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An diesem Mittwoch vor zwanzig Jahren – am 1. Februar 2003 um 8:48:39 Uhr EST – zeichnete ein Sensor im linken Flügel des Space Shuttle Columbia erstmals ungewöhnliche Belastungen auf, als der Orbiter und seine sieben Besatzungsmitglieder zur Erde zurückkehrten, um auszusteigen eine erfolgreiche 16-tägige Wissenschaftsmission.

In den nächsten 12 Minuten verfolgte ein Borddatenrekorder eine Kaskade alarmierender Sensorwerte und Ausfälle auf der linken Seite des Raumfahrzeugs, die auf eine schnell eskalierende Katastrophe hindeuteten, als die glühende Hitze des Wiedereintritts das Schiff erfasste.

Doch zunächst spielte es sich hinter den Kulissen in den Flugcomputern des Schiffs ab, die einen immer verzweifelteren Kampf führten, um Columbia auf Kurs für eine geplante Landung im Kennedy Space Center in Florida zu halten, wo Freunde und Familie warteten.

Und so überquerte Columbia um 8:53:26 Uhr pünktlich die Küste Kaliforniens in einer Höhe von 44 Meilen und mit 23-facher Schallgeschwindigkeit.

Weltraumbegeisterte im Westen der Vereinigten Staaten würden dramatische Videos vom Abstieg der Columbia im Morgengrauen aufnehmen, einschließlich ungewöhnlicher Veränderungen in der weißglühenden Plasmaspur des Shuttles sowie flackerähnlicher Lichtpunkte, die sich trennten und wegfielen. Damals wusste niemand, was die Lichtshow bedeuten könnte, wenn überhaupt.

Doch 16 Tage zuvor, 81.7 Sekunden nach dem Start, war ein aktentaschengroßes Stück leichter Schaumstoffisolierung vom Außentank der Columbia abgebrochen, als das Raumschiff auf 1,500 Meilen pro Stunde beschleunigte.

Trackingkameras zeigten, wie der Schaum unter dem linken Flügel des Shuttles verschwand und einen Augenblick später als Wolke aus feinen Partikeln wieder auftauchte. Eine spätere Analyse würde zeigen, dass der Schaum mit einer relativen Geschwindigkeit von mehr als 500 Meilen pro Stunde auf die Unterseite des linken Flügels prallte und sich sofort auflöste.

Ingenieure konnten nicht genau bestimmen, wo der Schaum aufgetroffen war, und Columbia war nicht mit einem Roboterarm ausgestattet, um eine Inspektion im Weltraum zu ermöglichen.

Eine auf Softwaremodellierung basierende technische Analyse für viel kleinere Einschläge ergab jedoch, dass der Schaumeinschlag kein Problem für die „Flugsicherheit“ darstellte. Führungskräfte schlossen es aus, nach Spionagesatellitenbildern zu fragen, die eine gründlichere Analyse hätten ermöglichen können oder auch nicht.

Auf jeden Fall waren sich Kommandant Rick Husband, Pilot Willie McCool, die Missionsspezialisten Kalpana Chawla, Laurel Clark, Michael Anderson, David Brown und der israelische Gastastronaut Ilan Ramon keinerlei Probleme bewusst, als sie zur Erde zurückkehrten und das rosa Leuchten aus dem Cockpit bestaunten Fenster, als sich in den Augenblicken vor diesem ersten ungewöhnlichen Sensormesswert atmosphärische Reibung aufbaute.

Dann, gegen 8:54:24 Uhr – 5 Minuten und 45 Sekunden nachdem dieser erste Messwert im Datenrekorder gespeichert wurde – zeigte sich in den Telemetriedaten, die die Fluglotsen im Johnson Space Center in Houston erreichten, der erste Hinweis auf ein Problem: ein Temperaturverlust Messwerte von Hydraulikleitungen im linken Flügel Kolumbiens.

