LES

Ein Startabbruchsystem ist ein Feststoffraketentriebwerk, das auf einer bemannten Raumkapsel montiert ist und diese im Notfall vom Träger wegziehen soll, normalerweise in den ersten Minuten des Flugs, wenn die aerodynamischen Kräfte am stärksten sind. Das LES-Triebwerk entwickelt genug Schub, um sowohl die Beschleunigung des Trägers als auch den Luftwiderstand zu überwinden, und erreicht die Trennung in Sekunden, wodurch ein Fallschirmabstieg in eine sichere Landezone ermöglicht wird. Es ist eine ausfallsichere Vorrichtung: Falls etwas während des Aufstiegs kritisch schiefgeht, von Triebwerksausfällen bis zu Strukturschäden, aktiviert die Besatzung das System oder es wird automatisch ausgelöst.

Das LES-Triebwerk selbst ist typischerweise ein Feststoffmotor mit einer Leistung von 15 bis 30 Tonnen Schub, abhängig von der Kapselmasse und dem Abbruchszenario, das bewältigt werden muss. Die gesamte Baugruppe, einschließlich des Triebwerkgehäuses, der Düse, des Hitzeschilds und des Auslösemechanismus, wiegt mehrere tausend Kilogramm und macht einen großen Teil der Startmasse aus. Diese ungenutzte Last erreicht niemals die Umlaufbahn; sie wird abgestoßen, sobald das Fahrzeug eine Höhe erreicht hat, in der ein aerodynamischer Abbruch nicht mehr notwendig ist, normalerweise um die 100 bis 150 Kilometer.

Konstruktion und Leistungsabwägungen

Das LES-Design erfordert die Abwägung gegensätzlicher Anforderungen. Das Triebwerk muss genug Schub erzeugen, um die Kapsel von einem noch beschleunigenden Träger wegzuziehen, aber das Zünden darf die Besatzung nicht Trägheitskräften aussetzen, die ihre Belastbarkeit übersteigen. Der Abbruchturm muss steif genug sein, um Startvibration und aerodynamische Turbulenzen auszuhalten, aber leicht genug, um die Nutzlaststrafe zu minimieren. Der Hitzeschutz um das Triebwerk muss die Kapsel vor Triebwerkabgastemperaturen schützen, die über 2.000 Grad Celsius liegen, während er innerhalb des Massenbudgets bleibt.

Die richtige Stufung des LES ist entscheidend. Ein einzelner Impuls funktioniert nur in einem engen Zeitfenster; sobald das Fahrzeug Schallgeschwindigkeit und höhere Geschwindigkeiten erreicht, nimmt der Staudruck auf dem Abbruchturm stark zu. Deshalb stoßen die meisten modernen Systeme den gesamten Turm in einer vorgegebenen Höhe oder Flugzeit ab, bevor das Abbruchfenster sich schließt. Falls das Triebwerk nach diesem Abbruchpunkt zündet, gibt es keine strukturelle Stütze zur Übertragung des Schubs auf die Kapsel, und die Besatzung muss sich auf die eigenen Triebwerke der Raumkapsel für die Trennung verlassen.

Das LES hat sich in echten Abbruchereignissen bewährt. Bodentests validieren die Triebwerksleistung, Strukturlasten und Fallschirmauslöseabläufe. Unbemannte Testflüge zünden das System auf unbemannten Kapseln, um die Trennungsdynamik und Landungsgenauigkeit zu bestätigen. Das System hat Besatzungen bei Vorfällen auf der Startplattform gerettet und half, das Abbruchfenster für bemannte Missionen freizugeben, was es trotz der seltenen Nutzung zu einem der zuverlässigsten Sicherheitssysteme der bemannten Raumfahrt macht.