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Dragon 2

Die Dragon 2 oder auch Dragon V2 ist ein wiederverwendbares Raumschiff des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX und das zweite Modell der Dragon-Serie. Es werden zwei Varianten des Raumschiffs gebaut: Die Crew Dragon, welche zukünftig Astronauten zur Internationalen Raumstation transportieren soll, und die Cargo Dragon 2 für Fracht. Als Trägerrakete dient die Falcon 9.
Am 2. März 2019 erfolgte der erste Testflug zur ISS mit einer noch unbemannten Crew Dragon. Als nächster großer Meilenstein ist der erste bemannte Flug SpX-DM2 geplant.

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1. Entwicklung und Auftragsvergabe
SpaceX-Gründer und -Chefentwickler Elon Musk stellte die Dragon 2 am 29. Mai 2014 anhand eines Mock-ups vor. Im September 2014 wählte die NASA die Dragon 2 neben dem CST-100 Starliner von Boeing im Rahmen ihres Commercial-Crew-Development-Programm CCDev; Entwicklungsprogramm für kommerziellen bemannten Raumflug zur Realisierung aus. Der Auftrag auf Basis des vorgestellten Modells der Dragon 2 hat einen Wert von 2.6 Milliarden US-Dollar und umfasst den Bau des Raumschiffs, mehrere unbemannte Testflüge und einen Demonstrationsflug mit NASA-Astronauten. Nach erfolgreichen Tests und Zertifizierung durch die NASA sollen zwei bis sechs bemannte Missionen beauftragt werden. Die Finanzierung der ersten Testflüge erfolgt in der Programmphase Commercial Crew Transportation Capability CCtCap innerhalb des CCDev-Programms.
Im Februar 2017 hatte SpaceX außerdem bekannt gegeben, einen Auftrag erhalten zu haben, um mit einer Dragon 2 Weltraumtouristen um den Mond herum zu befördern. Der Flug wurde jedoch später verschoben und auf die BFR umgeplant.

2. Technik und besondere Leistungsmerkmale
Das Raumschiff besteht aus der bemannten Kapsel und einem Servicemodul, Trunk genannt. Die Kapsel verfügt über den Hitzeschutzschild und ist in der Lage zur Erde zurückzukehren. Alle Hauptsysteme, wie auch die Manövertriebwerke sind in die Kapsel integriert. Der Trunk ist sehr viel einfacher aufgebaut als bei anderen Raumschiffen, wie Sojus oder Apollo. Er trägt u. a. aerodynamische Stabilisierungsflächen für den Startabbruch, die Solarzellen und kann zusätzliche Ladung aufnehmen, die ohne Atmosphärenbedingungen auskommt. Der Trunk wird vor dem Wiedereintritt abgetrennt, um dann zu verglühen.

2.1. Technik und besondere Leistungsmerkmale Cockpit und Bedienerführung
Kommandant und Copilot können die Kapsel über ein herunterklappbares Touchscreen-Bedienfeld steuern, das zwei Bildschirme als Datenausgabe und ein Steuerfeld sowie einen Joystick zur Flugsteuerung und, ergänzend als Backup zur Bedienung lebenswichtiger und sicherheitsrelevanter Steuergrößen, Knöpfe und Drehregler beinhaltet.

2.2. Technik und besondere Leistungsmerkmale Andockfähigkeit
Benötigt die Dragon 1 zum Andocken an die ISS noch deren Greifarm, so soll die Dragon 2 sowohl automatisch als auch gesteuert im freien Flug an die ISS andocken können. Dragon 2 nutzt einen Kopplungsadapter der kompatibel zum International Docking System Standard IDSS ist.

2.3. Technik und besondere Leistungsmerkmale Hitzeschild
Der Hitzeschild auf der Unterseite der Kapsel, der ein Verglühen des Raumschiffs beim Wiedereintritt in die Atmosphäre verhindert, besteht aus einer Weiterentwicklung des PICA-X-Hitzeschildes Phenolic Impregnated Carbon Ablator, den SpaceX für die Dragon 1 entwickelt hat und in eigener Produktion herstellt.

