HTBLA Salzburg Abteilung für Nachtrichtentechnik Kirchenstr Salzburg -1-

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1 HTBLA Salzburg Abteilung für Nachtrichtentechnik Kirchenstr Salzburg -1- Eingereicht von: Christian Menkens 4HNA Datum:

2 -2- Inhaltsverzeichnis Vorwort Was ist die ISS? Welche Länder sind beteiligt? Wie hoch sind die anfallenden Kosten? Der Zusammenbau der Station Allgemeines Terminaklender Ende November Anfang Dezember Juli Ende Die erste Besatzung Anfang Juli Etwa / Aufgetretene Probleme Der steigende Geldmangel der Russen Gefahren durch Weltraumschrott Nachwort Bibliographie und Bildernachweis... 12

3 -3- Vorwort Ich und meine Partner Peter Leifer und Siegfried Brandstätter verfassten im Englischunterricht ein Projekt über die Raumfahrt, wobei wir hauptsächlich dir Geschichte der Raumfahrt behandelten. Da dieses Thema interessant war und ich persönlich viel mehr an den aktuellen und zukünftigen Entwicklungen in der Raumfahrt, als an den geschichtlichen Hintergründen, interessiert bin fand ich es schade, dass ich, während unseres Englischprojekts, nicht genügend Zeit hatte genauer über die neue Internationale Raumstation zu recherchieren und wählte darum diese neue Errungenschaft der Technik als Thema für meine Facharbeit. Salzburg Unterschrift: Abb. 1: Hier sieht man die ISS, wie sie laut Computerplanung aussehen soll.

4 1.Was ist die ISS? -4- Im Februar 1998, mit mehr als einem Jahr Verspätung, hat das größte und ehrgeizigste Projekt der Menschheit begonnen Formen anzunehmen: Die Internationale Raumstation. Alle Planungen wurden erfolgreich abgeschlossen und das erste Modul der Station wurde in den Weltraum transportiert. Bis 2005 sollen alle Teile der Station an ihrem Bestimmungsort im Weltall sein und das fliegende Labor soll, ab diesem Zeitpunkt, voll einsatzfähig sein. Doch auch schon während dem Zusammenbau der Station im All können verschiedenste Forschungen durchgeführt werden, da die ersten kleineren Labors, bereits sehr bald in den Weltraum gebracht werden und somit einsatzfähig sind. Ist jedoch die Station einmal fertig beinhaltet sie Mannschafträume, Andockschleusen, Experimental-Labors, Versorgungsmodule, Antriebssysteme, Rettungskapseln und Sonnenpaddel die etwa ein Fläche von 4500m² aufweisen und eine Energieleistung von 110 Kilowatt erzeugen werden.. (siehe Abb. 2) Die Station wird etwa 500 Tonnen wiegen und eine Erdumrundung dauert bei einer geplanten Bahngeschwindigkeit von Kilometer pro Stunde etwa 90 Minuten. Die Station wird sich in einer Höhe von 350 bis 460 Kilometer befinden und es wird an einem klaren Tag möglich sein sie mit freiem Auge zu sehen. 1 Abb.2: Computergenerierte Grafik der fertigen Internationalen Raumstation mit einigen Daten. 1 Vgl.: Hamburger Abendblatt (1998, 1999). Internationale Raumstation. (Abgerufen am ). Online im Internet: WWW: Unterpunkt: Großbaustelle im All Basis für Forscher Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (1998). Schülerinformation Raumfahrt (Abgerufen am ). Online im Internet: WWW: (Seite 1,3)

