So bringt uns die Wiederverwendung von Konstruktionen zum Mars: Im Inneren der Orion und des Space Launch Systems

Als die Vereinigten Staaten im Jahr 2011 ihr Space-Shuttle-Programm einstellten, war das das Ende von 30 Jahren Raumfahrt in einer erdnahen Umlaufbahn. Seit 1981 haben Space-Shuttles auf ihren Missionen Satelliten ins All gebracht sowie Experimente mit geringer Schwerkraft und den Bau der internationalen Raumstation ISS ermöglicht – alles etwa 300 Kilometer über der Erdoberfläche. Doch nun hatte die NASA beschlossen, keine Astronauten oder Experimente mehr transportieren zu wollen und diese Aufgaben stattdessen kommerziellen Anbietern oder anderen Ländern zu überlassen.

Hatte Amerika das Interesse am Weltraum verloren? Gab die US-amerikanische Weltraumagentur die bemannte Raumfahrt ein für alle Mal auf?

Keinesfalls. Tatsächlich hat die NASA das Space-Shuttle-Programm überhaupt nicht vollständig eingestellt. Stattdessen hat sie ihren Fokus auf eine neue Mission gerichtet – die Astronauten in wenigen Jahrzehnten zum Mars befördern soll.

Das Raumfahrzeug Orion und das neue Space Launch System

Irgendwann in den 2030ern will die NASA uns ganz tief ins Weltall bringen, weit jenseits der Erdumlaufbahn. Doch statt wieder zum Mond zu fliegen, sieht der Plan vor, Astronauten mit dem Orion Multi-Purpose Crew Vehicle auf den vierten Planeten des Sonnensystems zu bringen, den Mars. Der Planet ist 225.300.000 km von der Erde entfernt. Schätzungen zufolge wird allein der Flug dorthin etwa 150 Tage dauern.

Außerdem soll mit 130.000 kg pro Start eine deutlich höhere Nutzlast als bisher ins All gebracht werden können.

Sie können sich vorstellen, dass für eine Mission dieser Größenordnung viel Arbeit notwendig ist. Das Herzstück der NASA-Mission ist das neue Space Launch System (SLS). Das 70-Tonnen-System, das sich bereits in der Testphase befindet, produziert beim Start einen Schub von 8,4 Millionen Pfund und ist höher als die Freiheitsstatue.

Der erste Teststart fand am 5. Dezember 2014 statt. Wir haben erst kürzlich hier darüber berichtet, weil die Orion mit PTC Creo entwickelt wurde.

Technische Entwicklung für das 21. Jahrhundert

Astronauten, Raketen, Mars – das SLS-Projekt hört sich wirklich fantastisch an. Doch auf Nachfrage stellt man fest, dass die Teams der NASA ihre Raumanzüge auch nach und nach anziehen. Damit meine ich: Sie sind auch nur Menschen. Sie machen sich Sorgen wegen Terminen, verlorener Daten und enger Budgets. Sie suchen nach Möglichkeiten, bei der Entwicklung schneller zu werden und weniger Fehler zu machen. Und sie verwenden Daten wieder, wann immer es möglich ist.

Deshalb nutzen die Teams der NASA wie unzählige Unternehmen in aller Welt PTC Windchill, um ihre Entwürfe abzulegen und zu verwalten. Diese Daten dürften auch Hardwaremodelle aus dem Space-Shuttle-Programm umfassen, auf die die NASA für das SLS-Programm intensiv zurückgreift. So müssen die Ingenieure bewährte Technologie nicht noch einmal neu erfinden. Mithilfe von PTC Windchill können sie vorhandene Modelle suchen und laden, bei Bedarf ändern und dann wieder im Depot speichern, wo automatisch eine neue Version erstellt und gespeichert wird. Keine Daten gehen verloren oder werden überschrieben, und die NASA spart Zeit und Geld.

Und wenn die Teams an den Trägerstrukturen wie dem neuen, fast 110 Meter hohen Mobile Launch Tower arbeiten, verwenden sie dieselbe Konstruktionssoftware wie Unternehmen, die Kräne und andere riesige Strukturen bauen: PTC Creo Parametric und die PTC Creo Parametric: Strukturmechanische Profil- und Schweißkonstruktion.

PTC Creo AFX ist ideal für Ingenieure, die Gerüste modellieren müssen. Sie können mit der Erweiterung Rahmen, Träger, Stufen, Leitern und Geländer erzeugen. Die Software enthält sogar eine umfangreiche Bibliothek mit Verbindungselementen und Gelenken sowie Stufen, Leitern und Sicherheitskäfigen. Darüber hinaus kann jeder eigene Komponenten erstellen und zur Bibliothek hinzufügen.

Mit den Tools in PTC Creo AFX können Ingenieure einfach einen Schnitt oder eine Seitenansicht eines Modells erstellen und anschließend mithilfe von PTC Creo die Geometrie beliebig oft kopieren oder spiegeln, sodass selbst die größten Strukturen im Handumdrehen zusammengesetzt sind.

Wiederverwendung von Teilen aus dem Space-Shuttle-Programm, Zugriff auf eine Teilebibliothek, wiederholtes Kopieren und Spiegeln – bei näherer Betrachtung ist es die Wiederverwendung von Konstruktionen, die uns zum Mars bringen wird. Die beste Möglichkeit, ein Produkt budgetgerecht und pünktlich zum Abschluss zu bringen, ist, auf dem aufzubauen, was bereits vorhanden ist.

[Anm. d. Red.: Hier sehen Sie den am 9. Januar durchgeführten ersten Test der Raketen aus der Space-Shuttle-Ära für die SLS-Rakete. ]

Im folgenden Video sehen Sie ein Modell der SLS-Trägerrakete sowie der Orion und des Launch Tower.