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Space Shuttle

"Mission complete, Houston" - Space Shuttle Orbiter Atlantis

von Andreas Gordes (1:100 Tamiya)

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Übersicht

Der Maßstab für Raumfahrtmodelle ist ganz sicher 1:144. Trotzdem haben sich auch in anderen Größen Modelle etabliert, sicherlich auch deshalb, weil z.B. Landefähren in diesem Maßstab einfach zu klein sind, für sie ist eher 1:48 angebracht. Kapseln gibt es sogar in 1:24. Re-Entry Vehicle sind gerne in 1:72 angesiedelt, so auch das amerikanische Space Transport System, im Volksmund bekannt unter dem Sammelbegriff Space Shuttle. Trotzdem hat auch der „Eighth Scale" (8 Feet sind 1 Inch, also 1:96) gewisse Vorteile. Er ist nah bei 1:100, erleichtert Umrechnungen (siehe Text) und kann alle Raumfahrt Modelle größenmäßig unter sich vereinigen.

Ein weiterer guter Grund für letzteren Maßstab ist auch, dass Tamiya den Orbiter in 1:100 als Modell anbietet.

Der Bausatz

Der Name Tamiya wirkt wie ein Magnet auf jeden Modellbauer und so drängt es auch, den Orbiter nach seiner Neuerscheinung zu sehen, zu bauen und zu vollenden! Der Bausatz stammt allerdings aus der Frühzeit des japanischen Herstellers und ist mit dem heutigen Standard nicht mehr vergleichbar. Trotzdem gibt es einige Highlights, wie verschraubte, bewegliche Schubdüsen, bewegliches Seitenruder, Ständer in zwei Positionen und - nicht zu unterschätzen - zwei Figuren als Piloten. Da das Modell unmittelbar nach der letzten Landung gezeigt werden soll, sind zur Darstellung zumindest die Piloten unerlässlich.

Ansonsten ist der Bausatz doch eher antiquiert. So finden die Verbindungen zum E-Tank keine Berücksichtigung, sprich sie sind auf der Unterseite erst gar nicht dargestellt, leider auch nicht zur Montage des Ständers. Größter Nachteil ist aber, dass die Tore der Ladebucht nur getrennt beiliegen und eine geschlossene Darstellung nur per Klappmechanismus vorgesehen ist.

Auch direkte Zurüstsätze für den Bausatz sind nicht bekannt.

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Technischer Hintergrund

Um den Orbiter möglichst originalgetreu zu bauen, sind ein technischer Hintergrund und Zeichnungen unerlässlich. Bei den Zeichnungen hilft uns die Tamiya Bauanleitung bereits ein gutes Stück. Doch ist das Wesentliche nicht sichtbar - die Technologie. Die zahlreichen Änderungen am System können hier nicht aufgelistet werden, denn zum einen sind sie nicht bekannt und zum anderen wurden die Komponenten - wie etwa die Orbiter - immer individuell verändert. Soll also das möglichst getreue Modell einer Mission gebaut werden, kann nur noch den Fotos aus der einschlägigen Literatur gefolgt werden.

Das NASA Space Transport System, kurz STS ist eine individuelle Zusammenstellung von Komponenten, hauptsächlich bestehend aus dem Orbiter Vehicle selbst, dem externen Tank, den Feststoffraketen und der Nutzlast.

Vom Orbiter baute die amerikanische North American Rockwell sechs Exemplare: Enterprise (OV-101), Columbia (OV-102), Challenger (OV-99), Discovery (OV-103), Atlantis (OV-104) und Endeavour (OV-105). Vom ersten Start der Columbia am 12. April 1981 bis zur letzten Landung nach 30 Jahren am 21. Juli 2011 erfuhr das STS in 135 Missionen zahlreiche Veränderungen.

Das Cockpit war anfangs ausgestattet mit konventionellen Instrumenten und zwei Schleudersitzen. Stattdessen später durch das Egress Pole System, HUDs und 11 LCD Bildschirmen.

Die Haupttriebwerke erfuhren zahlreiche Änderungen, die Schubdüsen sind einen Fuß kürzer als zu Beginn. Ein Bremsschirm ist zugerüstet worden.

Auch die Lackierung änderte sich im Laufe der Zeit. War bei der Enterprise noch möglichst alles in Weiß gehalten mit dem grauen Worms Logo, so wurde nach den Unfällen der Name des Orbiters stärker betont auf dem Flügel getragen und man kehrte nach dem 40-jährigem Jubiläum 1998 zum Meatball Logo der frühen NASA zurück. Doch geht das Äußere des Orbiters auch einher mit seinem Hitzeschild.

