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Clipper Documentation German

Date post: 28-Dec-2015
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Fachhochschule Hamburg Fachbereich Gestaltung Diplomarbeit KLIPPER Konzept eines Raumfluges Armin Schieb Beethovenstraße 37 22083, Hamburg Fachrichtung Gestaltung Illustration / Kommunikationsdesign Prüfer 1: Reinhard Schulz-Schaeffer Prüfer 2: Bernd Mölck-Tassel
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Page 1: Clipper Documentation German

Fachhochschule Hamburg

Fachbereich Gestaltung

Diplomarbeit

KLIPPER

Konzept eines Raumfluges

Armin Schieb

Beethovenstraße 37

22083, Hamburg

Fachrichtung Gestaltung

Illustration / Kommunikationsdesign

Prüfer 1: Reinhard Schulz-Schaeffer

Prüfer 2: Bernd Mölck-Tassel

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Page 5: Clipper Documentation German

KLIPPER

Page 6: Clipper Documentation German
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Klipper bezeichnete ursprünglich einen Typ Segelschiffe aus dem

19. Jahrhundert. Durch die damals neuartige strömungsgünstige

Form des Rumpfes, konnten die Klipper weit höhere Geschwindig-

keiten erreichen, als Segler konventioneller Bauweise.

Dadurch konnten die Klipper mehrere Reisen pro Jahr machen,

was sie für den Transport von Gütern zwischen den Kontinenten

besonders lukrativ machten.

Page 8: Clipper Documentation German

EINLEITUNG

Meine Diplomarbeit stellt den Versuch dar, ein Sachbuch zum

Thema Raumfahrt zu entwerfen. Es baut auf das reale Konzept

eines russischen Raumgleiters, dem Klipper auf. Anhand dessen,

fiktiver Mission zu einer Forschungsstation im Erdorbit, sollen alle

relevanten Aspekte eines Raumfluges aufgezeigt werden.

Das grundlegende Konzept ist es, den Flug als eine chronologi-

sche Abfolge von Ereignissen bzw. Flugphasen zu zeigen und so

alles Wissenswerte im direkten Zusammenhang zur Handlung, il-

lustrativ darzustellen.

Den vorliegenden Stand des Projektes erarbeitete ich im Verlauf

mehrerer Semester.

Obwohl das Buch, aufgrund des zur Realisierung notwendigen

Aufwandes noch weit von einem Abschluss entfernt ist, ist die

Konzipierung weitestgehend abgeschlossen und kann in Form der

Diplomarbeit präsentiert werden.

Die vorliegende Projektdokumentation besteht aus drei Teilen:

Im ersten Teil wird die Entstehung und Entwicklung des Buch-

konzeptes dargestellt. Dazu wird zunächst der Hintergrund des

Klippers beleuchtet, dann wird auf die Ursprünge und Einflüsse auf

das Projekt eingegangen. Es folgt eine Erläuterung der Konzep-

tion und schließlich dessen Realisierung.

Im zweiten Teil wird der aktuelle Stand des Projektes vollständig

aufgezeigt, ergänzt von kurzen Beschreibungen und schema-

tischen Zusammenfassungen des jeweiligen Inhalts.

Der dritte Teil besteht im Wesentlichen, aus den aus dem Projekt

gezogenen Erfahrungen.

Hinzu kommt ein Verzeichnis der verwendeten Quellen.

Page 9: Clipper Documentation German

INHALTTEIL 2 - BUCHENTWURF

1. Vorbereitung der Rakete 56

2. Träger und Klipper 60

3. Contdown zum Start 66

4. Durchqueren der Atmosphäre 76

5. Einschuss in den Orbit 84

6. Im Anflug auf die Station 90

7. Annährung und Rendezvous 96

8. Das Raumlaboratorium 106

9. Ein neuer Anbau 112

10. Außerhalb der Station 120

11. Geschlossenes System 124

12. Trennung und Abstieg 128

13. Eintritt in die Atmosphäre 134

14. Vom Gleitflug zur Landung 140

15. Das Landemanöver 148

TEIL 3 - ABSCHLUSS

Projektstand 154

Quellenverzeichniss 156

TEIL 1 - ENTSTEHUNG

1. Hintergrund 12

2. Ausgangspunkt 16

3. Konzeption 26

4. Realisierung (3D-Modelle) 36

5. Realisierung (Illustrationen) 44

6. Realisierung (Layout) 50

Page 10: Clipper Documentation German
Page 11: Clipper Documentation German

TEIL 1

ENTSTEHUNG1. Hintergrund 12

2. Ausgangspunkt 16

3. Konzeption 26

4. Realisierung (3D-Modelle) 36

5. Realisierung (Illustrationen) 44

6. Realisierung (Layout) 50

Page 12: Clipper Documentation German

Das Klipper-Projekt

Die Grundlage meiner Diplomarbeit ist das Konzept eines Raum-

schiffes, dass zwischen 2000-2008 von dem Raumfahrtkonzern

RKK Energija für die russische Raumfahrtagentur Roskosmos en-

twickelt wurde.

Das einzige zurzeit in Russland eingesetzte Raumschiff ist die

Sojus. Die Raumkapsel wurde Mitte der 60er Jahre für das sow-

jetische Mondprogramm entwickelt. Obwohl die damaligen Mond-

flüge nie realisiert wurden, wird die Sojus seitdem für regelmäßige

Flüge in den Erdorbit eingesetzt.

Seit den 70ern bis Ende der 90er Jahre transportierte sie Kosmo-

nauten zu den russischen Raumstationen. Aktuell ist die Sojus das

wichtigste Zubringerfahrzeug zur internationalen Raumstation.

Obwohl es sich um ein kostengünstiges und sehr zuverlässiges

Fahrzeug handelt, das während seiner Einsatzzeit stetig modifi-

ziert und auf den jeweils aktuellen technischen Stand gebracht

wurde, setzt das vor über 40 Jahren entwickelte Design inzwis-

chen enge Grenzen was eine Weiterentwicklung und den Einsatz-

raum betrifft.

Aus dem Grund wurde Mitte der 90er Jahre begonnen ein neues

leistungsfähigeres Raumschiff zu entwickeln.

Daraus entstand um die Jahrhundertwende der Klipper.

Der Klipper ist ein relativ kleines geflügeltes Raumschiff. Es ist

rund 9 Meter lang und etwas mehr als 3 Meter breit. Es hat die

Fähigkeit eine Besatzung von 6 Kosmonauten und rund 500kg

Fracht zu einer Raumstation im Erdorbit, sowie dasselbe wieder

zur Erde zurück zu transportieren.

Der Klipper wird von einer Trägerrakete in eine Erdumlaufbahn ge-

bracht. Im Erdorbit steuert es sich vollautomatisch in die Nähe der

Station, an die es andockt und während des 6-monatigen Aufen-

thaltes im All als Rettungsboot für die Stationsbesatzung dient.

Am Ende der Mission bringt ein zweiter Klipper eine neue Besat-

zung auf die Station und löst die Alte ab.

Für die Rückkehr steigt die alte Besatzung in den Klipper und löst

die Verbindung zur Station. Mit einem Bremsmanöver wird der

Klipper auf eine Flugbahn zur Erde gelenkt. Danach erfolgt der

Eintritt in die Erdatmosphäre. Der Klipper nutzt seine aerodyna-

mische Form und seine Tragflächen, um im Gleitflug eine präzise

Landung auf einer Landebahn zu bewerkstelligen.

Wieder auf der Erde, wird der Klipper überholt und auf einen

erneuten Start in den Weltraum vorbereitet.

Der Klipper war jedoch nicht der erste Entwurf eines russischen

Raumgleiters. Bereits in den 60er Jahren begann man mit unter-

schiedlichen, von Trägerflugzeugen abgeworfenen Gleitkörpern,

die ideale Rumpfform für Raumfähren, sowie Hitzeschutzmateri-

alien zu erforschen.

