NASA Space Shuttle Programm – 40ster Jahrestag STS-1

meine LEGO MOCs

© by Harald Kraenzel, März 2021

Im Rahmen des NASA Space Shuttle Programms -offiziell Space Transportation System (STS) genannt-
wurden insgesamt fünf wiederverwendbare Space Shuttle Orbiter gebaut, mit denen die USA über einen Zeitraum von etwas mehr als 30 Jahren in eine erdnahe Umlaufbahn gelangte.

Während in den ersten Jahren viele unterschiedliche Aufgaben durchgeführt wurden -z.B. das Aussetzen und Einfangen von Satelliten oder Forschung im Erdorbit im von der ESA in Europa gebauten und wiederverwendbaren Spacelab- wurden in den letzten Jahren nur noch Flüge zur ISS unternommen. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass die Kosten pro Flug höher waren als ursprünglich gehofft. Außerdem konnten die bis zu 55 geplanten Flüge pro Jahr nicht realisiert werden.

Hauptgrund dafür war der doch wesentlich höhere Wartungsaufwand zwischen zwei Flügen. Hier spielten mehrere Komponenten eine entscheidende Rolle:

• die hochkomplexen und wiederverwendbaren Haupttriebwerke (jeder Orbiter benötigte drei davon)
• der auf den großen Haupttank (ET) aufgesprühte orangefarbene Schutzschaum
  
• die für den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre benötigten Hitzeschutzkacheln

Insgesamt wurden 135 Flüge gestartet, für die die folgenden Orbiter zum Einsatz kamen:

• Columbia mit 28 Flügen zwischen 1981 und 2003
• Challenger mit 10 Flügen zwischen 1983 und 1986
• Discovery mit 39 Flügen zwischen 1984 und 2011
• Atlantis mit 33 Flügen zwischen 1985 und 2011 und
• Endeavour mit 25 Flügen zwischen 1992 und 2011.

Leider wurden 1986 die Challenger während des Aufstiegs in die Erdumlaufbahn und 2003 die Columbia beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zerstört. Insgesamt kamen dabei 14 Astronauten ums Leben.

Da mein Interesse neben der Raumfahrt auch darin besteht, LEGO Modelle zu bauen und selbst zu konstruieren, kam mir der Gedanke, gewisse Komponenten des Space Transportation Systems mit LEGO-Steinen nachzubilden.

Das LEGO IDEAS-Set 21321 „International Space Station“ [ISS]) verwendet den Maßstab 1:220, der sich hervorragend für Schreibtischmodelle eignet.

Nachdem die richtigen Größen in Noppen berechnet waren entnahmen wir aus dem Set „Lego Creator 31091 Shuttle Transporter“ den Orbiter und änderten einige Stellen unseren Vorstellungen entsptrechend ab:

• die Gesamtbreite wurde um 2 Noppen reduziert
• die Aufhängung der unteren beiden Haupttriebwerke wurde anders gestaltet
• die Nutzlastbucht wurde mit dem europäischen Columbus Modul ausgestattet
• für die Innenseiten der Nutzlastbuchttore wurde die Farbe Light Bluish Grey verwendet (so sehen die Radiatoren realistischer aus)
• ein Kopplungsadapter wurde ergänzt
• die Einstiegsluke wurde anders gestaltet
• der komplette vorderer Bereich (ab den Fensternnach vorne) und die Nase wurden komplett neu gestaltet
• die kleinen Steuertriebwerke der beiden OMS pods links und rechts des vertikalen Stabilisator wurde anders gestaltet
• die Länge der OMS pods wurde reduziert
• auf der linken Tragfläche wurde das NASA Logo platziert
• die amerikanische Flagge, die Schriftzüge "USA" und "NASA" und die Orbiter Namen wurden auf der korrekten Tragfläche platziert
• als Extra wurde am Ende der Nutzlastbucht wurde ein spezieller Shuttle-Stein verwendet
• in der Nase wurde eine bedruckte LEGO Shuttle-Fliese integriert

Am 12. April 2021 jährt sich der Start der ersten Space Shuttle Mission, bezeichnet als STS-1 (Bild 1), zum 40sten Male. Der verwendete Orbiter trug den Namen Columbia -an den schwarzen Kacheln der vorderen Bereiche der Tragflächen gut zu erkennen-.


