Weltraumlabor -Spacelab
Spacelab war ein wiederverwendbares Labor, das von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) entwickelt und bei bestimmten Raumflügen des Space Shuttle eingesetzt wurde . Das Labor bestand aus mehreren Komponenten, darunter ein unter Druck stehendes Modul, ein druckloser Träger und andere zugehörige Hardware, die im Frachtraum des Shuttles untergebracht waren. Die Komponenten wurden in verschiedenen Konfigurationen angeordnet, um den Anforderungen jedes Raumflugs gerecht zu werden.
Spacelab-Komponenten flogen auf insgesamt etwa 32 Shuttle-Missionen, je nachdem, wie solche Hardware und Missionen tabelliert werden. Spacelab ermöglichte es Wissenschaftlern, Experimente in Mikrogravitation im geozentrischen Orbit durchzuführen . Es gab eine Vielzahl von Spacelab-assoziierter Hardware, so dass zwischen den großen Missionen des Spacelab-Programms mit europäischen Wissenschaftlern, die Missionen im bewohnbaren Spacelab-Modul durchführten, Missionen, die andere Spacelab-Hardware-Experimente durchführten, und anderen Missionen des Space Transportation System (STS) unterschieden werden kann verwendete eine Komponente der Spacelab-Hardware. Es gibt einige Unterschiede in der Anzahl der Spacelab-Missionen, teilweise weil es verschiedene Arten von Spacelab-Missionen mit einer großen Bandbreite an geflogener Spacelab-Hardware und der Art jeder Mission gab. Zwischen 1983 und 1998 gab es mindestens 22 große Spacelab-Missionen, und Spacelab-Hardware wurde bei einer Reihe anderer Missionen verwendet, wobei einige der Spacelab-Paletten erst 2008 geflogen wurden.
Hintergrund und Geschichte
Im August 1973 unterzeichneten die NASA und die Europäische Weltraumforschungsorganisation (ESRO), jetzt Europäische Weltraumorganisation oder ESA, eine Absichtserklärung (MOU) zum Bau eines Wissenschaftslabors für den Einsatz auf Space-Shuttle-Flügen. Der Bau des Spacelab wurde 1974 vom Entwicklungsring Nord (ERNO), einer Tochtergesellschaft der VFW-Fokker GmbH , nach der Fusion mit Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) unter dem Namen MBB/ERNO begonnen und 2003 mit EADS SPACE Transportation verschmolzen . Das erste Labor Modul LM1 wurde der NASA im Austausch für Flugmöglichkeiten für europäische Astronauten gespendet. Ein zweites Modul, LM2 , kaufte die NASA für den Eigenbedarf bei ERNO.
Der Bau der Spacelab-Module begann 1974 durch die damalige Firma ERNO-VFW-Fokker.
Spacelab ist aus mindestens vier guten Gründen für uns alle wichtig. Es erweiterte die Fähigkeit des Shuttles, Wissenschaft im Orbit zu betreiben, um ein Vielfaches. Es bot eine wunderbare Gelegenheit und ein Beispiel für ein großes internationales Joint Venture zwischen Regierung, Industrie und Wissenschaft mit unseren europäischen Verbündeten. Die europäischen Bemühungen versorgten die freie Welt mit einem wirklich vielseitigen Laborsystem, einige Jahre bevor es möglich gewesen wäre, wenn die Vereinigten Staaten es allein hätten finanzieren müssen. Und schließlich verschaffte es Europa die Systementwicklungs- und Verwaltungserfahrung, die es brauchte, um in die exklusive Arena der bemannten Raumfahrt vorzudringen.
— NASA-Administrator, Spacelab: Eine internationale Erfolgsgeschichte
In den frühen 1970er Jahren verlagerte die NASA ihren Fokus von den Mondmissionen auf das Space Shuttle und auch auf die Weltraumforschung. Der damalige Administrator der NASA verlagerte den Fokus von einer neuen Raumstation auf ein Weltraumlabor für das geplante Space Shuttle. Damit könnten Technologien für zukünftige Raumstationen erforscht und die Fähigkeiten des Space Shuttles für die Forschung nutzbar gemacht werden.