Daraus entstand u.a. der BOR-Raumgleiter, der viele Merkmale,

wie z.B. die schuhförmige Rumpfform oder die einklappbaren

Tragflächen des Klippers vorwegnahm.

Die Forschungen führten schließlich in den 80er Jahren zur En-

twicklung zweier Konzepte, der kleineren MAKS-, sowie der

größeren Buran-Raumfähre. Bevor der Zusammenbruch der

Sowjetunion jedoch beide Projekte vorzeitig beendete, konnte nur

die Buran-Raumfähre einen einzigen unbemannten Weltraumflug

absolvieren.

12

KAPITEL 1

HINTERGRUND

Page 13: Clipper Documentation German

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DAS SEIT DEN 60ER JAHREN EINGESETZTE SOJUS-RAUMSCHIFF SOLLTE DER KLIPPER ABLÖSEN BOR, DAS IN DEN 60ER JAHREN ENTWICKELTE EXPERIMENTELE GLEITFLUGZEUG WAR DER UR-KLIPPER

DER BURAN IST DER BISHER EINZIGE IN DEN WELTRAUM GEFLOGENE RUSSISCHE RAUMGLEITERDAS MODELL DER IN DEN 80ER JAHREN ENTWORFENEN MAKS-RAUMFÄHRE

Page 14: Clipper Documentation German

Die Gestalt des Klippers

Der größte Unterschied des Klippers zu seinem Vorgänger, der

Sojus, ist seine aerodynamische Form und die daraus folgende

Wiederverwendbarkeit.

Nachdem ein Sojus-Raumschiff seine Mission im All beendet hat,

wird es auf eine Flugbahn in die Erdatmosphäre gelenkt. Während

der folgenden heißen Abbremsung durch den Luftwiderstand, fällt

die Kapsel in einer steilen ballistischen Flugbahn zur Erde.

Weil die glockenförmige Rückkehrkapsel des Sojus-Raumschiffes

kaum aerodynamische Fähigkeiten besitzt und in der Atmosphäre

nicht gesteuert werden kann, muss vor dem Eintritt in die At-

mosphäre die Flugbahn der Kapsel genauestens vorberechnet

werden, damit sie im gewünschten Zielgebiet landet.

In der Atmosphäre fällt die Kapsel dann wie ein Stein zur Erdo-

berfläche. Erst mehrere Fallschirme bremsen den Fall soweit ab,

dass die Kapsel relativ weich landet.

Durch den steilen Flug durch die Atmosphäre, ist die Kapsel durch

die Luftbremsung so starker Wärmebelastung ausgesetzt, dass

der Hitzeschild weitestgehend verbrennt.

Durch diesen Umstand lässt sich die Kapsel, als Ganzes, nur

ein einziges Mal verwenden. Nach der Rückkehr wird sie ausge-

schlachtet, um einzelne Komponenten erneut zu nutzten.

Das Flugprofil des Klippers entspricht bis zur Rückkehr, dem des

Sojus-Raumschiffes.

Der Unterschied ist jedoch, dass die besondere Rumpfform des

Klippers während der Abbremsung in der Atmosphäre Auftrieb er-

zeugt. Der dadurch erzielte Effekt ist, dass die Flugbahn, sobald

der Klipper auf die Atmosphäre trifft, abflacht und nicht wie bei der

Sojus steiler wird.

Durch die niedrige Sinkrate, steigt der auf ihn wirkende Luftwider-

stand nur langsam an und verteilt sich auf einen längeren Zeitraum.

Dies führt zu einer weit niedrigeren Wärmebelastung. So kann der

Hitzeschild die Abbremsung unbeschadet überstehen.

Zusätzlich sind am Heck Steuerklappen angebracht, die es dem

Klipper erlauben seine Flugbahn zu ändern und gegebenenfalls

Korrekturen vorzunehmen.

Ist während des Rückfluges die Geschwindigkeit soweit abge-

sunken, werden die Tragflächen entfaltet. Um während der at-

mosphärischen Bremsung den Luftwiderstand und so die Belas-

tungen auf den Rumpf zu minimieren, waren die Flügel zuvor an

die Seiten gelegt und nahtlos im Rumpf versenkt.

Die Tragflächen verleihen dem Klipper die Flugfähigkeiten eines

Gleitflugzeuges. Es kann somit eine Landebahn ansteuern und

wie ein Flugzeug landen.

14

KAPITEL 1

HINTERGRUND

SOJUS

KLIPPER

Page 15: Clipper Documentation German

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DER KLIPPER MIT EINGEKLAPPTEN TRAGFLÄCHEN DER KLIPPER MIT ENTFALTETEN TRAGFLÄCHEN UND LANDEFAHRWERK

SOJUS

KLIPPER

Page 16: Clipper Documentation German

Vorläuferprojekte

Direkte Vorgänger des Diplomthemas waren zwei Semester-

projekte aus dem Hauptstudium. Darin nahm ich bereits zwei wes-

entliche Merkmale des Buchprojektes vorweg.

Meine erste Beschäftigung mit dem Klipper resultierte in dem Ent-

wurf eines theoretischen GEO-Artikels zu dem Thema. Schon in

diesem frühen Entwurf verfolgte ich den Gedanken, den gesamten

Flugverlauf des Klippers in einer Illustrationsserie festzuhalten.

Als Vorlage für das Layout nutze ich den typischen Aufbau eines

realen GEO-Artikels, bestehend aus einem Titelblatt, gefolgt

von mehreren vollformatigen Illustrationen, einem Wechsel von

Textblöcken und kleineren Illustrationen und schließlich eines

größeren Abschlussbildes. Schon bald stieß ich jedoch auf den

Nachteil dieses Aufbaus. Der verwendete Text korrespondierte

nicht richtig mit den Illustrationen und hatte den verwirrenden Ef-

fekt, dass im Text angesprochene Aspekte schon auf vorherigen

bzw. nachfolgenden Illustrationen auftauchten. Da die Bilder nicht

nur den Text-inhalt, sondern auch den chronologischen Ablauf

des Raumfluges visualisieren sollten, kam eine Umverteilung der

Bilder an die ent-sprechenden Textstellen nicht in Frage. Die ein-

zige Möglichkeit blieb den Text in Blöcke zu zerlegen und sie in die

Komposition der Bilder zu integrieren.

Bevor ich jedoch diese Lösung realisieren konnte, änderte sich das

Kursthema und das Projekt musste vorerst aufgegeben werden.

ENTWURF EINES GEO-ARTIKELS ÜBER DEN KLIPPER

16

KAPITEL 2

AUSGANGSPUNKT

Page 17: Clipper Documentation German

Ein Semester später entschied ich mich, in Anbetracht der anste-

henden Fachprüfung, das Thema wieder aufzugreifen und das

3D-Modell des Klippers so weit wie möglich auszuarbeiten und

die einzelnen Design-Merkmale des Klippers in einer Illustrations-

serie zu präsentieren.

Als Grundlage benutzte ich das 3D-Modell welches ich für den

GEO-Artikel erstellt hatte. Das ursprüngliche Modell erstellte ich

seinerzeit nur auf Basis der offiziellen Entwürfe. Diese hatten je-

doch den Nachteil, dass sie nur das Konzept des Klippers visual-

isierten, d.h. nur die Gestalt des Gleiters dargestellt wurde, jedoch

keinerlei Details.

Damit das 3D-Modell in hochauflösenden Ausdrucken funktio-

nieren konnte, musste es erheblich weiter entwickelt werden.

Also recherchierte ich nach verwandten Gleiterkonzepten um her-

auszufinden wie der Klipper ausgesehen hätte, wäre er realisiert

worden. Auf Basis dieser Informationen erstellte ich schließlich

das detaillierte 3D-Modell des Klippers.

