NASA identifiziert thermische Degradation als Ursache für Starliner-Fehlfunktion

Vertreter der NASA werden heute um 14:00 Uhr EST im Rahmen einer hochkarätigen Pressekonferenz die abschließenden, umfassenden Ergebnisse der Untersuchungen zum Boeing Starliner Crew Flight Test 2024 vorstellen. Das Briefing, das von Administrator Jared Isaacman und dem Associate Administrator Amit Kshatriya geleitet wird, bietet eine detaillierte technische Analyse der Anomalien im Antriebssystem und der Heliumlecks, die das ursprüngliche Flugprofil der Mission erheblich verändert haben. Durch die Untersuchung der Ursachen für die Degradation der Triebwerke aims die Behörde darauf ab, einen klaren Fahrplan für die endgültige Zertifizierung des Raumschiffs innerhalb des Commercial Crew Program zu erstellen.

Was war die Grundursache für die Antriebsprobleme des Starliner?

Die Grundursache für die Antriebsprobleme des Starliner wurde als thermische Degradation und das Aufquellen von Teflon-Dichtungskomponenten, sogenannten Poppets, identifiziert, die sich in den Triebwerksventilen befinden. Unter der Einwirkung von Hochfrequenz-Zündzyklen und intensiver solarer Erwärmung schränkten diese Dichtungen den Treibstofffluss ein, was zu einem erheblichen Schubverlust und gleichzeitigen Heliumlecks im Verteilersystem des Servicemoduls führte.

Technische Untersuchungen ergaben, dass die „Doghouse“-Gehäuse, in denen die Triebwerke des Reaction Control System (RCS) untergebracht sind, während der Andockphase an die Internationale Raumstation (ISS) höheren Temperaturen als erwartet ausgesetzt waren. Diese lokalisierte Erwärmung führte dazu, dass sich die Teflon (PTFE)-Poppets ausdehnten und den Treibstoffpfad teilweise blockierten. Die Ingenieurteams der NASA stellten fest, dass die Frequenz der Triebwerksimpulse in Kombination mit der Umgebung des Servicemoduls einen „Heat-Soak“-Effekt (Wärmestau) erzeugte, der die Materialverformung verschlimmerte. Diese Erkenntnis ist entscheidend, da sie eine spezifische Materialschwachstelle aufzeigt, die sich erst unter den einzigartigen operativen Belastungen einer bemannten Andocksequenz manifestierte.

Darüber hinaus bestätigte die Untersuchung der Heliumlecks, dass die Dichtungen im Antriebsverteiler unter anhaltendem Druck anfällig für geringfügige strukturelle Ausfälle waren. Während Helium zur Druckbeaufschlagung der Treibstofftanks verwendet wird, gab die während des Fluges 2024 beobachtete Leckrate Anlass zur Sorge über die langfristige Integrität des Leitungssystems. Forscher von Boeing und der NASA nutzten Bodentests in der White Sands Test Facility, um diese Bedingungen zu replizieren, und bestätigten, dass die Kombination aus chemischer Belastung und thermischen Zyklen die Dichtungen schwächte. Diese Ergebnisse machen eine Überprüfung der Ventilbaugruppen-Hardware erforderlich, bevor künftige Flugbereitschaftsprüfungen genehmigt werden können.

Warum entschied sich die NASA, die Astronauten mit SpaceX statt mit dem Starliner zurückzubringen?

Die NASA entschied sich dafür, die Astronauten Butch Wilmore und Suni Williams mit einer SpaceX Crew Dragon-Mission zurückzubringen, da die Ungewissheit hinsichtlich der Triebwerksleistung des Starliner die akzeptablen Sicherheitsmargen überschritt. Die Behörde kam zu dem Schluss, dass das Risiko eines Triebwerksausfalls während des kritischen Deorbit-Burns zu hoch sei, was die Crew potenziell in einer instabilen oder nicht wiederherstellbaren Umlaufbahn hätte zurücklassen können.

Die Entscheidung, SpaceX für den Rückflug der Mission einzusetzen, war ein historischer Wendepunkt, der die „Safety-First“-Kultur der Behörde unterstrich. Während des Andockversuchs im Juni 2024 fielen fünf RCS-Triebwerke aus, und obwohl vier schließlich wiederhergestellt werden konnten, bedeutete die unvorhersehbare Natur der Degradation, dass die Ingenieure die Leistung während des riskanten Wiedereintritts in die Atmosphäre nicht garantieren konnten. Associate Administrator Amit Kshatriya betonte, dass das Fehlen eines definitiven „physikbasierten“ Modells für das Triebwerksverhalten zu diesem Zeitpunkt es unmöglich machte, einen katastrophalen Ausfall während der Rückreise auszuschließen.