5 -5- Die Hauptaufgabe der Raumstation wird es sein verschiedensten Forschern die Möglichkeit zu geben ihre Forschungsaufgaben unter den besonderen Bedingungen der Schwerelosigkeit im Weltraum zu vollenden.. Die hauptsächlichen Betätigungsfelder der Wissenschaftler in der Station werden Forschungen in Schwerelosigkeit, Erderkundungen, Forschungen an neuen Technologien und Erforschungen des Weltalls sein. 2 2.Welche Länder sind Beteiligt? Am 29. Januar 1998 unterzeichneten die Verantwortlichen Vertreter der 15 Länder, die an dem Bau der internationalen Raum Station beteiligte sind, einen Vertrag der die Rahmenbedingungen für die dauerhafte Zusammenarbeit festlegte. Diese Vereinigung besteht neben den USA, Kanada, Russland und Japan auch aus den europäischen Staaten Belgien, Dänemark, Frankreich, Großbritannien, Italien, den Niederlanden, Norwegen, Schweden, der Schweiz, Spanien, und Deutschland. Viele dieser Länder haben bei der Teilnahme an dem Projekt zugestimmt, da sie durch die Forschungen in der angewandten Wissenschaft und Technik, welche sie auf der Station verwirklichen können, einen Vorsprung in beinahe allen Spitzentechnologien und dadurch auch im Wettbewerb bekommen können. 3 3.Wie hoch sind die anfallenden Kosten? Durch den gewaltigen Aufwand and Material und Arbeit belaufen sich die Kosten für die Raumstation natürlich in die Milliarden. Nach Schätzungen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt beteiligen sich die USA mit 60 Prozent an dem Projekt und die europäische Beteiligung an der ISS kostet etwa 5,21 Milliarden Mark, welche nur etwa sechs bis zehn Prozent des gesamten Betrages abdeckt. Die, für Europa, gewaltigen Kosten sind natürlich nicht gleichmäßig auf die verschiedenen Länder verteilt, sondern nach Größe und Beteiligung des Landes gestuft. Somit belaufen sich zum Beispiel die Kosten für Deutschland auf 2,14 Milliarden Mark welches bereits 41 Prozent der gesamten Kosten für Europa abdeckt gefolgt von Frankreich und Italien. In diesen bisher angeführten Beträgen sind die Kosten für den Bau, die vorbereitenden Maßnahmen und die ersten, auf der Station durchgeführten, Experimente enthalten. Der Betrieb der fertigen Station wir sich voraussichtlich jährlich auf 572 Millionen Mark belaufen. In diesen Betrag sind noch die Kosten für die jeweiligen Raumfahrten und möglichen Reparaturen mitein zu berechnen. Die ersten zehn Jahre des Betriebs, der Internationalen Raumstation, sollen aus dem Geld der öffentliche Hand finanziert werden und die verschiedenen Wissenschaftler, die auf eine Forschungsmission gehen, und deren Institute müssen nur die Ausrüstung bezahlen die sie für den Ausflug in den Weltraum benötigen. 4 2 ebda.: Abendblatt. Unterpunkt: Großbaustelle im All Basis für Forscher Schülerinformation. (Seite 1,3) 3 Vgl.: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (1998). Schülerinformation Raumfahrt (Abgerufen am ). Online im Internet: WWW: (Seite 3) 4 Vgl.: Hamburger Abendblatt (1998, 1999). Internationale Raumstation (Abgerufen am ). Online im Internet: WWW: Unterpunkt: Kosten, Russland am Tropf des Westens

