Space Launch System

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Start des ersten SLS mit Artemis 1 am 16. November 2022

Datei:Space Launch System Booster Passes Major Ground Test.webm

Ein Booster des SLS auf dem Teststand

Das Space Launch System (englisch für „Weltraum-Startsystem“), kurz SLS, ist eine im Auftrag der NASA entwickelte Schwerlastrakete zur bemannten Erforschung des Weltraums über einen niedrigen Erdorbit hinaus. Der erste unbemannte Start fand am 16. November 2022 statt,<ref name=":0">Im dritten Anlauf: „Artemis 1“-Mission der Nasa ist auf dem Weg zum Mond. Abgerufen am 16. November 2022. </ref> ein erster bemannter Start am 1. April 2026. Technisch baut die Rakete auf den nie realisierten Plänen der Ares-V-Rakete im Rahmen des Constellation-Programms auf. Basis der Entwicklung sind die Haupttriebwerke, die Feststoffbooster und der Außentank des 2011 beendeten Space-Shuttle-Programms.

Vorgeschichte und Planung

Nach dem Ende der bemannten Mondmissionen im Rahmen des Apollo-Programms konzentrierte sich die NASA auf bemannte Einsätze im niedrigen Erdorbit und entwickelte das Space Shuttle, das mit der Columbia am 12. April 1981 erstmals in den Weltraum startete. 22 Jahre später, am 1. Februar 2003, zerbrach Columbia beim Wiedereintritt in die Atmosphäre (siehe Columbia-Katastrophe), und es gab ein Umdenken bei der NASA und der US-Regierung. Das Shuttle galt mittlerweile als veraltet und zu teuer. So kündigte US-Präsident George W. Bush Anfang 2004 das Ende des Shuttle-Programms nach der Fertigstellung der Internationalen Raumstation (ISS) im Jahr 2010 an. Außerdem verkündete er im Rahmen der Initiative Vision for Space Exploration (VSE; englisch für „Vision für Weltraumerforschung“) die Entwicklung neuer Raketen und eines Raumschiffs zur Rückkehr zum Mond und letztendlich Flüge bis zum Mars an.<ref>The Vision for Space Exploration – February 2004. (PDF; 1,9 MB) In: nasa.gov. National Aeronautics and Space Administration, 15. Februar 2004, abgerufen am 17. Januar 2016 (). </ref>

Aus dieser Vision entwickelte sich dann das Constellation-Programm mit der bemannten Ares-I-Rakete und dem Orion-Raumschiff sowie der Schwerlastrakete Ares V. Das ganze Projekt litt von Beginn an unter Schwierigkeiten bei der Finanzierung und wurde im Jahr 2010 von US-Präsident Barack Obama wieder eingestellt. Als Kompromiss sollte lediglich das Orion-Raumschiff erhalten und weiterentwickelt werden.<ref>Kenneth Chang: Obama Vows Renewed Space Program. In: The New York Times. 15. April 2010, abgerufen am 17. Januar 2016 (). </ref>

Der Widerstand gegen die Einstellung des Constellation-Programms wurde größer, und im Sommer 2011 beauftragte der US-Kongress die NASA mit dem Bau einer neuen Schwerlastrakete. Diese jetzt Space Launch System genannte Rakete sollte ihren noch unbemannten Erstflug im Jahr 2017 absolvieren. Ein erster bemannter Start war für 2021 vorgesehen. Die Rakete soll aus Techniken des Space Shuttles und den Planungen der Ares-V-Rakete entwickelt werden.<ref>Preliminary NASA plan shows Evolved SLS vehicle is 21 years away. In: nasaspaceflight.com. 27. Juli 2011, abgerufen am 17. Januar 2016 (). </ref><ref>SLS finally announced by NASA – Forward path taking shape. In: nasaspaceflight.com. 14. September 2011, abgerufen am 17. Januar 2016 (). </ref>

Nach Verzögerungen bei der Raketenentwicklung gab die NASA Ende 2019 bekannt, den ersten unbemannten Testflug im Juli 2020 starten zu wollen. Die erste bemannte Mission, eine geplante Mondumkreisung, sollte nun im Juni 2022 starten.<ref>Forward to the Moon: NASA’s Strategic Plan for Lunar Exploration. (PDF) In: NASA. Mai 2019, abgerufen am 26. Mai 2019 (). </ref> Auch diese Termine wurden später wieder verworfen; Artemis 2 startete erst 2026.<ref name="artemis-ii-launch">NASA’s Artemis II Mission. NASA, abgerufen am 28. Januar 2026 (). </ref>

Aufbau der Rakete

Datei:Orange tank SLS evolution - Post CDR.jpg

Ehemals geplante Entwicklungsstufen des SLS

Datei:Block 1 70t Crew Expanded View.jpg

Explosionszeichnung der Block-1-Version (bemannt)

