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Testing Limits – Pushing Frontiers

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ALT-Wappen der NASA

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Approach and Landing Test

Space-Shuttle-Wappen der NASA

Im Jahre 1977 führte die NASA in ihrem Dryden Flight Research Center (DFRC) auf der Edwards AFB, Kalifornien, eine Reihe selbst für dortige Verhältnisse sehr ungewöhnlicher Flugversuche durch. Erstmalig wurde das zu erprobende Fluggerät huckepack auf den Rücken des Trägerflugzeugs montiert. Beachtenswert waren auch die Größenverhältnisse zwischen dem Trägerflugzeug und der "Nutzlast", handelte es sich doch um eine Boeing 747 Jumbo Jet als Shuttle Carrier Aircraft (SCA) und dem ersten, flugfähigen Prototypen eines Space Shuttle, dem Orbiter-Vehicle OV-101 "Enterprise", ungefähr der Größe einer Boeing 737 entsprechend. Diese inneratmosphärischen Flugversuche dienten zur letzten Überprüfung des Konzeptes zur Entwicklung eines wiederverwendbaren Weltraum-Transporter-Systems, bevor es mit dem Bau der weltraumtauglichen Orbiter fortgesetzt wurde.

 

Bild des SCA mit dem OV-101 kurz nach der Trennung
Erster Freiflug des OV-101 "Enterprise" ohne Heckverkleidung am 12. Oktober 1977

 

OV-101 "Enterprise" — Entwicklung und Bau
Nachdem am 26. Juli 1972 durch Präsident Nixon der offizielle Startschuß zu diesem völlig neuen und ambitionierten, technischen Projekt gegeben wurde, dauerte es bis zum 04. Juni 1974, bis mit dem Bau der ersten Komponenten des Prototyps begonnen wurde. Bereits am 12. März 1976 war der Zusammenbau des OV-101 abgeschlossen. Roll-Out und Taufe auf den Namen "Enterprise" erfolgte am 17. September 1976, der Transport per Tieflader zum DFRC/Edwards AFB am 31. Januar 1977.
Nach kurzer Vorbereitungszeit schloß sich eine Testserie der NASA an, die aus vier Phasen bestand:

 

NASA-Bildnr. ECN-6820 via Mike Gentry, JSC
Space Shuttle Prototyp OV-101 "Enterprise" im Hangar des DFRC 1977
(NASA-Bildnr. ECN-6820 via Mike Gentry, JSC)

 

1.) Taxi-Tests:
Diese Phase diente zur Überprüfung des Zusammenspiels aller Flugzeug- und Shuttle-Systeme sowie des Brems- und Lenkverhaltens der SCA/Shuttle-Kombination bis zur Startgeschwindigkeit. Die "Enterprise" war dabei unbemannt.

2.) Captive-Inert-Flights:
In dieser Phase wurde im Flug allgemeines Flugverhalten, Stabilität, Kontrollierbarkeit und Schwingungsverhalten der SCA/Shuttle-Kombination in verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen und Höhen erflogen. Auch in dieser Phase verhielt sich die "Enterprise" als passive Nutzlast, da sie unbemannt war.

3.) Captive-Active-Flights:
Bei den drei Flügen dieser Phase war erstmalig eine zweiköpfige Crew an Bord der "Enterprise". Während der Flüge wurden sämtliche elektische, elektronische und hydraulische Systeme des OV-101 aktiviert und getestet. Zudem wurden die Prozeduren und Abläufe für die nachfolgenden „Abwürfe“ vom Shuttle Carrier Aircraft festgelegt.

4.) Free-Flights:
OV-101 "Enterprise" mit Heckverkleidung
Die "Enterprise" im Anflug
auf die Edwards AFB
Die ersten drei Freiflüge der "Enterprise" wurden zur Sicherheit noch mit der stromlinienförmigen Heckverkleidung geflogen. Diese als "Tailcone" bezeichnete Heckverkleidung wird nach wie vor für Orbiter-Überführungsflüge eingesetzt. Sie sorgt für eine bessere Flugeigenschaften der SCA/Orbiterkombination. Für die letzten beiden Flüge wurde diese Verkleidung entfernt, um so einen echten Endanflug eines Orbiters bei der Rückkehr aus der Erdumlaufbahn zur Edwards AFB zu simulieren. Ohne die Heckverkleidung verdoppelte sich ungefähr die Sinkrate der "Enterprise".
Diese Flüge dienten zur letztendlichen Überprüfung und Freigabe des Fluggerätes bei Flügen im Unterschallbereich und Test aller integrierter Systeme sowie der Möglichkeit einer automatischen oder pilotierten Landung.


