Main Propulsion Test Article (MPTA-098)

Main Propulsion Test Article 1977

Der Main Propulsion Test Article (MPTA-098) (deutsch: Hauptantriebstest-Artikel) wurde von Rockwell International für das US-amerikanische Space-Shuttle-Programm zur Erprobung und Messung der Krafteinwirkung der Shuttle-Haupttriebwerke gebaut.

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1 Beschreibung

Space Shuttle Pathfinder OV-098

Der MPTA, der nie für den tatsächlichen Weltraumflug gedacht war, bestand aus der inneren Struktur eines hinteren Rumpfes des Space-Shuttle-Orbiters, einer Fachwerkstruktur, die die Grundstruktur und Form eines Orbiter-Rumpfes simulierte, und einer kompletten Space Shuttle Main Engine (SSMEs) einschließlich aller Hauptantriebssystemleitungen und der zugehörigen elektrischen Systeme.

Rockwell und NASA haben die MPTA rückwirkend als MPTA-098 bezeichnet, obwohl sie nie mit einem Namen getauft wurde.

2 Geschichte

Am 24. Juni 1977 wurde MPTA-098 von Rockwell International zum Stentnis Space Center in Hancock County, Mississippi geliefert, wo es mit einem externen Tank und dem Pathfinder (Raumfähre-Modell) MPTA-ET verbunden wurde, der in Startposition montiert und für statische Motortests verwendet wurde.

Am 2. Juli 1979 erlitt MPTA-098 aufgrund eines gebrochenen Treibstoffventils des Space Shuttle Main Engine Nummer 2002 erheblichen strukturellen Schaden. Durch das defekte Ventil entwich Wasserstoff in das geschlossene hintere Abteil, so dass der Überdruck eine schwere Beschädigung der Struktur zu Folge hatte.

Nach umfangreichen Reparaturen wurden die Tests im September wieder aufgenommen, aber am 4. November versagte ein Hochdruck-Oxidationsmittel [Turbopumpe] bei Sekunde 9,7 in einem geplanten 510-Sekunden-Test. Schließlich wurde am 17. Dezember 1979 eine vollständige statische Zündung durchgeführt, die alle drei Space-Shuttle-Haupttriebwerke mit bis zu 100 Prozent des Nennschubs 554 Sekunden lang umfasste und die vorhergesagte maximale Zeit, die die SSMEs während eines betriebsbereiten Shuttle-Starts verbrachten, überstieg.

2.1 Flugzertifizierung

Nahaufnahme von drei Space-Shuttle-Hauptantrieben am MPTA-098 montiert

Das Programm zur vorläufigen Flugzertifizierung (PFC), das den Weg für die SSMEs an Bord von bemannten Raumfahrzeug freimachen würde, begann Anfang 1980. Eine Reihe von Rückschlägen, einschließlich einer Überhitzung der Hochdruck-Turbopumpe, bei 4,6 Sekunden in eine 544-Sekunden-Test am 16. April 1980, im Juli das Durchbrennen eines Wasserstoffvorbrenners in einem 581-Sekunden-Test nach 105 Sekunden und das strukturelle Versagen einer Düse bei einen Test im November 1980 nach 20 Sekunden, verlangsamte den Fortschritt dramatisch. Diese Fehler führten zu einer Reihe Änderungen der SSMEs und ihrer zugehörigen Systeme.

Aufgrund der Anzahl der Änderungen im SSME-Design seit der SSME-Installation bei der Raumfähre Columbia, wurden die drei SSMEs (Nummern 2005, 2006 und 2007) der Columbia, ausgebaut und im MPTA-098 erfolgreich getestet.Die Motoren wurden dann zum Kennedy Space Center zurückgeschickt und neu in die Columbia installiert.

Am 17. Januar 1981, weniger als drei Monaten vor dem geplanten Starttermin von STS-1, demonstrierte MPTA-098 erfolgreich eine 625-Sekunden-Zündung mit simulierten Abbruchprofilen, die den endgültigen PFC-Test vervollständigte und das SSME-Design vollständig für den Flug zertifizierte. Dies ebnete den Weg für den Start von STS-1 am 12. April 1981.

2.2 Shuttle-C

Von 1981 bis 1988 blieben die MPTA-098 und MPTA-ET „in-situ“ auf dem NSTL-Prüfstand, ungenutzt. Ende 1988 verwendete die Essex Corporation die Schubstruktur der MPTA als Grundlage für ein technisches Entwicklungsmodell für die vorgeschlagene Trägerrakete Shuttle-C. Das Modell wurde von der NASA und Boeing am Kennedy Space Center und dem Marshall Space Flight Center verwendet, um Checks und Fertigungstechnische Studien durchzuführen. Das Shuttle-C-Programm wurde 1990 vom Kongress der Vereinigten Staaten in der Folge annulliert, und das Modell wurde auseinandergebaut.

2.3 Shuttle Enterprise Upgrade

Es wurde anfangs in Erwägung gezogen, unter Verwendung des MPTA-098 die nicht raumflugtaugliche Enterprise in ein vollwertiges Space Shuttle umzubauen. Diese Idee wurde verworfen und stattdessen der STA (Structural Test Article) zum Space Shuttle Challenger OV-099 ausgebaut. Nach der Challenger-Katastrophe wurde diese Idee wieder in Betracht gezogen, jedoch wurde dem Bau des neuen Space Shuttle Endeavour OV-105 unter Nutzung vorhandener Ersatzteilen den Vorzug gegeben. Nach der Columbia-Katastrophe wurde die Idee wieder aufgegriffen, war aber chancenlos, da sich bereits das Ende des Shuttle-Programm abzeichnete.

2.4 Aktueller Status

Der Hauptantriebs-Testartikel, ohne Fachwerk, ist im U.S. Space & Rocket Center, Besucherinformationszentrum NASA Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, neben der MPTA-ET, unter dem generalüberholten Space Shuttle Mockup Pathfinder Orbitersimulator ausgestellt.

3 Literatur

Jenkins, Dennis R.: Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System: The First 100 Missions. Hong Kong: World Print 2002, ISBN 0-9633974-5-1