Vier Minuten später zeigte der Ersatzflugcomputer der Columbia im Cockpit eine Meldung an, dass der Reifendruck des linken Hauptfahrwerks verloren gegangen sei. Der Ehemann rief die Missionskontrolle an, vermutlich um nach dem Reifendruck zu fragen, aber seine Übertragung war unterbrochen.

„Und Columbia, Houston, wir sehen Ihre Reifendruckmeldungen und wir haben Ihre letzten nicht kopiert“, rief Astronaut Charles Hobaugh aus Houston an.

„Roger, äh“, begann der Ehemann. Doch erneut wurde die Übertragung unterbrochen. Es war 8:59:32 Uhr

Wie die Ingenieure später erfahren sollten, geriet Columbia in den folgenden Sekunden außer Kontrolle und brach 38 Meilen über Zentral-Texas auseinander, während es mit 18-facher Schallgeschwindigkeit unterwegs war. Alle sieben Astronauten, die kurz nach dem Druckverlust in der Mannschaftskabine bewusstlos waren, wurden durch ein stumpfes Gewalttrauma getötet, als die Kabine im Hyperschall-Luftstrom auseinanderfiel.

Es würde noch etwa zweieinhalb Minuten dauern, bis die harte Realität des Untergangs Columbias das Kennedy Space Center erreichte, wo Familienmitglieder, NASA-Manager, das Bodenunterstützungsteam, Reporter und Fotografen auf die Heimkehr des Shuttles warteten.

In den darauffolgenden Tagen, Wochen und Monaten deckte das Columbia Accident Investigation Board eine mittlerweile bekannte Vorgeschichte von Problemen mit der Schaumstoffisolierung des externen Tanks, Managementfehlern und schlechter interner Kommunikation auf, die zu dem Unglück beitrugen.

In einem dramatischen Test feuerten Ingenieure mit einer Luftkanone ein Stück externen Tankschaums auf ein Flügelvorderkantenmodell im gleichen Winkel und mit der gleichen Geschwindigkeit wie das, das Columbia beschädigte. Durch den Aufprall wurde ein Loch in die Vorderkante des Modells gesprengt, was den eindeutigen Beweis erbrachte, dass die leichte Isolierung im schlimmsten Fall katastrophale Schäden anrichten könnte.

Und genau das ist Columbia passiert.

Beim Wiedereintritt strömte überhitzte Luft durch einen Spalt in der Vorderkante des linken Flügels, schnitt durch die Sensorverkabelung, schmolz die inneren Holme und brannte in den Radkasten des linken Fahrwerks. Der Flügel klappte schließlich um oder löste sich vom Rumpf, wodurch das Schiff außer Kontrolle geriet.

Die Columbia-Katastrophe löste, wie zuvor die Challenger-Katastrophe, im Verlauf der Unfalluntersuchung eine behördenweite Gewissensprüfung aus.

Das Missionsmanagementteam der NASA wurde dafür kritisiert, dass es den Schaumangriff auf der Grundlage einer fehlerhaften technischen Analyse abgewiesen hatte. Das Shuttle war nicht mit einem Roboterarm, Werkzeugen oder Materialien ausgestattet, um größere Hitzeschildschäden zu reparieren, und das MMT dachte nie an einen risikoreichen Notfall-Weltraumspaziergang, um die Schadensstelle zu untersuchen.

Während eine NASA-Studie später zeigte, dass eine Shuttle-Rettungsmission theoretisch möglich war, glaubte niemand, dass die Agentur eine weitere Besatzung gestartet hätte, ohne vorher zu wissen, was mit Columbia passiert war.

Kurz gesagt, das Schicksal der Columbia war 81.7 Sekunden nach dem Start besiegelt. Das eigentliche Problem, so die Schlussfolgerung des Unfallausschusses, sei das frühere Versäumnis der NASA gewesen, ein andauerndes Problem angemessen zu lösen: Trümmer des Hitzeschilds prallten von der Schaumisolierung ab, die sich während des Aufstiegs vom Außentank löste.

