheitliche Schäden mit sich bringen. Die Warnung war also berechtigt.

Der Start der Columbia

Das Unglück

Doch was war wirklich geschehen? Wie man anhand von Filmaufnahmen rekonstruieren konnte, hatte sich beim Start der Columbia ein etwa ein Kilogramm schweres Schaumstoffteil von einer der Transportraketen gelöst und war mit der linken Tragfläche des Shuttle kollidiert. Auf einem Foto, das in der Erdumlaufbahn aus einer der Sichtluken gemacht wurde, erkennt man eine deutliche Delle und einen Riss in der linken Tragfläche.
Da dieses Bild auch der NASA bekannt gewesen sein muss, stellt sich natürlich die Frage, wieso es den Verantwortlichen nicht klar gewesen sein sollte, dass ein Eintauchen in die Erdatmosphäre unter diesen Bedingungen zwangläufig mit einer Katastrophe enden musste!
Eine Tragflächen-Beschädigung wie auf dem Bild erkennbar hätte sogar den Absturz eines normalen Verkehrsflugzeuges verursacht, und diese unterliegen bei weitem nicht einer solchen Materialbeanspruchung wie ein Spaceshuttle beim Wiedereintritt in die Atmosphäre. Hier treten mehrere tausend Grad Hitze aufgrund der enormen Reibungsenergie auf, die durch spezielle Hitzekacheln abgefangen werden. Ohne diese Keramik-Kacheln würden die Shuttles durch die Reibungshitze verglühen. Ob die Kacheln unterhalb der Tragfläche nach der Kollision mit dem Schaumstoffteil noch alle intakt waren, weiß niemand. Doch allein die Delle in der Tragfläche musste unerhört starke Luftwirbel erzeugen, die sich negativ auf das Flugverhalten auswirken mussten. Durch diese Wirbel dürfte dann der Riss weiter aufgerissen sein und eine Angriffsfläche für die Luftmassen geboten haben, wonach die Tragfläche dann ganz abriss. Damit begann das Shuttle zu taumeln und war nicht mehr manövrierbar. Es drehte sich und zeigte damit die nicht durch Hitzekacheln geschützten Teile in die Fahrtrichtung, die durch die enorme Luftreibung augenblicklich aufgeglüht haben müssen, wobei sich die Fähre in ihre Einzelteile zerlegte, die dann mehr oder weniger verglühten.
Neben der offensichtlichen Beschädigung der linken Tragfläche wurde beim Eintritt in die Erdatmosphäre ein Ausfall der Hitzesensoren dieser Tragfläche angezeigt, weiterhin entdeckten NASA-Techniker eine starke Erhitzung des linken Fahrwerks, nachdem der Drucksensor für den Reifendruck des Fahrwerks ausgefallen war.

Links: Start der Columbia mit abbrechendem Schaumstoffteil.
Rechts: NASA-Sprecher mit einem vergleichbaren Schaumstoffteil

Ich frage mich, warum die NASA die Astronauten in den sicheren Tod schicken musste? Es hätten sich mehrere Rettungsmöglichkeiten angeboten: Die einfachste wäre gewesen, dass die Astronauten in ihrem Shuttle weiter die Erde umkreist hätten, bis eine Entsatzfähre gestartet und sie evakuiert hätte. Eventuell hätten sie einige Tage hungern müssen, was jedoch wohl jeder der Astronauten dem sicheren Tod vorgezogen hätte. Wenn die NASA so schnell kein Spaceshuttle einsatzbereit gehabt hätte, wären sicherlich die Russen mit ihren Raumtransportern eingesprungen und hätten Hilfe geleistet. Die Russen haben ja inzwischen auch die Versorgung der Besatzung der internationalen Raumstation ISS übernommen.

Links: Das Spacelab in der Ladebucht der Columbia
Rechts: Die Columbia-Crew an Bord des Shuttle im All

Eine weitere Möglichkeit wäre gewesen, die ISS anzusteuern. Zwar befand sich das Shuttle auf einer Umlaufbahn relativ weit entfernt von der ISS, doch mit dem verbliebenen Treibstoff der Korrekturtriebwerke wäre das möglicherweise zu schaffen gewesen.

Technik-Vergleich
Spaceshuttles sind für sechs bis acht Besatzungsmitglieder ausgelegt, in Ausnahmefällen für zehn Personen, und besitzen eine relativ große Ladeluke. Doch auch die APOLLOs transportierten Lasten, u.a. einen Rover, allerdings nicht nur in eine Erdumlaufbahn, sondern bis zum Mond.
Wie hoch können Spaceshuttles fliegen? Maximal etwa 350 km, also weniger als ein Zehntel der Entfernung zum Mond, in der Praxis jedoch kaum höher als rund 250 km. Vergleicht man die von den APOLLOs zurückgelegte Strecke zum und vom Mond, dann können Spaceshuttles nur weniger als rund ein zwanzigstel der Strecke zurücklegen, die jede APOLLO-Mission (angeblich) flog.

