Bekanntlich möchte Virgin-Boss Richard Branson in absehbarer Zeit Menschen für den Preis eines Häuschens an den Rand des Weltalls befördern, und zwar mit dem Raketenflugzeug SpaceShipTwo, einer vergrößerten Version des SpaceShipOne, das am 4. Oktober 2004 den Ansari X-Prize gewann. Dazu musste es im Abstand von weniger als zwei Wochen zweimal eine Höhe von mehr als 100 km erreichen, der sogenannten Kármán-Linie, einer gebräuchlichen Definition für den Beginn des Weltraums jenseits der Erdatmosphäre.
Den ersten der beiden Flüge absolvierte das kleine Raumflugzeug, das als Gleitflugzeug mit Hilfsmotor zugelassen worden war, am 29. September 2004, und den zweiten eben bereits am 4. Oktober nur 5 Tage danach. Die beiden Flüge erreichten 102,93 und 112,014 km Höhe oder Apogäum = erdfernster Punkt, wie man hier schon sagt, weil das Flugzeug nach Abschalten des Raketentriebwerks in ca. 65 km Höhe einer ballistischen Flugbahn folgt. Da der Erdorbit nicht erreicht wird, spricht man von einem Suborbitalflug. Um beim Rückfall in die Atmosphäre abgebremst zu werden und automatisch die richtige Orientierung einzunehmen, verfügte SpaceShipOne über einen sogenannten Feathering-Mechanismus. Dabei wurden vor dem Wiedereintritt in die Atmosphäre die hinteren Enden der Tragflächen um 65° steil nach oben geklappt (feathered configuration), so dass das Flugzeug dann in der Art eines Federballs, dessen schwerer Kopf immer in Flugrichtung zeigt, von der dichter werdenden Atmosphäre abgebremst, stabilisiert und mit der Nase nach schräg unten ausgerichtet wurde. Bei einem erfolgreichen Test ließ man das Flugzeug sogar Heck voran in die Atmosphäre eintreten.
Wegen der im Vergleich zu Orbitalflugkörpern viel geringeren Geschwindigkeit (maximal Mach 3,5 = 3,5-fache Schallgeschwindigkeit = um die 4000 km/h, je nach Lufttemperatur, im Vergleich zu rund 28000 km/h aus dem Orbit) brauchte es so keinen Hitzeschild und keinen Fallschirm, was die schnelle Wiederverwendung erst ermöglichte. Die Tragflächen klappten in 10-20 km Höhe wieder in waagerechte Stellung und das Flugzeug flog als Gleiter zum Flugplatz zurück.
Replik des SpaceShipOne mit Tragflächen in Feather-Konfiguration. Bild: Wikimedia Commons, Chris857, CC BY-SA 3.0.
SpaceShipTwo, die größere Version für bis zu 6 Passagiere neben der zweiköpfigen Crew, ist schon seit 2006 in der Entwicklung, die zahlreiche Verzögerungen und auch schwere Unfälle erlebte. Schon 2007 vor dem Erstflug kam es zur Explosion eines Oxidator-Tanks, bei dem drei Techniker durch Splitter getötet wurden. Der Erstflug der VSS Enterprise (VSS steht für “Virgin Space Ship”) fand dann am 10. Oktober 2010 statt, ein reiner Gleitflug. Das Raketenflugzeug wurde in 13700 Fuß (4175 m) Höhe vom Trägerflugzeug White Knight ausgeklinkt und segelte dann wie nach der Rückkehr aus dem Weltraum zur Erde. Weitere 24 Gleitflüge und ein “Cold-Flow-Test” folgten, bei dem nur die Funktionsweise der Treibstoffpumpen verifiziert wurde, ohne Treibstoff zu zünden, bevor am 29. April 2013 das Triebwerk das erste Mal gezündet und eine Höhe von 56000 Fuß (17 km) bei Mach 1,22 erreicht wurde. Weitere Gleit- und Raketenmotortests folgten, bis es am 31. Oktober 2014 zu einem großen Unglück kam.