Bekanntlich kam es bei jedem Shuttle-Flug zu Schaumschlägen auf den Hitzeschild des Orbiters, obwohl die Agentur eine klare Regelung erlassen hatte, die den Einschlag von Trümmern verbot. Die Regel wurde nie strikt durchgesetzt und die NASA betrachtete schließlich das Ablösen von Schaum als „akzeptables Risiko“.

Doch im Oktober 2002, nur zwei Flüge vor Columbia, nahm die Besorgnis über den Schaum zu, als sich Sekunden nach dem Start ein Stück Isolierung in der Größe eines Briefkastens vom Außentank des Shuttles Atlantis löste. Die Trümmer prallten gegen die Isolierung, die einen Befestigungsring an der Basis eines Feststoffboosters bedeckte, und hinterließen einen Krater mit einer Breite von 4 Zoll und einer Tiefe von 3 Zoll.

Es war knapp. Der Schaum traf nur fünfzehn Zentimeter von einem kritischen Elektronikkasten entfernt ein, der dazu diente, Befehle von den Flugcomputern des Shuttles an den Booster weiterzuleiten.

Die Ingenieure führten den fehlenden Schaum schnell auf eine der beiden Zweibeinrampen zurück, wo eine Isolierung um die Basis zweier Streben aufgebaut wurde, die dazu dienten, die Nase des Orbiters am Tank zu halten.

Am 31. Oktober 2002 trafen sich NASA-Manager im Kennedy Space Center zu einer Überprüfung der Flugbereitschaft, um den geplanten Start des Shuttles Endeavour zur nächsten Montagemission der Raumstation zu besprechen.

Der Schaumverlust während des Atlantis-Starts Anfang Oktober war nur eines von mehreren technischen Problemen, die zur Diskussion standen, und der Vorsitzende des Treffens, Bill Readdy, ein ehemaliger Shuttle-Kommandant und stellvertretender NASA-Administrator für Raumfahrt, mahnte alle zur Wachsamkeit.

Doch während der anschließenden Diskussion argumentierten Panzermanager und Ingenieure, dass Probleme mit dem Endeavour-Panzer nicht wahrscheinlicher oder weniger wahrscheinlich seien als mit früheren Panzern, die auf die gleiche Weise gebaut wurden. Es gab keine eindeutigen Beweise dafür, dass mit dem nächsten Tank in der Sequenz etwas nicht in Ordnung war, und obwohl es häufig zu Schaumablösungen kam, kam es selten zum Verlust großer Stücke.

Sie konnten nicht garantieren, dass der bevorstehende Flug frei von erheblichen Schaumpartikeln sein würde, aber das externe Tankteam kam zu dem Schluss, dass Endeavour „sicher zu fliegen sei, ohne neue Bedenken (und ohne zusätzliches Risiko)“.

Ungeachtet dessen, was manche als etwas verdächtige „Flugbegründung“ ansahen, endete die Überprüfung der Flugbereitschaft mit der formellen Startfreigabe. Beim Flug der Endeavour kam es zu keinen nennenswerten Schaumschäden, und als sich NASA-Manager am 9. Januar 2003 zur Überprüfung der Bereitschaft von Columbia trafen, stand Schaumabwurf nicht auf der Tagesordnung.

Im Rückblick auf das Challenger-Desaster bezeichnete die Soziologin Diane Vaughan diese Art der Akzeptanz eines klar bekannten Problems als „Normalisierung der Abweichung“.

In diesem Zusammenhang kam der Anfang vom Ende an Halloween 2002, als sich die Teilnehmer der Flugbereitschaftsüberprüfung von Endeavour darauf einigten, weiterhin Shuttles zu fliegen, bevor sie ein umfassendes Verständnis der Zweibeinschaumproblematik erlangten.

Die Auswirkungen dieser Entscheidung wirken sich immer noch auf das gesamte Raumfahrtprogramm aus.