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Hitzeschild

Der Orbiter ist eine konventionelle Aluminium Konstruktion. Sein Überleben bei Start und Landung ist abhängig von einem aufwändigen Hitzeschild, der aus verschiedenen Zonen besteht und sich aus ca. 27.000 einzeln aufgeklebten Kacheln zusammensetzt.

Die heißeste Zone ist die 1649°C Zone an Nase und Flügelvorderkanten. Sie wird durch große Teile aus Reinforced Carbon Carbon geschützt, welches eine graue Farbgebung hat. Im Prinzip das Material, welches auch bei Kohlefaser Bremsscheiben verwendet wird.

Die 1260° Zone wird geschützt durch die sogenannte High Temperature Reusable Surface Insulation, kurz HRSI. Darunter sind Kacheln bestehend aus Silica, Kieselerde zu verstehen. Diese wiederum sind mit schwarzem Glas beschichtet und geben dem Orbiter das charakteristische Aussehen. Jede Kachel ist ca. 6x6 Zoll groß, individuell per CNC gefertigt und mit einer gelben Beschriftung einzeln nummeriert.

Die 649°C Zone ist auf ähnliche Weise durch eine Low Temperature Reusable Surface Insulation, LRSI geschützt. Sie ist im Wesentlichen der HRSI gleich, jedoch zum Zwecke des Temperaturausgleichs im All weiß beschichtet und im Mittel 8x8 Zoll groß. Später wurde ein Großteil dieser Kacheln durch Advanced Flexible Reusable Surface Insulation, AFRSI ersetzt. Dies ist besonders im Bereich des Cockpits und auf den Flügeln an größeren Teilstücken erkennbar. Leider ist der Bereich der AFRSI in der Bauanleitung nicht eigens ausgewiesen.

Die 443°C Zone schließlich ist mit einem Bezug aus Aramid Fasern überdeckt, genannt Nomex Felt Reusable Surface Insulation FRSI und ist weiß, leicht gelblicher als die LRSI. In diesem Bereich befinden sich auch die Namen und Flaggen, die ihrerseits aus einem Silizium basierten Lack aufgespritzt werden.

Ein weiterer Bereich ist der der Ruderübergänge an Seitenleitwerk und Flügeln.

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Triebwerke

Das STS besitzt verschiedene Raketen Antriebe. Außer den Feststoffraketen befinden sich alle Motoren im Innern des Orbiters. Drei verschiedene Systeme gibt es hier.

Die drei Haupttriebwerke SSME am Heck, die über den Außentank gespeist werden.

Die zwei kleineren Triebwerke, bezeichnet als Orbital Manouvering System OMS, dienen zum Anheben und Abbremsen auf entsprechende Umlaufbahnen. Bei schweren Missionen oder Triebwerksausfällen können sie jedoch auch für den Aufstieg mit benutzt werden. Nach ihnen sind die Heckausleger OMS Pods benannt, in denen sie und ihre Tanks modular untergebracht sind.

Ebenfalls in den OMS Pods befindet sich schließlich das Reaction Control System RCS zur Steuerung der Fluglage. Das RCS besteht aus 38 Primary Thrusters und sechs Secondary oder Vernier Thrusters. In der Nase des Orbiters sind davon 14 große und zwei kleine RCS Triebwerke untergebracht. In den Auslegern im Heck befinden sich jeweils zwölf primäre und zwei sekundäre Schubeinheiten. Von diesen 14 Triebwerken sind im Tamiya Bausatz nur sechs plastisch dargestellt, drei weitere durch ein Abziehbild und fünf fehlen ganz.

Die fünf großen Triebwerke sind wie die Ruder beweglich und besitzen je nach Flugphase eine charakteristische Stellung. Diese stehen im Hangar, beim Aufstieg und in der Umlaufbahn auf neutral, von Steuerbewegungen abgesehen. Vor dem Wiedereintritt werden die SSME auf engste Stellung zusammen gefahren, um die thermische Belastung, die zusätzlich durch die Biberschwanzklappe abgewehrt wird, zu vermindern. Im Anflug wird ausschließlich durch Erhöhung des Anstellwinkels in Kurvenlage gebremst, dabei wird permanent die Geschwindigkeit in Gleitzahl umgewandelt. Erst nach dem Aufsetzen wird aerodynamisch durch das gespaltene Seitenruder (bei der Enterprise horizontal geteilt) und den Bremsschirm gebremst. Nach dem Ausrollen werden alle Ruder, die Biberschwanzklappe und alle Triebwerksdüsen vollen Ausschlag nach unten gefahren, um Korrosion zu vermeiden. Leider sind die Steuerflächen an den Tragflügeln nicht separat, so dass diese Situation nicht ohne Umbauten darstellbar ist. Die Biberschwanzklappe und auch die OMS Düsen hingegen können abgesenkt angeklebt werden.