6 4.Der Zusammenbau der Station im All 4.1.Allgemeines -6- Um die, auf der Erde, fertiggestellten Teile der Station im Weltall miteinander zu verbinden sind 45 Flüge ins Weltall geplant, wobei 33 davon mit amerikanischen Raumfähren bewältigt werden und voraussichtlich nur 12 mit russischen Raumfähren. Für die Vollendung der Station müssen die Astronauten und Kosmonauten die Teile in mühevoller Arbeit, unter sehr harten Bedingungen, in der Schwerelosigkeit verbinden. Die NASA hat errechnet, dass diese Arbeiten insgesamt etwa 1000 Stunden dauern werden, doch Spezialisten haben große Bedenken bei diesen Berechnungen und denken, dass es um gut 50 Prozent länger dauern kann. Um nicht alle Teile in mit den Händen verbinden zu müssen, haben sie natürlich, auf der Station installierte, Greifarme und ferngesteuerte Roboter, welche ihnen helfen die gewaltigen Teile zu verschieben und auszurichten. Diese Roboter und Greifarme werden nach Vollendung des Baus so umfunktioniert, dass sie zum Einfangen von Satteliten oder Weltraumschrott verwendet werden können. Die verschiedenen Rohrleitungen, Kabelverbindungen und das Verschrauben der einzelnen Teile muss jedoch tatsächlich in schweißtreibender Handarbeit geschehen. 4.2.Terminaklender: Ende November 1998: Die erste Mission, für den Aufbau der Internationalen Raumstation, wurde gestartet. Bei dieser Mission, die vom kasachischen Startplatz Baikonur ausging wurde das Kontrollmodul Zarya (Morgendämmerung) (Abb. 3) mithilfe einer unbemannten russischen Proton Rakete in den Weltraum gebracht. Seit einiger Zeit jedoch kommt unter den NASA Spezialisten immer öfter die Frage auf, ob dieses Modul nicht zu klein dimensioniert wurde, da möglicherweise der Treibstoffvorrat nicht ausreicht. (siehe: Seite 9: Probleme der ISS, Der steigende Geldmangel der Russen). Abb. 3: Das Kontrollmodul Zarya Anfang Dezember 1998: Die amerikanische Raumfähre Endeavour hob von der Startrampe ab und brachte das 2. Modul namens Unity (Abb. 4) in den Weltraum. Dieses Modul wurde von 3 Astronauten während eines Weltraumspazierganges mit dem ersten Teil der Station verbunden (Abb. 5). 5 Abb. 4: Das Unity Modul 5 ebda.: Abendblatt. Unterpunkt: Ausblick ins nächste Jahrtausend

7 -7- Zur Zeit sind diese beiden Module (Abb. 6) das Herzstück der Internationalen Raumstation, doch wenn die Station einmal vollendet ist werden sie nur noch etwa wie eine Abstellkammer verwendet. Abb. 5: Verbinden der Module im All Juli 1999: Abb 6.: Die verbundenen Module Unity (links) und Zarya (mit Sonnenspiegeln). Im Juli 1999 war die dritte Mission geplant, doch dieser Termin wurde um einige Monate verschoben, da das Modul, welches ins Weltall gebracht werden sollte, aufgrund von finanziellen Problemen noch nicht fertiggestellt war. (siehe: Probleme der ISS, Der steigende Geldmangel der Russen). Geplant wäre die Mission insofern gewesen, als dass das russische Servicemodul mit einer russischen Rakete in den Weltraum gebracht wird um dort mit den anderen Modulen verbunden zu werden. Dieses Servicemodule war der erste Weg zu einer bemannten Raumstation, da es Platz für 3 Astronauten bietet und mit einem technisch sehr hoch entwickelten Kommunikations- und Antriebssystem ausgerüstete ist. Durch dieses Module werden die folgenden Arbeiten an der Station um einiges erleichtert, da die Astronauten Pausen im inneren der Station einlegen können Ende 1999: Es wurde wie geplant, jedoch unter einem gewaltigen Zeitdruck aufgrund der verspäteten Mission mit dem russischen Modul, zuerst die nötige Ausrüstung und anschließend die erste Besatzung, für die Internationale Raumstation, mit einem Sojus Raumschiff in den Weltraum gebracht. Sie sollten dort zuerst bis April jedoch nun schon bis Juli bleiben und verschiedenste Arbeiten und Kalibrierungen erledigen. Das Kommando der ISS wir nach geglücktem Andocken bei der Station Bill Shepherd haben, seine beiden Kollegen werden die Russen Juri Gidzenko und Sergej Krikalow sein. 6 - Die erste Besatzung William M. Shepered ist 49 jahre alt und war der erste Amerikaner der seinen Fuß in die Internationale Raumstation stellte. Er ist ein speziell ausgebildeter Soldat der US- Marines und startete seine Arbeit bei der NASA im Mai Seit seinem Arbeitsantritt hatte er bereits 3 Weltraummissionen, wobei ihn seine erste 1988 mit 6 ebda.: Abendblatt. Unterpunkt: Ausblick ins nächste Jahrtausend 7 ebda.: Abendblatt. Unterpunkt: Die Spezialisten der ersten Stunde