Nach der Fachprüfung war das Projekt für mich vorerst abge-

schlossen. Auf der Suche nach einem Thema für die Diplomarbeit

stieß ich zufällig auf Bildmaterial einer neuen Version des Klippers.

Es unterschied sich stark von dem ursprünglichen Designkonzept

und weckte dadurch erneut mein Interesse an dem Thema.

Somit beschloss ich meine Diplomarbeit dem Klipper zu widmen.

AUSGEARBEITETES 3D-MODELL DES ERSTEN KLIPPERS

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Page 18: Clipper Documentation German

Künstlerische Inspirationen

Im Laufe meiner Recherche nach Hintergrundmaterial, war ich

ständig auf der Suche nach anderen künstlerischen Arbeiten zu

dem Thema. Vom fachlichen Interesse abgesehen, erhoffte ich

mir dadurch eventuelle Inspiration für meine eigenen Arbeiten.

Die vermutlich berühmteste künstlerische Arbeit zur Raumfahrt ist

der Film 2001 (1968) von Stanley Kubrick.

Der Film handelt von Fund eines außerirdischen Artefaktes auf

dem Mond. Dieses sendet ein Signal zu einem Jupitermond,

woraufhin ein Raumschiff entsendet wird, um das Ziel des Sig-

nales zu erforschen.

Beim Filmdreh wurde eng mit Wissenschaftlern, sowie Raum-

fahrt-Ingenieuren zusammengearbeitet, um die Ausstattung sowie

Inszenierung der Weltraumszenen möglichst realitätsnah zu ge-

stalten.

Die aufwendige Inszenierung hatte den Effekt, dass obwohl nur

sehr wenig geredet wird und man kaum Hintergrundinformationen

zur Handlung bekommt, der Film eine große Tiefe ausstrahlt.

Alle relevanten Informationen werden über Bilder bzw. Bildfolgen

(z.T. in Verbindung mit dem Ton) dem Zuschauer vermittelt.

Auf der einen Seite macht dies den Film für den unvorbereiteten

Zuschauer sehr anstrengend, weil die Bilder allein einen großen

Spielraum für Interpretationen lassen und scheinbar keine konk-

reten Informationen bieten.

Erst bei wiederholtem Ansehen beginnt man mehr Details und

Zusammenhänge wahrzunehmen, die den Betrachter langsam zu

einem besseren Verständnis hinführen.

Diese Herangehensweise empfand ich für mein eigenes Buch-

projekt sehr anregend.

DIE ROTIERENDE RAUMSTATION IM ERDORBIT

DER MOND, FUNDORT DES ARTEFAKTES

DIE “DISCOVERY” AUF DEM WEG ZUM JUPITER

18

KAPITEL 2

AUSGANGSPUNKT

Page 19: Clipper Documentation German

Eine weitere Inspiration waren die Arbeiten des vielseitigen Kün-

stlers Chesley Bonestell (1888-1986).

Dem weiten Publikum wurde er durch die Gemälde, die er Ende

der 40-er bis Mitte der 50-er Jahre für das frühe Raumfahrtpro-

gramm der USA schuf und durch mehrere Bücher die er illustri-

erte bekannt. Diese Arbeiten waren damals stark in den Medien

präsent und trugen maßgeblich zur Popularität des US-Raum-

fahrtprogrammes bei.

Bonestell arbeitete ursprünglich als Architekt, Designer und Kün-

stler für Filmproduktionen. Ebenso war er sehr an der Astronomie

interessiert. Dieses Wissen findet sich in seinen Bildern wieder.

Besondere Kennzeichen seiner Arbeiten sind die sehr realis-

tische Darstellung des Lichts, Größenverhältnisse und die präzise

gezeichneten technischen Geräte. Die Inszenierung erinnert an

Filmszenen und beeinflusste meine eigenen Arbeiten mehr oder

weniger unbewusst.

Während des Schaffungsprozesses hielt sich Bonestell streng an

den damaligen Wissensstand über das Sonnensystem und stellte

zusätzlich eigene astronomische Beobachtungen an.

Obwohl man seinerzeit den Weltraum nur durch Teleskope kannte,

wirken seine Bilder, noch heute fast wie Fotografien.

DIE SONNENBESCHIENENE MONDOBERFLÄCHE

EIN RAKETENFLUGZEUG ÜBER NEW YORK

ZUSAMMENBAU EINES RAUMSCHIFFES IM ERDORBIT

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Page 20: Clipper Documentation German

Ein dagegen zeitgenössischer Künstler ist der New Yorker Tom

Sachs (geb. 1966).

In seinen Arbeiten reproduziert er Symbole der amerikanischen

Kultur in Form von großen, teils lebensgroßen Skulpturen (z.B. ein

McDonalds Stand oder die Brücke eines Flugzeugträgers).

Wichtigstes Merkmal seiner Skulpturen ist, dass zuvor scheinbar

makellose Objekte in ihrer Reproduktion roh und unvollständig

aussehen. Obwohl in den Konstruktionen ein sehr großer Auf-

wand steckt, legt Sachs Wert darauf den Arbeitsprozess möglichst

sichtbar werden zu lassen.

Im Verlauf seiner Karriere fertigte er immer wieder vereinzelte

Skulpturen zur Raumfahrtthematik an, bis er sich 2007 seine um-

fassendste Arbeit vornahm.

Sie hieß “Space Program” und umfasst die lebensgroßen und in-

nen wie außen detaillierten Modelle des Mondlandemoduls, eines

Kommandostandes und zweier Raumanzüge.

Es waren keine akkuraten Reproduktionen, sondern beinhalteten

zahlreiche Modifikationen, wie eine Alkoholbar, Kerzen für Notfälle

und einen Plattenschrank an Bord der Landefähre.

Im Ausstellungsraum wurden die Bauten schließlich für einen

Kurzfilm, in dem eine Mondmission eher ironisch nachgestellt

wurde, eingesetzt.

Der Film ist unter http://www.tomsachs.org zusehen.

Mich persönlich begeistert an Tom Sachs Werken die aufwendige

Konstruktion und ihre in den Büchern detaillierte Dokumentation.

Obwohl ich selbst nur digitale 3D-Modelle erstelle, finde ich es im-

mer wieder inspirierend zu sehen wie Andere ihre Skulpturen oder

Modelle anfertigen.

DAS MONDLANDEMODUL

DAS COCKPIT DES MONDLANDEMODULS

20

Page 21: Clipper Documentation German

NACHBAU EINES RAUMANZUGES

ILLUSTRATION DES ANDOCKMANÖVERS MIT DER RAUMKAPSEL

21

Page 22: Clipper Documentation German

Alternative Sachbücher

Während der Recherche sah ich auch viele Sachbücher zum The-

ma Raumfahrt durch. Dabei fiel mir auf, dass viele Bücher sich

stark ähnlich sind und sich bei mir, durch den immer gleichen Auf-

bau der Bücher, eine gewisse Verdrossenheit einstellte.

Im Prinzip lassen sich diese Bücher in drei Arten aufteilen:

Den größten Anteil davon bilden Werke über die Geschichte der

Raumfahrt. Wenn man sich dem Thema zum ersten Mal nähert

sind diese Bücher durchaus interessant und aufschlussreich. Auf

Dauer jedoch, wird es schnell anstrengend immer über dieselben

Themen zu lesen.

Visuell sind diese Bücher wenig reizvoll, da sie in der Regel im-

mer gleich aufgebaut sind. Ein längerer Text, der von historischem

Bildmaterial begleitet wird.

Im Verlauf meiner Recherche verging mir schnell jegliche Motiva-

tion, solche Bücher zu lesen.

Der zweitmeiste Typ Bücher waren Bildbände, in denen entweder

die Raumfahrt allgemein oder einzelne Unterthemen fotografisch

dokumentiert sind.

