Raumstation

Technisch herausfordernd beim Betrieb einer Raumstation ist vor allem die Versorgung der Besatzung. Aufgrund der hohen Kosten für Transporte mussten Systeme entwickelt werden, die den Betrieb einer Raumstation weitgehend autark erlauben, d. h. in einem geschlossenen Kreislauf. Besonders bei der Aufbereitung von Wasser und Luft wurden dabei große Fortschritte erzielt.

Raumstationen umkreisen die Erde typischerweise in einer niedrigen Umlaufbahn (Low Earth Orbit) von 300 bis 400 Kilometern Höhe. Diese niedrigen Umlaufbahnen sind nicht stabil, da die Thermosphäre, eine dünne äußere Schicht der Erdatmosphäre, die Raumstationen ständig abbremst. Ohne regelmäßigen Schub in höhere Umlaufbahnen würden Raumstationen daher nach einigen Monaten oder Jahren wieder in die Erdatmosphäre eintreten. Auch die Gravitation anderer Himmelskörper stört die Umlaufbahn einer Raumstation. Bei der ISS erfolgen die sogenannten „Reboost-Manöver“ meist über die Triebwerke angekoppelter Raumschiffe und erfordern etwa 7 t Treibstoff pro Jahr. Die Chinesische Raumstation nutzt hierfür einen mit Xenon betriebenen, sehr treibstoffsparenden Hallantrieb, der aufgrund seiner geringen Schubkraft die Station bei den Bahnkorrekturmanövern auch mechanisch weniger beansprucht.

In einen Referat, das in Zürich auf dem von der International Astronautical Federation ausgerichteten Internationalen astronautischen Kongress verlesen wurde, hatte Wernher von Braun vorausgesagt, dass „eine ständige Weltraumstation mit Bemannung schon in 10 bis 15 Jahren errichtet werden“ könnte.[1]

Die erste Raumstation war 1971 die sowjetische Saljut 1. Eine der bedeutendsten Raumstationen war die sowjetische Station Mir, die fast 15 Jahre lang schrittweise ausgebaut und genutzt wurde. Mit der ISS ist heute eine Raumstation in internationaler Kooperation permanent bemannt.

Bisher wurden vierzehn Raumstationen in die Erdumlaufbahn gebracht, davon wurden zwölf bemannt:

Die NASA möchte ab 2025 zusammen mit den ISS-Partnern erstmals eine Raumstation in einem Mondorbit, das Lunar Orbital Platform-Gateway, betreiben. Roskosmos, das sich von diesem Projekt zurückgezogen hat, plant den Aufbau der Russischen orbitalen Servicestation (in einem Erdorbit) ab 2028 und die indische Raumfahrtbehörde ISRO bis 2035 die Einrichtung der Bharatiya-Antariksha-Station.[4][5]

Darüber hinaus stehen mit Starlab (Nanoracks/Voyager Space, Airbus und Northrop Grumman) ab 2028 und Orbital Reef (u. a. Blue Origin, Boeing und Sierra Space) ab Ende der 2020er[6] privat betriebene Raumstationen in Aussicht. Ende 2021 vergab die NASA Fördergelder von insgesamt 415 Millionen US-Dollar, um die Entwicklung dieser Stationen sowie eines mittlerweile aufgegebenen[7] Konzepts einer Raumstation von Northrop Grumman und Dynetics zu fördern.[8] Axiom Space möchte ab 2026 zunächst mehrere Module an die ISS anbauen, die – nachdem der ISS-Betrieb eingestellt wurde – wieder abgetrennt werden und eine eigenständige Raumstation bilden sollen.[9][10]

Neben diesen etablierten Raumfahrtorganisationen und -unternehmen veröffentlichten auch mehrere Start-up-Unternehmen ambitionierte Pläne für private Raumstationen. Vast kündigte beispielsweise an, frühestens im Jahr 2025 die Raumstation Haven-1 mit einer Falcon-9-Trägerrakete in eine niedrige Erdumlaufbahn befördern zu lassen und anschließend Astronauten in einer privaten Mission zu der Station zu bringen.[11] Die Orbital Assembly Corporation beabsichtigt die Errichtung des Weltraumhotels Voyager-Station.

