Space Shuttle Wissenschaft

Der tragische Verlust des Space Shuttle Columbia und seiner Besatzung erschreckte die Nation. Wieso den? Nicht warum wurde es verloren? Warum erschreckte seine Zerstörung die Nation vielmehr?

Die Gefahren des Shuttle-Flugstarts liegen auf der Hand. Niemand in Hörweite wird das verheerende Gebrüll je vergessen. Sogar die schnörkellosen Zahlen sind atemberaubend. Beim Start trägt der Booster 1,8 Kilotonnen flüssigen Wasserstoff und Sauerstoff, die Energie von 4 Kilotonnen TNT, ungefähr 20 Prozent der Energie der Bombe, die Hiroshima zerstörte. Die Astronauten surfen über einer enormen anhaltenden Explosion ins All. Könnte man das sicher machen? Die einfache Antwort: Nein.

Ebenso beeindruckend sind die Wiedereintrittszahlen. Das Shuttle tritt mit Mach 18 wieder ein – das ist die 18-fache Schallgeschwindigkeit. Wenn die gesamte Energie der vom Shuttle aus dem Weg geschobenen Luft in Wärme umgewandelt würde, würde sie eine Temperatur erreichen, die der lokalen Atmosphärentemperatur (250 Grad Kelvin) multipliziert mit 18 zum Quadrat entspricht; das sind 80.000 K. Aber nicht die gesamte Energie wird in Wärme umgewandelt; die tatsächliche Temperatur beträgt nur 2000 K. Aber selbst das entspricht etwa einem Drittel der Temperatur der Sonnenoberfläche. Hobbyisten, die den Wiedereintritt fotografieren, sehen eine schöne helle Spur, wie der Feuerball eines Meteors, die aus Ionen besteht, die aus der intensiven Hitze der Luft entstehen, die auf das Shuttle trifft. Astronauten, die aus ihren Fenstern spähten, waren gleichermaßen fasziniert (und vielleicht ein wenig verängstigt), da der dunkle Himmel des Weltraums von dem glühenden heißen Plasma verdeckt wird. Kann ein solcher Wiedereintritt sicher gemacht werden? Nein.



Nur die Kacheln, vor allem auf der Unterseite des Shuttles, sind darauf ausgelegt, solche Hitze aufzunehmen, und auch sie können sie nur für eine begrenzte Zeit vertragen. Während des Wiedereintritts zerstört der Aufprall von Mach 18-Luft das Fahrzeug, es sei denn, ein sorgfältiges Gleichgewicht wird beibehalten und die Hitze auf diese Kacheln beschränkt. Wenn das Shuttle stürzt, wird die Luft schnell geschwächt und zerstört das gesamte Fahrzeug. Wir wissen noch nicht, was das Shuttle am 1. Februar zum Einsturz gebracht hat, und selbst wenn wir es tun, wird es unmöglich sein, zu garantieren, dass es nicht noch einmal passiert. Für mich ist die bemerkenswerte Leistung des Weltraumprogramms, dass bei 113 Missionen nur zwei Shuttles verloren gegangen sind.

Es gibt wenige Jobs, die gefährlicher sind als die eines Astronauten. Aber die meisten Menschen wissen das nicht – oder besser gesagt nicht. Die Challenger-Katastrophe war weitgehend vergessen. Der falsche Eindruck, dass das Shuttle sicher ist, ist größtenteils die Arbeit der NASA-Öffentlichkeitsarbeit, die sich bemüht hat, die Flüge zur Routine zu machen. Der Shuttle ist so sicher, dass wir Senatoren und Lehrer fliegen können. Shuttle-Flüge sind so Routine, dass wir damit Experimente durchführen können, die von Gymnasiasten vorgeschlagen wurden.

Es gibt ein weiteres großes Missverständnis, das die NASA aktiver verbreitet hat, vielleicht weil viele in der Agentur sich selbst davon überzeugt haben, dass dies wirklich wahr ist. Hier ist es: Das primäre Ziel des Space Shuttles ist die Weiterentwicklung der wissenschaftlichen Erkenntnisse. Die meisten Wissenschaftler verdrehen die Augen, wenn sie diese Behauptung hören.

Verstehen Sie nicht falsch, was ich sage: Es gibt gute, sogar großartige Wissenschaft, die mit dem Shuttle ins All geschossen wurde. Die Ergebnisse des Hubble-Weltraumteleskops begeistern Physiker und Astronomen ebenso wie die breite Öffentlichkeit. Es kann jedoch argumentiert werden, dass Hubble mit nicht wiederverwendbaren Raketen zu geringeren Kosten hätte starten können. Das US-Militär startet seine Spionagesatelliten – enge Verwandte der Weltraumteleskope – lieber mit unbemannten Fahrzeugen. Solche Satelliten müssen nicht für den Menschen qualifiziert sein, das heißt, sie erfordern keine zusätzlichen Engineering-Kosten, um absolut sicher neben dem Menschen im Weltraum zu sein.

Es stimmt, Hubble war defekt und musste von Shuttle-Astronauten repariert werden. Aber auch das Militär verliert seine Spionageteleskope, und seine Reaktion besteht darin, einen Ersatz auf den Markt zu bringen. Die Markteinführung zweier völlig neuer Hubble-Teleskope – des Originals und eines Ersatzes, von denen keines für die menschliche Wartung geeignet (und daher billiger) war – wäre auf lange Sicht wohl weniger teuer gewesen.