8 dem Atlantis Team ins All führte. Zusammen mit seiner zweiten Mission 1990 und seiner dritten 1992 verbrachte er bereits 440 Stunden im Weltraum. -8- Sergei Krikalow ist der am besten ausgebildetste und der erfahrenste russische Astronaut. Wenn man alle seine Missionen zusammenzählt verbrachte er schon ein Jahr und drei Abb. 7: Die erste Besatzung der ISS Monate im All. In dieser Zeit absolvierte er bereits sieben Weltraumspaziergänge um einiges an der Raumstation MIR zu reparieren. In Russland bekam er die Hero Medal und die NASA verlieh ihm die Space Flight Medal. Er verbrachte auch bereits viel Zeit mit Forschungen an neuen Systemen für die Raumfahrt, darum hatte er auch einen großen Einfluss auf die Andock- und Kontrollsysteme für verschiedenste Raumfahrtmissionen. Diese Fähigkeiten manchen ihn zu einem unverzichtbaren Mannschaftsmitglied und wenn irgendetwas nicht funktionieren sollten, was bei der ersten bemannten Mission der ISS wahrscheinlich ist, ist er der beste Mann um es zu reparieren. Juri Gidzenko hat noch nicht sehr viele Erfahrungen mit dem Weltraum gesammelt. Zusammengerechnet verbrachte er nur acht Tage in der Raumstation MIR. Jedoch ist er ein perfekt ausgebildeter Pilot und wurde darum ausgewählt die Sojus Rakete, welche die Mannschaft zur ISS bringen soll, zu lenken Anfang 2000: Zu diesem Termin sollte eine Mission mit dem Space Shuttle Discovery starten, welche das Amerikanische Labormodul zur ISS bringen soll. Dies wäre eine sehr wichtige Mission, da danach bereits die ersten Forschungsarbeiten auf der Station beginnen könnten. Doch diese Mission wurde um einige Monate verschoben und soll etwa im Mai oder Juni starten Juli 2000: Eine weitere amerikanische Mission mit dem Space Shutttle Endeavour soll nun die zweite Mannschaft und somit sie Ablöse für die 3 Astronauten zur ISS bringen. Die bereits fest verankerte Sojus Kapsel bleibt bei der ISS und fungiert im Notfall als Rettungskapsel Etwa 2003: Diese Mission soll den großen Beitrag der europäischen Staaten zur ISS bringen, nämlich ein Labor namens Columbus. Dieses Labor wurde in Deutschland entwickelt, die Pläne wurden von deutschen Wissenschaftlern erstellt und der Großteil des Labors wurde in Italien gebaut. Als Zugabe zu diesem Labor wird auch noch eine weitere Sicherheitseinrichtung zur Station gebracht. 9 Das neuentwickelte Crew Return Vehicle X-38 welches im Notfall, genauso wie die Sojus Kapsel, die Astronauten und Wissenschaftler in Sicherheit bringen soll. 8 ebda.: Abendblatt. Unterpunkt: Die Spezialisten der ersten Stunde 9 ebda.: Abendblatt. Unterpunkt: Ausblick ins nächste Jahrtausend