Datei:Block 2 130t Cargo Expanded View.jpg

Explosionszeichnung der aufgegebenen Block-2-Version (unbemannt)

Das SLS sollte über mehrere Schritte zu einer Schwerlastrakete mit einer Kapazität von ca. 130 Tonnen Nutzlast in eine niedrige Umlaufbahn entwickelt werden. Bereits im Einsatz ist die Block 1 genannte Version. Mit einer Rettungsrakete an ihrer Spitze ist diese Kombination 98 Meter hoch und wiegt beim Start etwa 2500 Tonnen. Die Nutzlastkapazität des Trägers beträgt 95 Tonnen für eine erdnahe Umlaufbahn (LEO) beziehungsweise 26 Tonnen zum Mond.<ref name=":3">Loren Grush: The first three missions of NASA’s next big rocket will have to settle for a less-powerful ride. In: theverge.com. 22. Mai 2018, abgerufen am 20. Dezember 2018 (). </ref><ref name="m2m">Moon to Mars. NASA, abgerufen am 15. Mai 2019.</ref> Sie kann das Orion-Raumschiff in eine Mondumlaufbahn befördern.

Die Block 1B genannte Variante sollte über eine stärkere Oberstufe (Nutzlast von 130 Tonnen LEO bzw. 45 Tonnen zum Mond) verfügen und sowohl das Orion-Raumschiff als auch unbemannte Nutzlasten wie Planetensonden befördern können.<ref name=":3" />

Mit neuen und verstärkten Boostern sollte die Rakete mit der Bezeichnung Block 2 später ihre maximale Nutzlastkapazität erreichen und größere Bestandteile für Asteroiden- und/oder Marsmissionen ins All befördern können.

Ob Block 1B und Block 2 tatsächlich realisiert werden, war wegen der Verspätungen und entsprechend ausufernder Kosten im SLS-Programm bereits in den späten 2010er Jahren ungewiss.<ref name="berger-budget">Eric Berger: New White House budget spells trouble for NASA’s SLS rocket. In: Ars Technica. 11. März 2019, abgerufen am 11. März 2019 (). </ref> Die Entwicklung der für Block 1B und 2 benötigten stärkeren Oberstufe wurde 2018 eingefroren, aber 2020 wiederaufgenommen.<ref>Philip Sloss: Administration proposes the end of EUS while Administrator considers full Exploration manifest rewrite. In: Nasaspaceflight. 19. März 2019, abgerufen am 19. März 2019 (). </ref><ref name="block1">Space Launch System Exploration Upper Stage Passes Critical Design Review. Boeing-Pressemeldung vom 21. Dezember 2020.</ref> Nach Amtsantritt des NASA-Administrators Jared Isaacman fiel schließlich im Februar 2026 die Entscheidung, die Entwicklung der Varianten 1B und 2 einzustellen. Stattdessen soll die Block-1-Variante eine kleinere Weiterentwicklung durchlaufen.<ref>https://spaceflightnow.com/2026/02/27/nasa-announces-major-overhaul-of-artemis-moon-program/</ref><ref>https://spacenews.com/nasa-revises-plans-for-future-artemis-missions-cancels-upgrades-to-sls/</ref>

Erste Stufe

Die erste Stufe hat 8,38 m Durchmesser,<ref name="sfn_110914" /> das entspricht dem Durchmesser des externen Tanks des Space Shuttles. Bei den ersten vier SLS-Missionen werden jeweils vier der vom Space-Shuttle-Programm verbliebenen vierzehn RS-25D-Triebwerke verwendet, die hierfür fehlenden zwei Triebwerke wurden aus noch vorhandenen RS-25D-Ersatzteilen gefertigt.<ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: Vorlage:Cite book/URL In: Ars Technica, 30. April 2025. Abgerufen im 4. März 2026 (english).Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2</ref> Diese Triebwerke wurden von Aerojet Rocketdyne überholt und mit modernisierten Steuerungen, einer erweiterten Leistungsregelung sowie einer zusätzlichen Isolierung ausgestattet, um den höheren Temperaturen standzuhalten, die durch die Nähe zu den Feststoff-Raketenboostern entstehen.<ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [ Space Launch System RS-25 Core Stage Engines.] In: NASA. , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 29. August 2021 (). Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref> Zu diesen für vier Flüge ausreichenden 16 Triebwerken bestellte die NASA bei Aerojet Rocketdyne im November 2015 weitere sechs neue Motoren.<ref>Aerojet Rocketdyne wins propulsion contracts worth nearly $1.4 billion. In: Spaceflight Now. 27. November 2015, abgerufen am 19. Januar 2016 (). </ref> Der Tank für den flüssigen Wasserstoff befindet sich im unteren Teil der ersten Stufe und der für den flüssigen Sauerstoff darüber.<ref name="Core Stage facts"></ref> Diese erste Stufe soll bei allen Varianten des SLS Verwendung finden.