Spacelab wurde von der European Space Research Organization (ESRO) produziert, einem Konsortium aus zehn europäischen Ländern, darunter:
- Österreich
- Belgien
- Dänemark
- Frankreich
- Westdeutschland / Deutschland
- Italien
- Niederlande
- Spanien
- Schweiz
- Vereinigtes Königreich
Komponenten
Neben dem Labormodul umfasste das komplette Set auch fünf externe Paletten für Vakuumexperimente, die von British Aerospace (BAe) gebaut wurden, und ein unter Druck stehendes „Iglu“, das die Subsysteme enthielt, die für den reinen Palettenflugkonfigurationsbetrieb erforderlich waren. Acht Flugkonfigurationen wurden qualifiziert, obwohl bei Bedarf weitere zusammengestellt werden könnten.
Das System hatte einige einzigartige Merkmale, darunter eine geplante zweiwöchige Bearbeitungszeit (für die ursprüngliche Bearbeitungszeit des Space Shuttle-Starts) und das Roll-on-Roll-off zum Laden in Flugzeuge (Erdtransport).
Spacelab bestand aus einer Vielzahl austauschbarer Komponenten, wobei das wichtigste ein bemanntes Labor war, das in der Bucht des Space Shuttle Orbiters geflogen und zur Erde zurückgebracht werden konnte. Das bewohnbare Modul musste jedoch nicht geflogen werden, um eine Mission vom Typ Spacelab durchzuführen, und es gab eine Vielzahl von Paletten und anderer Hardware, die die Weltraumforschung unterstützten. Das bewohnbare Modul erweiterte das Volumen für Astronauten, um in einer Umgebung mit Hemdsärmeln zu arbeiten, und bot Platz für Geräteträger und zugehörige Hilfsausrüstung. Wenn das bewohnbare Modul nicht verwendet wurde, konnte ein Teil der Unterstützungsausrüstung für die Paletten stattdessen im kleineren Igloo untergebracht werden , einem Druckzylinder, der mit dem Besatzungsbereich des Space Shuttle Orbiters verbunden ist.
Die Spacelab-Mission unterstützte typischerweise mehrere Experimente, und die Spacelab 1 -Mission hatte Experimente in den Bereichen Weltraumplasmaphysik, Sonnenphysik , Atmosphärenphysik , Astronomie und Erdbeobachtung . Die Auswahl geeigneter Module war Teil der Missionsplanung für Spacelab-Shuttle-Missionen, und beispielsweise benötigt eine Mission möglicherweise weniger bewohnbaren Raum und mehr Paletten oder umgekehrt.
Bewohnbares Modul
Das bewohnbare Spacelab-Labormodul bestand aus einer zylindrischen Umgebung im hinteren Teil der Nutzlastbucht des Space-Shuttle-Orbiters, die durch einen Tunnel mit dem Mannschaftsabteil des Orbiters verbunden war. Das Labor hatte einen Außendurchmesser von 4,12 m (13,5 ft) und jedes Segment eine Länge von 2,7 m (8 ft 10 in). Das Labormodul bestand mindestens aus einem Kernsegment, das allein in einer kurzen Modulkonfiguration verwendet werden konnte . Die lange Modulkonfiguration enthielt ein zusätzliches Experimentsegment. Es war auch möglich, Spacelab-Experimente vom hinteren Flugdeck des Orbiters aus zu betreiben.
Der unter Druck stehende Tunnel hatte seinen Verbindungspunkt auf dem Mitteldeck des Orbiters. Abhängig von der Position des bewohnbaren Moduls in der Nutzlastbucht gab es zwei unterschiedlich lange Tunnel. Wenn das Labormodul nicht verwendet wurde, aber zusätzlicher Platz für Hilfsgeräte benötigt wurde, konnte eine andere Struktur namens Iglu verwendet werden.
Es wurden zwei Labormodule gebaut, die als LM1 und LM2 gekennzeichnet sind. LM1 ist im Steven F. Udvar-Hazy Center des Smithsonian Air and Space Museum hinter dem Space Shuttle Discovery ausgestellt . LM2 war von 2000 bis 2010 in der Ausstellung Bremenhalle im Bremer Flughafen Bremen , Deutschland, zu sehen. Es befindet sich seit 2010 im Gebäude 4c des nahe gelegenen Airbus Defence and Space- Werks und kann nur im Rahmen von Führungen besichtigt werden.