Die letzte Mission, STS-135 (Bild 2), wurde im Juli 2011 durchgeführt. Der hierfür verwendete Orbiter trug den Namen Atlantis.

MOC-Abmaße in Bild 1 + 2: B=29,6 cm, H=50,9 cm, L=34,4 cm.
          Anzahl Steine in Bild 1: gesamt=2093 unterschiedliche: 235
          Anzahl Steine in Bild 2: gesamt=2227 unterschiedliche: 266

Um eine Mission in eine Erdumlaufbahn zu starten wurde das aus zwei wiederverwendbaren Feststoffraketen (SRB), einem großen Treibstofftank (ET) und dem Orbiter bestehende Space Shuttle auf die sogenannte Mobile Launch Platform (MLP - Bild 3) montiert.
Weiteres Kennzeichen der ersten Mission war der große weiße ET. Ab der 3.Mission (STS-3) wurde die weiße Farbe für den ET weggelassen -deshalb die orangene Farbe- was mehrere hundert Kilogram an Gewicht einsparte. Dadurch konnte mehr Nutzlast befördert werden.
Die erste Space Shuttle Mission wurde als großer Erfolg eingestuft. Die Datenanalyse nach der Mission förderte allerdings ein Problem zutage: 16 Hitzeschutzkacheln wurden zerstört und 148 weitere beschädigt.
Die Ursache dafür war schnell gefunden: Schall. Während des Startvorgangs erzeugten die Triebwerke (3 Haupttriebwerke am Orbiter und jeweils eines unten an den Feststoffraketen links und rechts neben dem ET) Schallwellen, die vom Startplatzboden reflektiert wurden und durch die MLP-Öffnungen zurück zum Space Shuttle gelangten. Diese Schallwellen erzeugten starke Vibrationen, die die Kacheln zerstörten bzw. beschädigten.
Die Lösung des Problems ist relativ einfach: Wasser. Das sound suppression system -zu deutsch etwa Schallunterdrückungssystem-, bei dem große Mengen Wasser auf die MLP gepumpt wurden, sollte das kontrollieren. Da dies beim Start von STS-1 nicht ausreichend gelungen war, wurde ein zusätzliches water injection system (WIS) -Wassereinspritzsystem- auf der MLP installiert, welches Wasser in die drei Öffnungen pumpte um die reflektierten Schallwellen daran zu hindern gewisse Komponenten des Space Shuttle zu erreichen, was ab der zweiten Mission (STS-2) erfolgreich eingesetzt werden konnte (Bild 4).

MOC-Abmaße in Bild 3 + 4: B=17,8 cm, H=4,7 cm, L=26 cm.
          Anzahl Steine in Bild 3: gesamt=771 unterschiedliche: 83
          Anzahl Steine in Bild 4: gesamt=898 unterschiedliche: 100


Mit Hilfe eines NASA Crawlers (Bilder 5 + 6) wurde das auf der MLP montierte Space Shuttle zum Startplatz 39 A bzw. 39 B gefahren von wo aus die Missionen in eine Erdumlaufbahn -u.a. zur ISS- gestartet wurden.

MOC-Abmaße in Bild 5 + 6: B=21 cm, H=9,3 cm, L=26,4 cm.
          Anzahl Steine in Bild 5 + 6: gesamt=797 unterschiedliche: 90


Anmerkungen zu den MOC’s:

• - Der kleine Maßstab 1:220 führt unweigerlich dazu, dass bestimmte Bereiche nicht zwingend maßstabsgetreu konstruiert werden konnten
• - Die beiden oberen LEGO Teile (18909 – Cone Half 6 x 3 x 6 Elliptic Paraboloid ) des ETs für STS-1 gibt es momentan nur in den Farben Light Bluish Gray, Black, Dark Orange, Bright Light Orange und Dark Blue. Somit müssen diese mit weißer Farbe versehen werden.

Um an das gesamte Space Shuttle Projekt (1981 – 2011) mit allen eingesetzten Orbitern zu erinnern habe ich eine eigene MOC erstellt (Bilder 7 + 8).

MOC-Abmaße in Bild 7 + 8: B=64 cm, H=26,8 cm, L=12,3 cm.
          Anzahl Steine in Bild 7 + 8: gesamt=1812 unterschiedliche: 177

Alle bedruckten Fliesen (bis auf zwei aus LEGO Sets) habe ich beim Steindrucker (www.steindrucker.com).
erstellen lassen.