1981

78 Jahre nach den ersten zwölf Sekunden

Space Shuttle Columbia Columbia (OV-102), STS-1

Auf Flügeln zurück aus dem Orbit

10 m · Mensch 1,75 m · dahinter der A380 im selben Maßstab

Flieg selbst

Kein Triebwerk, ein Versuch: Stürz dich mit etwa 20° auf Landebahn 23 zu, dann fang ab und lande.

Die Geschichte

Am 12. April 1981 flogen und mit der Columbia auf ihrem allerersten Flug in die Umlaufbahn; noch nie hatte ein neues amerikanisches Raumfahrzeug schon seine erste Mission mit Besatzung geflogen. Zwei Tage später kehrte sie als Gleiter zurück. Etwa 15,5 km über der Mojave-Wüste fiel sie unter Schallgeschwindigkeit, flog eine Kurve von 210°, ging auf einem Gleitpfad, rund siebenmal steiler als der eines Verkehrsflugzeugs, im Sturzflug auf den Rogers Dry Lake zu, fing ab und setzte mit 340 km/h auf Landebahn 23 auf.

Ihre drei Haupttriebwerke arbeiteten nur beim Aufstieg und wurden aus dem großen Außentank gespeist. Jede Landung war also ein Flug ohne Antrieb und musste beim ersten Versuch gelingen. Der Anflug hatte zwei Teile: einen steilen Sinkflug mit etwa 20°, bei dem das geteilte Seitenruder als Luftbremse die Geschwindigkeit hielt, dann das Hochziehen auf einen Gleitweg von 1,5° und das Abfangen; das Fahrwerk kam erst etwa 120 m über dem Boden heraus. Im Gleitflug auf diesen Seeboden zurückzukehren, das hatten X-15-Piloten jahrelang getan, und 1977 hatte der Test-Orbiter Enterprise es geübt, ausgeklinkt vom Rücken einer Boeing 747.

Fünf Orbiter flogen zwischen 1981 und 2011 insgesamt 135 Missionen. Zwei gingen mit ihren Besatzungen verloren: die Challenger 1986 beim Start und die Columbia selbst am 1. Februar 2003, als beim Wiedereintritt heißes Gas durch ein Loch im Hitzeschild ihres Flügels eindrang. Die Discovery, die 39-mal flog, steht im Udvar-Hazy Center der Smithsonian.

So funktioniert es

Wie der Orbiter langsamer wurde, ohne ein Triebwerk drosseln zu können. Sein Seitenruder ist in der Mitte geteilt: Schwenken beide Hälften zur selben Seite, lenkt es; klappen sie wie ein Buch bis zu 87° auseinander, hält der Widerstand die Geschwindigkeit im steilen Gleitflug. Auf der Landebahn öffnet es sich weit und hilft den Bremsen.
Wie der Orbiter ohne Antrieb landete. Er stürzte auf einem Gleitpfad von etwa 20° hinab, sechs- bis siebenmal steiler als die 3° eines Verkehrsflugzeugs, zog dann auf einen flachen Gleitweg von 1,5° hoch und fuhr das Fahrwerk erst etwa 120 m über dem Boden aus. Die Höhen sind dreifach überhöht gezeichnet.
Warum der Orbiter drei Arten von Haut trug. Heb die Nase in die heiße Strömung: Die dunkle Vorderkante aus Kohlenstoff-Kohlenstoff bekommt das Schlimmste ab, bei STS-1 1.510 °C, die schwarzen Kacheln am Bauch glühen, sobald sie sich in die Strömung drehen, und die weißen Matten auf der Oberseite bleiben in ihrem Schatten.
Wie der Orbiter mit der Hinterkante seines Flügels steuerte. Beweg die Steuerung nach oben und unten, und die Elevons bewegen sich gemeinsam wie ein Höhenruder; beweg sie zur Seite, und sie spreizen sich wie Querruder, zwischen 35° nach oben und 20° nach unten. Die Rumpfklappe unter den Triebwerken folgt langsam und hält die Trimmung.
Warum der Flügel des Orbiters zwei Pfeilungen hat. Heb die Nase an, und die Luft rollt sich an der scharfen, um 81° gepfeilten Flügelwurzelverlängerung zu einem Wirbel auf, der über den um 45° gepfeilten Hauptflügel nach hinten strömt. Die Form fliegt bei Hyperschallgeschwindigkeit effizient und gleitet trotzdem gut genug, um zu landen.