Im All aufgenommen: Risse und eine Delle an der Columbia

Vergleicht man nun die Spaceshuttle-Leistungen mit einem Jumbo-Jet: dieser fliegt zwar nur in zehn Kilometern Höhe, maximal in fünfzehn Kilometern Höhe, kann jedoch mehr als vierhundert Menschen transportieren.
Mit diesen Super-Raumfahrzeugen, die Unmengen an Treibstoff verbrauchen, ist also nur ein Bruchteil dessen möglich wie mit den alten SATURN-Raketen. Und das seit rund fünfundzwanzig Jahren immer mit den selben alten Geräten, bei denen inzwischen jeder Start zu einem Glücksspiel wird, weil sich aufgrund der Materialbeanspruchung insbesondere im Antriebsteil inzwischen ständig neue Risse zeigen, die repariert werden müssen.
Wo ist die Technik geblieben, mit welcher schon 1969 (angeblich) ein Direktflug zum Mond und zurück möglich war, 350.000 km hin und zurück? Seit rund fünfundzwanzig Jahren gibt es auf dem Gebiet der bemannten US-Raumfahrt keinerlei Weiterentwicklung. Auch die heutigen Flüge bewegen sich mit den selben alten Spaceshuttles nur unterhalb der 300-Kilometer-Grenze. Doch 1969 war es scheinbar ganz einfach, sechsmal zum Mond und zurück zu fliegen.
Vergleicht man die Leistungen zwischen der SATURN 5 und den Spaceshuttles, so kann man heute nur noch staunen. Obwohl die SATURN-Rakete nur etwa eineinhalbmal so viel Schubleistung hatte, können die Spaceshuttles nur ein Sechzehntel einer SATURN an Nutzlast ins All schaffen. Und nur in eine erdnahe Umlaufbahn, nicht etwa bis zum Mond und zurück, wie die SATURN!
Die SATURN 5 war die stärkste und sicherste amerikanische Rakete, die jemals gebaut worden ist, es gab keinen einzigen Fehlstart. Sie hatte die größte Transportkapazität und war wesentlich billiger als das Spaceshuttle-Transportsystem. Im Jahre 1990 kostete ein einziger Spaceshuttlestart mehr als dreimal so viel wie ein SATURN-Start. Warum hat die NASA eigentlich nach APOLLO die SATURN nicht weiter eingesetzt, um auf billige Art beispielsweise die Einzelmodule der ISS in die Erdumlaufbahn zu befördern? Anstatt für das Spaceshuttle ein völlig neues Raketen-Transportsystem zu entwickeln, hätte man auch das Spaceshuttle wie eine APOLLO-Kapsel auf eine SATURN aufsetzen können. Dieses System wäre billiger gewesen und hätte zudem mehr Nutzlast ins All befördern können.
Vergleicht man die Spaceshuttle-Leistungen mit denen der SATURN, so müsste es mit ihnen möglich sein, mindestens die halbe Entfernung zum Mond zurückzulegen. Es reicht jedoch nur bis in 300 km Höhe. Was stimmt hier nicht?
Wenn die Spaceshuttle-Werte realistisch sind, und davon ist auszugehen, muss man sich fragen, ob die SATURN-Raketen wirklich die Leistung hatten, um ein Raumfahrzeug bis zum Mond und zurück befördern zu können, oder war doch nur alles ein Bluff?

