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Friday, October 23, 2020

Tiera Fletcher

Tiera Fletcher ist die Frau, welche die Menschheit auf den Mars bringt, denn die Raumfahrtingenieurin arbeitete schon mit 21 Jahren an der Superrakete der NASA, dem Space Launch System – das war sogar noch vor ihrem Universitätsabschluss. Diese Rakete kann Menschen zum Mond, zum Mars, zu erdnahen Asteroiden und anderen Zielen tief im Sonnensystem oder aber schwere und komplexe Raumsonden bis weit jenseits der Zone der Planeten bringen, bis zum Pluto und noch weiter: Ein faszinierendes Vorhaben, an dem Tiera Fletcher mitarbeitet. Doch das ist noch nicht alles.

Steckbrief: Tiera Fletcher

Vollständiger Name: Tiera Guinn Fletcher

Geburtsort: Atlanta

Universität: Massachusetts Institute of Technology

Berufsfeld: Raumfahrttechnik

Projekte: Space Launch System, Umbau des Kennedy Space Center Launch Complex 39B

Arbeitgeber: The Boeing Company

Ehrungen: Good Housekeeping’s Awesome Woman Award, Albert G. Hill Prize, Most Promising Engineer-Industry Award, Keynote speaker auf der Impact’18 in Krakau

Lebenslauf

2011: NASA beschließt den Bau des Space Launch Systems

2014: Forschungspraktikum Fletchers am Georgia Institute of Technology

2015: Praktikum bei Boeing als Systemingenieurin bei “The Boeing Company”, dort half sie beim Design und der Prüfung von Boeing-Produkten

2016: Beginn der Arbeit Fletchers an der Konstruktion und Analyse des Space Launch Systems und dem zugehörigen Startturm

2017: Abschluss des Studiums am Massachusetts Institute of Technology, Gewinn des Albert G. Hill Prize für das Einsetzen für Minderheiten am Massachusetts Institute of Technology, Hochzeit mit dem Luft- und Raumfahrtingenieur Myron Fletcher

2018: Hauptrednerin auf der Impact’18 in Krakau, auf der über Modelle und Innovationen diskutiert wird, mit denen man wissenschaftliche Arbeit der Öffentlichkeit nahe bringen könnte

2019: Beginn des Zusammenbaus des Space Launch Systems, Gewinn des Most Promising Engineer–Industry Awards

Zitate

“Ich mag es immer, den Traum größer zu machen, nachdem er erfüllt ist.”

“Meine Eltern haben mir immer gesagt, dass andere nicht das Los deines Schicksals ansagen. Es liegt an dir, den Traum zu verwirklichen, den du dir überhaupt erst gesetzt hast.”

“Wie schwierig es auch immer sein mag, wie viele Tränen man auch immer vergießen mag, man muss weitermachen. Es kann nicht immer einfach sein. Wenn man seinen Traum nicht aus den Augen verliert, schafft man es auch.”

Lebenswerk

Tiera Fletcher spielt für die künftige Eroberung des Weltalls eine entscheidende Rolle, denn bevor man ferne Himmelskörper anfliegt und vielleicht sogar dort landet, muss man natürlich erst einmal den Erdboden verlassen und das können wir derzeit nur mittels Raketen. Die einzige Rakete, die stark genug ist, um Menschen in die Tiefen des Alls, also über einen niedrigen Erdorbit hinaus zu befördern, war lange die Mondrakete Saturn V von den Apollo-Missionen. Seitdem umkreisten Menschen die Erde lediglich in einigen hundert Kilometern Entfernung, aber Flüge zu anderen Himmelskörpern im Sonnensystem blieben viele Jahrzehnte Science Fiction.

Stattdessen baute man das Space Shuttle, eine wiederverwendbare Raumfähre, die Fracht und Menschen für niedrigen Preis in den Erdorbit brachte, mit ihnen errichtete man dann die Internationale Raumstation ISS. Doch nicht nur, dass die Preise hunderte Mal höher waren als erhofft, insgesamt starben bei Unfällen mit Space Shuttles auch 14 Astronauten. Überhaupt war man es langsam überdrüssig, immer nur monoton die Erde zu umkreisen, das Ziel der Weltraumfahrt ist es ja schließlich, das menschliche Leben im ganzen Sonnensystem zu verbreiten und fremde Himmelskörper zu kolonisieren, dafür ist eine Forschungsstation im Erdorbit als Vorbereitung nötig, aber das alleine genügt eben nicht – das war nun der Grund, aus dem die NASA eine neue Rakete brauchte.