Booster

Die Block-1-Variante verwendet beim Start zwei von den Space-Shuttle-Feststoffraketen abgeleitete, modernisierte Booster. Die Booster bestehen aus fünf anstatt der beim Space Shuttle eingesetzten vier Segmenten.<ref name="sfn_110914">NASA announces new rocket for deep space missions. In: Spaceflight Now. 14. September 2011, abgerufen am 6. Oktober 2013 (). </ref> Die beiden Booster sind seitlich an der ersten Stufe angebracht und sollen – anders als beim Space-Shuttle-Programm – nicht wiederverwendet werden.

Für Block 2 ließ die NASA von der Industrie leistungsfähigere Booster mit flüssigem oder festem Treibstoff untersuchen, die die Feststoff-Booster ersetzen sollten. Aerojet, Alliant Techsystems und ein Konsortium aus Dynetics und Pratt & Whitney Rocketdyne bewarben sich mit verschiedenen Konzepten. Der Entwurf von Dynetics und Pratt & Whitney Rocketdyne sah eine Steigerung der SLS-Nutzlastkapazität um 20 t vor.<ref name=sfn_02120418>Stephen Clark: Rocket companies hope to repurpose Saturn 5 engines. In: Spaceflight Now. 18. April 2012, abgerufen am 6. Oktober 2013 (). </ref> Das Vorhaben wurde jedoch 2014 von der NASA aufgegeben.<ref>Dan Leone: News from the 30th Space Symposium | Second SLS Mission Might Not Carry Crew. In: Spacenews. 21. Mai 2014, abgerufen am 12. März 2019 (). </ref>

Oberstufe

Bei der Block-1-Variante dient eine leicht abgeänderte DCSS-Stufe (Delta Cryogenic Second Stage) der Delta-IV-Rakete unter dem Namen ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) als Oberstufe. Bei den Varianten Block 1B und Block 2 sollte eine leistungsfähigere Oberstufe namens EUS (Exploration Upper Stage) zum Einsatz kommen. Diese Oberstufe hätte den gleichen Durchmesser wie die erste Stufe gehabt und vier wiederzündbare RL10-Triebwerke verwendet. Stattdessen ist nun eine Weiterentwicklung von Block 1 mit einer von der Vulcan übernommenen Centaur-Oberstufe mit zwei RL10-Triebwerken geplant.<ref>https://spaceflightnow.com/2026/03/07/nasa-contract-confirms-selection-of-ulas-centaur-5-as-new-upper-stage-for-the-sls-rocket/</ref>

Eigenschaften

SLS soll mindestens 13 Tankzyklen überstehen können, welche durch Startabbrüche und andere Verzögerungen notwendig werden können. Die montierte Rakete kann mindestens 180 Tage an der Startrampe verbleiben.<ref>SLS to be robust in the face of scrubs, launch delays and pad stays. In: NASASpaceFlight.com. 4. April 2012, abgerufen am 9. April 2012 (). </ref>

Das SLS ist im Vergleich mit der bisher stärksten Rakete – der Falcon Heavy – so leistungsfähig, dass es größere und schwerere Raumsonden auf eine Transferbahn zu den Gasplaneten usw. bringen kann, je nach Ziel auch Raumsonden der gleichen Masse ohne missionsverlängernde Swing-by-Manöver.<ref>David Hitt: NASA Space Launch System Could Make ‘Outside the Box’ Science Missions Possible. In: nasa.gov. NASAs Marshall Centre, 14. Januar 2014, abgerufen am 9. Februar 2014 (). </ref>

Entwicklung und Herstellung

Beide SLS-Stufen werden von Boeing entwickelt und gefertigt. Die Produktion ist auf dem Gelände der Michoud Assembly Facility der NASA in New Orleans angesiedelt. Im November 2014 verließ dort das erste Ringsegment für eine SLS-Erststufe die neu eingerichtete Schweißanlage.<ref>SLS Engine Section Barrel Hot off the Vertical Weld Center at Michoud. NASA</ref><ref>Space Launch System. Boeing, abgerufen am 17. Januar 2021.</ref> Im Januar 2015 begann das Stennis Space Center der NASA mit Testzündungen von RS-25-Raketentriebwerken, um diese für den Einsatz mit dem SLS vorzubereiten.<ref name=NSFStennis012015>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [ Stennis conducts SLS engine firing marking RS-25 return.] In: NASASpaceflight.com. , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen im Januar 2015 (). Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref>

