SSME

Testlauf eines SSME-Triebwerks

Space Shuttle Main Engine (SSME) ist die Bezeichnung des Haupttriebwerks eines Space Shuttles, das flüssigen Sauerstoff als Oxidationsmittel und Flüssigwasserstoff als Treibstoff verwendet. Beide Komponenten befinden sich im großen Außentank.

Das SSME wurde von Pratt & Whitney Rocketdyne gebaut und besitzt eine Masse von 3,2 Tonnen. Die Schubdüse hat eine Länge von 2,87 Metern und einen maximalen Durchmesser von 2,39 Metern.

Aufgrund seiner Wiederverwendbarkeit und hohen Effizienz sowie der Komplexität ist das Triebwerk sehr teuer. Die NASA gibt den SSME-Preis mit rund 50 Millionen US-Dollar pro Stück an, was in etwa den Anschaffungskosten für eine komplette Delta-II-Trägerrakete entspricht.^[1]

Jeder Orbiter ist mit drei Haupttriebwerken ausgerüstet, deren Brenndauer beim Start etwa achteinhalb Minuten beträgt. Für die weitere Mission werden die SSMEs nicht mehr benötigt. Zum Manövrieren in der Umlaufbahn verwendet die US-Raumfähre das Reaction Control System sowie das Orbital Maneuvering System.

Die Haupttriebwerke des Orbiters

Im Gegensatz zu den Feststoffraketen kann bei den Flüssigkeitstriebwerken jedoch der Schub geregelt werden oder sie können im Flug abgestellt werden, wenn eine Funktionsstörung auftritt. Bereits bei mehreren Missionen wurden die Haupttriebwerke kurz vor dem Zünden der Feststoffraketen wieder abgeschaltet und somit der Start abgebrochen. In der Aufstiegsphase der Challenger während der Mission STS-51-F schaltete sich das mittlere Haupttriebwerk aufgrund einer Störung nach fünf Minuten Flugzeit automatisch ab. Trotz des geringeren Schubes konnte ein sogenannter Abort to Orbit durchgeführt und die meisten Missionsziele erreicht werden, wenn auch in einer niedrigeren Umlaufbahn als ursprünglich geplant.

Die SSMEs gehören zu den leistungsfähigsten Triebwerken in der Geschichte der Raumfahrt. Jedes Triebwerk produziert über 2000 kN Schub. In der Brennkammer beträgt die Temperatur 3300 °C. Durch Turbopumpen wird der Treibstoff mit etwa 450 Bar und der Oxidator mit rund 300 Bar zur Brennkammer gefördert. Die Hochdruckpumpen arbeiten mit Drehzahlen von 35.360 U/min und 28.120 U/min. Die Bauteile der SSMEs müssen daher höchsten Anforderungen genügen.

Der Erstlauf eines SSMEs fand im Oktober 1975 statt. Während der Erprobung kam es zu zahlreichen Problemen. Bei einem Test explodierte ein Triebwerk und zerstörte den Teststand.

Auch heute zählen die SSMEs noch zum Hauptrisikofaktor der Shuttle-Flüge. Trotz mehrmaliger Verbesserungen sind die Triebwerke derart kompliziert, dass ein Fehler nie ganz ausgeschlossen werden kann. Bei der Challenger- bzw. Columbia-Katastrophe waren die Haupttriebwerke jedoch nicht an der Unfallursache beteiligt.

Weblinks

• Pratt & Whitney: SSME (englisch)
• mainengine.de: Space Shuttle Main Engine (SSME)

Quellen

• NASA: Space Shuttle Main Engines (englisch)

1. ↑ SPACE NEWS: NASA Eyes Alternative to Shuttle Main Engine for Heavylift, 20. März 2006 (englisch)

Bestandteile des Space-Shuttle-Systems

Notwendige Bestandteile: Feststoffraketen · Haupttriebwerke · Außentank · Orbital Maneuvering System · Reaction Control System · Hitzeschutz

Optionale Bestandteile: RMS · Laser Camera System · MFR · LMCC · OBSS · Spacelab · Spacehab

 

Raketentriebwerke (alphabetisch geordnet)

Flüssigtreibstoff: Aestus · F-1 · HM-7 · J-2 · Kestrel · Merlin · NK-33 · NK-43 · RD-58 · RD-107 · RD-108 · RD-117 · RD-118 · RD-120 · RD-170 · RD-171 · RD-180 · RD-191 · RD-208 · RD-209 · RD-214 · RD-215 · RD-253 · RD-261 · RD-262 · SSME · Viking · Vinci · Vulcain

Festreibstoff: Castor · Orbus · P80 · SRB · Star · Zefiro