Die Starliner-Kapsel von Boeing vollzieht das erste „beißende“ Andocken an die Raumstation – Spaceflight Now

Die Starliner-Crew-Kapsel von Boeing erreichte am Freitagabend schließlich die Internationale Raumstation mit einem „nagelbeißenden“ Rendezvous und Andocken, wobei mehrere technische Probleme überwunden wurden, um ein lang erwartetes Ziel für das Raumschiff zu erreichen, bevor die NASA ihn nicht autorisiert, die Astronauten dorthin zu transportieren Forschungskomplex.

Die Besatzungskapsel dockte am Freitag um 20:28 Uhr EDT (Samstag 0028 GMT) an das vordere Ende des Harmony-Moduls der Station an und führte sich mithilfe einer sichtbasierten Navigation autonom zum Andockziel.

Es gab keine Astronauten auf dem Starliner-Raumschiff, das Freitagnacht angedockt hat, aber das menschengroße Schiff soll Menschen zur und von der Raumstation befördern. Der Boeing-Besatzungsträger startete am Donnerstagabend von Cape Canaveral auf einer Atlas-5-Rakete der United Launch Alliance und begann die Orbital Flight Test-2-Mission, eine Shakedown-Kreuzfahrt für die kaugummiförmige Kapsel.

Das Boeing Starliner-Raumschiff glitt zu einem Liegeplatz neben der Dragon-Crew-Fähre von SpaceX, was das erste Mal war, dass beide Auftragnehmer der kommerziellen NASA-Crew gleichzeitig Kapseln an der Station befestigten.

Das Andocken war ein „sehr historischer Tag“ für das kommerzielle Crew-Programm der NASA, sagte Steve Stich, der NASA-Direktor, der die Festpreis-Crew-Transportverträge der Agentur mit Boeing und SpaceX überwacht. Die Verträge wurden nach der Stilllegung der Space-Shuttle-Flotte der NASA unterzeichnet, wodurch die Vereinigten Staaten ohne eigene Startfähigkeit für die Besatzung zurückblieben.

„Unser Ziel war es, zwei redundante Mannschaftstransportsysteme zu haben“, sagte Stich. „Das war von Anfang an unser Ziel, und heute wurde dieses Ziel Wirklichkeit, als Starliner anlegte.“

Die NASA hat rund 5 Milliarden US-Dollar für das Design und die Entwicklung der Besatzungskapseln SpaceX Dragon und Boeing Starliner sowie weitere Milliarden für Transportdienste investiert, sobald das Raumschiff für den bemannten Flug zertifiziert wurde.

Die Unternehmen haben auch ein nicht näher bezeichnetes Maß an privater Finanzierung bereitgestellt, eine Anforderung im Rahmen des öffentlich-privaten Partnerschaftsabkommens, das seit 2010 vom kommerziellen Crew-Programm der NASA verfolgt wird.

Das Starliner-Programm ist Jahre hinter dem Zeitplan zurück, nachdem 2019 ein Testflug – bekannt als OFT-1 – durch Softwarefehler abgebrochen wurde und das Raumschiff daran gehindert wurde, die räumliche Station zu erreichen. Boeing versuchte im vergangenen August, den Testflug 2019 zu wiederholen, aber Beamte sagten den Start ab, nachdem sie blockierte Ventile im Antriebssystem der Kapsel gefunden hatten.

Nachdem Software- und Ventilprobleme ausgebügelt waren, hob Boeings Starliner-Crew-Kapsel am Donnerstag ab, kam sicher im Orbit an und steuerte auf die Raumstation zu. Das Raumschiff hat auf der Reise zum umlaufenden Forschungsaußenposten mehrere technische Probleme überstanden.

Zu den wichtigsten technischen Problemen der OFT-2-Mission gehören bisher das Versagen von vier Raketendüsen am Starliner-Servicemodul, Druckspitzen in zwei thermischen Kühlkreisläufen und ein Problem mit dem Kapseldock des Systems, das kurz vor der Verbindung mit dem Weltraum entdeckt wurde. Bahnhof.

Das 15 Fuß breite (4,6 Meter) Starliner-Raumschiff schwebte mehr als eine Stunde lang etwa 32 Fuß (10 Meter) von der Station entfernt, eine Verzögerung, die hauptsächlich durch ein Problem mit einem Backup-System des von der NASA entworfenen Andockmechanismus verursacht wurde Nase der Mannschaftskapsel. Bodenlotsen zogen den Festmacherring ein und aus, setzten das System zurück und gaben Starliner dann grünes Licht, sich zum Festmachen zu beeilen.

