Skalierte Verbundwerkstoffe: Builder von SpaceShipTwo

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Das zweite SpaceShipTwo von Virgin Galactic, VSS Unity, gleitet während eines Testfluges am 4. August 2017 über Mojave, Kalifornien, zu einer Landung.

(Bild: © Virgin Galactic)

Scaled Composites ist eine Tochtergesellschaft von Northrop Grumman in Mojave, Kalifornien. Das Unternehmen entwickelte das erste SpaceShipTwo für Virgin Galactic, VSS Enterprise, ein Raumschiffdesign, mit dem Touristen und wissenschaftliche Nutzlasten in den Weltraum gebracht werden können. Das aktuelle SpaceShipTwo von Virgin Galactic, VSS Unity, wurde von The Spaceship Company gebaut. SpaceShipTwo absolvierte 2018 mehrere motorbetriebene Testflüge, was bedeutet, dass das Raumschiff seine Triebwerke während Testflügen in der Atmosphäre einschaltete. Virgin hat nicht bekannt gegeben, wann sie plant, Touristen in den Weltraum zu schicken. Der aktuelle Ticketpreis für eine Fahrt beträgt 250.000 US-Dollar.

Scaled wurde 2004 erstmals öffentlich bekannt, als sein früheres Raumschiff SpaceShipOne als erstes privates bemanntes Raumschiff die Grenze des Weltraums erreichte - 100 Kilometer über der Erdoberfläche. Für dieses Kunststück gewann das Unternehmen den Ansari X-Preis und erhielt ein Preisgeld von 10 Millionen US-Dollar. Kurz bevor Scaled den Preis gewann, kündigte der Serienunternehmer Richard Branson seinen Plan an, Touristenflüge mit dieser Technologie durchzuführen.

SpaceShipTwo wird schließlich mit sechs Passagieren an Bord starten und unter seinem Trägerflugzeug - WhiteKnightTwo - in den Weltraum schießen. Sobald das Flugzeug und das Raumschiff eine Höhe von 50.000 Fuß erreicht haben, fliegt SpaceShipTwo in einer Höhe von 100 km in den Weltraum.

Während sich SpaceShipTwo auf den Eintritt in die Atmosphäre vorbereitet, kann das Raumschiff seine Ruder um bis zu 65 Grad drehen, um den Luftwiderstand zu erhöhen. Dieses "Auslaufen" gibt dem Raumschiff mehr Kontrolle, wenn es durch die dünne Atmosphäre gleitet.

Wenn sich die Luft um 21.336 Meter verdickt, bewegt das Raumschiff sein Ruder zurück zu einer konventionelleren Gleitkonfiguration, sodass es auf einer normalen Landebahn des Flugzeugs aufsetzen kann.

Virgin Galactic hat das erwartete Flugdatum für Touristen aufgrund von Entwicklungsverzögerungen und einigen anderen Vorfällen mehrmals verschoben. Im Jahr 2007 wurden bei einer Explosion bei Scaled Composites mehrere Arbeiter am Boden getötet, und im Jahr 2014 wurde ein Pilot während eines motorisierten Testfluges getötet. Virgin nahm 2016 seine Segelflüge wieder auf und die Testflüge begannen 2018.

Erreichen des Ansari X-Preises

Scaleds Erfahrung in der Luft- und Raumfahrt reicht bis ins Jahr 1982 zurück, als Burt Rutan, ein Luftfahrtingenieur, das Unternehmen gründete. Neben seiner Arbeit an SpaceShipOne und SpaceShipTwo ist Scaled bekannt für seine Arbeit an einem unbemannten Luftfahrzeug namens Northrop Grumman X-47A sowie an mehreren Business-Jets und Segelschiffen.

Rutans Vision für die Raumfahrt war es, das konventionelle Start-vom-Boden-Szenario zu vermeiden, das die Menschen in den späten 90ern und frühen 2000ern, als der X-Prize-Wettbewerb lief, so gewohnt waren. Stattdessen schlug er vor, das Raumschiff mit einem Trägerflugzeug - White Knight genannt - hochzutragen und dann von oben auf eine Höhe von 62 Meilen zu starten. In Rutans Augen würde dies Kraftstoff und Geld sparen.

Während Rutan jahrelang im Geschäft war, ist die Raumfahrt eine teure Angelegenheit. Der X-Prize-Lauf wurde durch finanzielle Unterstützung von Microsoft-Mitbegründer Paul Allen ermöglicht, der einen nicht genannten Betrag zum Projekt beigetragen hat.

Mit Allens Unterstützung wurde Mojave Aerospace Ventures gegründet. Das Geschäft umfasste Beiträge von Allen und Scaled, als das Team am Aufbau von SpaceShipOne arbeitete. Ihr Ziel war es, zweimal in den Weltraum und zurück zu gehen, um den Preis für die erste Nichtregierungsorganisation zu gewinnen, die dies tat.

