OV

Das Orbiter Vehicle (OV) ist die bemannte Raumflugzeug-Komponente des Space-Shuttle-Systems und der einzige Teil, der eine Umlaufbahn erreicht und zur Erde zurückkehrt. Es ist ein deltaflügeliger Flugzeugrumpf mit einer Länge von etwa 37 Metern und einer Spannweite von 24 Metern, kann eine Besatzung von bis zu acht Personen aufnehmen und eine Nutzlast von etwa 27.000 Kilogramm in der Ladebucht transportieren. Im Gegensatz zu Einweg-Trägerraketen landet das OV intakt auf einer Landebahn unter Pilotenkontrolle und wird für folgende Flüge überholt.

Fünf einsatzfähige Orbiter wurden von Rockwell International gebaut: Columbia (OV-102), Challenger (OV-101), Discovery (OV-103), Atlantis (OV-104) und Endeavour (OV-105). Jeder trug seine eigene Bezeichnungsnummer. Das OV wird mit einem Außentank, der flüssigen Wasserstoff und Sauerstoff als Treibstoff enthält, und zwei Feststoffraketen-Boostern gekoppelt und bildet damit den kompletten Startstapel. Die drei Space-Shuttle-Main-Engines (SSMEs) des OV entnehmen den Treibstoff während des Aufstiegs aus dem Außentank; diese Motoren sind die komplexesten und wiederverwendbarsten Raketenmotoren, die je betrieben wurden.

Der Wärmeschutz steht im Mittelpunkt der OV-Konstruktion. Die Bugspitze und die vorderen Kanten der Flügel ertragen während des Wiedereintritts Temperaturen über 1.250 Grad Celsius und werden durch verstärktes Kohlenstoff-Kohlenstoff-Material (RCC) geschützt. Der Rumpf und die Unterseiten der Flügel sind mit Kieselsäure-Fliesen bedeckt, die auf einem Filz-Dehnungsausgleichspolster aufgebracht sind; die Fliesen sind ablativ und müssen regelmäßig ersetzt werden. Jeder Bruch in dieser Wärmeschutzschicht birgt katastrophales Risiko, eine Lehre aus den Verlusten von Challenger und Columbia.

Wartung und Betrieb

Zwischen den Flügen wird das OV im Kennedy Space Center (KSC), in der Vehicle Assembly Building oder in der Orbiter Processing Facility umfassend inspiziert und überholt. Techniker überprüfen Wärmeschutzfliesen mit Ultraschall- und Sichtverfahren, ersetzen beschädigte Fliesen, warten die drei Hauptmotoren, prüfen die Avionik, validieren das Orbital Maneuvering System (OMS) und überprüfen das Reaction Control System (RCS). Die Hauptmotoren waren ursprünglich für 55 Flüge vor einer Generalüberholung ausgelegt; die tatsächliche Lebensdauer erwies sich als kürzer. Eine einzelne OV-Bearbeitung zwischen zwei Flügen erforderte normalerweise 4 bis 6 Monate und erforderte am Ende des Programms etwa 470.000 Arbeitsstunden.

Das OV ist grundsätzlich ein Fahrzeug mit hohem Risiko: Sein Wärmeschutzsystem ist in den meisten Bereichen nur einmalig verwendbar, sein Wiedereintrittsbereich ist eng, und es führt Menschen in unmittelbarer Nähe zu kryogenem Treibstoff. Zeitdruck, alternde Flugzeugrümpfe und die Komplexität der Wartung eines 35 Jahre alten Designs trieben die wiederkehrenden Wartungskosten in die Höhe. Die Orbiter-Flotte wurde 2011 nach 135 Missionen über drei Jahrzehnte in den Ruhestand versetzt.