Nach jahrelangen Verzögerungen schoss Boeings Raumschiff Starliner am Mittwoch endlich von Florida aus in die Umlaufbahn und schickte zwei erfahrene NASA-Astronauten auf eine lange verzögerte Probefahrt zur Internationalen Raumstation.
Die Starliner-Kapsel hob um 10:52 Uhr EDT (14:52 UTC) auf einer Atlas-V-Rakete der United Launch Alliance ab. Fünfzehn Minuten später, nachdem zwei Booster und eine von einem russischen RD-180-Triebwerk angetriebene Hauptstufe abgeworfen worden waren, setzte die Centaur-Oberstufe der Atlas V den Starliner genau auf Kurs ab, um eine fast 26-stündige Verfolgung der Raumstation zu beginnen. Das Andocken an der Raumstation ist für Donnerstag, 12:15 Uhr EDT (16:15 UTC) vorgesehen. Die NASA-Astronauten Butch Wilmore und Suni Williams werden dort mindestens eine Woche verbringen, bevor sie zur Erde zurückkehren.
In einer Bemerkung kurz nach dem Start am Mittwoch erklärte NASA-Administrator Bill Nelson, Wilmore und Williams, beide ehemalige Piloten der US Navy, würden das Ding „von A bis Z testen“, um sicherzustellen, dass Boeings Starliner für die sechsmonatigen Rotationsmissionen zur ISS einsatzbereit sei.
Lange erwartet
Dies ist ein großer Moment für die NASA und Boeing. Der Start des Starliner-Testflugs bringt die NASA dem Zugang zu zwei unabhängigen kommerziellen Raumfahrzeugen näher, die Astronauten in eine erdnahe Umlaufbahn befördern, dem Eckpfeiler einer Initiative, an der die Agentur vor anderthalb Jahrzehnten zu arbeiten begann. Für Boeing kommt der erste Start von Astronauten an Bord des Starliners zu einem Zeitpunkt, an dem der einst gerühmte Luft- und Raumfahrtkonzern mit Sicherheitsbedenken hinsichtlich seines Arbeitspferds 737-Jetliners ringt.
Die NASA erteilte Boeing 2014 einen 4,2 Milliarden Dollar schweren Vertrag zur Fertigstellung der Entwicklung des Raumfahrzeugs Starliner mit dem Ziel, ab 2017 Astronauten in der Kapsel fliegen zu lassen. Das Unternehmen hatte das Raumfahrzeug, aus dem später der Starliner wurde und das damals nur unter der Bezeichnung CST-100 bekannt war, erstmals 2010 auf der Farnborough International Airshow vorgestellt.
Bei der Ankündigung im Jahr 2010 sagten Boeing-Vertreter, sie hofften, das Raumfahrzeug CST-100 im Jahr 2015 für einsatzbereit erklären zu können, doch der Kongress stellte zunächst nicht die Mittel zur Verfügung, die die NASA nach eigener Aussage benötigte, um die Entwicklung neuer kommerzieller Mannschaftsfahrzeuge nach der Außerdienststellung des Space Shuttles zu unterstützen. Dann stieß Boeing auf zahlreiche technische Probleme, die zu einem großen Treibstoffleck während der Bodentests, einem abgebrochenen unbemannten Testflug zur Raumstation im Jahr 2019 und weiteren Verzögerungen durch Ventilkorrosion führten. Bei einem weiteren Testflug im Jahr 2022 wurden alle wichtigen Ziele von Boeing erreicht und die Voraussetzungen für den bemannten Testflug geschaffen.
Doch im vergangenen Jahr stellten die Verantwortlichen fest, dass Boeing versehentlich brennbares Klebeband um Kabelbündel im Inneren des Starliner-Raumschiffs gewickelt hatte, was zu einer weiteren Terminverschiebung führte. Außerdem mussten die Ingenieure eine Komponente des Fallschirmsystems der Kapsel neu konstruieren, wodurch der Testflug der Besatzung auf 2024 verschoben wurde. Diese Verzögerungen kosteten Boeing fast 1,5 Milliarden Dollar aus eigener Tasche. Die US-Steuerzahler mussten für die Kostenüberschreitungen nicht aufkommen, da der Vertrag zwischen der NASA und Boeing einen Festpreisvertrag beinhaltet.