Kurz bevor er den Preis gewann, hielt Branson eine Pressekonferenz ab, in der er seine Absicht verkündete, auch in die Technologie von Scaled zu investieren und Virgin Galactic, ein Raumfahrtunternehmen, zu gründen. Das Unternehmen segelte durch seine X-Prize-Qualifizierungsflüge und konnte den Preis im Oktober 2004 problemlos gewinnen.

Frühe Entwicklung und Flüge

Im Juli 2007 ereignete sich im Montagewerk von SpaceShipTwo im Mojave Air and Space Port eine tödliche Explosion. Bei der Explosion wurden drei Arbeiter getötet und mehrere verletzt.

Sechs Monate später gaben kalifornische Sicherheitsinspektoren Scaled Zitate heraus, wonach das Unternehmen keine "wirksamen Informationen und Schulungen zu den mit Lachgas verbundenen gesundheitlichen und physikalischen Gefahren" zur Verfügung gestellt habe. Die gasförmige Verbindung wurde während des Tests am Mojave-Luft- und Raumhafen verwendet.

"Wir arbeiten weiterhin mit der Agentur zusammen, damit die bereits implementierten erweiterten Verfahren die sichersten Arbeitsbedingungen fördern", sagte Doug Shane, Executive Vice President von Scaled Composites, in einer Erklärung gegenüber Space.com im Januar 2008.

Das erste SpaceShipTwo-Raumschiff von Scaled hieß VSS Enterprise. Das Raumschiff hat seinen Namen von der berühmten USS Enterprise in der Science-Fiction-Serie "Star Trek" übernommen. Es beendete seinen ersten Gleittest am 10. Oktober 2010 und flog 13 Minuten über der Mojave-Wüste unter Anleitung von Pilot Peter Siebold und Co-Pilot Michael Alsbury.

VSS Enterprise führte zwischen Oktober 2010 und Mai 2011 alle paar Monate eine Reihe von Gleittests durch. Am 9. Juni 2011 wurde ein Gleittest aufgrund eines Release-Fehlers während des Flugs abgebrochen. Die Gleittests wurden am 14. Juni 2011 wieder aufgenommen und bis zum 12. April 2013 fortgesetzt. 2012 kündigte Scaled an, sich aus The SpaceShip Company zurückzuziehen - einem Joint Venture zwischen Virgin Galactic und Scaled Composites, um künftige Versionen von WhiteKnightTwo und SpaceShipTwo zu erstellen Diese beiden Fahrzeuge absolvieren ihre Flugtestprogramme. Diese Änderung erfolgte, nachdem Virgin Galactic Scaled aufgekauft hatte, um das Joint Venture vollständig zu übernehmen.

Am 29. April 2013 führte VSS Enterprise seinen ersten Motorflug durch. Während 13 Minuten stieg es auf eine maximale Höhe von 17.000 m (56.000 Fuß) und erreichte eine Höchstgeschwindigkeit von Mach 1,22 (wobei Mach die Schallgeschwindigkeit darstellt). An den Kontrollen an diesem Tag befanden sich Copilot Alsbury und Pilot Mark Stucky . VSS Enterprise führte dann 2013 und 2014 eine Mischung aus Motorflügen und Gleittests durch, bis zu seinem letzten Flug am 31. Oktober 2014.

Tödlicher Absturz und Untersuchung

Am 31. Oktober 2014 stürzte VSS Enterprise ab, nachdem das gefiederte Wiedereintrittssystem vorzeitig bereitgestellt worden war. Der Vorfall tötete Copilot Alsbury und schickte Pilot Siebold mit schweren Verletzungen ins Krankenhaus. Bodenbeamte sahen die "Anomalie während des Fluges" ungefähr zwei Minuten nach der Veröffentlichung von SpaceShipTwo durch WhiteKnightTwo, sagte der CEO und General Manager von Spaceport, Stuart Witt, während einer Pressekonferenz an diesem Tag.

Am 28. Juli 2015 gab das National Transportation Safety Board bekannt, dass der Absturz nach einem Copilot-Fehler passiert ist. Alsbury setzte das Federsystem zu früh ein, während das Raumschiff nur mit Mach 0,8 flog - nicht mit dem erforderlichen Mach 1,4. Scaled Composites wusste um das Risiko, das Federsystem frühzeitig zu entsperren, machte dies jedoch in seinen Pilothandbüchern nicht deutlich, stellte das NTSB fest. Das Board erklärte auch, wie Siebold den Absturz überlebt hat.

"Während der Trennungssequenz wurde [Siebold] aus dem Fahrzeug geworfen, während er noch auf seinem Sitz festgehalten wurde", sagte die Ermittlerin Lorenda Ward, als das NTSB laut National Public Radio im Juli 2015 seine Ergebnisse vorstellte. "Während seines Abstiegs zu Boden löste sich der Pilot von seinem Sitz und sein Fallschirm wurde automatisch ausgelöst."

