Vergleich von Buran und Space Shuttle

Die Buran (russisch Буран für Buran – Schneesturm) war eine sowjetische Raumfähre, die äußerlich dem US-amerikanischen Space Shuttle ähnelte, jedoch nie zum bemannten Einsatz kam. Der Space Shuttle ist ein von der NASA in den USA entwickelter Raumfährentyp.

Beide Raumfähren ähneln sich äußerlich stark, weisen aber konzeptionelle Unterschiede auf.

Hauptunterschiede

Buran-Raumfähre im Modell

Space Shuttle „Discovery“ bei Startvorbereitungen

• Der auffälligste Unterschied ist der, dass die Buran von einer separaten Rakete (Energija) hochgetragen wurde, während das Space Shuttle mit seinen SSME-Haupttriebwerken selbst die Rakete darstellt, aber dafür den externen Treibstofftank mitträgt. Das Space Shuttle besitzt also aufwändige bordinterne Treibstoffpumpen und zusätzliche Technik, auf die die Buran verzichtete. Die Buran war demnach die Nutzlast der Energija-Trägerrakete. Deshalb konnte die Energija auch andere Nutzlasten mit bis zu 80 Tonnen Masse in den Weltraum befördern – wie es beim ersten Start geschah (theoretisch bis zu etwa 150 Tonnen durch Anbringung weiterer Booster). Für den Start der Buran wurden vier Flüssigtreibstoff-Booster – anstatt zwei Feststoffboostern wie bei den Space Shuttles – verwendet. Sie verbrannten Kerosin und flüssigen Sauerstoff und konnten, ausgestattet mit einer Oberstufe, als eigenständige Zenit-Raketen eingesetzt werden.

• Buran war sowohl zum bemannten als auch zum vollautomatischen Flug konzipiert und konnte vollautomatisch landen. Die bemannte Version wurde nie in den startfähigen Zustand gebracht. Das amerikanische Gegenstück war auf speziellen Wunsch der Astronauten nie für den unbemannten Einsatz vorgesehen.^[1] Speziell das Fahrwerk war bewusst nur manuell zu betätigen. Erst seit STS-121 (Juli 2006) besteht die Möglichkeit, im Notfall das Space Shuttle unbemannt und ferngesteuert zur Erde zurückzubringen. Diese Systeme wurden jedoch nie im realen Einsatz getestet.

• Die Buran hatte keine Triebwerke, sondern kleine Düsen zum Manövrieren. Der Wegfall der großen Triebwerke bedeutete eine größere Nutzlast der Raumfähre selbst. Die größte Struktur des ganzen Systems war kein Treibstofftank wie beim Space Shuttle, sondern die Trägerrakete.

• Die Energija-Trägerrakete – inklusive der Booster – wurde für die Wiederverwendbarkeit konstruiert. Die Booster sowie das Antriebsteil der Zentralstufe mit den Triebwerken („RD-0120“-Haupttriebwerke) sollten zur Erde zurückkehren und mit Hilfe von Fallschirmen landen. Budgetkürzungen hatten aber zur Folge, dass die Wiederverwendbarkeit nie umgesetzt werden konnte. Das amerikanische Shuttle hat wiederverwendbare Triebwerke in der Raumfähre sowie wiederverwendbare Booster, die nach umfangreichen Inspektionen und Wiederherstellungsarbeiten wieder eingesetzt werden können.

• Bei Buran wurden zwei Strahltriebwerke als Marschtriebwerke vorgesehen. Aufgrund der schlechten Verteilung der Notlandeplätze speziell im atlantischen und pazifischen Raum bestand der Bedarf, größere Strecken bei der Landung überbrücken zu können. Aufgrund von Verzögerungen und Nutzlastproblemen der ersten Energia-Version wurden beim Orbiter die Triebwerke beim Erstflug nicht montiert und die Einbaubuchten beidseitig des Seitenleitwerks verschlossen. Diese Einbaubuchten können auf verschiedenen Heckansichen der Orbiterversionen und verschiedenen Schemata^[2] noch ausgemacht werden. Die zwei Marschtriebwerke sollten durch Frontklappen und Hitzeschutzummantelung beim Wiedereintritt geschützt werden. Die zwei oberen Triebwerke der OK-GLI Version entsprechen diesem Konzept und weisen auch noch die Klappen am Einlauf aus, die bei einem reinen Einsatz nur zu atmosphärischen Testzwecken nicht nur nutzlos sondern auch leistungsmindernd gewesen wären.^[3]
  Beim Space Shuttle wurden auch Strahltriebwerke als mögliche Marschtriebwerke untersucht, aufgrund von Nutzlasterwägungen und besserer Verteilung geeigneter Notlandeplätze aber früh fallen gelassen.