Neben den empfohlenen technischen und verwaltungstechnischen Änderungen teilte das Columbia Accident Investigation Board der NASA mit, dass es „eine Neuzertifizierung des Fahrzeugs auf Material-, Komponenten-, Subsystem- und Systemebene durchführen“ müsse, wenn die Behörde das Shuttle über das Jahr 2010 hinaus fliegen wolle, was auch der Fall gewesen wäre enorm teuer gewesen.

Stattdessen forderte Präsident George W. Bush die NASA im Januar 2004 auf, die Shuttle-Flotte nach Fertigstellung der Internationalen Raumstation außer Dienst zu stellen. Die Idee bestand darin, Geld für neue Raketen und Raumfahrzeuge freizusetzen, die für den Bau von Mondbasen im antarktischen Stil Anfang der 2020er Jahre benötigt werden.

Um die Besatzung der Raumstation und die Frachtflüge nach der Ausmusterung des Shuttles auf Kurs zu halten, wandte sich die NASA an die Privatindustrie, um gewinnorientierte Frachter und Weltraumtaxis zu entwickeln, um Vorräte zu liefern und Astronauten zum und vom Laborkomplex zu befördern.

SpaceX und Orbital Sciences (jetzt Northrop Grumman) starteten 2012 bzw. 2013 die ersten kommerziellen Frachtschiffe. SpaceX startete 2020 die ersten Astronauten mit einer Crew Dragon-Kapsel und beendete damit die Abhängigkeit der NASA nach dem Shuttle von Russland für den grundlegenden Transport der Besatzung. Boeing wird voraussichtlich später in diesem Jahr mit seiner Starliner-Kapsel nachziehen.

Aber das Mondprogramm von Präsident Bush – Constellation – wurde nie ausreichend finanziert und die Obama-Regierung entschied, dass es nicht nachhaltig sei. Die NASA wurde angewiesen, die Entwicklung der Orion-Besatzungskapsel des Constellation-Programms fortzusetzen und eine neue Rakete zu bauen, die zum Space Launch System für die Erforschung des Weltraums wurde.

Dann, im Jahr 2017, befahl Präsident Trump der NASA, das ins Stocken geratene Mondprogramm zu beschleunigen. Das daraus resultierende Artemis-Programm startete Ende letzten Jahres einen unbemannten Jungfernflug mit einer SLS-Rakete und einer Orion-Kapsel. Die Agentur plant, im Jahr 2 vier Astronauten auf einen Flug um den Mond – Artemis 2024 – zu schicken, gefolgt von einer Mondlandung im Zeitraum 2025–26.

Doch unmittelbar nach der Columbia-Katastrophe war der Weg der NASA in die Gegenwart nicht im Entferntesten vorstellbar. Es war lediglich bekannt, dass die Namen von sieben weiteren Männern und Frauen in ein Denkmal im Kennedy Space Center eingraviert werden würden.

Und es gab noch mehr schwierige Lektionen, die man neu lernen musste.

„Jeden Tag haben wir bei der NASA die Gelegenheit, wir haben die Pflicht, die Erinnerungen an diejenigen, die wir verloren haben, weiterzutragen und ihre Träume weiterzutragen“, sagte NASA-Administrator Bill Nelson letzte Woche den Mitarbeitern der Agentur.

„Und das Fazit lautet: Sprechen Sie Ihre Meinung aus. Eine Frage, selbst eine einfache Frage, ist verzeihlicher als ein Fehler, der zu einer Tragödie führen kann. Und jeder von uns hat die Verantwortung, ein Arbeitsumfeld zu schaffen, in dem sich jedes Mitglied der NASA-Familie berechtigt fühlt, Zweifel zu äußern. Geben Sie Ihren Anliegen Gehör.“

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• Quelle: https://spaceflightnow.com/2023/02/01/20-years-after-columbia-disaster-lessons-learned-still-in-sharp-focus-at-nasa/