Die Zukunft der Internationalen Raumstation ISS aus der Sicht der NASA - Panorama

Seit dem Jahr 2000 ist der Orbitalkomplex kontinuierlich mit Besatzungsmitgliedern besetzt. Die ISS umkreist schon so lange den Globus, dass heute ein Viertel der Weltbevölkerung nicht mehr ohne sie gelebt hat. So allgegenwärtig die Raumfahrt auch ist, die ISS kann nicht ewig leben. Ihre Kernstrukturen – insbesondere ihre Module, Heizkörper und das zentrale Fachwerk – altern. Sie werden durch die Kräfte ankommender und abfliegender Fahrzeuge, Orbital-Reboosts (siehe unten) und intensive Hitze- und Kältezyklen geschwächt, wenn die Station bei jeder Umlaufbahn ins Sonnenlicht hinein- und wieder herausfliegt. Es traten Lecks in den Heizkörpern auf, und die Bemühungen, Luftlecks im russischen Zvezda-Modul zu finden und zu beheben, dauern seit Jahren immer noch an. Kurs muss korrigiert werden Beim Reboost werden die Triebwerke von angedockten Raumschiffen genutzt, um den Orbit der Station aus deren Bahn um die Erde anzuheben. Passiert das nicht regelmäßig, würde die ISS irgendwann unkontrolliert auf die Erde stürzen. Diese Reboosts, die die Fachwerk-Struktur der Station – wann immer sie erfolgt – argen Kräften aussetzt, wurden bisher nur von Raumschiffen von staatlichen Raumfahrtbehörden (NASA für die USA und Roskosmos für Russland) vorgenommen. Bis 2011 macht das die NASA mit den Space-Shuttles. Danach war es Roskosmos, die mit dem Transporter Progress oder der Raumkapsel Sojus die Kurskorrekturen übernahm. Allerdings drohte die russische Raumfahrtbehörde Roskosmos zuletzt mehrmals damit, die ISS abstürzen zu lassen. Wenn es weiter Sanktionen gebe, die seit dem Angriffskrieg auf die Ukraine bestehen, würde man die Kooperation mit der NASA und ESA einstellen. Die Internationale Raumstation würde dann abstürzen, weil russische Raumschiffe nicht mehr für Kurskorrekturen zur Verfügung stünden. Die Drohung hat im Anfang des Jahres 2023 an Gewicht verloren, zumal die NASA erstmals erfolgreich einen Reboost mit einem kommerziellen Raumfrachter durchführen. Elon Musk deutete schon damals an, SpaceX könne mit den Dragon-Kapseln diese Aufgabe auch übernehmen. Konkrete Pläne dazu wurden seitdem aber nicht genannt. Es ist jedenfalls denkbar, dass NASA und SpaceX daran arbeiten, die Dragon-Kapseln mit der Reboost-Funktion auszustatten. Zeitgleich verlief im Juni dieses Jahres ein Reboost-Progamm mit dem Raumfrachter Cygnus exakt nach Plan. Cygnus wird vom US-Rüstungskonzern Northrop Grumman gebaut. Er bringt seit 2013 Fracht zur ISS. Er ist nur einmal verwendbar und kann nicht für den Personentransport genutzt werden. Gleichzeitig verlagert die NASA ihren Schwerpunkt auf die bemannte Raumfahrt über die erdnahe Umlaufbahn hinaus. Das Artemis-Programm zielt darauf ab, Astronauten zum Mond zurückzubringen, ein Ziel, das immer mehr Budgetschwerpunkte der Agentur in Anspruch nehmen wird. Die NASA hofft, ihre Orbitalforschung ab 2028 auf neue kommerzielle Raumstationen umzustellen und bereits 2030 mit der Entsorgung der ISS zu beginnen. Die Agentur arbeitet mit ihren internationalen Partnern an dem Plan und finanziert gleichzeitig die Entwicklung kommerzieller Stationen und kosmischen Gefährten, die dabei helfen werden, das ISS-Programm zu verlassen, wenn es soweit ist. Wie wird die internationale Weltraumbehörde über die ISS verfügen? Die NASA erwog mehrere