Palette
Die Spacelab-Palette ist eine U-förmige Plattform zur Montage von Instrumenten, großen Instrumenten, Experimenten, die eine Exposition im Weltraum erfordern, und Instrumenten, die ein großes Sichtfeld erfordern, wie z. B. Teleskope. Die Palette hat mehrere Befestigungspunkte für die Befestigung von schwerem Gerät. Die Palette kann in Einzelkonfiguration verwendet oder Ende an Ende in Doppel- oder Dreifachkonfigurationen gestapelt werden. Bis zu fünf Paletten können in der Ladebucht des Space Shuttles konfiguriert werden, indem eine Doppelpalette plus Dreifachpalettenkonfigurationen verwendet werden.
Die Spacelab-Palette, mit der sowohl Canadarm2 als auch Dextre zur Internationalen Raumstation transportiert wurden, befindet sich derzeit im Canada Aviation and Space Museum und ist eine Leihgabe der NASA durch die Canadian Space Agency (CSA).
Eine Spacelab-Palette wurde am 5. März 2010 zur dauerhaften Ausstellung in das Verkehrshaus der Schweiz überführt. Die Palette mit dem Spitznamen Elvis wurde während der achttägigen STS-46-Mission vom 31. Juli bis 8. August 1992 verwendet, als ESA-Astronaut Claude Nicollier war an Bord des Space Shuttle Atlantis , um die wissenschaftliche Mission European Retrievable Carrier (Eureca) der ESA und das gemeinsame Tethered Satellite System (TSS-1) von NASA und ASI ( italienische Weltraumorganisation ) einzusetzen. Die Palette trug TSS-1 im Frachtraum des Shuttles.
Eine weitere Spacelab-Palette ist im US National Air and Space Museum in Washington, DC ausgestellt . Insgesamt wurden zehn Spacelab-Paletten im Weltraum geflogen.
Iglu
Bei einem Raumflug, bei dem kein bewohnbares Modul, sondern Paletten geflogen wurden, trug ein unter Druck stehender Zylinder, der als Iglu bekannt ist, die für den Betrieb der Spacelab-Ausrüstung erforderlichen Subsysteme. Das Iglu war 3 m (9,8 ft) hoch, hatte einen Durchmesser von 1,5 m (4 ft 11 in) und wog 1.100 kg (2.400 lb). Zwei Igloo-Einheiten wurden hergestellt, beide von der belgischen Firma SABCA , und beide wurden in der Raumfahrt eingesetzt. Eine Iglu-Komponente wurde auf Spacelab 2 , ASTRO-1 , ATLAS-1, ATLAS-2, ATLAS-3 und ASTRO-2 geflogen.
Ein Spacelab-Iglu ist im James S. McDonnell Space Hangar im Steven F. Udvar-Hazy Center in den USA ausgestellt.
Instrumentenzeigesystem
Das IPS war ein kardanisch aufgehängtes Zeigegerät, das Teleskope, Kameras oder andere Instrumente ausrichten konnte. IPS wurde zwischen 1985 und 1995 bei drei verschiedenen Space-Shuttle-Missionen verwendet. IPS wurde von Dornier hergestellt , und es wurden zwei Einheiten hergestellt. Das IPS wurde hauptsächlich aus Aluminium, Stahl und mehrschichtiger Isolierung konstruiert .
IPS würde in der Nutzlastbucht des Space Shuttle Orbiter montiert und könnte eine kardanisch aufgehängte 3-Achsen-Ausrichtung ermöglichen. Es wurde für eine Zeigegenauigkeit von weniger als 1 Bogensekunde (eine Gradeinheit) und drei Zeigemodi entwickelt, darunter Erd-, Sonnen- und Stellar-Fokusmodi. Das IPS wurde auf einer dem Weltraum ausgesetzten Palette in der Nutzlastbucht montiert.
IPS-Missionen:
- Spacelab 2, auch bekannt als STS-51-F , startete 1985
- Astro-1, auch bekannt als STS-35 , startete 1990
- Astro-2, auch bekannt als STS-67 , startete 1995
Die Spacelab 2-Mission flog das Infrarotteleskop (IRT), ein heliumgekühltes Infrarotteleskop mit einer Öffnung von 15,2 cm (6,0 Zoll), das Licht zwischen Wellenlängen von 1,7 bis 118 μm beobachtete. Das IRT sammelte Infrarotdaten auf 60 % der galaktischen Ebene.