Nach dem Absturz und bevor das NTSB seine Ergebnisse der Öffentlichkeit bekannt gab, entwickelten Virgin und The Spaceship Company einen Inhibitor, um zu verhindern, dass das Federsystem frühzeitig entsperrt wird. In der Anhörung dankte Branson (in einem Video) dem NTSB für eine Untersuchung, die "dazu beitragen wird, die junge kommerzielle Raumfahrtindustrie sicherer und besser zu machen".

VSS Unity-Testprogramm

Virgin nahm am 8. September 2016 sein Flugtestprogramm mit einem neuen Raumschiff namens VSS Unity wieder auf. Der SpaceShipTwo-Prototyp wurde einem Capture-Carry-Test unterzogen und startete eine Serie, die den größten Teil des restlichen Novembers dauerte. Am 3. Dezember 2016 führte Unity einen 10-minütigen Gleittest durch, bei dem eine maximale Höhe von 16,8 km (55.000 Fuß) und eine Höchstgeschwindigkeit von Mach 0,6 erreicht wurden. Sein Pilot an diesem Tag war Mark "Forger" Stucky und sein Co-Pilot war David Mackay.

Bis Mai 2017 wurden alle paar Monate weitere Gleittests durchgeführt. Am 1. Juni 2017 hatte Unity dann einen "Cold Flow" -Flug, was laut Virgin bedeutete, dass "Oxidationsmittel durch das Antriebssystem lief, ohne den Motor zu zünden". Zwei weitere Gleitflüge folgten am 1. Juni 2017 und am 4. August 2017.

Am 5. April 2018 beendete SpaceShipTwo seinen ersten motorisierten Testflug seit mehr als drei Jahren. Nachdem WhiteKnightTwo das Raumschiff in einer Höhe von 15.000 m abgeworfen hatte, flog das Raumschiff mit einer Höchstgeschwindigkeit von 1,87 Mach auf eine maximale Höhe von 25.686 m (84.271 Fuß). Der 30-Sekunden-Flug wurde von Mackay und Stucky gesteuert.

"@virgingalactic wieder auf Kurs", twitterte Virgin Galactic-Gründer Richard Branson nach dem Test. "Erfolgreicher Motorflug, Mach 1.6. Datenüberprüfung folgt, dann weiter zum nächsten Flug. Der Weltraum fühlt sich jetzt verlockend nah an."

Am 29. Mai folgte Unity mit einem zweiten Testflug, der auf eine maximale Höhe von 34.900 Metern und eine Höchstgeschwindigkeit von Mach 1,9 schoss. "Dies ist ein wichtiger Meilenstein in unserem Flugtestprogramm", sagte Mackay in einem auf YouTube veröffentlichten Video von Virgin Galactic. "Wenn der Raketenmotor angezündet ist, wird er wirklich lebendig. Wir haben ihn [das Raumschiff] bisher gleiten lassen, aber eigentlich soll er in den Weltraum fliegen."

Andere skalierte Projekte

Während Scaled am besten für sein SpaceShipTwo-Programm bekannt ist, war das Unternehmen auch an anderen Unternehmungen beteiligt, die in den letzten Jahren in den Nachrichten waren.

  • Scaled entwickelte Ende der 90er Jahre ein Projekt namens Proteus. Es war ursprünglich als eine Möglichkeit für ein Flugzeug gedacht, als temporärer Kommunikationssatellit in großer Höhe zu fungieren und das Breitband-Internet zurück auf den Boden zu senden. Heute wird es für Langzeitforschung in großer Höhe verwendet. Proteus hatte seinen ersten Flug am 26. Juli 1998 und absolvierte laut Scaled seinen 1000. Flug am 14. Juni 2017.
  • Im Oktober 2017 stellte Scaled ein Experimentalflugzeug namens Modell 401 vor, das "fortschrittliche, kostengünstige Fertigungstechniken demonstrieren" und Forschungsflugdienste für die Industrie und die US-Regierung demonstrieren soll, erklärte Scaled.
  • Scaled arbeitet auch an dem Stratolaunch-Flugzeug, das die längste Spannweite der Welt haben soll. Laut NBC begannen im Februar 2018 Tests zum Betanken von Flugzeugen im Flugzeug. Kurz darauf nahmen die Ingenieure Stratolaunch für einen Übungslauf auf der Landebahn mit, als das Flugzeug eine Höchstgeschwindigkeit von 74 km / h erreichte. Die Washington Post sagte, eine Funktion für Stratolaunch könnte darin bestehen, ein in Entwicklung befindliches Space Shuttle mit dem Spitznamen "Black Ice" zu befördern.

Zusätzliche Ressourcen

  • Scaled Composites-Website
  • X-Prize-Website

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