Der Absturz der Columbia

Die Sicherheit der Shuttles

Und etwas fiel mir auf. Bei den APOLLO-Systemen der Sechzigerjahre hatte die NASA auf der Spitze einer jeden APOLLO-Kapsel eine Rettungsrakete angebracht, die im Falle eines Unglücks der Trägerrakete die Kapsel mit den Astronauten in Sicherheit gebracht hätte. Diese Rettungsrakete wurde jeweils kurz vor Erreichen der Erdumlaufbahn abgeworfen.
Wie sieht es beim Spaceshuttle-System aus? Hier gibt es keinerlei Rettungsmöglichkeiten für die Astronauten, wenn etwas schief läuft - siehe Challenger beim Start. Das Spaceshuttle lässt sich nicht abkoppeln, um sich im Zweifelsfall von einer explodierenden Trägerrakete zu entfernen! Die Astronauten sind auf Gedeih und Verderben auf das einwandfreie Funktionieren der Technik angewiesen! Das hängt damit zusammen, dass das Shuttle keinen eigenen Treibstoff an Bord hat (ausgenommen geringe Mengen für die Korrekturtriebwerke). Die Triebwerke des Shuttle werden beim Start durch den riesigen angeflanschten Tank zwischen den Booster-Raketen mit Treibstoff versorgt. Dieser Tank wird später, nach dem Ausbrennen und Absprengen der Booster ebenfalls abgeworfen. Zu diesem Zeitpunkt hat das Shuttle bereits die benötigte Geschwindigkeit erhalten, um antriebslos die gewünschte Umlaufbahn erreichen zu können. Deshalb hätte der Flug der Columbia nach dem erfolgten Start auch nicht unterbrochen werden können. Das Flüssigkeitstriebwerk des Shuttle hätte man zwar möglicherweise abschalten können, die beiden Booster-Raketen arbeiten jedoch, bis sie ausgebrannt sind, weil es sich hierbei um Feststoffraketen handelt. Da die Astronauten während des Startvorganges einen „Schlag“ an das Kontrollzentrum meldeten (als das Schaumstoffteil mit der Tragfläche kollidierte), musste die NASA vorgewarnt sein, dass mit Schwierigkeiten zu rechnen ist.
Beim Wiedereintrittsmanöver bremst das Shuttle zunächst seine Umlaufgeschwindigkeit mit Hilfe seiner Korrekturtriebwerke ab. Die weitere Geschwindigkeitsreduzierung geschieht dann durch die Reibung der Erdatmosphäre. Die eigentliche Landung geschieht im Segelflug völlig antriebslos.

Das Radarbild zeigt, wie die Columbia verglühte

Doch die Segelflug-Eigenschaften des Shuttle greifen nur bei einer gewissen Geschwindigkeit. Und das ist auch der Grund, warum das Shuttle beim Start nicht abgekoppelt werden kann, wenn es zu einer Explosion einer der Trägerraketen kommt. Das Shuttle würde herunterfallen wie ein Stein, weil die Startgeschwindigkeit zu gering ist, um den benötigten Auftrieb zum Segeln zu ermöglichen. Da das Haupttriebwerk des Shuttle - wie gesagt - durch den angeflanschten Tank versorgt wird, wäre die Fähre beim Abkoppeln ohne Antrieb.
Wir sehen, dass das „fortschrittliche“ Raumtransporter-System gegenüber dem APOLLO-System gar nicht so fortschrittlich war. Bezüglich der Rettungsmöglichkeiten für die Astronauten war das APOLLO-System wesentlich sicherer, auch wenn im Inneren mit reinem Sauerstoff gearbeitet wurde (in den Spaceshuttles verwendet man inzwischen normale Luft).
Die Spaceshuttles der NASA sind inzwischen fast dreißig Jahre alt und werden (sofern sie nicht verunglücken) wohl noch weitere zehn Jahre im Einsatz bleiben. Angeblich reicht die vorhandene Sicherheit aus. Die beiden Shuttle-Unglücke wurden demgemäß auch nicht durch eine Fehlfunktion in den Shuttles, sondern jeweils durch das Antriebssystem ausgelöst. Das Überschallflugzeug Concorde ist ja inzwischen ebenso alt und fliegt auch noch. Allerdings werden diese Flüge Mitte 2003 eingestellt.

Links: Suchmannschaft im Einsatz; Mitte: Bergung von Trümmerteilen; Rechts: Die zerborstene Nase der Challenger

Schaut man sich die Technik an, so bleiben doch gewisse Zweifel nicht aus, denn auch diese entspricht jener der frühen Achtzigerjahre und ist völlig veraltet. Die Bordrechner sind beispielsweise noch alte 80386er Computer, die sich kein Mensch mehr zu Hause hinstellen würde, weil sie zu langsam sind und wegen ihrer geringen Kapazität keines unserer heutigen Computer-Programme damit laufen würde. Für die Spaceshuttles reichen sie jedoch anscheinend aus. Die Bordmonitore sind noch alte Monochrom-Bildschirme. Und auch der Rest der verwendeten Technik entspricht diesem Standard. Betrachte ich mir unvoreingenommen, wie lange elektronische Haushaltsgeräte einwandfrei funktionieren, bis sie ausfallen, so müssen mir Zweifel an der postulierten Sicherheit der antiquierten Spaceshuttles kommen. Aus heutiger Sicht handelt es sich bei den Spaceshuttles um Steinzeit-Technik, und trotzdem fliegen sie noch und werden wohl auch auf weitere Zeit weder technisch aufgerüstet noch durch modernere Systeme ersetzt, sondern höchstens ab und zu repariert werden.
Übrigens sind die Spaceshuttles mit einer Notvorrichtung ausgerüstet, die es der Bodenstation ermöglicht, im Gefahrenfall das Shuttle per Funk zu sprengen...

Der fast unversehrte Helm eines Astronauten