Nabelschnur
Englisch: umbilicus
Röhre zur Verbindung eines Astronauten oder Raumfahrzeugs mit dem Mutterschiff, durch die Versorgungsgüter und Proben transferiert werden.
Umbilikus: die Lebensader zwischen Raumfahrzeugen während EVA
In der Raumfahrtoperation ist ein Umbilikus ein einzelnes Bündel aus Schläuchen, Kabeln und Datenleitungen, das einen Anzug für außenbordarbeiten (EVA) oder ein kleines Raumfahrzeug physisch mit einem größeren Schiff oder einer Station verbindet. Er dient als primäre Versorgungsleitung während Außenbordarbeiten und transportiert Atemgase, elektrische Energie, Kühlflüssigkeit und Kommunikationssignale in beide Richtungen. Der Umbilikus macht verlängerte EVA-Arbeiten praktisch möglich, da der Astronaut nicht genug Verbrauchsstoffe für längere Arbeiten außerhalb des Raumfahrzeugs mit sich tragen muss.
Der Umbilikus besteht typischerweise aus einer angebundenen Baugruppe, bei der mehrere Schläuche neben elektrischen Leitern und Lichtwellenleitern oder Kupferkommunikationsleitungen verlaufen, alle in einer schützenden äußeren Ummantelung. Hochdrucksauerstoff- und Stickstoffleitungen arbeiten bei unterschiedlichen Drücken; Kühlwasserleitungen regeln die Temperatur des Anzugs bei hoher Arbeitsbelastung; Stromleitungen versorgen Heizwiderstände und Werkzeuge im Anzug. Das Bündel kann je nach Missionsaufbau und Andockposition eine Länge von 25 bis 100 Metern haben. Redundanz ist eingebaut: mehrere unabhängige Gasversorgungen und separate Strompfade stellen sicher, dass ein einzelner Komponentenausfall die Lebenserhaltung nicht unterbricht.
Der Umbilikus unterliegt während des Einsatzes erheblichen mechanischen Belastungen. Astronauten müssen die Führung der Leine verwalten, um Knicke, Quetschungen und Verhänger an scharfen Kanten oder vorstehenden Komponenten zu vermeiden. Die Materialien müssen bei kryogenen Temperaturen an der Schattenseite des Raumfahrzeugs flexibel bleiben und gleichzeitig Mikrometeoriten- und Atomsauerstoff-Erosion auf der sonnigen Seite standhalten. Fehlerhafte oder beschädigte Abschnitte erfordern Wartung oder Austausch des Umbilikus vor dem nächsten EVA; Eisansammlung durch Wassersublimation kann die Schlauchfunktion beeinträchtigen und muss entfernt werden. Jeder Umbilikus wird vor dem Einsatz druckgeprüft und durchflussgültig überprüft.
Der Begriff selbst ist der anatomischen Nabelschnur entlehnt, die auf ähnliche Weise Sauerstoff und Nährstoffe liefert und gleichzeitig Abfallstoffe durch eine einzige verbundene Struktur abtransportiert. In der Raumfahrtoperation ist die Metapher unmittelbar und nützlich: Genauso wie ein Fötus vollständig von der Nabelschnurversorgung abhängt, hängt ein Astronaut bei EVA-Arbeiten vollständig von der Umbilikus-Versorgung ab. Wenn Astronauten über einen Umbilikus mit einem Raumfahrzeug oder einer Station verbunden sind, bleiben sie physisch und logistisch an das Mutterschiff gebunden.
Das Umbilikus-Design variiert zwischen Raumfahrzeugen und Missionstypen. Das Apollo-Mondlandemodul hatte Umbilikus-Vorrichtungen für tragbare Lebenserhaltungssysteme; Shuttle und ISS-Anzüge verbinden sich mit unterschiedlichen Umbilikus-Architekturen, die für Andockstationen und Luftschleuseninstallationen ausgelegt sind. Moderne kommerzielle Raumfahrzeuge entwickeln ihre eigenen Umbilikus-Standards. Die Robustheit und Zuverlässigkeit des Umbilikus-Systems begrenzen direkt die EVA-Dauer und die Astronautenfähigkeiten und machen es damit zu einem kritischen Teilsystem in jedem bemannten Raumfahrtprogramm.