Zunächst wurde dafür die Ares gebaut, benannt nach dem römischen Gott Ares, der für den Mars steht. Diese Rakete wäre ebenfalls in der Lage gewesen, Menschen zum Mond und zum Mars zu bringen und auch robotische Raumsonden zu starten. Allerdings wurde das Konzept, unter US-Präsident George W. Bush entwickelt, von der nächsten Administration unter Barack Obama wieder eingestellt. Als Ersatz wurde schließlich im Jahr 2011 der Bau des Space Launch Systems beschlossen, allerdings ohne dass man so wirklich wusste, wohin man damit fliegen wollte. Aus diesem Grund stand die Rakete von Anfang an in der Kritik, da ihre Realisierung angeblich vor allem aus politischen und wirtschaftlichen Gründen und per Gesetz beschlossen wurde, nannten einige sie scherzhaft Senate Launch System.

Bei aller sicherlich zum Teil auch berechtigten Einwänden gegen die Arbeit der NASA – die Kosten explodierten und man hängt im Zeitplan hinterher, was ich hier näher ausgeführt habe – muss man sich jedoch einmal kurz bewusst machen, an was Tiera Fletcher und ihre Kollegen dort arbeiten: Eine hundert Meter hohe Röhre wird mit Treibstoff gefüllt, der dann verbrannt wird und ein kleines Raumschiff an der Spitze mit Menschen drin in den Weltraum bringt – ein wahres Wunder der Technik.

Tatsächlich baut die Rakete im Wesentlichen auf ihrem Vorgänger, dem Space Shuttle, auf. Tiera Fletcher und ihre Kolleginnen und Kollegen mussten also nicht ganz von vorne beginnen. Die Booster, also die seitlich montierten Hilfstriebwerke, die später abgeworfen werden, basieren zum Beispiel auf den Boostern des Space Shuttles. Auch der orangefarbene Außentank erinnert an die Shuttles und baut auch auf deren Außentank auf. Doch wer sich die Triebwerkszündung mal ansieht, wird sehen, dass die dagegen fast schon klein wirkenden Space Shuttles dort nicht mithalten können.

Doch noch wichtiger ist die erste Stufe der Rakete, alleine sie hat den gleichen Durchmesser wie der Außentank des Space Shuttles, nämlich ganze 8,38 Meter. Die an der ersten Stufe befestigten Haupttriebwerke des Typs RS-25D/E ähneln ebenfalls denen des Space Shuttles, die ersten, die gebaut werden, sind sogar direkt modernisierte Triebwerke, die eigentlich einmal für den Bau weiterer Space Shuttles geplant waren – schließlich sollten ursprünglich einmal viel mehr Shuttles gebaut werden. Die Triebwerke nutzen flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff, beide Stoffe lagern in Tanks, die ebenfalls in der ersten Stufe liegen.

Die erste Stufe ist der Grundbaustein aller vier Ausführungen der Rakete, zwei davon sind für astronautische Missionen, zwei für robotische Missionen angedacht. Die konkrete Arbeit von Tiera Fletcher ist vor allem für Flüge mit Astronauten relevant, denn sie arbeitet an der Oberstufe der Rakete, die das sogenannte Orion MPCV beim Aufstieg unterstützen soll. Das ist ein Raumschiff, welches bis zu vier Astronauten zu weit entfernten Zielen im Sonnensystem bringen kann.

Schon als Kind hat es Tiera Fletcher beeindruckt, dass viele hunderte Tonnen schwere Flugzeuge trotz ihrer Masse abheben können, nicht wenige Menschen hielten Fluggeräte, die schwerer als Luft sind, einst sogar für unmöglich. Nun, einige Jahre später, arbeitet Tiera Fletcher also an Raketen, die ferne Welten erreichen sollen. Ihr Vorbild auf diesem Weg war stets die 2020 verstorbene NASA-Mathematikerin Katherine Johnson, die als afroamerikanische Frau noch zur Zeit der “Rassentrennung” die Flugbahnen für die Flüge des Mercury-Programms und auch für die Mondflüge des Apollo-Programms berechnete und somit die mathematische Grundlage für die moderne astronautische Raumfahrt lieferte.

Tiera Fletcher geht nun einen Schritt weiter, nur durch die Oberstufe, die von ihr und ihren Kolleginnen und Kollegen entwickelt wird, können Astronauten das erste Mal seit Apollo wieder den Erdorbit verlassen und zum Lunar Gateway fliegen, einer kleinen Raumwarte, in der die vier Menschen mehrere Monate im Orbit des Mondes leben und arbeiten. Von dort aus können sie dann auch mit einer Landefähre auf die Oberfläche des Mondes fliegen und dort Habitate und Experimente aufbauen – per Direktflug ist das mit dem Space Launch System jedoch nicht möglich, es braucht also den Umstieg am Lunar Gateway, ein Umstand der ebenfalls häufig kritisiert wird.