Möglichkeiten, die ISS zu entsorgen. Eine Idee bestand darin, die Station in eine &bdquo;Friedhofsumlaufbahn“ von mehr als 36.000 Kilometern zu bringen, wo sie auf unbestimmte Zeit bleiben würde. Angesichts der Tatsache, dass sich die ISS die Erde derzeit in einer Höhe von etwa 400 Kilometern umkreist, wurde diese Idee als unpraktisch und als zu kostenintensiv erachtet. Eine andere Möglichkeit bestand darin, die Station auseinanderzunehmen und einige der Module zu verschenken. Die NASA fragte die kommerzielle Raumfahrtindustrie, ob sie ISS-Module für neue Stationen wünschte, erhielt aber kein nennenswertes Interesse. So wie der Zusammenbau der ISS jahrzehntelange Arbeit erforderte, wäre auch die Demontage zeitaufwändig und kostspielig. Darüber hinaus basieren die meisten Module auf veralteten Technologien aus den 1990er und 2000er Jahren. Es stellt sich heraus, dass es mit der ISS am einfachsten ist, sie in die Erdatmosphäre eintauchen zu lassen, wo sie auseinanderbricht und verglüht. Dies wäre ebenfalls der Fall, wenn die NASA und ihre Partner die Station plötzlich verlassen würden. In ihrer geringen Höhe wird die ISS durch den bestehenden Luftwiderstand kontinuierlich näher an die Erde herangezogen. Ohne Eingriff würde die Station innerhalb von ein bis zwei Jahren wieder in die Atmosphäre gelangen. Im Normalbetrieb wird normalerweise ein russisches Progress-Frachtraumschiff eingesetzt, um die Station wieder anzukurbeln. Der sanfte Druck ist durch darin schwebende Astronauten spürbar. Leider ist die Station zu groß, als dass die NASA und ihre Partner sie unkontrolliert in die Erdatmosphäre stürzen lassen könnten. Mit einer Masse von 430 Tonnen nimmt die Station die Fläche eines größeren Fußball-Feldes ein. Einige seiner Komponenten würden die Reise durch die Atmosphäre überleben und auf die Oberfläche der Erde fallen. Der Wiedereintritt muss zudem präzise erfolgen, damit die nicht zerstörten Teile in eine abgelegene Region des Pazifischen Ozeans gelangen. Die Rede ist vom abgelegensten Ort der Erde: Point Nemo im Südpazifik. Nemo steht im Lateinischen für niemand, und tatsächlich trifft man hier selten auf einen Menschen. Denn die Internationale Raumstation (ISS) in 408 Kilometern Höhe liegt diesem Ort näher als der nächste feste Grund auf der Erde in 2688 Kilometern Distanz. Kein Punkt auf der Erde ist weiter von Landmasse entfernt. Ein beliebter Platz für Weltraumschrott Zwei Wochen würde es dauern, mit dem Schiff hierhin zu gelangen. Nirgends ist die Wahrscheinlichkeit kleiner, dass Weltraumschrott besiedelte Gebiete trifft. Deshalb wurde Point Nemo schon seit langem zum Schrottplatz für Raumkapseln, Spionagesatelliten, Treibstofftanks und ausgemusterte Raumstationen. Die NASA untersuchte zunächst den Einsatz von Progress-Fahrzeugen, um die ISS aus der Umlaufbahn zu bringen. Und während Progress oder andere Fahrzeuge verwendet werden können, um die Höhe der Station zu senken, kam die NASA zu dem Schluss, dass für den endgültigen Wiedereintritt etwas Robusteres erforderlich ist: ein spezielles Raumschiff mit leistungsstarken, zuverlässigen Triebwerken, das die ISS genau dorthin schickt, wo sie hin soll. Die Agentur sucht nun nach Vorschlägen der Raumfahrtindustrie für ein Raumschiff namens U.S. Deorbit Vehicle (USDV). &bdquo;Es wird sich um ein neues Raumfahrzeugdesign oder eine Modifikation eines bestehenden