9 /2005: -9- Dies wird die letzte Mission sein, welche die große amerikanische Wohneinheit an die ISS andocken soll. Mithilfe dieses Teils wäre es möglich die Station ständig mit 10 Personen zu besetzen. Nach dieser Mission beginnt erst die auf voraussichtlich 10 Jahre festgelegte Betriebszeit der Station Probleme: 5.1.Der steigende Geldmangel der Russen Dieses Problem hat sich schon sehr früh, nämlich schon bei der Instandhaltung der russischen Station MIR, gezeigt. Was die russische Raumfahrtindustrie früher nie in Erwägung gezogen hätte muss sie nun machen. Sie gibt immer mehr und mehr ihrer Geheimnisse und ihres Wissens an die westliche Staaten preis, um nicht völlig bankrott zu enden. Zum Beispiel dass amerikanische Militärsatteliten von russischen Startrampen ins All geschossen werden, oder dass russische Atom-U-Boote deutsche Forschungssatteliten transportieren hätte sich Russland vor einigen Jahren noch nicht vorstellen können. Sie größte Hilfe bekommt Russland von den USA, welche zum Beispiel mit 473 Millionen Dollar zum Erhalten der Raumstation MIR beihalf. Viele Kritiker der Station rieten den Verantwortlichen mit dem Bau erst zu beginnen wenn die Liquidität der Russen auch gesichert ist. Doch die Verfechter des ISS Projekts dachten es wäre besser gleich mit dem Bau zu beginnen, da wenn einmal das Projekt ins Laufen gekommen ist beinahe niemand mehr die Möglichkeit hat es zu stoppen. Am deutlichsten zeigt sich das Geldproblem nun beim Bau des russischen Servicemoduls, welches schon fertig sein müsste, jedoch noch immer mitten in der Fertigstellung steckt und somit das gesamte ISS Projekt gefährdet. Mittlerweile arbeiten die amerikanische Raumfahrtsgesellschaft NASA und die russische Raumfahrtsgesellschaft RSA eng zusammen und das Servicemodul fertig zu stellen. Die NASA ist, als sie das Problem erkannte, hat sogar noch weiter gegangen. Vor einigen Wochen hat sie mit 60 Millionen Dollar einen großen Anteil der russischen Forschungszeit gekauft und in den kommenden vier Jahren ist geplant einen Betrag von 600 Millionen Dollar nach Russland zu transferieren, welcher dem gesamten geplanten russischen Beitrag entspricht Weltraumschrott Da die Raumfahrt schon einige Jahrzehnte mit viel Begeisterung im Laufen ist, kommt es auch zu immer mehr Raumschrott. Vor einigen Jahrzehnten als die Reisen ins Weltall für die Raumfahrtindustrie noch viel faszinierender waren, dachten nur wenige Wissenschaftler daran, dass ausgebrannte Raketenstufen oder beschädigte Satteliten einmal zu einem sehr gefährlichen Problem werden könnten. Doch nun beim Bau der Internationalen Raumstation und beim späteren Betreib könnte genau dieser jahrzehnte alter Schrott zu einem großen und gefährlichen Problem werden. 12 Wenn ein solches Stück die Station treffen sollte, könnten alle technischen Einrichtungen zerstört werden. Bei besonders starken Einschlägen könnten sogar die Astronauten und Wissenschaftler sterben. 10 ebda.: Abendblatt. Unterpunkt: Ausblick ins nächste Jahrtausend 11 ebda.: Abendblatt. Unterpunkt: Russland am Tropf des Westens 12 ebda.: Abendblatt. Unterpunkt: Ausweichmanöver, Ausblick ins nächste Jahrtausend