• Die Buran hätte gemäß den Berechnungen 30 Tonnen in den Orbit befördern können, gegenüber den 25 Tonnen des Space Shuttle. Allerdings wurde der Nachweis dieser Plangrößen in der Praxis nicht erbracht.

• Das Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand im Gleitflug (Gleitzahl) beträgt bei der Buran 6,5, beim Space Shuttle 5,5. Deshalb hätte die russische Raumfähre 20 Tonnen Nutzlast wieder zur Erde fliegen können, anstelle von 15 Tonnen beim Space Shuttle.

• Die Anordnung der Hitzeschutzkacheln ist unterschiedlich: Durchgehende Fugen der Buran sind rechtwinklig und kurze Fugen parallel zum Plasmafluss (Strömungsrichtung der Luft) ausgerichtet, nicht im 45-Grad-Winkel wie beim Space Shuttle.^[4]

• Standardmäßig waren von NPP Swesda hergestellte K-36RB-Schleudersitze in Verbund mit Strisch-Druckanzügen zum Schutz der Besatzung vorgesehen. Diese sollten nach Herstellerangaben für Geschwindigkeiten bis zu Mach 3 und Höhen bis zu 30 km einsetzbar sein.^[5] Bei den Unfällen mit dem amerikanischen Space Shuttle wären solche Schleudersitze im Falle der Challenger 1986 möglicherweise lebensrettend gewesen, nicht aber bei der Columbia im Jahr 2003 (60 km Höhe, Mach 23).

• Die Düsen für das Manövrieren im Orbit wurden beim Space Shuttle mit der hypergolen Mischung aus Distickstofftetroxid und Dimethylhydrazin betrieben, während bei der Buran flüssiger Sauerstoff (LOX) und Sintin verwendet wurde. Die bei Buran verwendete Lösung war leistungsfähiger und ungefährlicher in der Handhabung am Boden. Außerdem konnte der flüssige Sauerstoff im Notfall zur Stromerzeugung in den Brennstoffzellen herangezogen bzw. auch für das Lebenserhaltungsystem verwendet werden. Allerdings war das System schwerer und komplexer. In den 1990er Jahren gab es Pläne für die Umrüstung des Space Shuttles auf eine LOX/Ethanol-Mischung für die Steuerdüsen.

Technische Details

	Space Shuttle	Buran
	Orbiter
Länge:	37,25 m	36,37 m
Spannweite:	23,80 m	23,92 m
Höhe:	17,25 m	16,35 m
Trockenmasse:	78 t	61 t
max. Abflugmasse:	110 t	105 t
max. Besatzung:	8	10
Strömungsrichtung/ Hitzeschutzkacheln:
	Nutzlastbucht
Länge:	18,29 m	18,55 m
Breite:	4,57 m	4,65 m
Startkapazität:	25 t	30 t
Landekapazität:	15 t	20 t

Anmerkungen

1. Die Trockenmasse des Space Shuttle variiert geringfügig je Orbiter. Die Start-Nutzlastkapazität beider Systeme ist stark abhängig von der Orbithöhe und dem Bahnneigungswinkel.
2. Die technischen Parameter des Buran konnten aufgrund eines fehlenden Dauereinsatzes im Weltraum nicht überprüft werden.

Weblinks

 Commons: Raumfähre Buran – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

 Commons: Space Shuttle – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

Quellen und Anmerkungen

1. ↑ http://www.buran-energia.net/documentation/birds%20of%20a%20feather.pdf
2. ↑ http://www.buran.ru/htm/molniya5.htm
3. ↑ http://www.buran-energia.com/bourane-buran/bourane-consti-reacteur.php
4. ↑ http://www.buran-energia.com/bourane-buran/bourane-consti-bouclier.php
5. ↑ NPP Swesda: Emergency Escape Systems