Gezeichnet für: North American X-15

Wie die X-15 steuerte, wo die Luft zu Ende ging. Drück den Steuergriff zur Seite, und an jeder Flügelspitze pufft eine Steuerdüse, eine nach oben, eine nach unten: Die Zelle rollt auf ihrem kardanischen Gestell.

Gezeichnet für: Northrop B-2 Spirit

Wie ein Flügel ohne Leitwerk kurvt. Die B-2 hat keine Seitenflosse. Nahe jeder Flügelspitze teilt sich die Hinterkante entlang einer Scharnierlinie: Die obere Hälfte hebt sich, die untere senkt sich, jeweils bis zu 45°. Der Widerstand der geöffneten Fläche zieht diese Flügelspitze nach hinten, und die Nase schwenkt zu dieser Seite.
Die ganze MaschineZieh, um die Maschine zu drehen, und spreize zwei Finger zum Zoomen. Wähl ein Bauteil, und die Kamera fliegt dorthin.

3D-Modell wird geladen …

Technische Daten

Höchstgeschwindigkeit
28.160 km/h
Spannweite
23,8 m
Höchstgewicht
88.662 kg
Gipfelhöhe
271.000 m
Reichweite
—
In 12 Sekunden
93,9 km
Antrieb
Keiner bei der Landung. In den Orbit: 3 Haupttriebwerke RS-25 und 2 Feststoffbooster
101001.00010.000100.000 km/h

Der Schauplatz

Vom Kennedy Space Center, Florida, nach Edwards, Kalifornien

Über der Mojave-Wüste, 45 km vor dem Rogers Dry Lake. Hier startet der Simulator, über dem heutigen Gelände und mit aktuellen Bildern des Ortes.

Flieg selbst

Steig ein: Space Shuttle Columbia in 3D, mit echtem Gewicht, echter Flügelfläche und echter Leistung.

Kein Triebwerk, ein Versuch: Stürz dich mit etwa 20° auf Landebahn 23 zu, dann fang ab und lande.

AusgestelltDiscovery, im Steven F. Udvar-Hazy Center, Chantilly, Virginia

Quellen

  1. STS-1, NASA
  2. 40 Years Ago: Space Shuttle Columbia Returns Home, NASA
  3. The Aeronautics of the Space Shuttle, NASA Langley
  4. Space Shuttle Discovery, Smithsonian National Air and Space Museum
  5. STS-1, Spacefacts

Im Vergleich: ein Jahrhundert Geschwindigkeit

Die Höchstgeschwindigkeit aller Flugzeuge der Zeitleiste, logarithmisch aufgetragen; dieses hier ist markiert.

101001.00010.000100.000km/h1900192019401960198020002020 Mach 1 in großer HöheWright FlyerBell X-1North American X-15ConcordeSpace Shuttle ColumbiaIngenuity
3/6

Formel-1-Wagen · ≈ 370 km/hSchneller als ein Formel-1-Wagen (≈ 370 km/h): 11 von 17 Flugzeugen hier.

Alle 17 Flugzeuge

  1. 1903Wright Flyer
  2. 1909Blériot XI
  3. 1917Sopwith Camel
  4. 1927Spirit of St. Louis
  5. 1936Douglas DC-3
  6. 1939Heinkel He 178
  7. 1947Bell X-1
  8. 1958Boeing 707
  9. 1964SR-71 Blackbird
  10. 1967North American X-15
  11. 1969Boeing 747
  12. 1976Concorde
  13. 1981Space Shuttle Columbia
  14. 1989Northrop B-2 Spirit
  15. 2007Airbus A380
  16. 2011Boeing 787 Dreamliner
  17. 2021Ingenuity
Zurück zur Zeitleiste

Zur Geschichte
Fahrt km/h
0
Mach 0000°Höhe m
0
Steigen 0 m/s
Gas0%

WS Gas↑↓ Nicken←→ RollenA AutopilotC KameraM Tonziehen: umsehenR Neustart