Information
Sonntag,

09.03.2008

Einer der europäischen Beiträge zur Internationalen Raumstation war die Entwicklung des unbemannten Transportraumschiffs ATV (Automated Transfer Vehicle). Erste Vorschläge für eine solche Entwicklung stammten noch aus den 1980er Jahren, also aus einer Zeit, zu der eine amerikanische oder internationale Raumstation ebenfalls erst als Studie existierte. 1995 wurde die Entwicklung des ATV durch die ESA Mitgliedsstaaten beschlossen. Zwei Jahre später lagen bereits sehr konkrete Pläne für den Raumstransporter vor: eine Frachtkapazität (druckbeaufschlagt oder nicht) von etwa 9.000 kg, Solarzellen zur Energieversorgung über längere Zeiträume und eine Antriebskapazität, die geeignet war, Bahnmanöver des gesamten Orbitalkomplexes vorzunehmen. 1998 vergab die ESA den 2,65 Mrd. ₣ Auftrag zur Entwicklung des damals noch Ariane Transfer Vehicle genannten Raumfahrzeugs an Aerospatiale, nachdem in der Projektphase noch die deutsche DASA die Projektleitung innegehabt hatte. Die Entwicklung erheblicher Teile der Untersysteme wurden an den russischen Partner RKK Energija vergeben, da eine Kopplung des ATV mit den aus dem Sojus/​Saljut Programm stammenden Standardadaptern vorgesehen war und eine Betankung der Station über die Anschlüsse und Leitungen sichergestellt werden mußte, die auch von den Progress Transportern genutzt wurden. Die Kombination bewährter russischer Technik mit einer langen Entwicklungsgeschichte und modernster westeuropäischer Computertechnik sollte sich als zeitraubende Aufgabe erweisen. Dennoch entstand so ein sehr leistungsfähiges, wenn auch vergleichsweise teures Gesamtsystem. Neben dem Avionik– und Antriebsmodul, das in europäisch-​amerikanisch-​russischer Zusammenarbeit entstand, umfaßte das ATV in der finalen Konfiguration noch das druckbeaufschlagte ICC Frachtmodul (Integrated Cargo Carrier). In im Inneren montierten Racks konnten hier die Frachtgüter verstaut werden. Insgesamt rund 45 m³ Frachtvolumen standen für „Trockenfracht“ zur Verfügung. Dazu kamen Tanks für Treibstoffe, technische Gase, Sauerstoff und Trinkwasser. Die ICC Sektion wurde aus dem Multi Purpose Logistics Module (MPLM) abgeleitet, einem Frachtmodul, das in der Nutzlastbucht des Shuttle zur ISS transportiert werden sollte (und das ab 2001 eingesetzt wurde).
Ursprünglich plante die ESA den Erstflug des ATV für das Frühjahr 2003. Doch hatte man dabei die Komplexität der Aufgabe unterschätzt. Kein anderes europäisches Raumfahrzeug hatte bisher aus einer solchen Vielzahl von Untersystemen bestanden. Außerdem galten für die Operationen mit einem solchen knapp 20 Tonnen schweren und 10 m langen Raumfahrzeug in der Nähe der ISS natürlich besondere Vorschriften. Zumal das ATV über ein neuartiges autonomes Rendezvoussystem verfügte. Dieses mußte in allen erdenklichen Situationen 100%ig korrekt reagieren, um einen Zusammenprall mit der Station auszuschließen. Schließlich waren die Tests aber abgeschlossen und ein Starttermin wurde für September 2007 ins Auge gefaßt. Doch Verzögerungen im Shuttle Flugplan machten schon bald eine Verschiebung auf den November 2007 erforderlich. Weiter kompliziert wurde die Situation dadurch, daß man den Jungfernflug des ATV aus Sicherheitsgründen nur bei einem bestimmten Sonnenstand unternehmen wollte. Doch die Verzögerungen im Raumstationsprogramm setzten sich weiter fort, so daß schließlich der 09.03.2008 als definitiver Starttermin feststand. Nun lag es nur noch an den Europäern, ihre Kompetenz und Leistungsfähigkeit unter Beweis zu stellen.
