Wie wird eine Hitzeschutzkachel gewechselt ?

Am shuttle gehen ja öfters mal Kacheln kaputt, und müssen gewechselt werden.
Soweit ich weiss, werden die Kacheln auf den Aluminium-boden des Shuttles geklebt. Und der kleber muss verdammt gut halten (In der Anfangszeit gab es auch ordentlich probleme mit dem Kleber).
Nun habe ich also eine Kachel, die mit einem sehr starken Kleber geklebt ist, und keinerlei vorsprünge hat, wo ich mit kraft ansetzen kann. In die Ritzen zwischen die Kacheln werden die ja wohl kaum mit einem Werkzeug gehen, da sonst die benachbarte Kachel zerstört werden könnte. Also wie bekommt man die super festgeklebte Kachel wieder ab ?

Ich denke mal, dass sie dann das Lösungsmittel reinspritzen, um die Kacheln wegzubekommen, aber da kann jemand anderes das genauer erklären.

Ich denke mal, dass sie dann das Lösungsmittel reinspritzen, um die Kacheln wegzubekommen, aber da kann jemand anderes das genauer erklären.

... dabei hätte ich Bedenken, dass das Lösungsmittel die Nachbarkacheln mitlöst.....

Ich hörte mal davon, dass die Kachen thermal sehr beständig aber ansonsten doch sehr "weich" sind, man könne mit dem Fingernagel bereits Kerben einbringen.....

Ich glaube also, das die Kacheln eher "herausgekratzt" werden.

Die Probleme in der Anfangszeit waren meines Wissens die, das der Treibstoff der Lageregelungstriebwerke gleichzeitig auch als Lösemittel für die Kacheln fungieren konnte.......

Früher sind doch schon bei den reinen (leeren) Überführungsflügen der Columbia zwischen Hersteller und Florida die Kacheln haufenweise und an allerhand Stellen abgefallen, oder irre ich in der Erinnerung?

Die RCS-Treibstoffe dürften nicht die Ursache sein. Beim Betanken ist man ob ihrer Giftigkeit hoch vorsichtig irgendeine Fläche zu kontaminieren (generell wird der Hitzeschild sorgsam behandelt und soll nichts abbekommen) und im Orbit "fliegt" der Treibstoff nach der Zündung geradlinig aus den Düsen davon.

Zitat aus wdrblog.de:

Bei den federleichten, etwa zehn Zentimeter dicken Kacheln handelt es sich um eine Art Schwamm aus Siliziumfäden, der mit einer dünnen Lackschicht abgedeckt und sehr spröde ist. Wichtig ist eine intakte Lackschicht, da diese bei der Rückkehr zur Erde zu glühen beginnt und die Hitze nach außen abstrahlt.

... die scheint man also recht einfach abzubekommen.

*edit:

hier sieht man einige Kacheln sehr schön:

www.raumfahrtmuseum.at

Öhm , wie schließt du aus dem Zitat, dass die Kacheln einfach abgehen?
Das heißt eher, dass die Oberfläche empfindlich gegen Beschädigungen und Kontamination ist. Aber auch da gibt es Toleranzen. Auch mit defekten Kacheln ist man ja sicher gelandet.

Beim Betanken ist man ob ihrer Giftigkeit hoch vorsichtig irgendeine Fläche zu kontaminieren (generell wird der Hitzeschild sorgsam behandelt und soll nichts abbekommen) und im Orbit "fliegt" der Treibstoff nach der Zündung geradlinig aus den Düsen davon.

Mit geradlinig meinst du aber schon, dass er lediglich nicht groß die Richtung wechselt, oder? Denn die Ausgasungen aus den Triebwerken kommen schon mit dem Orbiter in Berührung. Allerdings dürfte der untere Teil des Shuttle davon kaum betroffen sein.

Geradlinig in erster (sehr guter) Näherung in direkter Umgebung des Shuttles .

Aber wo kommen denn die Strahlen der RCS-Triebwerke mit dem Orbiter in Kontakt (außerhalb der Düse selbst)? Das würde ja per Impulsübertragung den Sinn der Triebwerkszündung ad absurdum führen.

Aber wo kommen denn die Strahlen der RCS-Triebwerke mit dem Orbiter in Kontakt (außerhalb der Düse selbst)? Das würde ja per Impulsübertragung den Sinn der Triebwerkszündung ad absurdum führen.

Soweit ich weiß am Leitwerk. Es gab damals zumindest bei STS-1 Probleme, weil der Schub der RCS Triebwerke so stark gegen das Leitwerk strahlte, dass ein dem Triebwerk entgegenwirkendes Moment erzeugt wurde.