Die Wärmebild-Navigationssensoren von Starliner – Teil des Vision-based, Electro-Optical Sensor Tracking Assembly (VESTA)-Systems des Raumfahrzeugs – sammelten Daten über die Reichweite und Geschwindigkeit der Annäherung zwischen dem Raumfahrzeug und der Raumstation.

„Die Technologie rund um VESTA ist wirklich erstaunlich. Es war definitiv etwas, das man sich ansehen sollte“, sagte Mark Nappi, Starliner-Programmmanager von Boeing. „Und es war wirklich ärgerlich, zuzusehen, wie dieses Fahrzeug eine Weile dort stand, bis es Zeit war, hereinzukommen. Also viele sehr glückliche Leute im Boeing-Programm heute wegen dem, was wir gesehen haben.“

Kontaktieren und ergreifen.

Boeings Starliner-Besatzungskapsel ist zum ersten Mal auf der Internationalen Raumstation angekommen und erfüllt einen wichtigen Zweck für diesen Test des unbemannten Orbitalflugs.https://t.co/aw0ThNxJbJ pic.twitter.com/chMvuu4TaO

– Raumfahrt jetzt (@SpaceflightNow) 21. Mai 2022

Die siebenköpfige Besatzung der Internationalen Raumstation überwachte die Annäherung des Raumfahrzeugs und testete seine Fähigkeit, Befehle über ein bidirektionales Funkkommunikationssystem an den Starliner zu senden. Die Astronauten Kjell Lindgren und Bob Hines planen, am Samstag die Luken zu öffnen und die Mannschaftskabine des Starliners zu betreten.

Lindgren und Hines werden das Innere der Kapsel inspizieren und Stimmkontrollen über das Kommunikationssystem des Raumfahrzeugs durchführen. Astronauten werden auch etwa 500 Pfund (227 Kilogramm) Lebensmittel, Elektronik und Zubehör auspacken, die vom Starliner-Testflug geliefert wurden, und sie durch gekennzeichnete Fracht für die Rückkehr zur Erde ersetzen.

Für die OFT-2-Mission platzierte Boeing einen instrumentierten Testdummy auf dem Kommandantensitz des Starliner, um Daten über die Umgebungen zu sammeln, die Astronauten bei zukünftigen Missionen sehen werden. Das Modell mit dem Namen „Rosie“ nach der Ikone des Zweiten Weltkriegs, Rosie the Riveter, trägt einen blauen Boeing-Raumanzug.

Der Starliner wird frühestens am 25. Mai von der Raumstation abdocken, um zur Erde zurückzukehren, mit dem Ziel einer Fallschirm- und Airbag-unterstützten Landung im White Sands Space Harbor in New Mexico.

NASA- und Boeing-Ingenieure werden die Ergebnisse der OFT-2-Mission auswerten, bevor sie den Start des Crew Flight Test, der ersten Starliner-Mission mit Astronauten an Bord, genehmigen.

Beamte sagten vor dem OFT-2-Start, dass Boeing beabsichtigt, die nächste Besatzungskapsel bis Ende des Jahres flugbereit zu haben, aber Beamte werden sich nicht auf einen Zeitplan festlegen, bis sie die Ergebnisse der unbemannten Demonstrationsmission ausgewertet haben .

„Wir wären jetzt nicht hier, wenn wir nicht zuversichtlich wären, dass dies eine erfolgreiche Mission sein würde“, sagte Butch Wilmore, einer der NASA-Astronauten, die dem Starliner-Programm zugeteilt wurden, auf einer Pressekonferenz vor OFT-2. starten. „Aber es gibt immer unbekannte Unbekannte. Das hat uns historisch immer gehabt. Das sind die Dinge, die wir nicht wissen und nicht erwarten.

Während die Dragon-Kapsel von SpaceX im Mai 2020 erstmals mit Astronauten gestartet ist, ist der Starliner von Boeing nach der abgekürzten OFT1-Mission zweieinhalb Jahre am Boden. Gemäß den Bedingungen seines Vertrags mit der NASA war Boeing für die Verzögerungen verantwortlich und nahm eine Gebühr von 595 Millionen US-Dollar für die Bezahlung der neuen OFT-2-Testmission.

SpaceX hat seine für Menschen geeignete Dragon-Kapsel im März 2019 während eines unbegrenzten Testflugs ähnlich der OFT-2-Mission des Starliners an die Raumstation angedockt.

Nach OFT-2 und nach dem nächsten Testflug mit Astronauten plant die NASA, das Starliner-Raumschiff für regelmäßige Rotationsmissionen der Besatzung zur Raumstation zu zertifizieren. Die Agentur plant, zwischen Starliner- und Dragon-Raumschiffen zu wechseln, um „unterschiedliche Redundanzen“ für den Zugang der Besatzung zur Station bereitzustellen.

