Space Shuttle: Warum Kopf nach unten Heck voraus?

Hallo
Ich hätte da mal eine Frage:
Und zwar fliegt ein Space Shuttle im Weltraum ja mit dem Kopf nach unten und dem Heck voraus. Warum eigentlich?

Hallo Texmex und Willkommen im Forum!  

Soweit ich weiß, nähert sich das Shuttle "hochkant" der ISS, also in der Richtung in der das Docking erfolgt. Vorm Andocken wird dann neuerdings noch eine Rolle gedrecht, damit die ISS-Crew Fotos vom Rumpf machen kann. Und beim Deorbit-Burn vor der Landung wird das Heck in Flugrichtung gedreht, um mit den Triebwerken am Heck bremsen zu können. Mehr kann ich dazu leider auch nicht sagen. Ich nehme aber an, dass sich unsere Shuttle-Freaks jok und KSC bald bei dir melden werden. Die beiden könnten ein Shuttle sogar nachbauen  

Gruß und viel Spaß im Forum,
MSSpace...

Willkommen im Forum Texmex!
So ganz stimmt deine Aussage mit der Flugrichtung nicht. Die Ausrichtung des Shuttle im Orbit, der so genannte Attitude, hängt von ganz verschiedenen Faktoren ab.
Der Attitude ist vor allem abhängig von der jeweiligen Mission und muss auch während der Mission nicht konstant bleiben (wie MSSpace schon geschrieben hat).
Generell unterscheidet man zwischen dem „inertial“ und dem „local“ Attitude.

Beim inertial attitude bezieht man die Orientierung des Orbiters auf einen konstanten Punkt. Dieser Punkt ist der „first point of aries“ oder auch „Vernal Equinox“ genannt, der so genannte Frühlingspunkt. Er ist definiert als der Schnittpunkt von Himmelsäquator und Ekliptik.
Ein inertal Attitude ist immer auf einen festen Punkt relativ zum Frühlingspunkt ausgerichtet. Von der Erde aus gesehen ändert sich die Ausrichtung des Orbiters daher ständig.

Beim local attitude (Local Vertical/Local Horizontal Attitude, LVLH) nimmt man als Bezugspunkt die Erde. Lokal Vertikal ist eine gedachte Linie vom Orbiter zum Erdmittelpunkt und Lokal Horizontal ist die Ebene senkrecht zu lokal Vertikal. Diese Linen bewegen sich natürlich mit dem umlaufenden Shuttle, dadurch bleibt aber die Orientierung des Orbiter relativ zur Erde konstant.

Eine Attitude Änderung wird über den digitalen Autopiloten (DAP) durchgeführt. Dabei wird zunächst das Bezugssystem gewählt (inertial oder local) und dann die Gier-, Roll- und Nick-Winkel der gewünschten Ausrichtung zum jeweiligen Bezugssystem eingegeben. Der Orbiter manövriert dann selbständig in die neu Position und hält diese dann automatisch (ATT Hold). Dabei kann man auch noch wählen, wie genau die Position gehalten werden soll, also welche Bandbreite an Abweichung zulässig ist (das so genannte "deadband").

Gruß,
KSC

Wenn ich das lese merke ich, was für ein Anfänger ich doch bin...    :-/

Hat die Ausrichtung des Orbiters nicht auch manchmal etwas mit der Sonneneinstrahlung zu tun?

Immer hin ging beim vierten Flug eines Shuttles die Ladeluke nicht mehr zu weil sich das Metall verzogen hat

Oder ist das Problem schon Behoben?

Und die Ladeluke muss doch auch von der Sonne abgewandt sein, weil auf ihrer Innenseite (d.h. auf der Innenseite der "Türen") die Kühler angebracht sind, oder???  :-/ :-/ :-/ :-/

Viele Fragen

Das Problem von STS-4 wurde inzwischen behoben. Das hatte damals mit einer etwas inkorrekten Justierung beim Einbau der Tür zu tun.

Die Orientierung des Shuttle richtet sich tatsächlich unter anderem auch nach der Sonneneinstrahlung. Die Orientierung der Radiatoren weg von der Sonne ist dabei aber nicht zwingend notwendig. Die Radiatoren sind ja nur ein Teil des Kühlsystems.
Es gibt insgesamt 4 Radiatoren die im Inneren der Nutlastraum Türen montiert sind. Die zwei vorderen Radiatoren lassen sich zudem noch ausklappen, so dass beide Seiten des Radiators zur Kühlung verwendet werden können. Die hinteren beiden sind fix montiert.
Wenn aus einer Kombination mit erhöhtem Kühlungsbedarf und Orientierung des Orbiters die Kühlleistung der Radiatoren nicht mehr ausreicht, werden die so genannten „Flash Evaporators“ zusätzlich aktiviert. Jeder Orbiter hat zwei davon, beide haben eine unterschiedliche Kühlleistung. Diese Flash Evaporators sind, wie die Radiatoren auch, Wärmetauscher. Allerdings funktionieren sie anders: Durch sie wird das Freon 21 des Freon Kühlkreislaufs geleitet. Im inneren der Evaporatoren wird aus Düsen flüssiges Wasser vernebelt, das durch die Wärme des Freon verdampft und so den Freon Kreislauf kühlt. Der Wasserdampf wird nach außen abgegeben. Das funktioniert allerdings nur bei niedrigem Aussendruck, in Höhen über 30 Km.
Durch diese zusätzliche Kühlmöglichkeit, müssen die Radiatoren nicht immer von der Sonne weg zeigen, das würde ja auch den Einsatz des Orbiters erheblich einschränken.

Gruß,
KSC

Neben der Berücksichtigung des Wärmehaushalts oder von Beobachtungserfordernissen bei der Ausrichtung des Shuttles und auch anderer Satelliten, spielt auch der Stabilitätsaspekt eine wichtige Rolle. Dabei wird das Shuttle so ausgerichtet, dass durch die Massenträgheitsmomente eine möglichst stabile Lage erreicht wird, welche nicht aktiv kontrolliert werden muss. Für den "Ruhezustand" ist eine solche Lage dann optimal.