Auf den ersten Blick können diese Bücher visuell sehr eindruck-

voll sein. Der schwerwiegende Nachteil davon ist, dass es zu den

Bildern kaum oder wenn, nur allgemeine Erklärungen gibt. Das

hat zur Folge, dass die Bücher zwar optisch ansprechend, aber

inhaltlich kaum Informationswert besitzen. Außer man weiß schon

vorher, was auf den Bildern zu sehen ist.

Hinzu kommt das viele Fotos im Internet in hoher Qualität frei ver-

fügbar sind, was viele Bücher dieser Art überflüssig macht.

Das Gegenteil davon sind die Bücher, in denen versucht wird, sie

mit möglichst vielen Informationen zu füllen.

Optisch beschränkte man sich, den Textinhalt möglichst sachlich

oder nüchtern zu visualisieren. Das geschieht meist durch einfar-

bige Grafiken, Diagramme oder kleine Fotos. Dem Text wird in der

Regel ein großer Seitenanteil eingeräumt.

Diese Bücher bieten einen hohen Informationswert, der jedoch

äußerst trocken präsentiert wird. Dadurch sprechen sie eigentlich

nur Leute an, die gezielt auf der Suche nach Informationen sind.

Ich war jedoch froh, dass es auch vereinzelt Bücher gab, in denen

versucht wurde auf andere Arten an das Thema heranzugehen.

Nachfolgend möchte ich einige dieser Buchkonzepte vorstellen

und ihre positiven sowie negativen Seiten aufzeigen.

22

KAPITEL 2

AUSGANGSPUNKT

Page 23: Clipper Documentation German

Das Buch “Die Raumfahrer” ist Teil einer Serie über das Weltall.

Es versucht das Thema Raumfahrt über großformatige Illustra-

tionen, gemischt mit kleineren Infografiken und Textblöcken nahe-

zubringen. Hinzu kommen mehrere lange Textpassagen.

Visuell gelingt es dem Buch gut Einzelthemen darzustellen, die

Bilder sind stimmungsvoll und die hinzugefügten Infografiken auf-

schlussreich.

Leider fehlt teilweise der Zusammenhang zwischen den Bildern.

Dazu kommt, dass es, vom selben Oberthema abgesehen, keiner-

lei Beziehung zwischen den reinen Textseiten und den illustrierten

Doppelseiten gibt.

Viel mehr macht es den Eindruck, dass zwei verschiedene Bücher

miteinander vermischt worden sind.

Ein anderer Punkt sind die Themen im Buch, die trotz des recht

eindeutigen Titels, breit gefächert und ohne wirklichen Zusam-

menhang zueinander stehen.

Eine durchgehende Handlung hätte, in Verbindung mit den at-

mosphärischen Illustrationen, ein sehr gutes Buch ergeben.

23

Reise durch das Universum. Die Raumfahrer. Time-Life, 1990

Page 24: Clipper Documentation German

Das Buch “100x Raumfahrt” erklärt auf hundert Doppelseiten je-

weils ein Thema aus der Raumfahrt.

Der Seitenaufbau ist dabei für jede Doppelseite identisch:

Die linke Seite enthält einen längeren Text und auf der Rechten

wechseln sich s/w-Fotografien mit 2-farbigen Grafiken ab. Auf

einigen Seiten füllt die rechte Seite eine einzige Infografik.

Einen Zusammenhang zwischen den Themen bzw. Seiten gibt

es nicht. Vielmehr scheinen sie ohne wirkliches Konzept zusam-

mengestellt worden sein.

Inhaltlich ist das Buch sehr ausführlich. Allerdings sind die Texte

zwar informativ aber auch langweilig und unnötig kompliziert ge-

schrieben.

Die enthaltenen Grafiken sind anschaulich, wenn sie eine ganze

Seite füllen, manchmal recht interessant umgesetzt. Durch die Be-

schränkung auf zwei Farben, sind sie auf Dauer eintönig.

Ein Zusammenhang zwischen den Einzelhemen fehlt ebenfalls,

es gibt auf den Doppelseiten keine echte Beziehung zwischen

Text und Bild.

Insgesamt macht das Buch den Eindruck ein Schulbuch zu sein.

Inhaltlich gut, aber durch den immer gleichen Aufbau und die rot/

blau/graue Farbwahl des Bildmaterials sehr trocken. Es macht

wenig Lust mehr als ein paar Seiten in eine Stück zu lesen.

24

Klipp und klar. 100x Raumfahrt. Meyers Lexikonverlag, 1977

Page 25: Clipper Documentation German

“Weltraumodysse” ist das Interessanteste von den drei Buch-

beispielen. Es beschreibt einen mehrjährigen Raumflug durch das

Sonnensystem, in dessen Verlauf die Planeten erkundet werden.

Es ist in Tagebuchform aufgebaut. Die einzelnen Besatzungsmit-

glieder kommen abwechselnd zu Wort und schildern ihre Reise.

Zwischen den Tagebucheinträgen werden die Planeten des Son-

nensystems auf Doppelseiten beschrieben und auf historische As-

pekte ihrer Erforschung eingegangen.

Das Buch basiert auf einem fiktiven Dokumentarfilm (Dokufiction).

Dementsprechend besteht das Bildmaterial im Wesentlichen aus

Filmszenen. Erweitert wird es durch atmosphärische digitale Illus-

trationen. Weil Film und Buch parallel entstanden sind, ergänzen

beide Bildarten einander.

Visuell ist das Buch sehr aufwendig inszeniert, die Tagebuchein-

träge vermitteln die Eindrücke der Besatzung sehr realistisch und

die Geschichte ist spannend.

Schade ist, dass das gute Bildmaterial nur die Stellung von

besseren Fotos hat und nie erklärend eingesetzt wird. Zu einigen

Unterthemen hätte man sich eine den Inhalt unterstreichende Il-

lustration gewünscht.

25

Weltraumodyssee. Eine Reise zu den Planeten. VGS Egmont, 2004

Page 26: Clipper Documentation German

Das Buch / Die Handlung

Das Buch hat das Ziel dem Leser bzw. Betrachter das Konzept

und den Ablauf eines Raumfluges anhand des Klippers nahezu-

bringen und damit einen kleinen Einblick in das sehr umfangreiche

Thema der Raumfahrt zu bieten.

Es kann vermutlich am ehesten als Jugendbuch eingeordnet

werden, zielt jedoch nicht auf eine bestimmte Alters- bzw. Leser-

gruppe ab. Es soll (so meine Hoffnung) unabhängig vom Alter,

einerseits Leser ansprechen, die sich für das Thema interessieren

und über Vorwissen verfügen, aber auch Leser für die, die The-

matik neu ist.

Diese Entscheidung fußt auf mein eigenes breitgefächertes Le-

severhalten. Schon als Kind las ich, neben Büchern für mein Alter,

auch Bücher für Erwachsene, sobald ich sie entdeckt hatte. Ich

wählte die Bücher nur nach Thema und visueller Umsetzung aus.

Mein Ziel wäre mit dem Buch erreicht, wenn sich die Leser soweit

für die Raumfahrt begeistern können, dass sie sich im Anschluss

weiter zum Thema zu informieren und bei wiederholtem Lesen

neue Details im Buch entdecken.

Der Raumflug des Klippers bildet zugleich das Thema, als auch

die Rahmenhandlung des Buches.

Die Rakete mit dem Klipper an der Spitze wird zusammengebaut.

Sie startet, durchquert die Atmosphäre und bringt den Klipper auf

eine Umlaufbahn um die Erde. Nach einem mehrtägigen Flug

dockt der Klipper an eine Forschungsstation im Erdorbit an. Die

neue Besatzung geht an Bord und ersetzt die Vorherige.

Es folgt ein mehrmonatiger Aufenthalt im Weltraum. Im Verlauf

dessen Forschung betrieben und die Station um ein neues Modul

erweitert wird. Gegen Ende der Mission kommt eine neue Besat-

zung an Bord und die Alte bereitet sich auf ihre Rückkehr vor.

