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Start der „Colum­bia“ zur STS-93 Mission
„Chandra“ in der Nutzlastbucht von „Columbia“
„Chandra“ kurz vor dem Aussetzmanöver
STS-93 Post Flight Presentation
Steven Hawley (links) und Michel Tognini mit dem Southwest Ultraviolet Imaging System
die „Columbia“ beim Ausrollen auf Runway 33 des KSC
sichtbare Schäden an einem der SSMEs
Aufnahme der Supernova 1604 durch das Röntgenteleskop „Chandra“
Kompositaufnahme des Krebsnebels im unter Verwendung von „Chandra“ Daten

Von Wissenschaftlern in aller Welt mit Spannung erwartet erfolgte am 23.07.1999 um 04:31 UTC der Start der Raumfähre „Columbia“ F-​26  zur Mission STS-​93. Drei Tage zuvor war der Countdown bei T-​6 s gestoppt worden, als Sensoren eine unzulässig hohe Wasserstoff-​Konzentration im Bereich der Triebwerke des Shuttle registriert hatten. Später erwiesen sich die Telemetriewerte als unzutreffend. Doch auch zwei Tage später kam es nicht zum Start, da Gewitter über dem Cape aufgezogen waren. 24 Stunden später stieg die „Columbia“ dann in den Nachthimmel über Cape Canaveral. Damit hatte das Warten der Wissenschaftler ein Ende. Denn neben den ohnehin schon üblichen Verzögerungen im Shuttle Startmanifest hatten auch Entwicklungsprobleme mit der Nutzlast des Shuttle, dem großen Röntgenteleskop „Chandra“ (Vorstartbezeichnung AXAF — Advanced X-​Ray Astrophysics Facility), und der Fehlstart einer Titan IVB im April 1999 den Start in Frage gestellt. Was während des Aufstiegs noch niemand ahnte: „Columbia“ war gefährlich nahe an einem Abbruch des Starts. Denn nur 5 s nach dem Abheben trat ein Kurzschluß im Steuerungssystem des Shuttle auf, der zum Ausfall eines der drei SSME Triebwerke hätte führen können. Der Reservecomputer rettete die Mission, doch auch er konnte nicht verhindern, daß die Triebwerke knapp eine Sekunde vorzeitig Brennschluß hatten, als ihnen der Flüssigsauerstoff ausging. Professionell meisterte die Crew, die erstmals unter dem Kommando einer Frau, Eileen Collins, stand, die Situation. Mit ihr befanden sich an Bord: Pilot Jeffrey Ashby sowie die Missionsspezialisten Steven Hawley, Catherine Coleman und Michel Tognini (Frankreich). „Columbias“ Nutzlast, das fast sechs Tonnen schwere „Chandra“ Teleskop, gehörte zu den vier großen Teleskopen (Hubble Space Telescope, Compton Gamma Ray Observatory und Spitzer Space Telescope), die die NASA seit Mitte der 1970er Jahre für den Start mit dem Shuttle entwickeln ließ. Benannt wurde das Teleskop nach dem indisch-​amerikanischen Physik Nobelpreisträger Subrahmanyan Chandrasekhar, wobei „Chandra“ in Sanskrit auch „Mond“ bzw. „leuchtend“ bedeutet. Obwohl die Umlaufbahn der „Columbia“ wegen der Probleme beim Aufstieg 10 km unter den projektierten Werten lag, begann die Crew rasch mit den Vorbereitungen für das Aussetzen der 1,55 Mrd. $ teuren Nutzlast. Schon nach wenigen Stunden, um 11:47 UTC, wurde die mit ihren beiden IUS Antriebsstufen fast 23 Tonnen schwere Nutzlast von einem Federmechanismus aus dem Frachtraum des Shuttle ausgestoßen. Aus 50 km Entfernung konnte die Crew der „Columbia“ dann um 12:48 UTC das Zünden des Antriebs von „Chandra“ beobachten. Zur Erleichterung aller arbeiteten diesmal beide IUS Stufen zufriedenstellend, nachdem ein gleichartiger Antrieb im April 1999 einen US Militärsatelliten auf einer falschen Bahn stranden ließ. Doch auch diesmal wurde die angestrebte Bahn nur mit einer erheblichen Abweichung erreicht: das Apogäum lag mit 72.030 km rund 900 km zu niedrig. Das leistungsfähige Antriebssystem des Satelliten selbst konnte das aber leicht kompensieren. Während sich „Chandra“ nun auf einer stark elliptischen Umlaufbahn um die Erde bewegte, die bis auf ein Drittel der Entfernung Erde-​Mond von der Erde wegführte, wandte sich die „Columbia“ Crew den wenigen Experimenten zu, die sonst noch an Bord waren. Dazu zählten biologische (u.a. Biological Research in Canisters — BRIC, Commercial Generic Bioprocessing Apparatus — CGBA, Plant Growth Investigations in Microgravity — PGIM), medizinische (u.a. Cell Culture Model — CCM), technologische (u.a. Micro-​Electromechanical Systems — MEMS, Lightweight Flexible Solar Array Hinge — LFSAH) und astronomische Forschungen (Southwest Ultraviolet Imaging System — SWUIS), Mikrogravitationsexperimente (Gelation of Sols: Applied Microgravity Research — GOSAMR), Untersuchungen der ionosphärischen Veränderungen im Umfeld des Shuttle (Midcourse Space Experiment — MSX, Shuttle Ionospheric Modification With Pulsed Localized Exhaust — SIMPLEX) und der Kontakt zu Amateurfunkern rund um den Globus (Shuttle Amateur Radio Experiment — SAREX II). Drei Tage blieben der Crew für diese Experimente, dann begannen bereits die Vorbereitungen für die Landung. Denn mit 23.760 kg Nutzlast und einem Startgewicht von 122.645 kg (beides Rekordwerte!) hatte „Columbia“ wenig Reserven an Treibstoff, Sauerstoff und Lebensmitteln mitgeführt. So erfolgte die Nachtlandung bereits am 28.07.1999 um 03:20 UTC auf der Runway 33 des KSC. Die Missionsdauer betrug somit 118:50 h.