Inzwischen begann SpaceXs Raumschiff Crew Dragon, das neben Boeing auch von der NASA im kommerziellen Crew-Programm unterstützt wurde, im Jahr 2020 mit dem Transport von Astronauten. Mittlerweile hat das Raumschiff 13 Crew-Missionen für die NASA und private Kunden gestartet.
Zwei frühere Versuche, den Testflug der Starliner-Besatzung am 6. Mai und 1. Juni zu starten, wurden durch ein defektes Ventil an der Atlas-V-Rakete und eine ausgefallene Stromversorgung eines Bodencomputers auf der Startrampe unterbrochen. In der Zeit zwischen diesen beiden Startversuchen entdeckten die Ingenieure ein kleines, aber hartnäckiges Heliumleck im Servicemodul des Starliners. Helium, das die Raumsonde verwendet, um Treibstoffe aus internen Tanks zu den Manövriertriebwerken zu befördern, ist ein inertes Gas und ungiftig, und die Verantwortlichen kamen schließlich zu dem Schluss, dass das Leck stabil war und kein inakzeptables Risiko für die Mission darstellte.
Dies führte zur Genehmigung des Startversuchs am 1. Juni und dann zu einem weiteren Countdown am Mittwoch, der mit dem erfolgreichen Start des Starliners endete. Meilensteine, die zu Beginn des Flugs erreicht wurden, zeigten, dass das Raumschiff gut funktionierte.
„Wir sind mit der Mission gestartet“, funkte Wilmore am Mittwochnachmittag die Missionskontrolle in Houston an. „Und ich kann Ihnen sagen, ich wünschte, wir hätten Sie alle auf diesen Aufstieg mitnehmen können. Es war ziemlich aufregend.“
„Es war ein kleiner Schock, dass wir tatsächlich gestartet sind“, sagte Williams. Nach den beiden gescheiterten Startversuchen im letzten Monat war dies das dritte Mal, dass die beiden Astronauten in der Starliner-Kapsel festgeschnallt waren, in der Hoffnung, ins All zu starten.
„Es war ziemlich cool, vom Planeten abzuspringen und dann zu spüren, wie die Atlas V ihre Arbeit verrichtet“, sagte Williams. „Hier und da gab es ein paar Stöße, ein paar Gs.“
Dies war auch der erste Start einer Besatzung mit der Atlas-V-Rakete der ULA, die am Mittwoch ihren 100. Flug absolvierte. Es ist zudem das erste Mal seit dem letzten Flug des Mercury-Programms der NASA im Jahr 1963, dass Astronauten mit einem Mitglied der berühmten Atlas-Raketenfamilie gestartet sind.
Wenige Stunden nach dem Start übernahmen Wilmore und Williams abwechselnd die Steuerung des Starliners und zeigten in einer Reihe von Demonstrationen, dass die Besatzungsmitglieder den Starliner auch manuell ausrichten und fliegen können, wenn die Automatisierung ausfällt. Diese Tests schienen alle problemlos zu verlaufen.
“Suni und ich haben einige manuelle Manöver durchgeführt und es ist präziser, sogar noch präziser als im Simulator”, sagte Wilmore. “Ich meine, man hält genau bei der Zahl an, bei der man anhalten will. Die Präzision ist ziemlich erstaunlich.”
Aus einem Leck werden drei
Als er am Mittwochnachmittag mit der Bodenkontrolle sprach, sagte Wilmore, der Testflug des Starliners sei bisher “einfach reibungslos verlaufen”. Doch als sich die Besatzung auf eine Nachtschicht vor dem Andocken an die Raumstation am Donnerstag vorbereitete, traten an Boeings Kapsel zwei neue Heliumlecks auf.