Zusammenbau

Die SSME sind beweglich. Denn was wäre ein Tamiya Bausatz ohne Schrauben und Metallteile? Im vorliegenden Fall können die drei Hauttriebwerke wie im Original geschwenkt werden. Nachteilig ist, dass die ohnehin schon inkorrekten Düsen innen verschlossen sind und dass sie noch vor dem Zusammenbau des Rumpfes fertig an die Rückwand montiert werden müssen. Da die überstehenden Triebwerke aber leicht abbrechen, wird der Weg von Tamiya gewählt und der Bau mit den Triebwerken begonnen.

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Die Kugel Kalotten der Haupttriebwerke werden deshalb mit SNJ Pulver Silber eingefärbt, da ein Lackauftrag später abschaben würde. Nach dem Abkleben werden am Heck die Kacheln auflackiert. Dazu werden die entsprechenden Teile auf einer Holzplatte mit Fliegenschutzgitter fixiert. Das Gitter entspricht in seiner Lochung in etwa der Größe der Kacheln und soll die Darstellung der Fugen erzeugen.

Auch das Cockpit muss inklusive der Frontverglasung frühzeitig durch die Ladebucht in den Vorderrumpf eingesetzt werden. Bleibt die Ladebucht offen, kann dies auch später erfolgen, aber in diesem Fall geschieht der Einsatz wie bei einem Airliner vor der Fertigstellung des Rumpfes. Auch Blei und Attrappen für das Star Tracker Astro Navigationssystem werden eingeklebt.

Schließlich muss auch das Fahrwerk vor dem Zusammenbau der Tragflächen eingesetzt werden, da die Zapfen seitlich in die Schachtwände greifen. Dies ist sicherlich auch ein Hindernis im Bau des Tamiya Orbiters, denn das Fahrwerk ist bei Schleif- und Lackierarbeiten eigentlich immer im Weg. Dazu besteht die Gefahr des Abbrechens.

Die Frachtraumtore verfügen kaum über eine Abstützung für den geschlossenen Zustand. Sie müssen daher mit Polystyrol Streifen verstärkt werden.

Bis auf das Seitenleitwerk, welches vor dem Zusammenbau lackiert werden muss und den modularen OMS Pods ist das Modell nun schon fast fertig verbaut und kann verspachtelt und verschliffen werden.

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Finish

Nun geht es an die Hauptaufgabe, die Lackierung. Natürlich soll die Atlantis nach ihrer letzten Landung am 21. Juli 2011 dargestellt werden. Doch fand diese Landung bei Nacht statt und es existieren keine brauchbaren Fotografien. Da gleichzeitig ohne technische Zeichnungen der Kacheln die AFRSI im Modell nicht umgesetzt werden kann, wurde die letzte Farbgebung des Orbiters mit der frühen Beschichtung der Kacheln ausgewählt. Eben so wie in der Bauanleitung angegeben.

Schritt 1 der Lackierung beginnt mit dem Spritzen und Abkleben der Ruderübergänge. Alles nach Bildvorlagen. Die Luftbremse muss von innen und außen behandelt werden.

Schritt 2 ist die Lackierung der 443°C Zone in Weiß. Zur Vorbereitung von Schritt 3 wird diese nach dem Trocknen abgeklebt.

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Als Zwischenschritt werden die Kacheln der Eingangstür sandfarben gespritzt und einzeln abgeklebt. Hier kommt uns der Maßstab zur Hilfe, denn 1/16 Zoll Abklebe Band, wie es im Handel erhältlich ist, entspricht der Kachelgröße von 6 Zoll! Es werden hier also wirklich die einzelnen Kacheln abgeklebt.

Schritt 3: Der komplette Orbiter wird als Basis für die Fugen grau gespritzt. Hierzu gehört auch die 1649°C Zone. Verschiedene Grautöne dienen der Schattierung. Die Fugen am „Side Hatch", Düsen und Fenster werden mit flüssiger Maske versiegelt. Die 1649°C Zone wird abgeklebt.