Liste der Teile
Beispiele für Spacelab-Komponenten oder -Hardware:
- EVA-Luftschleuse
- Tunnel
- Tunneladapter
- Iglu
- Spacelab-Modul
- Kegel am vorderen Ende
- Kegel am hinteren Ende
- Kernsegment/Modul
- Experimentierregale
- Versuchssegment/-modul
- Elektrische Bodenunterstützungsausrüstung
- Mechanische Bodenunterstützungsausrüstung
- Elektrisches Stromverteilungs-Subsystem
- Befehls- und Datenverwaltungs-Subsystem
- Umweltkontroll-Subsystem
- Instrumentenzeigesystem
- Palettenstruktur
- Multi-Purpose Experiment Support Structure (MPESS)
Die Baugruppe Extended Duration Orbiter (EDO) war streng genommen keine Spacelab-Hardware. Am häufigsten wurde es jedoch auf Spacelab-Flügen eingesetzt. Auch die NASA verwendete es später mit den SpaceHab- Modulen.
Spacelab-Missionen
Spacelab-Komponenten flogen von November 1983 bis April 1998 auf 22 Space-Shuttle-Missionen. Die Spacelab-Komponenten wurden 1998 außer Dienst gestellt, mit Ausnahme der Paletten. Die wissenschaftliche Arbeit wurde zur Internationalen Raumstation (ISS) und zum Spacehab -Modul verlegt, einem unter Druck stehenden Träger ähnlich dem Spacelab-Modul. Eine Spacelab-Palette wurde im Jahr 2000 für den Flug auf STS-99 wieder in Dienst gestellt . Die „Spacelab Pallet – Deployable 1 (SLP-D1) with Canadian Dextre (Purpose Dexterous Manipulator)“ wurde auf STS-123 gestartet . Die Spacelab-Komponenten wurden bei insgesamt 41 Shuttle-Missionen eingesetzt.
Die bewohnbaren Module wurden in den 1980er und 1990er Jahren auf 16 Space-Shuttle-Missionen geflogen. Spacelab Pallet-Missionen wurden 6 Mal geflogen und Spacelab Pallets wurden 19 Mal auf anderen Missionen geflogen.
Missionsname | Orbiter | Erscheinungsdatum | Name der Spacelab- Mission |
Unter Druck stehendes Modul |
Drucklose Module |
---|---|---|---|---|---|
STS-2 | Columbia | 12. November 1981 | OSTA-1 | 1 Palette (E002) | |
STS-3 | Columbia | 22. März 1982 | OSS-1 | 1 Palette (E003) | |
STS-9 | Columbia | 28. November 1983 | Weltraumlabor 1 | Modul LM1 | 1 Palette (F001) |
STS-41-G | Herausforderer | 5. Oktober 1984 | OSTA-3 | 1 Palette (F006) | |
STS-51-A | Entdeckung | 8. November 1984 | Abruf von 2 Satelliten | 2 Paletten (F007+F008) | |
STS-51-B | Herausforderer | 29. April 1985 | Weltraumlabor 3 | Modul LM1 | MPESS |
STS-51-F | Herausforderer | 29. Juli 1985 | Weltraumlabor 2 | Iglu | 3 Paletten (F003+F004+F005) + IPS |
STS-61-A | Herausforderer | 30. Oktober 1985 | Weltraumlabor D1 | Modul LM2 | MPESS |
STS-35 | Columbia | 2. Dezember 1990 | ASTRO-1 | Iglu | 2 Paletten (F002+F010) + IPS |
STS-40 | Columbia | 5. Juni 1991 | SLS-1 | Modul LM1 | |
STS-42 | Entdeckung | 22. Januar 1992 | IML-1 | Modul LM2 | |
STS-45 | Atlantis | 24. März 1992 | ATLAS-1 | Iglu | 2 Paletten (F004+F005) |
STS-50 | Columbia | 25. Juni 1992 | USML-1 | Modul LM1 | EDO |