2.4. Technik und besondere Leistungsmerkmale Landeverfahren und Notfallrettung
Das Raumschiff sollte ursprünglich so konstruiert werden, dass es möglich wäre, "überall auf dem Land mit der Präzision eines Helikopters zu landen". Hierzu wurden acht sogenannte SuperDraco-Triebwerke in die Kapsel integriert. Diese acht Triebwerke sollten auch als Startrettungssystem fungieren und somit die klassische Rettungsrakete ersetzen. Ein trotzdem vorhandener Fallschirm sollte nur bei einem Notfall geöffnet werden.
Das Raumschiff sollte nach späteren Planungen dann zunächst mit Fallschirmen gebremst werden und anschließend wassern. Später war eine Landungsoption ohne Fallschirmeinsatz auf vier Stützfüßen vorgesehen. Die Abbremsung kurz vor dem Aufsetzen sollten die SuperDracos übernehmen. Diese Pläne zu Landungen an Land wurden jedoch gestrichen. Die Triebwerke bleiben als Startrettungssystem an Bord, sollen aber nicht mehr zum Abbremsen verwendet werden. Die Position der Stützfüße wurde verändert, sodass der Hitzeschild nicht gefährdet wird. Anlass für die Änderungen sind die hohen Sicherheitsanforderungen der NASA.

2.5. Technik und besondere Leistungsmerkmale Wiederverwendbarkeit
Mit der Cargo Dragon 2 sind bis zu fünf Flüge pro Raumschiff geplant – zwei mehr als bei der Dragon 1, die höchstens dreimal eingesetzt wird. Bei der Crew Dragon ist vorerst keine Wiederverwendung geplant.

3. Tests
Bis zur vollständigen Einsatzbereitschaft muss die Dragon 2 vier Testflüge absolvieren. Zwei davon dienen dem Test des Rettungssystems, welches bei einer Fehlfunktion der Trägerrakete die Besatzung aus dem Gefahrenbereich bringen soll. Die anderen beiden führen in den Erdorbit, einmal unbemannt und der letzte bemannt.

3.1. Tests Pad Abort Test
Beim Pad Abort Test am 6. Mai 2015 wurde erstmals das Rettungssystem der Crew Dragon erprobt. Dazu zündete eine Crew Dragon in Cape Canaveral von einem einfachen Startgestell aus ihre acht SuperDraco-Triebwerke, um mit bis zu 6 g Beschleunigung aufzusteigen und nach etwa zwei Minuten an Fallschirmen im Ozean zu wassern. Dabei wurde eine Höhe von 1500 Metern erreicht. Die Kapsel wurde geborgen und analysiert. Es befanden sich ein Crashtest-Dummy und Messgeräte an Bord, um die Belastungen für Raumschiff und zukünftige Crew zu messen. Zunächst sollte diese Kapsel für den nächsten Testflug wieder aufgearbeitet werden, da seit dem Bau allerdings einige Zeit vergangen ist und mittlerweile einige Änderungen an der Technik stattfanden, wird die Kapsel nun nicht mehr für den In-Flight Abort Test verwendet.

3.2. Tests Unbemannter Testflug
Am 2. März 2019 startete die noch unbemannte Crew Dragon mit der Mission SpX-DM1 zum ersten Mal in den Orbit und dockte am Tag darauf an der ISS an. David Saint-Jacques, Alexei Owtschinin und Anne McClain – Besatzung der ISS-Expedition 58 – betraten als erste ISS-Astronauten das neue SpaceX-Raumschiff. Nach fünf Tagen Aufenthalt dockte die Dragon – wiederum unbemannt – ab und landete an Fallschirmen im Atlantik, wo sie von der SpaceX-Flotte geborgen wurde. Die NASA zeigte sich zufrieden mit dem Verlauf des Tests.

