Es ist das größte und aufwendigste Raumfahrzeug, das jemals in Europa gebaut worden ist: Ende des Jahres soll der Transporter ATV an die Raumstation ISS andocken.

Für Europas Raumfahrt endet das Jahr 2007 voraussichtlich mit einem Doppelschlag. Im November soll der unbemannte Raumtransporter Automated Transfer Vehicle (ATV), im Dezember das Forschungslabor Columbus an der Internationalen Raumstation ISS andocken.

Wenn diese beiden Bausteine mit einem Gesamtwert von fast zwei Milliarden Euro im All sind, hätte Europa seinen bis dahin umfangreichsten Beitrag zu der Forschungsstation geleistet.

Das Columbus-Modul wartet bereits seit einiger Zeit bei der Nasa auf den Transport in den Orbit. Das ATV hingegen ist in der Endmontage; das Unternehmen Astrium, unter dessen Leitung der Raumtransporter im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation Esa entstanden ist, hat es kürzlich am Standort Les Mureaux bei Paris vorgestellt.

Das ATV ist das größte und aufwendigste Raumfahrzeug, das jemals in Europa gebaut worden ist. "Es ist so komplex, weil es praktisch drei Arten von Raumfahrzeug in einem ist", sagt Michael Menking von Astrium in Bremen.

Zuerst fliegt es wie die dritte Oberstufe einer Rakete, dann manövriert es in der Erdumlaufbahn eigenständig wie ein Satellit und schließlich wird es zum integralen Bestandteil der ISS, der alle Sicherheitsanforderungen der bemannten Station erfüllen muss.

In dem gut zehn Meter hohen zylinderförmigen Gefährt mit einem Durchmesser von 4,5 Metern fände ein Doppeldeckerbus Platz. Es ist in drei Kammern unterteilt: Die hintere enthält Treibstofftanks und Antriebsdüsen für den Flug zur ISS.

In der mittleren werden Flüssigkeiten wie Wasser und Treibstoff für die Station verstaut, und im vorderen Teil ist Platz für trockene Substanzen, im wesentlichen Lebensmittel. Insgesamt fasst das ATV 9,5Tonnen. Seine Kapazität ist dreimal so groß wie die des bisher genutzten russischen Progress-Frachters.

Die ISS-Astronauten können den Frachter nicht steuern

Damit lässt sich die Zahl der Versorgungsflüge zur ISS erheblich verringern; etwa alle 15 Monate soll ein ATV starten. Eine Ariane 5-Rakete schießt den insgesamt mehr als 20 Tonnen wiegenden Transporter in eine 300 Kilometer hohe Umlaufbahn.

Von dort aus bewegt er sich eigenständig auf die Raumstation zu, wobei er seine Position nach dem Stand der Sterne und mit einem GPS-Empfänger bis auf etwa einen Meter genau bestimmt. Für ein automatisches Anlegen an der ISS reicht diese Präzision jedoch nicht aus. Deshalb schaltet der Bordcomputer 250 Meter vor der Station auf Abstandsradar und Laserstrahlen um. Diese werden von Spiegeln an der ISS reflektiert und erlauben die automatische Annäherung des Transporters und sein Andocken.

Diese Parkposition hat unter anderem den Vorteil, dass die Astrium-Ingenieure den Kupplungsmechanismus von den russischen Progress-Raumschiffen komplett übernehmen konnten. Das übrige automatische Andocksystem gehört jedoch zum komplexesten Teil des gesamten Unternehmens.

Drei Computer, von denen jeder die 20-fache Leistung des Bordrechners einer Ariane 5 besitzt, steuern das ATV mit Hilfe von 32 Düsen langsam an die Station heran. Anders als bei den Progress-Frachtern können die Astronauten in der ISS den europäischen Frachter nicht steuern. Ihnen bleibt nur, das Manöver im Notfall per Knopfdruck abzubrechen.

Dann fliegt das ATV in einen Sicherheitsabstand zurück und beginnt einen neuen Versuch. Drei bis vier Anläufe kann der automatische Frachter unternehmen. Dann ist der Treibstoff so weit verbraucht, dass er kontrolliert zum Absturz gebracht werden muss.

Das ATV ist auch dafür zuständig, die ISS anzuheben

Einmal angedockt nutzen die Astronauten das ATV als Speisekammer und Mülltonne: Versorgungsgüter werden ihm entnommen, Abfall darin verstaut. Nach etwa einem halben Jahr legt das Versorgungsschiff ab und verglüht samt Inhalt in der Atmosphäre.

Daneben hat das ATV noch eine weitere wichtige Aufgabe. Die ISS sinkt wegen der Reibung mit der Atmosphäre pro Tag etwa 200 Meter weit ab. Die Manöver, sie zu beschleunigen und damit anzuheben, übernehmen bislang Shuttle und Sojus-Kapseln. Zukünftig werden auch die ATV hierfür zuständig sein.

Das erste ATV hat die Esa nach dem Schriftsteller und Raumfahrtvisionär Jules Verne benannt. Wie viele folgen werden, ist ungewiss. Der derzeitige Vertrag zwischen Esa und Astrium sieht insgesamt sechs Transporter zum Stückpreis von etwa 150 Millionen Euro vor.

"Wie viele wirklich benötigt werden, hängt auch davon ab, wie lange sich die Esa in der ISS engagieren will", sagt Michael Menking. Es ist durchaus möglich, dass mehr als sechs fliegen werden: Ab 2009 sollen sechs Astronauten in der ISS wohnen, wodurch sich der Bedarf an Lebensmitteln und auch an Material für wissenschaftliche Experimente erhöht.

Für die europäische Raumfahrt bedeutet das ATV letztlich mehr als ein Beitrag zur ISS. Sie erlernt damit das Andocken in der Umlaufbahn. Dieses Manöver ist eine der Schlüsseltechnologien für spätere Missionen zum Mars oder Mond, bei denen Bodenproben zur Erde geholt werden sollen.