Öhm , wie schließt du aus dem Zitat, dass die Kacheln einfach abgehen?

... weil:

... handelt es sich um eine Art Schwamm aus Siliziumfäden ...

ich denk mal die sind nicht allzu hart und eben deshalb leicht zu entfernen.
Auserdem fallen die doch schon gern mal von selber ab oder können leicht
beschädigt werden, wie man immer wieder lesen kann.

Auch mit defekten Kacheln ist man ja sicher gelandet.

... ich hab nie was anderes behauptet 

Naja, trotzdem eine leichtfertige Annahme. Im Alltagsleben hat man das ja auch schon, dass der Kleber gerne versagt, nur meist nicht dann, wenn man etwas absichtlich gelöst haben möchte.

@bonsaijogi
Den Schluss: nicht hart --> leicht zu entfernen kann ich leider gar nicht teilen. Das eine (die Schwammanalogie) ist ein Aussage ueber das Kachelmaterial, das andere ist ein Problem der geklebten Befestigung/Verbindung zwischen zwei Oberflaechen.

@nitro
Das waere ja kurios. Ich kann mir noch immer nicht vorstellen, dass man die RCS-Anordnung so konstruiert hat. Vom reinen Blick sehe ich auch keine Anordnung, die das Leitwerk anstrahlen wuerde.
Kannst du das etwas mehr belegen? Oder jemand andere(r)?

>Ich hörte mal davon, dass die Kachen thermal sehr
>beständig aber ansonsten doch sehr "weich" sind, man
>könne mit dem Fingernagel bereits Kerben
>einbringen.....

na wenn das mal kein missverständnis ist. Ich denke dabei sind die Weissen Hitzeschutzmatten gemeint. Das die Kacheln so dermassen weich sind, kann ich mir eigentlich nicht vorstellen. Schliesslich müssen sie den Stress eines Startes überstehen.

In dem Zitat wird aber von Sproedigkeit und Kacheln explizit gesprochen. Wenn man mal beim TPS des Shuttles nachschaut, findet man oft die Worte Kacheln + Fasern + Schaum kombiniert, bspw. hier:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Space_Shuttle_(HRSI_tile).png&filetimestamp=20070729175840

@ Schillrich

In dem Wiki Artikel, aus dem Dein verlinktes Bild stammt,
steht auch was über die Kacheln, nämlich:

Eine typische Kachel besteht aus einer dünnen spröden Deckschicht
aus Borsilikat, gefolgt von einer durch Sinterung verfestigten Quarzglasfaserschicht
(Dicke 2,5…12,5 cm), die einen Porenanteil um 90% aufweist, um das nötige Maß an
Wärmeisolation zu liefern. Die Kacheln sind daher äußerst leicht und empfindlich -
sie können mit der bloßen Hand zerstört werden.

Da die Kacheln seitlich nicht miteinander verbunden sind, also
durch diese Kunstofffasern oder Plättchen getrennt sind, stelle
ich mir eine Entfernung einer defekten Kachel relativ einfach vor.

Ich verstehe schon was Du meintest:

... Befestigung/Verbindung zwischen zwei Oberflaechen.

Wenn aber die Kachel selbst entfernt ist und man bis zu dieser
Schicht vorgedrungen ist, kann man z.B. mit einem Handfräser
o.ä. diese (Kleber)-Schicht bis zum eigentlich Rumpf abtragen.

Diese Arbeit bedarf sicherlich einiges an Geschicklichkeit,
Erfahrung und Sorgfalt ... ich würde sie aber immer noch
als "einfach" einstufen.

Kannst du das etwas mehr belegen? Oder jemand andere(r)?

Die Geschichte hat uns damals unser Professor in Wiedereintrittsaerodynamik erzaehlt, als wir Space Shuttle Beispiele durchgerechnet hatten. Andere Quellen habe ich leider nicht dazu. Er meinte auch, dass nur die schnelle Reaktion der Astronauten den Verlust der Columbia verhindert hat, da sie es kompensieren konnten. Aber ich muss zugeben, ein bisschen komisch kam mir das auch vor. Vor allem da so ein gravierender Designfehler auch massive Aenderungen am RCS System nach STS-1 zur Folge gehabt haette. Und auch darueber habe ich noch nie etwas gehoert. Aber vielleicht wissen ja KSC oder Jok etwas darueber.

>In dem Zitat wird aber von Sproedigkeit und Kacheln explizit gesprochen
Spröde ist etwas anderes als weich

>Wenn aber die Kachel selbst entfernt ist und man bis zu dieser
>Schicht vorgedrungen ist, kann man z.B. mit einem Handfräser
>o.ä. diese (Kleber)-Schicht bis zum eigentlich Rumpf abtragen.