Anfang März 2008 rollte die erste Ariane-​5ES, die speziell für den Transport des ATV modifizierte Version der bewährten Ariane-5G(S), zum ELA-​3 Startkomplex in Kourou. Am 09.03.2008 hob die Rakete dann exakt zum optimalen Zeitpunkt für das Rendezvous ab. Präzise setzte sie eine Stunde später ihre Nutzlast auf der vorberechneten Bahn aus. Mit 19.357 kg hatte die Rakete die bis dahin schwerste Nutzlast einer Ariane transportiert. Bis zum Docking mit der ISS lagen vor dem ATV 1 „Jules Verne“ aber noch umfangreiche Tests. Daher war auch die Treibstoffzuladung mit 5.858 kg ungewöhnlich hoch. Doch zunächst begann die Mission mit einigen Problemen. Aufgrund von Druckdifferenzen im Treibstoffsystem deaktivierte der ATV Bordcomputer sieben der achtundzwanzig Lagekontrolltriebwerke und eines der vier Manövertriebwerke. Aber der Flugplan sah bis zum Rendezvous ohnehin umfangreiche Tests vor. Und so blieb den Ingenieuren reichlich Zeit, dieses und weitere Probleme zu analysieren. Denn auch im weiteren Verlauf der Mission wurden wiederholt Teile des Antriebssystem deaktiviert. Ursächlich waren jeweils minimale Abweichungen von Parametern und zu eng gefaßte Toleranzen. Am 13./14.03.2008 flog das ATV simulierte Collision Avoidance Manoeuvre (CAM). Ende März 2008 manövrierte das ATV 1 zunächst auf eine erste Parkposition 39 km hinter der ISS. Über eine Zwischenstation bei 15,5 km näherte sich das Raumschiff am 29.03.2008 der ISS bis auf 3,5 km. Es folgten für rund 1½ Stunden Experimente unter Einbeziehung der ISS Crew. Dann kam aus dem Kontrollzentrum in Toulouse das Abbruchkommando. Damit wurde der manuelle Abbruch eines Annäherungsmanövers simuliert. Das ATV reagiert wie vorgesehen und flog das vorprogrammierte Ausweichmanöver. Am nächsten Tag näherte sich das ATV der ISS bereits bis auf 12 m, wobei die Funktion der Anääherungshilfen, einer Kombination aus GPS, Videometern und Telegoniometern letztmalig umfassend getestet wurden. Das Docking am „Swjesda“ Modul fand schließlich am 03.04.2008 um 14:46 UTC statt, ohne daß Bodenkontrolle oder Raumstationscrew eingreifen mußten. 10 min später war die mechanische Verriegelung vorgenommen und kurz darauf der Kopplungsvorgang abgeschlossen. Jahrelange Tests und Simulationen hatten sich damit ausgezahlt. Wenig später konnte die Besatzung der ISS erstmals das ATV betreten. Obwohl der Zugang nur durch den engen Durchstieg des Kopplungsadapters möglich war, begeisterte doch das Volumen des ICC Moduls. Und so wurde das ATV schon bald als willkommene Ergänzung des Raumstationsvolumens angesehen. Da es sich um einen der ruhigsten Plätze auf der gesamten ISS handelte, nutzten mehrere der Raumfahrer das ATV als Schlafquartier und Ort für die persönliche Hygiene. Auch die koreanische Raumfahrerin Yi Soyeon schlug im ATV ihr Quartier auf. Im April und Mai 2008 wurden die Transfers der Trockenfracht aus den Racks des ATV zur Station weitgehend abgeschlossen, ebenso das Umpumpen von Treibstoffen und Trinkwasser. In einem ursprünglich nicht vorgesehenen Experiment übernahm man zudem 110 Liter unaufbereitetes Kondenswasser aus dem Wassersammler der ISS. In den folgenden Wochen wurde das ATV mit zur Entsorgung bestimmten Abfällen beladen. Die ausgezeichnete Performance des ATV führte zu der Entscheidung, seine Mission um etwa einen Monat zu verlängern, um so maximalen Nutzen aus dem ATV Antrieb zu ziehen. Am 27.08.2008 flog die ISS dann auch unter Antrieb durch das ATV ein sogenanntes „debris avoidance manoeuvre“. Mit der Abkopplung von der ISS am 05.09.2008 um 21:29 UTC ging die Mission von „Jules Verne“ dem Ende entgegen. Doch zunächst standen noch mehrwöchige autonome Experimente auf dem Programm. Mit einer Serie von Bahnmanövern wurden alle Systeme des Raumschiffs nochmals überprüft und der Treibstoffverbrauch des nun wieder mit über 6 Tonnen Fracht beladenen ATV genauer bestimmt. Informationen, die für die Optimierung kommender Missionen relevant waren. Mit zwei Triebwerkszündungen am 29.09.2008 wurde schließlich der gezielte Wiedereintritt in die Atmosphäre eingeleitet. ATV 1 „Jules Verne“ zerbrach planmäßig über dem Pazifik, die Trümmer verglühten am 29.09.2008 gegen 13:43 UTC.