Schließlich steigt die alte Besatzung in den Klipper, löst die

Verbindung zu Station und manövriert sich auf eine Flugbahn,

die sie wieder zurück in die Erdatmosphäre führt. Nachdem der

Luftwiderstand in der Atmosphäre den Klipper weit genug abge-

bremst hat, fliegt er im Gleitflug in die Nähe der Heimatbasis und

landet.

Danach wird der Klipper für einen neuen Flug zur Raumstation

vorbereitet. Die Geschichte führt wieder zu ihrem Anfang und ein

neuer Flugzyklus beginnt.

Schon sehr früh entschied ich mich den Flugverlauf des Klip-

pers chronologisch darzustellen. Meine weiteren Recherchen

bestätigten die Entscheidung, denn jede einzelne Flugphase geht

nahtlos in die Nachfolgende über. Allein in den Kapiteln an Bord

der Station gibt es “Zeitsprünge”.

Im Verlauf der Geschichte werden die einzelnen Flugabschnitte,

sowie die für den Flug relevanten Komponenten des Klippers er-

läutert.

Diese Erzählweise hat den Vorteil, dass man möglichst viel im

Zusammenhang beschreiben kann. So wird z.B. die besondere

Formgebung des Klippers erst dann erläutert wenn sie für den

Flug relevant wird (s. Buchkapitel 13 u. 14; S.134ff).Wie ich feststellen musste, erfordert es einen nicht unerheblichen

Aufwand alle (ob wichtige oder weniger wichtige) Schritte darzu-

stellen.

26

KAPITEL 3

KONZEPTION

Page 27: Clipper Documentation German

TRÄGER UND KLIPPER

VORBEREITUNG DER RAKETE

COUNTDOWN ZUM START

EINSCHUSS IN DEN ORBIT

DURCHQUEREN DER ATMOSPHÄRE

IM ANFLUG AUF DIE STATION

ANNÄHERUNG UND RENDEZVOUS

EIN NEUER ANBAU

DAS WELTRAUMLABOR

AUßERHALB DER STATION

GESCHLOSSENES SYSTEM

EINTRITT IN DIE ATMOSPHÄRE

TRENNUNG UND ABSTIEG

VOM GLEITFLUG ZUR LANDUNG

DAS LANDEMANÖVER

DIE BUCHKAPITEL ENTLANG DES FLUGPFADES

27

Page 28: Clipper Documentation German

Strukturierung

Die chronologische Erzählweise bestimmt den Aufbau und die

Strukturierung des Buches.

Zu Beginn liefert die Inhaltsangabe in Verbindung mit einer stilisi-

erten Grafik einen Überblick über den Flugverlauf.

Um den folgenden Inhalt zu ordnen (und um ein Grundgerüst zum

Arbeiten zu erhalten), teilte ich den Flug, vom Start bis zur Land-

ung in vier Flugphasen:

Der Start, Aufstieg, Im Orbit und Rückkehr.

Diese Flugphasen sollten die eigentlichen Buchkapitel enthalten.

Dazu unterteilte ich die Flugphasen einmal in drei und dreimal in

vier Abschnitte. Beim Start sind es z.B.: Die Vorbereitung der Ra-

kete, Träger und Klipper sowie Countdown zum Start.

Die Flugphasen werden von Doppelseiten eingeführt, in denen,

neben der Bezeichnung eine einfache Grafik den weiteren

Flugverlauf skizziert (s. 2.Teil; S.52ff).Die aus der Unterteilung entstehende fünfzehn Buchkapitel

werden schließlich von jeweils drei bis sechs Doppelseiten gebil-

det. Bei der Anzahl der Doppelseiten, ließ ich mich von dem gün-

stigsten Umfang leiten, um den Flugverlauf darzustellen. Dieser

variierte mit der Zeit.

Die schematische Grafik auf der rechten Seite erstellte ich um

einen schnellen Überblick über das Buchprojekt und dessen Um-

fang und Fortschritte zu erhalten. Die farbigen Punkte geben den

jeweiligen Kapitelstand wieder.

Die Markierungen der Flugphasen übernehmen den niedrigsten

Status der ihnen untergeordneten Kapitel.

Der Status des gesamten Buches ergibt sich dagegen aus dem

Mittelwert der Flugphasen.

Dazu visualisiert die Grafik den, (fast) regelmäßigen Wechsel

zwischen doppel- und einzelseitigen Illustrationen.

28

KAPITEL 3

KONZEPTION

Page 29: Clipper Documentation German

DER FLUG

DER START

AUFSTIEG

IM ORBIT

RÜCKKEHR

TRÄGER UND KLIPPER

VORBEREITUNG DER RAKETE

COUNTDOWN ZUM START

EINSCHUSS IN DEN ORBIT

DURCHQUEREN DER ATMOSPHÄRE

IM ANFLUG AUF DIE STATION

ANNÄHERUNG UND RENDEZVOUS

EIN NEUER ANBAU

DAS WELTRAUMLABOR

AUßERHALB DER STATION

GESCHLOSSENES SYSTEM

EINTRITT IN DIE ATMOSPHÄRE

TRENNUNG UND ABSTIEG

VOM GLEITFLUG ZUR LANDUNG

DAS LANDEMANÖVER

DOPPELSEITEN

EINZELSEITEN

REINZEICHNUNG

DETAILIERTER ENTWURF

FESTE BILDABFOLGE

FRÜHE ENTWÜRFE

STATUS

(GEPLANT)

(GEPLANT)

29

Page 30: Clipper Documentation German

Visuelles Konzept

Das Buch besteht fast vollständig aus Illustrationen. Die in Dop-

pelseiten unterteilten Kapitel werden von einem doppelseitigen

Bild eingeführt. Danach setzt sich das Kapitel entweder in dop-

pelseitigen Illustrationen oder Illustrationspaaren fort. Die beiden

Arten wechseln jedes Kapitel. Nach Möglichkeit ordnete ich die

Bilder so an, dass Schlüsselszenen auf die doppelseitigen Bilder

kommen.

Um den nahtlosen Übergang zwischen den Flugabschnitten zu

verdeutlichen, musste sich die chronologische Erzählweise in den

Bildern fortführen.

Dies machte es vonnöten, die Illustrationen so zu entwerfen, dass

sie nicht als Einzelbilder sondern gemeinsam als eine Reihe wahr-

genommen werden. Für die Umsetzung bedeutete dies, dass die

Bilder eines Kapitels ähnlich einer Filmszene, einen schlüssigen

Bewegungsablauf ergeben müssen.

Allein beim “Szenenwechsel” zwischen den Kapiteln durfte sich

die Perspektive ändern.

Dieser Gestaltungsaspekt machte den Entwurf der Illustrationen

sehr zeitaufwendig, weil jede Änderung mit den anderen Bildern

abgestimmt werden musste.

Dieses Prinzip wird auf der rechten Seite dargestellt.

Die eigentlichen Illustrationen sind rein digitale Bilder, die von

künstlich ausgeleuchteten dreidimensionalen Modellen bestehen.

Obwohl ich die 3D-Modelle nach bestem Wissen so akkurat und

detailliert wie möglich baute, sind die eigentlichen Bilder durch die

Arbeitstechnik leicht stilisiert.

Auf die Erstellung der 3D-Modelle und Illustrationen geht das

nachfolgende Kapitel genauer ein (s. S.36ff).

Ein weiteres Gestaltungsmittel ist der Versuch die atmosphärisch-

en Bilder mit den Infografiken zu verschmelzen oder nach Möglich-

keit sie sich einander ergänzend nebeneinander zu stellen.

Dazu nutzte ich, als Kontrast zu den detaillierten Bildern einfach

gehaltene Vektorgrafiken, in denen ich versuchte den jeweiligen

Inhalt auf das Wesentlichste zu reduzieren.