Schritt 4 der Lackierung: Die schwarzen Kacheln der Oberseite werden gespritzt, aber auch die auf OMS Pod, Leitwerk und Fahrwerksklappen. Die Fugen selbst werden mit zuvor passend gebogenen Stücken aus Fliegenschutzgittern als Schablone erzeugt. Nach dem Trocknen werden die oberen Kacheln der 1260°C Zone abgeklebt, dies erfordert einigen Aufwand, da auf der Nase kleine Teilstücke zu dieser Zone gehören, bedingt durch die Steuerdüsen.

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Schritt 5: Schwarze Überstände der 1260°C Zone werden wieder grau gespritzt und die unteren HRSI Kacheln werden schwarz gespritzt. Die gesamte Unterseite wird hierfür mit einem Stück Fliegengitter bedeckt. Hier stört jetzt das Fahrwerk, so dass das Ergebnis der Lackierung auf der Unterseite unbefriedigend ist. Die 1260°C Zone wird nun vollständig abgeklebt, so dass nur noch die 649°C Zone offen liegt.

Schritt 6 der Lackierung: Schwarze Überstände werden wieder grau gespritzt. Auf der 649°C Zone werden die weißen LRSI Kacheln gespritzt, wieder mit Hilfe der zuvor gebogenen Drahtkörbe. Das Handling der Metallgitter ist nicht gerade einfach und es muss ein Kompromiss zwischen zu wenig und zu viel Farbe gefunden werden. Bei zu wenig Farbauftrag bleibt die Grundierung der Fugenfarbe penetrant, bei zu viel Farbauftrag verschwinden die Fugen ganz.

Die Fugen sollten möglichst parallel zu den anderen Konturen verlaufen.Schritt 7: Die Schalen des Seitenleitwerks können nun mit den fertig lackierten Luftbremsen montiert werden. Die Klebenaht, aber auch andere Kanten der aerodynamischen Flächen, werden erst jetzt mit ihren Kacheln versehen.

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Schritt 8 der Lackierung: Die vielen Schichten Klebeband werden abgenommen, aber fertig ist die Lackierung noch lange nicht. Erneutes Abkleben, diesmal zur Applikation der Scharniere der Frachtraumtüren und anderer Stellen in schwarz.

Da großflächig Abziehbilder zum Einsatz kommen, insbesondere auch an den Fenstern, werden alle Farben in glänzend gespritzt. Die Decals lassen sich hervorragend verarbeiten - mit Weichmacher natürlich. Die Fenster werden dann mit flüssiger Abdeckmaske versiegelt, da Klebeband die Nassschiebebilder wieder abtrennen würde.

Schritt 9 der Lackierung besteht aus einem Spritzüberzug aus verschiedenen matten Klarlacken. Dieser ist erforderlich, um der starken Pigmentierung Haftung zu bieten. Zur Darstellung der Hitzespuren werden speziell Farbpigmente von Vallejo „Green Earth" ausgewählt, aber auch die Sets von Tamiya kommen massiv zum Einsatz. Übrigens weist der Orbiter die Hitzespuren bereits in der Umlaufbahn auf, denn der maximale aerodynamische Druck entsteht beim Aufstieg.

Schritt 10 ist die erneute Versiegelung mit mattem Klarlack.

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Fazit

Der Tamiya Orbiter ist ein antiquierter Bausatz. Die beweglichen Teile gehen zu Lasten der Detaillierung. Aber immerhin ist das Modell mit Ständer und Piloten ausgestattet, so dass die fertige Raumfähre im Orbit oder beim Abstieg mit eingezogenem Fahrwerk dargestellt werden kann. Wer auf diese Option verzichten will, sollte sich nur des Maßstabs wegen für diesen Bausatz entscheiden. Generell weisen aber alle Bausätze des Orbiters die Problematik der Hitzekacheln auf. Für Gravuren sind sie zu klein und ihr Layout hat sich im Laufe der Missionen verändert. Bis zum 21. Juli 2011, an dem es hieß „Mission complete, Houston."

Literatur

  • Baker, David: NASA Space Shuttle. Haynes Publishing, Sparkford, Yeovil, Somerset. UK 2011. ISBN 978 1 84425 866 6.
  • Drendel, Lou: Space Shuttle - Walk Around No. 20. Squadron/Signal Publications, Carrollton Texas, USA 1999. ISBN-10: 0897474066, ISBN-13: 978-0897474061.
  • Reichl, Eugen: Space Shuttle - Typenkompass. Motorbuch Verlag, Stuttgart 2009. ISBN 978 3 613 03007 7.

Andreas Gordes

Publiziert am 04. September 2012

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