10 -10- Darum haben sich die Entwickler der Internationalen Raumstation über dieses Problem große Gedanken gemacht und sie Entwickelten ein spezielles Schutzschild für die Station, welches nach Angaben der Wissenschaftler einen Großteil des Schrotts standhalten sollte. Jedoch sind die Große und besonders die Geschwindigkeit der umherfliegen Teile nicht vorhersehbar, die Geschwindigkeit der Teile, zum Beispiel, kann sich durch Kollisionen mit anderen Stücken verzehn- bis zu verhunderfachen. Darum entwickelten die Planer der Station noch ein Steuer- und Radarsystem dem sie gefährliche Stücken, mit einem Durchmesser bis zu 10 Zentimeter, erkennen und dann, durch eine kleine Umlaufbahnänderung, ausweichen kann. Die Gefahr die vom Weltraumschrott ausgeht hat man bereits gesehen, als das Module Sarya mit dem Module Unity verbunden werden sollte. Das beste Space Shuttel der Amerikaner, die Endeavour, flog, mit 4 Astronauten, ins Weltall um diese Arbeit zu erledigen. Doch als die Endeavour sich den beiden Modulen näherte bekam sie einen Funkspruch von Houston sie solle sofort ihre Flugbahn ändern, da gefährlicher Schrott in ihre Richtung fliege. Somit machte die Endeavour einen Umweg von mehr als 30 Kilometern. 13 Nachwort 13 ebda.: Abendblatt. Unterpunkt: Ausweichmanöver, Ausblick ins nächste Jahrtausend

11 -11- Um geeignetes Material zu finden, versuchte ich zuerst mein Glück in den verschiedenen Büchereinen zu denen ich Zugang habe wie die Mirabellbücherei, die Bad Ischler Stadtbücherei und die St.Wolfganger Ortsbücherei. Doch zu einem so aktuellen und modernen Thema konnten mir die Bücherein nicht weiterhelfen, darum versuchte ich nun im Internet etwas zu finden. Bei der Eingabe der Suchbegriffe ISS oder International Space Station in den Suchmaschinen Altavista.com oder yahoo.com wurden sehr viele Internetseiten gefunden. Natürlich waren sehr viele dieser Seiten von der NASA oder vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, jedoch fand ich auch beim Hamburger Abendblatt eine sehr gute und ausführliche Reihe von Artikeln über die ISS. Da die NASA Seiten sehr ins technische Detail vertieft waren und beim Vergleich mit den Informationen des Abendblattes keine Unterschiede aufwiesen, verwendete ich das Hamburger Abendblatt als Quelle. Um verschiedenste Bilder des Projekts ISS zu bekommen kontaktierte ich die NASA Homepage und fand unter dem Stichwort Gallery ein unglaublich großes Archiv von Bildern und Animationen, aus dem ich einige Bilder übernommen habe. Beim Verfassen der Arbeit a sich gab es keine Probleme und ich bin mit dem schreiben sehr zügig voran gekommen und bin froh mich durch diese Arbeit in das Thema der Internationalen Raumstation noch tiefer hinein gearbeitet zu haben. Bibliographie

12 Sekundärliteratur: -12- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (1998). Schülerinformation Raumfahrt. (Abgerufen am ). Online im Internet: WWW: Hamburger Abendblatt (1998, 1999). Internationale Raumstation. (Abgerufen am ). Online im Internet: WWW: NASA (1999). International Space Station Fact Book. (Abgerufen am ). Online im Internet: WWW: Bildernachweis Abb.1: NASA (1999). Human Space Flight Gallery. Abgerufen ( ). Online im Internet: WWW: (Suchbegriff: ISS) Abb.2: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (1998). Schülerinformation Raumfahrt. Abgerufen ( ). Online im Internet: WWW: (Seite 2) Abb.3: NASA International Space Station (1999). Zarya Control Module. Abgerufen ( ).Online im Internet: WWW: Abb.4: NASA (1999). Human Space Flight Gallery. Abgerufen ( ). Online im Internet: WWW: (Suchbegriff: Unity) Abb.5: NASA (1999). Human Space Flight Gallery. Abgerufen ( ). Online im Internet: WWW: (Suchbegriff: Unity) Abb.6: NASA (1999). Human Space Flight Gallery. Abgerufen ( ). Online im Internet: WWW: (Suchbegriff: Unity) Abb.7: NASA (1999). International Space Station Fact Book. (Abgerufen am ). Online im Internet: WWW: (Seite 1)