Zukünftige Raumstationen könnten in größerer Entfernung zur Erde in einem entfernten rückläufigen Orbit um den Mond[12] oder in einem der Lagrange-Punkte des Erde-Mond-Systems positioniert werden. Ein entfernter rückläufiger Orbit oder die Lagrange-Punkte L4 und L5 ermöglichen der Raumstation eine wesentlich stabilere Umlaufbahn, was die nötigen Kurskorrekturen und damit den Treibstoffverbrauch erheblich reduzieren würde. Allerdings ist die Intensität der kosmischen Strahlung in einer größeren Entfernung zur Erde erheblich größer, weil dort der Schutz durch die Magnetosphäre der Erde fehlt. In einem erdnahen Orbit senken das Erdmagnetfeld und die Reste der Atmosphäre die Belastung durch die galaktische kosmische Strahlung um 70–90 %. Für eine Raumstation in größerer Entfernung zur Erde ist es also notwendig, besondere Vorkehrungen zum Strahlenschutz zu treffen.[13]

• Philip Baker: The Story of Manned Space Stations - An Introduction. Springer, Berlin 2007, ISBN 978-0-387-30775-6.
• Roger D. Launius: Space station - base camps to the stars. Smithonian, Washington D.C. 2003, ISBN 1-58834-120-8.
• Ernst Messerschmid et al.: Space Stations - Systems and Utilization. Springer, Berlin 1999, ISBN 978-3-642-08479-9.

Owen Garriott (Skylab 3, 1973)

1. Neue wissenschaftliche Weltraumphantasien. In: Arbeiter-Zeitung, 9. August 1953, S. 8 (online bei ANNO).Vorlage:ANNO/Wartung/aze
2. Tiangong 1 verglüht in Erdatmosphäre. Süddeutsche Zeitung, 2. April 2018, abgerufen am 2. April 2018.
3. Chinesische Raumstation „Tiangong-2“ über dem Südpazifik in der Atmosphäre verglüht. 19. Juli 2019, abgerufen am 19. Juli 2019.
4. Rahul Sunilkumar: ISRO to develop reusable rockets, aims to set up space station by 2035: Report. In: Hindustan Times. 30. Oktober 2022, abgerufen am 5. August 2023.
5. https://indianexpress.com/article/india/isro-to-launch-chandrayaan-4-to-bring-back-samples-from-moon-in-4-yrs-somanath-9068930/lite/
6. Blue Origin unveils plans to build a private space station called Orbital Reef by 2030. Space.com, 21. Oktober 2021.
7. https://spaceflightnow.com/2023/10/05/northrop-grumman-leaves-behind-solo-commercial-space-station-venture-partners-with-nanoracks-on-starlab
8. NASA Selects Companies to Develop Commercial Destinations in Space. 2. Dezember 2021, abgerufen am 8. Mai 2022.
9. The world’s next breakthrough innovation platform is in orbit. Abgerufen am 6. Oktober 2023 (englisch).
10. Axiom Space picks Thales Alenia to build commercial space station modules. Space.com, 24. Juni 2021.
11. Vast Space to launch 1st private station on SpaceX rocket in 2025. Abgerufen am 6. August 2023.
12. 杨驰航 et al.: 远距离逆行轨道上的近距离自然及受控编队. In: hkxb.buaa.edu.cn. 19. Dezember 2021, abgerufen am 8. Mai 2022 (chinesisch).
13. 王翔: 人在太空：空间站工程师视角下的载人航天. In: xinhuanet.com. 13. Mai 2022, abgerufen am 17. Mai 2022 (chinesisch).