Raumfahrzeugs handeln, das auf seinem ersten Flug funktionieren und über ausreichende Redundanz und Fähigkeit zur Wiederherstellung von Anomalien verfügen muss, um den kritischen Deorbit-Burn fortzusetzen“, heißt es in der Ankündigung des Vorschlags. Die ISS wird mit Abstand das größte Objekt sein, das jemals aus der Umlaufbahn gebracht wurde. Wenn es in die Atmosphäre gelangt, werden Luftmoleküle komprimiert und reiben an seinen Oberflächen, wodurch sie sich erwärmen. Die NASA geht davon aus, dass die ersten Komponenten, die auseinanderbrechen, die riesigen Solaranlagen der Station sowie die Heizkörper sein werden, die dabei helfen, die Station kühl zu halten. Als nächstes sollen sich die Module vom Fachwerk lösen, dem Rückgrat der Station, das die Solaranlagen mit Strom versorgt. Schließlich brechen das Fachwerk und die Module selbst auseinander. Ein Großteil der Hardware wird verdampfen, aber einige größere Teile werden überleben. Die NASA wird sie auf Point Nemo richten, einen Ort im Südpazifik, der nach dem Kapitän aus Jules Vernes &bdquo;Zwanzigtausend Meilen unter dem Meer“ benannt ist. Point Nemo liegt fast 2700 Kilometer vom Land entfernt – einer der abgelegensten Orte der Erde. Dies macht es zu einem beliebten Ort für die Entsorgung von Raumfahrzeugen, von der Raumstation Mir aus der Sowjetzeit bis hin zu ISS-Frachtfahrzeugen. Bevor sich die NASA von der ISS verabschiedet, plant sie, ihre Forschung und Astronauten auf kommerzielle Raumstationen zu verlagern. So wie sich die Agentur für den ISS-Besatzungs- und Frachttransport an private Unternehmen wie SpaceX gewandt hat, möchte sie eher Kunde der Raumstation als Eigentümer werden. Im Januar 2020 erteilte die NASA Axiom Space einen Auftrag zur Anbringung kommerzieller Module an der Internationalen Raumstation. Die Module sind so konzipiert, dass sie sich schließlich in einer separaten Raumstation trennen. Axiom plant derzeit, sein erstes Segment im Jahr 2026 auf den Markt zu bringen. Ein Jahr später unterzeichnete die NASA-Vereinbarungen mit drei Unternehmensgruppen, die die Entwicklung freistehender kommerzieller Raumstationen planen. Nachdem sich ein Team mit einer anderen Gruppe zusammengeschlossen hat, sind zwei Stationskonzepte in Arbeit: Orbital Reef, das 2027 betriebsbereit sein soll, und Starlab, dessen Betrieb für 2028 angestrebt wird. Ziel ist es, diesmal nicht im Erd-Orbit, sondern im Mond-Orbit eine Plattform zu schaffen, die nicht nur wissenschaftlichen Zwecken dienen soll, sondern vor allem den letzten, logischen Halt für Expeditionen zum Mond und später zum Mars darstellen. Es gibt Bedenken, dass diese kommerziellen Raumstationen bis 2028 nicht zur Nutzung verfügbar sein werden. Das Büro des Generalinspektors der NASA kam zu dem Schluss, dass eine kommerzielle Station erst in den 2030er Jahren verfügbar sein wird, während das Aerospace Safety Advisory Panel der NASA über die Höhe der Finanzierung für kommerzielle Raumfahrt besorgt ist. Beamte der NASA haben eingeräumt, dass sich der Zeitplan möglicherweise ändern muss. In der Zwischenzeit bleibt die ISS ein geschäftiges internationales Wissenschafts- und Forschungszentrum. Da weitere kommerzielle Astronautenmissionen geplant sind, wird der Orbitalkomplex wahrscheinlich bis zu dem Moment, in dem er aus der Umlaufbahn gebracht und in die Geschichte geschickt wird, mit voller Kapazität laufen.