3.3. Tests Rückschläge im April 2019
Am 20. April 2019 fand auf der Cape Canaveral Air Force Station ein Test aller Triebwerke der DM1-Dragon-Kapsel statt. Dabei explodierte das Raumschiff und wurde vollständig zerstört.
In einem vorläufigen Untersuchungsbericht vom 15. Juli 2019 erklärte SpaceX, dass die Explosion sich unmittelbar vor der Zündung der acht SuperDraco-Triebwerke ereignet habe. Bereits vor dem Test sei Stickstofftetroxid – das im Dragon-Antriebssystem verwendete Oxidationsmittel – durch ein Leck in das Hochdruck-Heliumsystem geraten, welches zur Druckerzeugung in den Tanks dient. Beim Druckaufbau vor der Triebwerkszündung sei eine geringe Menge der geleckten Flüssigkeit durch ein Ventil aus Titan gepresst worden. Dabei habe sie überraschenderweise mit dem Metall reagiert, was das Ventil in Brand gesetzt und die Explosion ausgelöst habe. Als Gegenmaßnahme habe man unter anderem den Treibstofffluss verändert und Ventile durch Berstscheiben ersetzt. Dadurch sei sichergestellt, dass kein Stickstofftetroxid mehr ins Heliumsystem gelangen kann.
Ebenfalls im April 2019 kam es zu einer überraschenden Fehlfunktion des Fallschirmsystems bei einem von zahlreichen Tests, in denen jeweils ein Dragon-Mock-Up von einem Flugzeug oder Hubschrauber abgeworfen wurde. Zur Behebung des Problems wurden die Nylonseile der Fallschirme durch dreimal so stabile Zylonseile ersetzt.
Die beiden Fehlschläge führten zu einer Verzögerung beziehungsweise Verlängerung des Dragon-2-Testprogramms um mindestens ein halbes Jahr.

3.4. Tests In-Flight Abort Test
Der unbemannte In-Flight Abort Test Flug-Abbruchtest erfolgte am 19. Januar 2020. Eine Dragon 2 startete auf einer Falcon 9, um nach etwa 1.5 Minuten Flugzeit, zum Zeitpunkt der größten aerodynamischen Belastung, eine Fehlfunktion der Trägerrakete zu simulieren und das Rettungssystem auszulösen. Die acht SuperDraco-Motoren zündeten und brachten das Raumschiff aus dem Gefahrenbereich. Die erste Stufe der Rakete endete unmittelbar danach in einem Feuerball, die zweite Stufe explodierte später beim Aufprall auf die Meeresoberfläche. Das Raumschiff trennte das Servicemodul ab und öffnete die vier Fallschirme. Anschließend wasserte die Kapsel und wurde geborgen. Das gesamt Prozedere diente auch als Testlauf für die bemannte Startvorbereitung und die Rettungsmannschaften. Der Test verlief reibungslos und wurde von allen Seiten als voller Erfolg gewertet.
Als Termin für den Test war ursprünglich Herbst 2015 geplant gewesen. Er wurde aber mehrfach aus verschiedenen Anlässen verschoben. Statt der zerstörten DM1-Kapsel kam die eigentlich für den nachfolgenden DM2-Testflug vorgesehene Dragon zum Einsatz. Letztere wird für den ersten bemannten Start durch eine Kapsel aus neuerer Produktion ersetzt. Als Erststufe der Trägerrakete kam der Booster Nr. B1046 in seiner vierten Verwendung zum Einsatz.

3.5. Tests Bemannter Testflug
Der erste bemannte Test mit der Mission SpX-DM2 wird nach mehreren Verschiebungen voraussichtlich im 2. Quartal 2020 stattfinden. Als NASA-Testpiloten für diesen Flug wurden im August 2018 Robert Behnken und Douglas Hurley nominiert. Verläuft die Mission erfolgreich, ist die Crew Dragon nach NASA-Vorschriften einsatzbereit und kann den regulären Crewtransport zur ISS beginnen.

4. Einsatz
Die erste reguläre Langzeitmission zur ISS mit einer Crew Dragon wird frühestens 2020 stattfinden. Als Besatzung für diesen Flug sind die US-Amerikaner Victor Glover, Michael Hopkins, ein russischer Kosmonaut sowie eine weitere Person vorgesehen. Danach ist ein Einsatz pro Jahr geplant.
Das Weltraumtourismusunternehmen Space Adventures plant einen Flug in eine niedrige Erdumlaufbahn für bis zu vier Personen mit einer Crew Dragon. Dabei soll der bisherige Höhenweltrekord für private Raumfahrer d. h. die maximale Bahnhöhe bisheriger ISS-Weltraumtouristen überboten werden. Axiom Space möchte mit der Crew Dragon Touristen zur ISS fliegen lassen.

5. Missionen
Stand der Liste: 14. März 2020
Alle Dragon-2-Starts erfolgen mit Falcon 9 und bevorzugt vom Startplatz 39A des Kennedy Space Center. Die Frachtversion kann wahlweise auch vom Space Launch Complex 40 der benachbarten Cape Canaveral Air Force Station starten. Allerdings besteht dort keine Nachlademöglichkeit für Nutzlasten mit kurzer Haltbarkeit.
Bemannte Missionen sind fett hervorgehoben.

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