Infolgedessen überführte die NASA die Starliner-Mission in eine unbemannte Rückkehr, die Ende 2024 erfolgreich stattfand, während Wilmore und Williams an Bord der ISS blieben. Dieser Schritt ermöglichte es dem Commercial Crew Program, wertvolle Daten von der unbemannten Landung zu sammeln, ohne Menschenleben zu riskieren. Die Mission SpaceX Crew-9 wurde daraufhin so konfiguriert, dass sie mit zwei leeren Sitzen flog, um sicherzustellen, dass die erfahrenen Astronauten über ein verifiziertes und sicheres Transportfahrzeug für ihre Rückkehr zur Erde verfügten. Diese Notfallplanung demonstrierte die vitale Bedeutung redundanter amerikanischer Crew-Transportsysteme, die gleichzeitig in Betrieb sind.

Wird Boeings Starliner wieder mit Astronauten fliegen?

Es wird erwartet, dass Boeings Starliner erst nach der erfolgreichen Umsetzung von Hardware-Neukonstruktionen und einem strengen, von der NASA überwachten Rezertifizierungsprozess wieder mit Astronauten fliegen wird. Die Behörde verlangt einen definitiven Beweis dafür, dass die Ventil- und Triebwerksprobleme gelöst wurden, was ein modifiziertes Design des Servicemoduls oder einen zusätzlichen unbemannten Demonstrationsflug zur Validierung der Korrekturen beinhalten könnte.

Der Weg nach vorn für den Starliner umfasst mehrere obligatorische Meilensteine, die darauf abzielen, das Vertrauen in die Zuverlässigkeit der Plattform wiederherzustellen. Die NASA hat angedeutet, dass Boeing die folgenden technischen Anforderungen vor der nächsten bemannten Mission erfüllen muss:

• Neukonstruktion der RCS-Triebwerks-Poppets unter Verwendung von Materialien, die resistenter gegen thermische Ausdehnung sind.
• Aufrüstung der Heliumverteiler-Dichtungen, um Leckagen während längerer Aufenthalte an der ISS zu verhindern.
• Aktualisierung der Flugsteuerungssoftware, um die Zündmuster der Triebwerke zu optimieren und die thermische Belastung zu reduzieren.
• Durchführung eines integrierten Tests des Antriebssystems, um „Worst-Case“-Szenarien beim An- und Abdocken zu simulieren.

Der Crew Flight Test 2024 lieferte zwar wesentliche Daten, verzögerte jedoch auch die formale Zertifizierung des Raumschiffs für reguläre Besatzungswechsel-Missionen. Die NASA bekennt sich weiterhin zur Partnerschaft mit Boeing, da die Aufrechterhaltung zweier unabhängiger Anbieter – SpaceX und Boeing – eine strategische Priorität ist, um den kontinuierlichen Zugang zur Internationalen Raumstation zu gewährleisten. Der Zeitplan für den nächsten Flug bleibt flexibel und hängt von den Ergebnissen der Hardware-Modifikationen und der abschließenden Sicherheitsüberprüfung der Behörde ab.

Auswirkungen auf die Logistik der Internationalen Raumstation und zukünftige Missionen

Die mit der Untersuchung des Starliner verbundenen Verzögerungen haben erhebliche Anpassungen der Zeitpläne und Besatzungswechselzyklen der Internationalen Raumstation (ISS) erforderlich gemacht. Da das Commercial Crew Program in der Zwischenzeit stark auf SpaceX angewiesen ist, musste die NASA ein komplexes „orbitales Ballett“ bewältigen, um sicherzustellen, dass die Station voll besetzt bleibt, während sie den verlängerten Aufenthalt der CFT-Besatzung ermöglicht. Diese logistische Herausforderung verdeutlicht die Fragilität des Betriebs der Raumstation, wenn eines der primären Transportfahrzeuge mit einem technischen Flugverbot belegt ist.

Trotz dieser Hürden sieht die NASA-Führung die gründliche Untersuchung als Beweis für die Robustheit des Public-Private Partnership-Modells. Die Transparenz der Ergebnisse, die in der heutigen Pressekonferenz geteilt werden, soll das öffentliche Vertrauen stärken und sicherstellen, dass die Lehren aus dem Testflug 2024 auf künftige Deep-Space-Explorationsbemühungen angewendet werden, einschließlich der Artemis-Missionen. Durch die Lösung dieser komplexen technischen Probleme stellt die NASA sicher, dass die nächste Generation von Raumfahrzeugen sicherer und fähiger sein wird, eine langfristige menschliche Präsenz im erdnahen Orbit und darüber hinaus aufrechtzuerhalten.

Mit Blick auf die Zukunft wird die Behörde weiterhin Live-Updates und technische Briefings streamen, während das Boeing-Team mit der physischen Umsetzung der empfohlenen Änderungen beginnt. Das heutige Briefing um 14:00 Uhr EST dient als kritischer Knotenpunkt in der Geschichte des Commercial Crew Program und markiert das Ende der Untersuchungsphase sowie den Beginn der „Fix and Fly“-Ära für das Starliner-Raumschiff. Medienvertreter und die Öffentlichkeit können den Live-Stream auf dem YouTube-Kanal der NASA verfolgen, um weitere Einblicke in die spezifischen technischen Daten zu erhalten, die die Zukunft der amerikanischen Raumfahrt prägen werden.