Im Oktober 2018 stellte der NASA-Generalinspekteur fest, dass es bei der Entwicklung der ersten Raketenstufe zu erheblichen Verzögerungen und Budgetüberschreitungen gekommen sei, und warnte vor weiteren Problemen. Die Ursachen lagen demnach in Missmanagement bei Boeing und unzureichender Überwachung durch die NASA.<ref>Jeff Foust: NASA inspector general sharply criticizes SLS core stage development. In: Spacenews. 10. Oktober 2018, abgerufen am 12. März 2019 (). </ref>

Im Jahr 2019 wurde die erste Stufe der ersten Rakete zusammengebaut,<ref>NASA Invites Media for Look at NASA’s Space Launch System Progress. NASA, 20. Februar 2019, abgerufen am 12. März 2019 (). </ref> die für den Start der Mission Artemis 1 vorgesehen war. Anschließend wurde die Erststufe für einen achtminütigen Testlauf zum Stennis Space Center gebracht. Der Test fand am 16. Januar 2021 statt, brach aber wegen eines Hydraulikproblems im Zusammenhang mit der Schubvektorsteuerung nach nur 67 Sekunden ab.<ref>Stephen Clark: NASA studying cause of early end to NASA moon rocket test-firing. In: Spaceflight Now. 17. Januar 2021, abgerufen am 19. März 2022 (englisch).</ref><ref>Green Run Update: Data and Inspections Indicate Core Stage in Good Condition. In: nasa.gov. 19. Januar 2021, abgerufen am 19. März 2022 (englisch).</ref> Am 18. März 2021 wurde der Test erfolgreich wiederholt, und die erste Stufe feuerte 8 Minuten und 19 Sekunden lang.<ref>NASA Mega Moon Rocket Passes Key Test, Readies for Launch. NASA-Pressemeldung 21-030. In: nasa.gov. 18. März 2021, abgerufen am 19. März 2022 (englisch).</ref>

Startliste

Mission	Startdatum (UTC)	Variante	Anmerkungen
Artemis 1	16. Nov. 2022 06:47	Block 1	Start eines unbemannten Orion-Raumschiffs zum Mond (Translunar Injection). Zusätzlich wurden 10 Cubesats ausgesetzt, darunter mehrere Mondorbiter und ein Mondlander.
Artemis 2	1. April 2026 22:35	Block 1	bemannter Start einer Orion-Kapsel in einen hochelliptischen Erdorbit
Geplant<ref>Launches & Landings. NASA, abgerufen am 25. März 2026.</ref>
Artemis 3	2027	Block 1	bemannter Start einer Orion-Kapsel in einen Erdorbit
Artemis 4	Q1 2028		Bemannter Start einer Orion-Kapsel. Es ist noch offen, ob hierfür letztmals ein SLS Block 1 eingesetzt wird oder erstmals die geplante neue „Standardized configuration“ des SLS mit Centaur-Oberstufe.<ref>X-Nachricht von Spaceflight Now, 24. März 2026.</ref><ref>NASA Strengthens Artemis: Adds Mission, Refines Overall Architecture. NASA, 3. März 2026, abgerufen am 4. März 2026. </ref>
Artemis 5	frühestens 2028	SC 1	bemannter Start einer Orion-Kapsel

Gestrichene Starts:

Mission	Startdatum (UTC)	Variante	Anmerkungen
Europa Clipper	2024	Block 1 Cargo<ref>Loren Grush: The first three missions of NASA’s next big rocket will have to settle for a less-powerful ride. 22. Mai 2018, abgerufen am 20. Dezember 2018. </ref>	Sonde zum Jupitermond Europa; startete am 14. Oktober 2024 mit einer Falcon Heavy von SpaceX.<ref>Liftoff! NASA’s Europa Clipper Sails Toward Ocean Moon of Jupiter. NASA, 14. Oktober 2024, abgerufen am 17. Oktober 2024.</ref>
Asteroid Redirect	2026	Block 1B	Eine Orion-Kapsel sollte mit vier Besatzungsmitgliedern zu einem erdnahen Asteroiden fliegen, der robotisch untersucht worden wäre.
Artemis 6	2031	Block 1B Crew	Start einer bemannten Orion-Kapsel und eines LOP-G-Luftschleusenmoduls (Translunar Injection). Dieser Start – ohne das LOP-G-Modul – wird neu ausgeschrieben.
Artemis 7	2032	Block 1B Crew	Start einer bemannten Orion-Kapsel (Translunar Injection). Dieser Start wird neu ausgeschrieben.

Weblinks

Datei:Commons-logo.svg

Commons: Space Launch System – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• (Archiviert) NASA: Space Launch System Overview (englisch)
• (Archiviert) NASA Announces Design for New Deep Space Exploration System, Pressemeldung vom 14. September 2011 (englisch)
• (Archiviert) NASA: Space Lauch System (PDF; 0,4 MB) – ein früher und mittlerweile veralteter Entwurf des SLS (englisch)
• (Archiviert) Raumfahrer.net: SLS/Orion

Einzelnachweise

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