Das da was gefräst wird,direkt am Alu Rumpf kann ich mir nicht vorstellen. Das die alte Kachel beim Wechsel jedoch völlig zerstört wird, sehe ich als wahrscheinlich an.

>Diese Arbeit bedarf sicherlich einiges an Geschicklichkeit,
>Erfahrung und Sorgfalt ... ich würde sie aber immer noch
>als "einfach" einstufen.

Das sehe ich anders denn:
>Im Schnitt schaffte ein Arbeiter nur die Anbringung einer Kachel pro Woche
quelle:
http://www.bernd-leitenberger.de/space-shuttle.shtml

Ausserdem steht dort das alle Kacheln zusammen über 5 Tonnen wiegen, leicht ist also relativ 

Weiss den niemand wie die Nasa es wirklich macht ?

Das da was gefräst wird,direkt am Alu Rumpf kann ich mir nicht vorstellen.

... kann auch sein, dass mit Hitzeeinwirkung der Kleber entfernt wird.
Was auch immer, mit irgendeiner mechanischen Gewalt muß dem Kleber
zuleibe gerückt werden. Lösungsmittel halte ich für zu gefährlich,
da benachbarte Kacheln sonst auch gelöst werden könnten.

>Im Schnitt schaffte ein Arbeiter nur die Anbringung einer Kachel pro Woche

Das heißt ja nicht automatisch, dass für diese Arbeiten ein
qualifizierter Professor für Luft- und Raumfahrt benötigt wird.
Sorgfalt ist da mit Sicherheit oberstes Gebot. Zudem muß der
Kleber trocknen und Schlußendlich wird alles sicher zig Mal geprüft.

Ausserdem steht dort das alle Kacheln zusammen über 5 Tonnen wiegen, leicht ist also relativ 

Die Kacheln werden einzeln getauscht, nicht alle auf einen Schlag.
"Leicht" oder "einfach ist hier nicht auf das Gewicht des ganzen
Hitzeschildes bezogen 

Ich hab mal ein wenig gesucht und was sehr interessantes gefunden:

THERMAL PROTECTION SYSTEM

Hier wird sehr genau beschrieben wie die verschiedenen
Kacheln aufgebaut sind und z.T. wie sie montiert werden.

Aus diesem Prozedere wird, denk ich mal, klar, wie pinibel da
gearbeitet wird. Das erklärt auch warum es solange dauert eine
Kachel zu montieren.

Vielleicht kann ja jemand aus dieser Beschreibung ableiten,
wie man die Kacheln wieder ab bekommt. Das Problem ist,
vermute ich mal, nicht die leicht kaputtbare Kachel selbst,
sondern die Pufferschicht zwischen Kachel und Rumpf, also
diese "Nomex" Schicht.

(...) Er meinte auch, dass nur die schnelle Reaktion der Astronauten den Verlust der Columbia verhindert hat, da sie es kompensieren konnten. (...)

@Nitro: Welche Mission ist da gemeint, STS-1? Und welche Reaktion der Columbia Piloten?

Grüsse

Wilhelm

Steht doch alles da. Es war STS-1 und nach der Aussage meines Professors hat das RCS einen gegenwirkendes Moment am Leitwerk erzeugt. Die Astronauten hätten dem entgegengewirkt indem sie in die entgegengesetzte Richtung gesteuert hätten.

Im Bemannten haben wir bereits eine Antwort eines unserer ausgesprochenen Shuttle-Kenner zu der Frage:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3463.msg130427#msg130427

.... man fliegt bei Regen mit der SCA .... 
Im Ernst: Zum Thema der Kachelempfindlichkeit ein Auszug aus dem Post von Dan Kanigan über den "Cross Country Flug" der Atlantis er beantwortet die Frage, warum das Shuttle am Startplatz dem Regen ausgesetzt werden könne, es bei Regen aber nicht fliegen dürfe (auch nicht mit der SCA).

Wenn das Shuttle bei Regen mit ca. 300 MPH (SCA) fliegen würde, so würden die Regentropfen auf die Hitzeschutzkacheln wirken, wie Schrotbeschuss und die Kacheln würden davongefegt.

Das Material ist wirklich sehr weich!

Wenn das Shuttle bei Regen mit ca. 300 MPH (SCA) fliegen würde, so würden die Regentropfen auf die Hitzeschutzkacheln wirken, wie Schrotbeschuss und die Kacheln würden davongefegt.

Das Material ist wirklich sehr weich!

Achso, darum kann die Orion und heute schon die Sojus bei vergleichsweise jedem Wetter starten. Die haben eine Abdeckung...

Das hast du jetzt nicht im Ernst gefragt, oder? Bitte, bitte nicht!