Wenn es um die Wissenschaft selbst geht, ist das Space Shuttle eine schlechte Plattformwahl. Der Mensch ist eine Quelle von Geräuschen – Vibrationen, Infrarot, Gravitation. Hiervon müssen sensible Experimente wegkommen. Allein das Fliegen eines Experiments auf einer bemannten Mission erhöht automatisch die Kosten des Experiments. Viele Wissenschaftler stöhnen privat über wissenschaftliche Missionen, die verzögert und teurer wurden, weil sie von unbemannten Trägerraketen abgesetzt und gezwungen wurden, Teil der wissenschaftlichen Rechtfertigung der NASA für das Shuttle zu werden.

Hubble beiseite, was würden Sie als die wirklich glorreichen Errungenschaften der NASA in den letzten 20 Jahren bezeichnen? Mein Favorit: die Entdeckung, dass sich jeder Mond jedes Planeten signifikant von jedem anderen Mond unterscheidet, ein völlig unerwartetes und immer noch nicht verstandenes Ergebnis. Man könnte auch den erstaunlichen Erfolg von Wettersatelliten auswählen. Oder die bemerkenswerten Bilder, die Sie von Ihrem Satelliten-TV-System erhalten. Diejenigen, die sich auskennen, könnten unsere Weltraumspionagesysteme auswählen. Dann gibt es GPS – das Global Positioning System, mit dem Flugzeuge, Boote, Wanderer, Autos sowie Soldaten und intelligente Waffen geführt werden. Diese Projekte haben eines gemeinsam: Sie waren alle unbemannt.

Nach der Columbia-Katastrophe sagte Senator John McCain: Die Erforschung des Weltraums ist eine Mission, die die USA nicht aufgeben werden. Ich hoffe, er hat recht. Aber (und hier könnte Senator McCain anderer Meinung sein) könnten solche Erkundungen in den nächsten ein oder zwei Jahrzehnten vielleicht besser mit unbemannten Fahrzeugen durchgeführt werden. Wir schicken bereits Roboter zum Mars. Wir haben vor, Muster mitzubringen. Eines Tages könnten wir sogar Astronauten dorthin schicken. Aber beeilen wir uns damit nicht. Neue Teleskope und unbemannte Instrumente werden uns mehr über den Weltraum erzählen als Astronauten im Orbit.

Der Mensch hat eine Zukunft im Weltraum. Schließlich wird der Hyperschallflug perfektioniert und wir werden in der Lage sein, Flugzeuge in die Umlaufbahn zu bringen. Aber niemand weiß, wann die erforderlichen Scramjet-Triebwerke einsatzbereit sein werden; sie befinden sich noch in der F&E-Phase, wobei der Schwerpunkt stark auf R liegt. Tests zeigen mit jeder hinzugefügten Mach-Zahl kritische neue Physik, und Hyperschall-Prototypen haben Mach 5 kaum erreicht. Die Umlaufbahn erfordert mehr als Mach 18.

Vielleicht gelingt zuerst ein anderer Ansatz. Die Entwicklung ultrastarker Carbonfasern könnte den Traum vom Weltraumaufzug (früher Skyhook genannt) wahr werden lassen, der es uns ermöglicht, langsam und sicher auf und ab zu fahren. Aber die Wissenschaft ist noch nicht da. In 20 Jahren – wer weiß?

Viele in der NASA glauben, dass die Zukunft ihrer Agentur von der Fortsetzung und Ausweitung der bemannten Raumfahrt abhängt. Ohne Astronauten, so das Argument, verliert die Öffentlichkeit das Interesse am Weltraum. Ich halte dieses Argument für falsch. Nur wenige Amerikaner wussten, dass sich das Space Shuttle im Orbit befand – bis die Astronauten getötet wurden. Wenn die Studenten, die ich in Berkeley kenne, Weltraumposter an ihre Wände hängen, dann sind das keine Poster von Astronauten. Es sind Bilder von Regionen, in denen Sterne geboren werden, von explodierenden Sternen, von extrem weit entfernten und eindringlich schönen Galaxienfeldern. Sie alle wurden mit Instrumenten aufgenommen, die keinen Menschen brauchten, um in den Weltraum zu gelangen, und ihre Abwesenheit brauchten, um stabile Bilder zu machen.

Das Space Shuttle ist nicht sicher und wird es auch in absehbarer Zeit nicht sein. Ist es die verlorenen Leben wert, es zu benutzen? Wir müssen ehrlich sein. Vielleicht sollten die Shuttle-Missionen fortgesetzt werden, aber wenn sie es tun, lassen Sie uns dies in voller öffentlicher Erkenntnis tun, dass die Wahrscheinlichkeit, bei jeder Mission zu sterben, bei etwa 2 Prozent liegt. Soldaten, die in die Schlacht ziehen, nehmen oft noch höhere Risiken in Kauf. Die Astronauten wussten immer um diese Gefahr und beschlossen, sie zu akzeptieren. Kann die Öffentlichkeit ein so hohes Niveau akzeptieren? Ich weiß nicht. Aber was auch immer die Entscheidung ist, sie sollte offen und wahrheitsgetreu getroffen werden. Das Space Shuttle ist große Ingenieurskunst; es ist der Traum des Menschen im Weltraum; es ist ein Abenteuer. Aber es ist nicht sicher, es kann nicht sicher gemacht werden, und es ist keine große Wissenschaft.

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