Wie auch SpaceShipOne kann SpaceShipTwo seine Tragflächenenden um 60° in die Feather-Konfiguration hochklappen, was niemals in dichter Atmosphäre und unterhalb von Mach 1,4 passieren darf. Laut Untersuchungsbericht entriegelte der Co-Pilot aus Versehen und mangels einer Blockierung, offenbar unter Zeitdruck, starken Vibrationen und Beschleunigungskräften, während das Triebwerk noch feuerte in 15000 m Höhe und bei Mach 0,92 den Feather-Mechanismus. Möglicherweise war er zur Zeit des Fehlers nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt gewesen. Der Untersuchungsbericht kritisierte auch die mangelnde Flugerfahrung des Co-Piloten. Binnen 4 Sekunden nach der Entriegelung zerbrach das Flugzeug in der Luft. Der Pilot konnte sich mit dem Fallschirm retten, er berichtete später, wie er noch angeschnallt im Sitz saß als das Flugzeug um ihn herum buchstäblich auseinander fiel, und das in extremer Höhe, Kälte und ohne Druckanzug. Der Co-Pilot kam ums Leben.
Spezialisten des National Transportation Safety Board inspizieren die Trümmer von VSS Enterprise nach dem Crash am 31. Oktober 2014. Bild: Wikimedia Commons, gemeinfrei.
Daraufhin kam es zu einer mehrjährigen Flugpause. Die Untersuchung lief, das Design des Triebwerks und des Treibstoffs wurden mehrfach geändert, und ein neues SpaceShipTwo gebaut, die VSS Unity, welche über ein Sicherungssystem für den Feather-Mechanismus verfügt. Die Unity führte seit Dezember 2016 sieben Gleitflugtests durch. Und gestern, am 5. April 2018, erfolgte der erste raketengetriebene Testflug. Das Trägerflugzeug White Knight Two VMS Eve trug die Unity auf 46500 Fuß (14200 m) Höhe und klinkte sie dort aus. Das Triebwerk zündete und brannte für 30 s. Das Flugzeug zog dabei steil um 80° nach oben. Bei Brennschluss wurden Mach 1,87 erreicht und das Flugzeug stieg im freien Fall bis auf 84271 Fuß (25655 m) Höhe, deutlich höher und schneller als die VSS Enterprise je geflogen war (Mach 1,4, 72000 Fuß/22000 m). Auf dem Weg zurück nach unten wurden die Tragflächen in 60°-Feather-Konfiguration geklappt und in 50000 Fuß Höhe wieder zurück in die Gleitflug-Ausrichtung.
Von diesem Flug gibt’s nun ein tolles Video:
Die neuen Sicherheitsvorrichtungen und weitere Veränderungen wie eine verstärkte Struktur machen die Unity schwerer als die Enterprise und sie wird in dieser Konfiguration die Kàrmàn-Linie nicht mehr erreichen können, aber 80 km Höhe, die von der US-Luftwaffe als Grenze zum Weltraum festgelegt wurden.
Wann der kommerzielle Betrieb endlich startet, ist noch unklar. Die von Branson angekündigten Termine wurden regelmäßig verfehlt (zuletzt wurde 2018 genannt). Immerhin zeigt der ambitionierte Flug über die Grenzen der mit der Enterprise absolvierten Flüge hinaus, dass man aufs Gaspedal drückt. Was auch nötig ist, weil die Konkurrenz von Blue Origin, einem Unternehmen des Amazon-Gründers Jeff Bezos, nicht geschlafen hat und schon mehrfach unbemannte Testflüge mit ihrer Rakete NewShepard auf 100 km Höhe absolviert hat. Mal schauen, wer den ersten Passagier an die Grenze des Weltraums trägt.
Referenzen:
- Jay Bennett, Popular Mechanics,: “Virgin Galactic Conducts First Rocket-Powered Flight of VSS Unity“, 5. April 2018
- en.wikipedia.org, SpaceShipTwo.
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