„Wir werden uns auf diese Mission, die Flugtestziele und die Vorbereitung der Flugtestziele für den Besatzungsflugtest konzentrieren, der am Ende ein Zertifizierungsziel hat, damit wir als NASA regelmäßig haben können geplante ungleiche redundante Flüge zur Internationalen Raumstation“, sagte Mike Fincke, ein weiterer NASA-Astronaut, der dem Starliner-Programm folgt. „Also können wir hochgehen, ein Flug mit Boeing, ein Flug mit SpaceX.“

Aber die OFT-2-Mission des Starliner hat noch einige Ziele zu erfüllen, bevor sie in New Mexico landet. Und Ingenieure werden Daten von den Triebwerken, dem Kühlsystem und dem Andockmechanismus des Raumfahrzeugs analysieren, um sicherzustellen, dass diese Probleme den Testflug der Besatzung nicht beeinträchtigen.

Laut Nappi haben sich die Ingenieure auf etwa drei „plausible“ Ursachen für das Abschalten von zwei der 12 nach hinten gerichteten orbitalen Manövrier- und Lageregelungstriebwerke (OMACs) des Starliner-Servicemoduls während der Umlaufbahn kurz nach dem Start am Donnerstag geeinigt. Details zu möglichen Ursachen nannte er nicht.

Zwei kleinere Triebwerke im Reaktionskontrollsystem funktionierten während des Rendezvous von Starliner mit der Raumstation am Freitag nicht mehr. Aber das Raumschiff hat „tonnenweise Redundanz“, sagte Stich, und die Bodenmannschaften in Houston räumten den Starliner ab, um seinen 450 Tonnen schweren Anflug auf die Raumstation fortzusetzen.

Das Servicemodul des Starliner-Raumfahrzeugs verfügt über vier große Startabbruchtriebwerke, die nur in Notfällen beim Aufstieg in den Weltraum verwendet werden. Es gibt 20 OMAC-Triebwerke auf dem Servicemodul – 12 sind nach hinten gerichtet – und 28 kleinere Düsen des Reaktionssteuerungssystems, die zum Richten verwendet werden. Weitere 12 Triebwerke an der wiederverwendbaren Starliner-Besatzungskapsel halten die Kapsel während des Wiedereintritts in der richtigen Position, nachdem die Einweg-Servicekapsel am Ende der Mission abgeworfen wurde.

Das Kühlsystem regelt die Temperatur des Starliner-Raumfahrzeugs. Auf dem Starliner-Raumschiff gibt es zwei Kühlmittelkreisläufe, von denen jeder eine freonähnliche Flüssigkeit verwendet, um die vom Raumschiff erzeugte Wärme zu den Kühlern zu transportieren.

Stich sagte, dass die Feuchtigkeit in das Kühlmittel eingedrungen sein könnte, was zu höheren Drücken und kälteren als erwarteten Temperaturen in den Kreisläufen des Wärmeregelungssystems geführt hätte. Die Missionskontrolle reagierte, bevor das Problem ernst wurde.

„Sie waren in der Lage, diese Heizungen zu umgehen und die Flüssigkeit aufzuwärmen“, sagte Stich. „Die Schleife erholte sich sehr schnell. Und dann haben sie diese Technik auf beiden Schleifen zu unterschiedlichen Zeiten verwendet, um die Docking-Sequenz heute zu handhaben, und es hat wirklich gut funktioniert. Wir hatten viel Platz. Beide Schleifen waren in Betrieb.

„Das Team hat ihn erwischt, bevor wir dort ein echtes Problem hatten“, sagte Nappi. „Sie sahen wirklich frühe Warnzeichen für den Aufbau des Pumpendrucks, was darauf hindeutete, dass wir möglicherweise Kühlmittel hatten, das … entweder zu Eis wurde oder nur die Dichte der (Flüssigkeit) dicker wurde.“

„Diese innovative Kühler-Bypass-Technik hat uns wirklich den Tag gerettet“, sagte Stich.

„Wir haben in den letzten 24 Stunden so viel von dieser Mission gelernt und von den Daten, die wir von der Mission und der vollständigen Systemüberprüfung erhalten“, sagte Kathy Lueders, stellvertretende Administratorin für das Space Operations Directorate der NASA. „All diese Erkenntnisse werden uns helfen, unser ultimatives Ziel zu erreichen, unsere Crews auf diesem nächsten Flug zu steuern.“

E-Mail an den Autor.

Folgen Sie Stephen Clark auf Twitter: @ Stephen Clark1.