Dass Testunglücke wie kürzlich beim Dream Chaser nicht das Ende eines NASA-Auftrages bedeuten müssen, zeigt das Projekt Morpheus. Vor über einem Jahr stürzte der Experimentier-Lander Morpheus von Armadillo Aerospace ab, fing Feuer und explodierte. Das Projekt lief dennoch weiter. Zwei Folgemodelle wurden hergestellt. Nach gesicherten Flügen am Kran im Verlauf dieses Jahres im Johnson Space Center in Houston stehen voraussichtlich ab Dezember 2013 ungesicherte Testflüge im Kennedy Space Center in Florida an.
Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: NASASpaceFlight, NASA JSC.
(Bild: NASA)
„Morpheus“ ist ein Projekt für ein experimentelles Fluggerät mit der Fähigkeit zu vertikalen Starts und Landungen. Der Lander wird vom Johnson Space Center zusammen mit Armadillo Aerospace entwickelt. Er dient im jetzigen Entwicklungsstadium in erster Linie als Plattform zur Erprobung neuer Technologien für autonome Landeanflüge auf Himmelskörper mit vergleichsweise geringer Gravitation und aerodynamischen Anforderungen. Zug um Zug wird das Gerät weiterentwickelt. In der Endphase wird die Experimentierplattform im Prinzip ein vollwertiges Raumfahrzeug darstellen. Mit daraus abgeleiteten tatsächlichen Landern ähnlicher Leistungsklasse sollen später zunächst Missionen zum Erdmond durchgeführt werden. Die Nutzlast beschränkt sich bislang auf etwa 500 Kilogramm. Nutzlasten können humanoide Roboter, Rover oder kleine Laboreinheiten sein. Grundsätzlich soll der Lander einen breiten Einsatzbereich innerhalb des Sonnensystems abdecken. Zu den Fernzielen zählen daher beispielsweise auch Anflüge an Asteroiden oder Landungen auf fernen Monden. Anforderung dafür ist unter anderem die Eignung für automatische Betankungen im All. Rendevouz- und Ankopplungsmanöver an ein Basis- oder Versorgungsraumschiff müssen selbständig bewältigt werden. Eine Erweiterung des Systems für größere Nutzlasten wird nicht ausgeschlossen.
Die Entwicklung des Morpheus-Landers verlief bislang nicht unproblematisch. Vor einem Jahr fanden die ersten gesicherten Flugversuche am Autokran im Johnson Space Center statt. Insgesamt 19 Flüge dienten der Feinabstimmung des Lagekontrollsystems. Danach wurde das Gerät zur Shuttle Landing Facility (SLF) im Kennedy Space Center überführt für ungesicherte Flugversuche über einem relativ kleinem Testfeld. Das Testfeld am Ende der Shuttle-Landebahn ist mit künstlichen Kratern und Felsbrocken übersät. Hier sollten Schwebe- und Ausweichmanöver über schwierigem Gelände geübt werden. Am 09. August 2012 stürzte das Testmodell bei Flugversuchen ab, geriet in Brand und explodierte. Ursache war eine Fehlfunktion bei der Steuerung über die schwenkbaren Düsen (Thrust Vector Control System TVC).
(Bild: NASA/Charisse Nahser)
Anfang dieses Jahres wurden zunächst mit dem verbesserten Modell Morpheus 1.5B erneute Testflüge am Sicherungsdrahtseil eines Kranes im Johnson Space Center aufgenommen. Daneben existiert noch ein Morpheus 1.5C. Wesentlicher Meilenstein war eine Zündung des Haupttriebwerks über 50 Sekunden bei Prüfung der Schubvektorsteuerung TVC und des integrierten Methane Reaction Control Systems (RCS). Während das TVC-System für Ausbalancierung und Flugbewegungen verantwortlich ist, sorgt das RCS für die korrekte und stabile Ausrichtung des Landers. Getestet wurden laut NASASpaceFlight auch Folgen von extrem kurzen Triebwerkszündungen. Die Arbeiten waren offensichtlich durch nicht ganz kleine Herausforderungen geprägt. Der Zeitplan musste mehrmals nach hinten angepasst werden. Ursprünglich sollten die jetzt anstehenden Freiflugversuche am KSC im Sommer 2013 beginnen.
Im Dezember 2013 läuft nun die nächste Versuchsreihe mit gesicherten und später ungesicherten Flügen am Kennedy Space Center an. Zurück am Testfeld neben der Shuttle-Landebahn werden mit zunehmend realistischeren Anforderungen autonome Flüge in geringer Höhe in Verbindung mit dem Gefahren-Vermeidungssystem (Autonomous Landing Hazard Avoidance Technology ALHAT) stattfinden.
Neben Armadillo Aerospace arbeiten Masten Space Systems mit „Xombie“, Unreasonable Rocket mit „Blue Ball“ und die NASA selbst mit „Mighty Eagle“ an wiederverwendbaren autonomen Landesystemen in der unteren Leistungsklasse.
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