Zum Beispiel, in dem auf der rechten Seite gezeigten Kapitel, zei-

gen die 3D-Bilder die Rakete bei der Stufentrennung. Die Vek-

torgrafiken dagegen, die Flugbahn zum Zeitpunkt der Stufentren-

nung. Sie dient auch dazu Daten, wie Höhe oder Geschwindigkeit,

einzubinden.

30

KAPITEL 3

KONZEPTION

Page 31: Clipper Documentation German

IN SKIZZEN WURDE ICH MIR ÜBER DIE RICHTUNG DER BEWEGUNGEN IN DEN BILDERN KLAR DIE FINALEN SZENEN ÜBERNEHMEN DIE BEWEGUNGSRICHTUNG DER SKIZZEN

31

Page 32: Clipper Documentation German

Layout

Damit das Seitenlayout die Illustrationen möglichst wenig stört

oder einzwängt, gestaltete ich es möglichst zurückhaltend.

Ein wesentliches wiederkehrendes Element ist die Überschrift auf

der linken Seite der ersten Doppelseite eines Kapitels. Die Höhe

der Überschrift variiert zwischen dem oberen Seitenrand und der

horizontalen Mitte. Im Verlauf des Buches versuchte ich die Über-

schrift in die Illustrationen einzubinden.

Der Text beschränkt sich auf Titel, Beschriftungen und kurze erk-

lärende Textblöcke. In erster Linie soll das Buch über die Illustra-

tionen funktionieren.

Die verwendete Schrift ist relativ klein und unauffällig. Ich verwen-

dete zwei Schriftarten: Liberation Sans und Museo Sans.

Die serifenlose Liberation Sans ist Teil der freien Liberation Schrift-

familie und der Arial ähnlich, jedoch mit feineren Linien.

Wegen ihrer Einfachheit und, auch in kleinen Größen guten Les-

barkeit erschien sie mir ideal für Texte und Beschriftungen.

Die zweite Schriftart Museo Sans ist ebenfalls, in den zwei ver-

wendeten Schnitten, frei verfügbar. Ich nutzte sie hauptsächlich

großgeschrieben für die Titelüberschriften und die Kapiteltitel.

Bis auf die bildnahen Beschriftungen ist die Typografie am

Grundlinienraster ausgerichtet.

Obwohl das Buch fast nur seitenfüllende Bilder und kaum längere

Textpassagen enthält, diente der Seitenspiegel als Orientierung

für die Bildkompositionen und grafischen Elemente. Die rechte

Seite veranschaulicht dies.

Zusätzlich versuche ich mit wiederkehrenden grafischen Element-

en, wie Linienstärke und Farbe, eine gewisse Kontinuität herzus-

tellen.

KAPITEL 3

KONZEPTION

32

Page 33: Clipper Documentation German

DER SEITENSPIEGEL DIENTE ALS ORIENTIERUNG FÜR DEN BILDAUFBAU

33

Page 34: Clipper Documentation German

Aufbau und Format

Bei der Wahl des Formates ging ich von einer Doppelseite aus,

damit sie in der Mitte geteilt günstige Einzelseiten hervorbringt.

Eine zu breite Doppelseite hätte fast quadratische Einzelseiten

ergeben, während eine zu schmale Seite, extreme Hochformate

zur Folge hätte.

Ich versuchte einen Kompromiss zu finden um ein für beide Bild-

arten stimmiges Format zu erhalten.

So wählte ich schließlich ein etwas breiteres Hochformat, welches

228 mm in der Breite und 292,6 mm in der Höhe misst.

Ein weiteres Kriterium war, dass sich die Doppelseiten ohne Ska-

lierung auf einem A3+ Druckbogen ausdrucken lassen.

So konnte ich Testausdrucke auf meinem eigenen Drucker ma-

chen und hatte ein günstiges Format um das Buch in einer Druck-

erei ausdrucken lassen zu können.

Das Buch ist als Hardcover geplant. Als Kontrast zu den farbigen

Illustrationen sind die Buchdeckel mit einem neutral hellgrauen

Gewebe bezogen.

Ein Schutzumschlag umschließt das Buch. Dieser besteht aus

zwei Bildern und zeigt Szenen aus dem Hangar. Das vordere Bild

zeigt den Klipper bei seiner Vorbereitung auf die Mission, das hin-

tere Bild hingegen den Klipper, wie er nach der Landung in den

Hangar, zur Vorbereitung auf den nächsten Einsatz transportiert

wird. Beide Bilder verbinden inhaltlich das Ende mit dem Anfang.

34

KAPITEL 3

KONZEPTION 228 mm

292,6 mm

456 mm

Page 35: Clipper Documentation German

DAS GEBUNDENE BUCH HINTERER TITEL

VORDERER TITEL

35

Page 36: Clipper Documentation German

Konstruktion des Klippers

Der Klipper bildet die Grundlage des Buches. Obwohl ich für ein

früheres Projekt (s. S.16/17) schon ein 3D-Modell des Klippers

hatte, entschied ich mich ein völlig neues Modell für das Buch zu

erstellen. Die Vorlage dazu war der letzte offizielle Entwurf des

Klippers (s. rechte Seite).Um ein akkurates 3D-Modell eines realen Objektes erstellen zu

können, benötigt man im Idealfall Bildmaterial aus unterschiedli-

chen Perspektiven, in dem man die Objektform und Proportionen

abschätzen kann. Dabei eignen sich Seitenansichten am besten,

da in perspektivischen Ansichten die Verkürzung irreführen kann.

Zusätzlich sollte die Auflösung des Bildmaterials gut genug sein

um Details wahrnehmen zu können.

Leider wurde die Version des Klippers die ich modellieren wollte,

nie in der Öffentlichkeit präsentiert, so dass es dazu kaum Bild-

material gab.

Ich hatte zwar für das vorherige Modell schon einiges an Mate-

rial zusammengetragen, jedoch unterschied sich der neue Klip-

per stark vom vorherigen Design, somit war es nur bedingt zu

gebrauchen.

Daraufhin recherchierte ich viel im Internet und stieß schließlich

über ein Raumfahrtforum auf eine offizielle PDF-Datei mit meh-

reren Präsentationsfolien über die Zukunft der russischen Raum-

fahrt. Darin wurde auf einer Folie der neue Klipper gezeigt (s. re-chts).Die Qualität war zwar schlecht, aber man konnte die wesentlichen

Eigenschaften erkennen. Damit konnte ich arbeiten.

Als nächstes extrahierte ich die Bilder aus der PDF-Datei und im-

portierte sie in mein 3D-Programm, damit ich die Bilder immer im

Blick hatte ohne das Programm zu wechseln.

Im 3D-Programm nutzte ich eine Seitenansicht um das grobe Seit-

enprofil des Klippers zu zeichnen und in eine Fläche zu verwan-

deln. Aus dem Querschnitt heraus begann ich die Form des Klip-

pers zunächst grob und mit der Zeit immer feiner zu modellieren.

Eine anschauliche Übersicht über die einzelnen Schritte liefert die

nächste Doppelseite (s. S.36-37).

Nachdem die Form des Klippers fertiggestellt war, gelangte ich

schnell an die Grenzen der benutzten Vorlagen. Sie liefern kaum

Anhaltspunkte wie der Klipper im Detail aussieht, z.B. wie der Hitz-

eschild, die Einstiegsluke oder Andockvorrichtung gebaut ist.

Mein Hauptanliegen für das 3D-Modell war, den Klipper so weit

auszuarbeiten, dass er wie das Modell eines real existierenden

Raumgleiters aussieht und nicht nur wie eine Visualisierung eines

Entwurfes.

Damit das Modell auch in Nahansichten überzeugt, musste es er-

heblich mehr Einzelheiten bieten.

Als die Vorlagen an diesem Punkt nicht mehr weiterhalfen, erin-

nerte ich mich an meine Recherchen bei denen ich auf die Ver-

suche mehrerer Staaten Raumgleiter zu bauen gestoßen bin.