Primäre Aufgabe des Space Launch Systems ist also erstmal die Kolonisierung des Mondes, denn sie kann wie bereits gesagt Menschen, aber auch Fracht dorthin bringen, etwa die Module des Lunar Gateways, Habitate für künftige Siedlungen auf dem Mond und wissenschaftliche Experimente, beispielsweise die Bauteile eines vorgeschlagenen Radioteleskops auf unserem Trabanten – in einigen Fällen sollen aber auch kommerzielle Raketen das Space Launch System ergänzen, etwa von SpaceX oder Blue Origin.

Eine Erkundungsmission zum Mond kann das Space Launch System im Alleingang absolvieren, eine Landung mit Umstieg am Lunar Gateway. Aber die Einsatzmöglichkeiten gehen noch weiter, auch ein astronautischer Flug zu einem erdnahen Asteroiden ist möglich, dort könnten Astronauten forschen und eines Tages vielleicht auch Raketentreibstoff gewinnen, um dann noch weiter ins Sonnensystem vorzudringen. Das Space Launch System kann jedoch auch die einzelnen Habitate ins All bringen, aus denen Astronauten am Lunar Gateway das Raumschiff bauen, mit dem die ersten Menschen in den 30ern zum Mars aufbrechen sollen. Des weiteren soll mit der Frachtversion eine neue Raumsondengeneration starten, die im subglazialen Ozean des Jupitermonds Europa nach Leben suchen und erstmals die Eisriesen Uranus und Neptun genauer unter die Lupe nehmen soll.

Tiera Fletchers Aufgabe ist es nun, das Design der wichtigen Oberstufe des Space Launch Systems zu erarbeiten, es muss möglichst sicher sein, aber auch günstig, flexibel und für die Produktion in großer Stückzahl geeignet – nur so kann das Ziel von einer astronautischen Mondlandung pro Jahr erreicht werden, das für eine langfristige und permanente Präsenz auf unserem Trabanten notwendig ist. Zudem ist sie Strukturanalytikerin des Projekts, sie analysiert also die einzelnen Elemente der Rakete und sucht nach Schwachstellen und Verbesserungsmöglichkeiten. Ohne die Arbeit von Tiera Fletcher wäre der Bau des Space Launch Systems so nicht möglich. Doch ihre Aufgaben gehen noch weiter.

Die Menschheit hat in ihrer Geschichte nämlich noch nichts mit dem Space Launch System Vergleichbares gebaut, daher muss auch die historische Startrampe im Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida, auf der auch die Mondfahrer von Apollo und die Space Shuttles abhoben, für das Space Launch System umgerüstet werden und auch dort ist Tiera Fletcher verantwortlich. Die Rampe namens Kennedy Space Center Launch Complex 39B wird im großen Stil erweitert, der alte Startturm wurde komplett demontiert, die Ausrüstung auf neueste technische Standards gebracht. Auch das alte Seilbahnsystem wurde durch ein neuartiges Schienenrettungssystem ersetzt, wofür eine große Auslaufstrecke errichtet wurde.

Der Startturm soll mobil sein und sich auf Kettenrädern fortbewegen können, so kann das Space Launch System nicht nur von dort gestartet, sondern auch von der Montagehalle zur Startrampe transportiert werden. Doch das ganze hat seinen Preis: Die 108 Meter hohe Turm kostete fast eine Milliarde US-Dollar und für die größeren Ausbaustufen benötigt es einen weiteren noch größeren (und somit wohl auch noch teureren) Startturm. Ob Tiera Fletcher auch daran arbeiten wird und welchen Raumfahrt-Projekten sie sich in Zukunft noch widmet, ist unklar. Sie ist derzeit das jüngste Mitglied im Engine Section Task Leading team des Space Launch Systems und wird dort wohl auch erstmal weiterarbeiten.

Gemeinsam mit ihrem Ehemann hat sie zudem natürlich großes Interesse, Jugendliche für Naturwissenschaft, Mathematik, Informatik und Technologie zu begeistern, denn diese jungen Menschen werden es sein, die die Menschheit auf die nächste Stufe der Entwicklung bringen und auf Basis der Technologie, die nun von Tiera Fletcher entwickelt wird, vermutlich Dinge realisieren werden, die wir uns jetzt noch nicht einmal vorstellen können.

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