Crews
OV-101 "Enterprise": Astronauten Fred Haise und Gordon Fullerton sowie Joe Engle und Richard Truly
Shuttle Carrier Aircraft: Die Piloten Fitzhugh Fulton, Thomas C. McMurtry mit den Flug-Ingenieuren Louis Guidry und Victor Horton


Tests mit der "Enterprise" — in Florida und Kalifornien
OV-101 "Enterprise" auf Startrampe 39A, 1979
Zwei Jahre vor "Columbia":
"Enterprise" auf LC39A
Nach Abschluß dieser Testreihe wurde die "Enterprise" am 10. April 1979 mit dem SCA in das Kennedy Space Center, Florida, überführt. Dort wurde das OV-101 dazu benutzt, um sämtliche Maßnahmen und Prozeduren, die bis zum Start eines Space Shuttle erforderlich sein würden, zu überprüfen und zu üben: Vorbereitung des Orbiters auf den Flug, Montage mit dem Außentank und den Feststoff-Starthilfsraketen, Fixierung auf der mobilen Startplattform und Verbindung mit den technischen Einrichtungen auf den ehemaligen Apollo-Startrampen. Anfang der 1980er Jahre wurde der Shuttle-Prototyp dazu benutzt, ähnliche Verfikationstests am Startkomplex "SLC-6" der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien durchzuführen.

Die "Enterprise" heute — ein Museums-Exponat
Am 18. November 1985 wurde die "Enterprise" nach Washington D.C. überführt und der Smithonain Instutution übergeben. Jahrelang war sie in der Paul E. Garber Facility (nahe Washington/DC), der Außenstelle des National Air & Space Museums, der Öffentlichkeit kaum zugänglich eingelagert. Seit 2003 ist die "Mutter aller Shuttles" im neu errichteten Steven F. Udvar-Hazy Center am Washingtoner Dulles International Airport neben vielen anderen Exponaten der Luftfahrtgeschichte zu bestaunen.



Bild der SCA/OV-101-Kombination auf der Runway
Das SCA "NASA 905" mit dem Orbiter-Prototypen OV-101 "Enterprise" huckepack auf der Beton-Landebahn der Edwards AFB/Kalifornien. Dazu eine Northrop T-38A Talon als Begleit- und Beobachtungsflugzeug

 

Shuttle Carrier Aircraft (SCA)

Als 1974 luftatmende Strahlturbinen als Shuttle-Antrieb für inneratmosphärische Test- und Überführungsflüge gestrichen wurden, sah die NASA sich einem neuen Problem gegenüber. Sie mußte ein Flugzeug (er-)finden, das in der Lage war, einen bis zu 100t schweren Orbiter von der Größe einer Boeing 737 huckepack weltweit transportieren zu können.
Nach einigen, undurchführbaren Entwürfen blieben zwei konkurrierende Konzepte übrig: Lockheed schlug die Verwendung ihres C-5A Galaxy-Großraumtransporters vor, Boeing empfahl die Verwendung einer Boeing 747 Jumbo Jet. Bei Abwägung beider Konzepte stellte sich heraus, daß die C-5A als Trägerflugzeug besser geeignet war, aber aufgrund ihrer Größe, umfangreicherer Umbaumaßnahmen, der geringen Stückzahl und des hohen Preises entschied man sich für eine Boeing 747.
Am 18. Juli 1974 erwarb die NASA eine Boeing 747-123 von der Fluggesellschaft American Airlines als "NASA 905". Die Umbaumaßnahmen begannen am 02. August 1976 und umfaßten u.a. Verstärkungen der Rumpfstruktur, der Außenhaut und des Höhenruders, Montage der Shuttle-Verbindungsstreben und vertikaler Stabilisierungsflossen am Höhenruder sowie aufwendiger Telemetrie-Elektronik. Wie die "Enterprise" war auch das Cockpit des SCA abwechselnd mit zwei Zweimanncrews besetzt.

1990 erwarb die NASA eine zweite Boeing 747-100SR, die nach ähnlichen Umbaumaßnahmen als "NASA 911" das erste SCA unterstützt und sich seit Mai 1991 im operationellen Einsatz befindet.

Quellen:
BILSTEIN, R. E. (2003)
GREENWOOD, J. T. (1989)
HALLION, R. P., GORN, M. H. (2003)
JENKINS, D. R. (1989)
JENKINS, D. R. (2001)
MACNIGHT, N. (1991)
PACE, S. (1994)
PEARCY, A. (1993)
REICHARDT, T. (2004)
STOLIKER, F., HOEY, B., ARMSTRONG, J. (1996)
TAYLOR, M. J. H. (1989)
TORRES, G. (1989)




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