STS-46 | Atlantis | 31. Juli 1992 | TSS-1 | 1 Palette (F003) | |
STS-47 (J) | Bemühen | 12. September 1992 | Spacelab-J | Modul LM2 | |
STS-56 | Entdeckung | 8. April 1993 | ATLAS-2 | Iglu | 1 Palette (F008) |
STS-55 (D2) | Columbia | 26. April 1993 | Weltraumlabor D2 | Modul LM1 | Einzigartige Stützstruktur (USS) |
STS-58 | Columbia | 18. Oktober 1993 | SLS-2 | Modul LM2 | EDO |
STS-61 | Bemühen | 2. Dezember 1993 | HSTSM 01 | 1 Palette (F009) | |
STS-59 | Bemühen | 9. April 1994 | SRL-1 | 1 Palette (F006) | |
STS-65 | Columbia | 8. Juli 1994 | IML-2 | Modul LM1 | EDO |
STS-64 | Entdeckung | 9. September 1994 | LITE | 1 Palette (F007) | |
STS-68 | Bemühen | 30. September 1994 | SRL-2 | 1 Palette (F006) | |
STS-66 | Atlantis | 3. November 1994 | ATLAS-3 | Iglu | 1 Palette (F008) |
STS-67 | Bemühen | 2. März 1995 | ASTRO-2 | Iglu | 2 Paletten (F002+F010) + IPS + EDO |
STS-71 | Atlantis | 27. Juni 1995 | Spacelab-Mir | Modul LM2 | |
STS-73 | Columbia | 20. Oktober 1995 | USML-2 | Modul LM1 | EDO |
STS-75 | Columbia | 22. Februar 1996 | TSS-1R / USMP-3 | 1 Palette (F003) + 2 MPESS + EDO | |
STS-78 | Columbia | 20. Juni 1996 | LMS | Modul LM2 | EDO |
STS-82 | Entdeckung | 21. Februar 1997 | HSTSM 02 | 1 Palette (F009) | |
STS-83 | Columbia | 4. April 1997 | MSL-1 | Modul LM1 | EDO |
STS-94 | Columbia | 1. Juli 1997 | MSL-1R | Modul LM1 | EDO |
STS-90 | Columbia | 17. April 1998 | Neurolab | Modul LM2 | EDO |
STS-103 | Entdeckung | 20. Dezember 1999 | HST SM03A | 1 Palette (F009) | |
STS-99 | Bemühen | 11. Februar 2000 | SRTM | 1 Palette (F006) | |
STS-92 | Entdeckung | 11. Oktober 2000 | ISS-Montage | 1 Palette (F005) | |
STS-100 | Bemühen | 19. April 2001 | ISS-Montage | 1 Palette (F004) | |
STS-104 | Atlantis | 12. Juli 2001 | ISS-Montage | 2 Paletten (F002+F010) | |
STS-109 | Columbia | 1. März 2002 | HST SM03B | 1 Palette (F009) | |
STS-123 | Bemühen | 11. März 2008 | ISS-Montage | 1 Palette (F004) | |
STS-125 | Atlantis | 11. Mai 2009 | HSTSM 04 | 1 Palette (F009) |
Akronyme für Missionsnamen:
- ATLAS: Atmosphärisches Labor für Anwendungen und Wissenschaft
- ASTRO: Kein Akronym; Abkürzung für "Astronomie"
- IML: Internationales Mikrogravitationslabor
- LITE: Lidar-In-Space-Technologie-Experiment
- LMS: Lebens- und Mikrogravitationswissenschaften
- MSL: Labor für Materialwissenschaften
- SLS: Spacelab Biowissenschaften
- SRL: Weltraumradarlabor
- TSS: Angebundenes Satellitensystem
- USML: US Microgravity Laboratory
- USMP: US Mikrogravitations-Nutzlast
Neben Beiträgen zu ESA-Missionen finanzierten Deutschland und Japan jeweils ihre eigenen Space-Shuttle- und Spacelab-Missionen. Obwohl sie anderen Flügen oberflächlich ähnlich waren, waren sie tatsächlich die ersten und einzigen nicht-amerikanischen und nicht-europäischen bemannten Weltraummissionen mit vollständiger deutscher und japanischer Kontrolle.