Weil sich das Design von Gleitern (durch die gleichen physika-

lischen und aerodynamischen Anforderungen) prinzipiell ähnelt,

hatte ich die richtige Inspirationsquelle für die Ausarbeitung des

Klippers gefunden.

Die übernächste Doppelseite gibt einen Überblick über die einge-

flossenen Quellen (s. S.38/39).

36

KAPITEL 4

REALISIERUNG (3D-Modelle)

Page 37: Clipper Documentation German

DIESE PRÄSENTATIONSFOLIE BILDET DIE GRUNDLAGE FÜR DAS 3D-MODELL EINE ZUSÄTZLICH GEFUNDENE SEITENANSICHT

37

Page 38: Clipper Documentation German

GROBER QUERSCHNITT ERSTELLUNG DER GROBEN 3D FORM TRENNUNG VON RUMPF UND TRAGFLÄCHEABRUNDEN DER OBERFLÄCHE

VERFEINERUNG TRAGFLÄCHE 1 ANLEGEN DES ÜBERGANGS VOM RUMPF ZUR TRAGFLÄCHE ANLEGEN DES HECKS MIT EINEM ZYLINDERVERFEINERN DES ÜBERGANGS

MODELLIERUNG DES HECKS UNTERTEILUNG RUMPF VERFEINERUNG DER FENSTER UND LUKENAUSSCHNEIDEN DER FENSTER UND LUKEN

38

Der Modellierungsprozess

Page 39: Clipper Documentation German

EINSCHNITTE FÜR DIE LAGEREGELUNGSDÜSEN HINZUFÜGEN DES FAHRWERKES KORREKTUR DER RUMPFFORMDETAILARBEIT

MODELLIERUNG DER HITZESCHILDES BAU DER EINSTIEGSLUKE 1. VERSION DER ANDOCKVORRICHTUNGVERFEINERUNG DER MATERIALIEN

2. VERSION DER ANDOCKVORRICHTUNG 3. VERSION DER ANDOCKVORRICHTUNG FINALES MODELLVERFEINERUNG DER ANDOCKVORRICHTUNG

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Page 40: Clipper Documentation German

Die Cockpitfenster des Space Shuttles waren die Vorlage für die Sichtluken des Klippers

Die Bugdetails und die Abnutzung-serscheinungen lehnen sich stark an die des Space Shuttles

Für die Einstiegsluke, Fugen und Materialanmutung stand der Gleiter Crew Rescue Vehicle aus den 90er Jahren Pate

Das Fahrwerk des Klippers ent-spricht dem eines experimentellen Gleiters aus den 60er Jahren

Die hochklappbaren Flügel hatte schon der russische BOR-Raum-gleiter in den 60er Jahren (siehe S.12/13)

40

Das Referenzmaterial zur Modellierung

Page 41: Clipper Documentation German

Der Klipper übernimmt weitesge-hend die Andockvorrichtung des existierenden Sojus-Raumschiffes (siehe S.12/13)

Der Schriftzug auf der Buran-Raumfähre war Vorlage für den “Klipper”-Schriftzug in kyrillischen Buchstaben

Die Flügel des Space Shuttles war Vorlage für die Tragflächen und Steuerklappen des Klippers.

Die Buran-Raumfähre diente auch als Vorbild für die Steuerdüsen des Klippers

Die Steuerklappen am Heck ent-sprechen denen des Crew Rescue Vehicle

41

Page 42: Clipper Documentation German

Modellierung des Raumfahrers

Um 3D-Szenen für die Illustrationen zu bauen benötigte ich zusät-

zlich zum Klipper weitere Modelle. Eines davon ist der Druckan-

zug den die Kosmonauten während des Starts im Klipper tragen.

Wird der Anzug geschlossen und unter Normaldruck gesetzt, ist

der Träger vor einem gefährlichen Druckabfall in der Kabine ge-

schützt.

Bei der Modellierung ging ich ähnlich vor, wie beim Klipper zuvor.

Zunächst modellierte ich die grobe Form des Anzuges. Als Vor-

lage für die Proportionen nutzte ich eine eingescannte Zeichnung

aus einem Anatomiebuch.

Nachdem die Gestalt festgelegt war, begann ich den Anzug zu

unterteilen, die Form zu verfeinern und die Falten und Nähte, von

den Groben zu den Feinen zu modellieren. Die rechte Seite stellt

diesen Prozess dar. Dabei war der Sprung vom fertigen Modell zur

Pose der schwierigste.

Ich modellierte den Anzug in der Haltung mit den ausgesteckten

Armen in der Hoffnung, mir später die Arbeit mit dem virtuellen

Knochengerüst zu erleichtern. Dieses benötigt man später um die

Pose eines 3D-Modell dynamisch zu ändern, z.B. die Arme anzu-

winkeln oder die Hände etwas umgreifen zu lassen.

Dabei verformt das Knochengerüst das 3D-Modell an den ver-

schiedenen Gelenken. Ähnlich wie Metalldraht in Knetfiguren.

Leider war zu diesem Zeitpunkt das 3D-Modell schon sehr weit

ausgearbeitet und gerade an den Gelenken, wie den Schultern

war die 3D-Form sehr verschachtelt. Dies hatte bei der Verfor-

mung durch das Knochengerüst unkontrollierbare Effekte, z.B.

Teile der Form, die sich in falsche Richtungen bewegten.

In Pose gebracht, löschte ich die Oberflächen der Problemzonen

und rekonstruierte sie langwierig von Hand.

Eine bessere Taktik wäre gewesen, schon früh, während der

Modellierung die finale Pose festzulegen und erst danach das 3D-

Modell auszuarbeiten.

42

KAPITEL 4

REALISIERUNG (3D-Modelle)

Page 43: Clipper Documentation German

MODELLIERUNG DER GROBEN FORM UND FESTLEGEN DER PROPORTIONEN UNTERTEILUNG DES ANZUGES UND BEGINN DER AUSARBEITUNG DETAILARBEITEN; HINZUFÜGEN DES DRUCKREGLERS UND DER LUFTANSCHLÜSSE

WEITERE AUSARBEITUNG; MODELLEIREN DER HAKEN, ÖSEN UND EINSTELLBÄNDER MODELLIERUNG DES HEADSETS SOWIE HELMVISIERS FINALE POSE; WEITERE DETAILS WIE KÜHLSCHLÄUCHE UND TRAGBARE LÜFTUNG

43

Page 44: Clipper Documentation German

Umsetzung einer Einzelillustration

Bei der Erstellung des Raumfahrers konzentrierte ich mich auf die

Ausarbeitung des rückwärtigen Teils des 3D-Modelles. Schon früh

hatte ich eine Szene im Sinn, in der die Kosmonauten, oben auf

dem Startturm auf den wartenden Klipper zugehen und hineinklet-

tern.

Auf die Umsetzung dieser Szene möchte ich auf den nächsten

Seiten eingehen. Alle weiteren Illustrationen sind auf dieselbe Art

umgesetzt worden.

Zusätzlich zum Klipper und Kosmonauten baute ich noch weitere

3D-Modelle. Die Plattform oben auf dem Startturm und eine kleine

Verbindungsbrücke als Zugang zum Klipper.

Ich wusste schon zu Beginn in welche Richtung die Kamera blick-

en sollte. So arbeitete ich nur den sichtbaren Teil, wie das Boden-

gitter und das Geländer aus.

Zusätzlich benötigte ich noch mehrere Techniker, die den Kos-

monauten beim Einstieg helfen. Dazu verwertete ich ein älteres

Figurenmodell von mir, von dem ich die Kleidung passend modi-

fizierte.

Weitere Modelle sind, die in den Klipper führenden Kabel und der

gelbe Lüftungsschlauch.