Das Servicemodul des Raumfahrzeugs beherbergt den Großteil des Antriebssystems von Starliner, darunter 20 größere Triebwerke für orbitale Manöver und 28 weniger leistungsstarke Triebwerke für das Reaktionskontrollsystem zur Feineinstellung und für kleinere Anpassungen. Starliner verfügt über vier hundehüttenförmige Antriebskapseln rund um den Umfang des Servicemoduls, wobei Leitungen für Hydrazin-Treibstoff, Stickstofftetroxid-Oxidationsmittel und Heliumdruckmittel in jedes Triebwerkspaket geführt werden.
Zwei Heliumverteiler versorgen jedes Doghouse. Das vor dem Start des Starliners entdeckte Leck wurde auf einen Flansch in einem Verteiler in der Backbord- oder linken Doghouse-Kapsel zurückgeführt. Am späten Mittwoch entdeckten die Ingenieure zwei weitere Heliumlecks – eines beim anderen Verteiler in der Backbord-Doghouse und ein weiteres in der Doghouse auf der Oberseite des Servicemoduls.
Brandon Burroughs, ein Boeing-Ingenieur, bezeichnete die beiden neuen Heliumlecks in einer Diskussionssendung im Rahmen der Live-Berichterstattung des Starliner-Testflugs auf NASA TV als „klein“. Diese Lecks traten bei der Fehlersuche am Boden nicht auf.
Mit diesem Befund weisen nun drei der acht Heliumverteiler des Starliners Anzeichen von Leckagen auf, und die Missionskontrolleure teilten der Besatzung mit, dass sie nach dem Aufwachen am Donnerstag um 4:30 Uhr EDT (08:30 UTC) ein Update zur Situation haben werden. Es war nicht sofort klar, wie schwerwiegend die Leckagen sein könnten oder welche unmittelbaren Auswirkungen sie auf die geplante Ankunft des Raumfahrzeugs an der Raumstation haben würden.
„Es sieht so aus, als hätten wir noch ein paar Heliumlecks entdeckt“, sagte Neal Negata, ein Ingenieur, der als Raumfahrzeugkommunikator (CAPCOM) in der Missionskontrolle arbeitet. „Wir sind bereit, herauszufinden, was Sie genau meinen, wenn Sie sagen, wir haben noch ein Heliumleck entdeckt, also geben Sie es uns“, funkte Wilmore wenige Augenblicke später zur Erde.
Negata teilte Wilmore mit, dass sie die Verteiler, bei denen kürzlich Heliumlecks entdeckt wurden, isolieren werden, während der Verteiler, bei dem bereits vor dem Start ein Leck festgestellt wurde, offen bleiben wird. „Das wird den Teams die Möglichkeit geben, das Raumfahrzeug zu steuern“, sagte Burroughs.
Bevor man sich mit dem Start trotz des bekannten Heliumlecks zufrieden geben konnte, kamen die Ingenieure zu dem Schluss, dass die Starliner-Raumsonde bis zu vier weitere Heliumlecks verkraften könnte, selbst wenn sich das bestehende Leck verschlimmern würde, so Steve Stich, Programmleiter für kommerzielle Besatzungen bei der NASA.
„Es ist ein robustes System“, sagte Stich letzten Monat gegenüber Reportern. „Es handelt sich um ein Hochdrucksystem, und Helium ist ein sehr kleines Molekül und neigt zu Undichtigkeiten.“
In der aktuellen Konfiguration mit zwei geschlossenen Heliumverteilern werden sechs der 28 Triebwerke des Reaktionskontrollsystems des Raumfahrzeugs deaktiviert sein. Die Kapsel kann mit einem Teil ihrer Triebwerke betrieben werden, und Burroughs sagte, die Boeing-Ingenieure seien davon überzeugt, dass „das Heliumsystem für den Flug weiterhin sicher ist“.
“Das war nicht unerwartet, und wir planen für solche Fälle”, sagte er. “Das Team wird daran arbeiten, sicherzustellen, dass wir in einer guten Konfiguration sind, um unsere Mission abzuschließen, die das Andocken und Rendezvous mit der ISS beinhaltet.”