Unmittelbar nach der Landung begannen die Untersuchungen zu den kritischen Ereignissen in der Startphase fünf Tage zuvor. Eine Auswertung der Videoaufnahmen vom Start hatte bereits eine ungewöhnlich helle Strahlung im Triebwerksbereich der „Columbia“ gezeigt. Nun fand sich die Ursache hierfür. Drei nebeneinander liegende Röhrchen in der Austrittsdüse eines SSME wiesen Lecks auf, aus denen Flüssigwasserstoff ausgetreten war. Insgesamt 1.818 kg Treibstoff waren so verlorengegangen und hatten gleichzeitig die Kühlung des Triebwerks beeinträchtigt. Die Lecks hervorgerufen hatte ein etwa 2,5 cm langer vergoldeter Dorn, der als Abdeckung einer defekten Treibstoffleitung hätte dienen sollen. Der Dorn hatte sich gelöst und war mit annähernd Schallgeschwindigkeit durch die Röhrchenstruktur der Triebwerksglocke gerast, wobei er die Lecks schlug. Die Ursache für den Ausfall von zwei der drei Triebwerks-​Controller fand sich dagegen in einem Kurzschluß zwischen einem blankgescheuerten Kabel und einer hervorstehenden Schraube. Offensichtlich war irgendwann bei Wartungsarbeiten ein Arbeiter auf das Kabel getreten, das dann während späterer Missionen blankgescheuert wurde. Nach dieser Erkenntnis begab man sich auf die Suche nach möglichen weiteren Scheuerstellen und wurde fündig. Daraufhin nahmen Techniker auch das Schwesterschiff „Atlantis“ unter die Lupe. Wieder mit „Erfolg“. Daraufhin verhängte die NASA ein Startverbot für die gesamte Shuttle Flotte und untersuchte auch „Discovery“ und „Endeavour“. Mit teils erschreckenden Ergebnissen. Allein „Endeavour“ wies 38 Scheuerstellen im elektrischen System auf!
Das „Chandra“ Teleskop dagegen begeisterte seit seinem Start die Wissenschaftler. Das mit Abstand leistungsfähigste Röntgenteleskop zeichnete sich gegenüber Vorgängermissionen durch eine 50 bis 100 Mal höhere Empfindlichkeit seines Wolter-​Teleskops aus bei einem hervorragenden Auflösungsvermögen von lediglich 0,5 Bogensekunden. Die vier Instrumente hinter dem Teleskop umfassten zwei Bilddetektoren und zwei Sätze von Transmissionsgittern. Die Instrumente gewährleisteten eine gute Empfindlichkeit im Bereich von 0,1 bis 10 keV. Glücklicherweise erwies sich auch dieses Weltraumteleskop als sehr langlebig. Konzipiert für eine fünfjährige Mission verlängerte die NASA bereits im September 2001 den Betrieb auf erwartete zehn Jahre und stellte damit vor allem die notwendige Finanzierung sicher. Auch wenn Ingenieure und Wissenschaftler auf einen Betrieb von 15 Jahren hofften, wurden im Jahr 2008 Planungen für einen Nachfolger aufgenommen. Das International X-​ray Observatory (IXO) wurde aber nicht realisiert. Seither ruhen die Hoffnungen auf eine Fortführung der „Chandra“ Forschungen auf dem ESA Projekt Advanced Telescope for High Energy Astrophysics (ATHENA). „Chandra“ erlebte im Oktober 2018 sein bis dahin schwerste Anomalie. Nach Problemen mit einem Gyroskop ging der Satellit in einen Sicherheitsmodus. Relativ schnell war die Ursache aber erkannt und eine Strategie zur Vermeidung ähnlicher Ausfälle wurde erarbeitet. Die beinhaltete u.a., das betroffene Gyroskop, das ganz grundsätzlich noch nutzbar schien, in den stand-​by Modus zu versetzen.