Die erste westdeutsche Mission Deutschland 1 (Spacelab-D1, DLR-1, NASA-Bezeichnung STS-61-A ) fand 1985 statt. Eine zweite ähnliche Mission, Deutschland 2 (Spacelab-D2, DLR-2, NASA-Bezeichnung STS-55 ). ), war ursprünglich für 1988 geplant, verzögerte sich aber aufgrund der Space-Shuttle- Challenger - Katastrophe bis 1993. Es war die erste bemannte deutsche Weltraummission nach der deutschen Wiedervereinigung .
Die einzige japanische Mission, Spacelab-J (NASA-Bezeichnung STS-47 ), fand 1992 statt.
Andere Missionen
- STS-92 , Oktober 2000, PMA - 3, ( Discovery )
- STS-108 , Dezember 2001, Lightweight Mission Peculiar Support Structure Carrier (LMC) ( Endeavour )
- STS-123 , März 2008, Pallet ( Endeavour ), Dextre
Abgebrochene Missionen
Spacelab-4, Spacelab-5 und andere geplante Spacelab-Missionen wurden aufgrund der späten Entwicklung des Shuttles und der Challenger - Katastrophe abgesagt.
Galerie
Spacelab in der Nutzlastbucht während STS-90
Shuttle Columbia während STS-9 mit Spacelab-Modul LM1 und Tunnel in seiner Frachtbucht
Erbe
Das Erbe von Spacelab lebt in Form der MPLMs und der daraus abgeleiteten Systeme weiter. Zu diesen Systemen gehören die Raumfahrzeuge ATV und Cygnus , die zum Transport von Nutzlasten zur Internationalen Raumstation verwendet werden , sowie die Module Columbus , Harmony und Tranquility der Internationalen Raumstation .
Die Mission Spacelab 2 untersuchte 1985 60 % der galaktischen Ebene im Infrarotbereich.
Spacelab war ein extrem umfangreiches Programm, das über zwei Jahrzehnte durch verschiedene Experimente und mehrere Nutzlasten und Konfigurationen erweitert wurde. Beispielsweise wurden in einem Teil von nur einem Teil der Mission Spacelab 1 (STS-9) nicht weniger als acht verschiedene Bildgebungssysteme ins All geflogen. Einschließlich dieser Experimente gab es allein auf dem Flug von Spacelab 1 insgesamt 73 separate Experimente in verschiedenen Disziplinen. Spacelab-Missionen führten Experimente in den Bereichen Materialien, Leben, Sonne, Astrophysik, Atmosphären- und Geowissenschaften durch.
Spacelab stellt eine große Investition in der Größenordnung von einer Milliarde Dollar von unseren europäischen Freunden dar. Aber sein Abschluss markiert etwas ebenso Wichtiges: Das Engagement eines hartnäckigen, engagierten und talentierten Teams aus ESA-Regierungen, Universitäten und Industrien, das ein Jahrzehnt lang daran festhielt und das Projekt durchführte. Wir sind stolz auf Ihr Durchhaltevermögen und gratulieren Ihnen zu Ihrem Erfolg.
— NASA-Administrator, 1982
Diagramm, Spacelab-Modul und Palette
Siehe auch
- Columbus Man-Tended Free Flyer
- Hermes (Raumschiff)
- Internationale Raumstation
- Ruhestand des Space Shuttles
- Freiheit der Raumstation
- Spacehab-Modul (verschieden, nicht zu verwechseln mit Spacelab)
- Spacelab , ein Song von Kraftwerk aus dem Jahr 1978
Verweise
Externe Links
- Spacelab-Geschichte auf NASA.gov Archiviert am 18. September 2012 auf der Wayback Machine
- Spacelab: An International Short-Stay Orbiting Laboratory, NASA-EP-165 auf NASA.gov
- Science in Orbit: The Shuttle & Spacelab Experience, 1981–1986, NASA-NP-119 auf NASA.gov
- Spacelab-Nutzlasten auf Shuttle-Flügen auf NASA.gov
- James Downey Collection, UAH Archives und Special Collections- Dateien von James A. Downey III, Projektmanager für Spacelab-Nutzlasten
- Lord, Douglas R. Spacelab Eine internationale Erfolgsgeschichte , NASA-SP-487 NASA, 1. Januar 1987
- SLP / 2104-2: Handbuch zur Unterbringung von Spacelab-Nutzlasten