Waren die Objekte grob platziert, begann ich mit einer virtuellen

Kamera einen brauchbaren Blickwinkel zu suchen. Diese bietet,

wie bei einer realen Kamera, die Option die Brennweite oder

Blickwinkel zu modifizieren. Zusätzlich kann man jedoch neben

der Perspektivart (Zentral oder Parallel) das Bild horizontal oder

vertikal zu versetzen ohne die Kamera zu bewegen. Diese Option

macht es leichter den richtigen Bildausschnitt zu finden, ohne die

Perspektive zu verändern.

Die Blickwinkelsuche ging mit der Objektplatzierung Hand in Hand.

Immer wenn ich die Kamera verschob, verschob ich gleichzeitig

auch Objekte um günstigere Überschneidungen zu erhalten.

Die Bilder rechts zeigen den Szenenaufbau, den Standort der

Kamera sowie mehrere Entwürfe für die Szene.

Ein Raketenstart findet in Russland in der Regel immer morgens

statt. Daher war es naheliegend, die Szenerie wie bei einem

Sonnenaufgang auszuleuchten. Dies hatte den Vorteil, dass das

flache Sonnenlicht dunkle lange Schatten erzeugt und so die Ob-

jekte sehr plastisch erscheinen lässt.

Zuerst platzierte ich eine helle orange Lichtquelle als Sonnenlicht,

damit hatte ich schon die groben Hell/Dunkel-Kontraste. Um das

Streulicht des Himmels darzustellen, ordnete ich mehrere grau-

blaue Lichtquellen niedriger Intensität kreisförmig um die Szene.

Hinzu kamen mehrere verschiedenfarbige Lichtquellen um die

plastischen Formen zu betonen und Lichtkanten zu erzeugen.

Um bei der Berechnung der Beleuchtung möglichst differenzierte

Farben und Schattierungen zu erhalten, vergab ich jeder verwen-

deten Lichtquelle einen leicht anderen Farbton, z.B. besteht das

Sonnenlicht aus zwei Lichtquellen, einem fast reinen Gelb und

einem Gelborange.

Bei jeder Änderung in der 3D-Szene, sei es das Licht oder die Platz-

ierung eines Objektes, muss das Bild neu berechnet werden.

Der Grund dafür ist, dass alle Einstellungen im 3D-Programm,

für Licht/Schatten, Oberflächenschattierungen, Transparenzen,

Spiegelungen, usw. miteinander zusammenhängen und einander

beeinflussen. So muss nach jeder kleinen Änderung alles neu be-

rechnet werden.

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KAPITEL 5

REALISIERUNG (Illustrationen)

Page 45: Clipper Documentation German

VERSCHIEDENE VERSIONEN AUF DEM WEG ZUM ENTGÜLTIGEN BILDAUFBAUEINE 3D-SZENE IST IM PRINZIP WIE EINE FILMKULISSE AUFGEBAUT

45

Page 46: Clipper Documentation German

Irgendwann in der Evolution einer 3D-Szene kommt der Punkt,

an dem sich dies nicht mehr lohnt, weil die Änderungen zu klein

und die Berechnungszeit zu lang ist. Die Arbeit im 3D-Programm

würde sehr unflexibel und langwierig werden.

Aus diesem Grund teilte ich die Szene, nach ihrer Entfernung von

der Kamera in vier Einzelteile, die ich einzeln berechnen ließ.

In einem Bildbearbeitungsprogramm übereinander gelegt, erge-

ben sie das ursprüngliche Bild.

Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, dass bei Änderungen auf einer

Bildebene nicht mehr alle neu berechnet werden müssen. Weil

die einzelnen Bildebenen unabhängig voneinander sind, kann ich

auch für jede Bildebene unterschiedliche Einstellungen verwen-

den. So kann es vorkommen, dass in einer Szene, das einges-

tellte Licht einen Bildteil besonders gut ausleuchtet, für einen An-

deren dagegen ungünstig ist. In Ebenen geteilt, lässt sich für jede

Bildebene das Licht ideal einstellen.

Auch lassen sich so die Überschneidungen der Bildebenen op-

timieren, indem man die Ebenen gegeneinander versetzt oder

leicht skaliert, ohne dass sich ihre Perspektive ändert. Allerdings

darf das nur behutsam geschehen, da sonst die Perspektive des

gesamten Bildes verfälscht wird.

Das Bild rechts außen stellt die Ebenenunterteilung dar. Die farbi-

gen Ränder entstanden durch die oben erwähnte Versetzung.

Ein reines 3D-Bild hat die Eigenschaft sehr künstlich zu wirken.

Oft wirken die Konturen von 3D-Objekten unnatürlich scharf und

ihre Oberflächen aalglatt.

Dies macht es erforderlich das 3D-Bild nachzubearbeiten, um

Unschärfen und zusätzliche Oberflächenstrukturen hinzuzufügen

oder Farb- bzw. Helligkeitsveränderungen vorzunehmen.

Dies realisierte ich im Bildbearbeitungsprogramm, indem ich zwis-

chen die ursprünglichen Bildebenen zusätzliche Ebenen einfügte.

Diese waren in erster Linie Texturen und Farbverläufe.

Über die Überblendungseinstellungen werden diese Ebenen mit

den darunterliegenden verschmolzen und legen fest wie die Ver-

schmelzung stattfinden soll. So lassen sich verschiedene Farb-

oder Helligkeitsverändernde Effekte erzielen.

Wenn sich die Verschmelzung nur auf einen bestimmten Bildteil

auswirken soll, kann man den Ebenen Masken zuweisen.

Anhand der schwarz/weißen Maskenbilder weiß das Bildbear-

beitungsprogramm welche Teile einer Ebene undurchsichtig oder

transparent dargestellt werden sollen.

Dabei bedeutet weiß undurchsichtig, Graustufen Transparenz und

schwarz vollkommene Transparenz.

Die Bilder rechts innen zeigen die für die Hauptebenen verwen-

deten Masken.

Die nachfolgende Doppelseite zeigt die Nachbearbeitung und

stellt die benutzten Ebenen dar.

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Page 47: Clipper Documentation German

ÜBER DIE MASKEN LASSEN SICH DIE BILDEBENEN FREISTELLEN

DIE FARBEN MARKIEREN DIE EBENEN IN DIE, DIE 3D-SZENE AUFGEETEILT WURDE

47

Page 48: Clipper Documentation German

DAS UNBEARBEITETE 3D-BILD KOSMONAUT

PLATTFORM UND KLIPPER

SCHEINWERFERMAST

WÜSTENEBENE

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Page 49: Clipper Documentation German

ALLE EBENEN ZUSAMMEN ERGEBEN SCHLIEßLICH DAS FINALE BILD

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Page 50: Clipper Documentation German

Umsetzung einer Illustrationsserie

Zu Beginn des Projektes überlegte ich die 3D-Bilder mit handgeze-

ichneten Grafiken zu kombinieren. Als ich jedoch merkte, dass

meine Fertigkeiten nicht für die erforderliche Präzision ausreich-

ten, entschied ich mich schnell dazu, mich mit Vektorgrafiken ver-

traut zu machen.

Das Grundprinzip der Illustrationen ist, dass die Bilder gemeinsam

als eine Reihe funktionieren. Wie ich dies umsetzte, erarbeitete

ich an dem Kapitel um den Raketenaufstieg (s. S.76ff). Es diente danach als Vorlage für die restlichen Buchpassagen.

Der Aufbau des Layouts besteht aus drei Ebenen. Die Unterste ist

die 3D-Szene, darüber folgen eine Vektorgrafik und darüber die

Typografie. Jede Ebene erforderte ihr eigenes Bearbeitungspro-

gramm (Rechts dargestellt).Die Vektorgrafiken versuchte ich möglichst einfach zu gestalten.

Sie bestehen im Prinzip nur aus durchgehenden und gestrichelten

Linien in drei verschiedenen Stärken. Ich versuchte so einen Kon-

trast zu den komplexen 3D-Szenen zu schaffen.

Die Beschriftungen werden von kurzen erklärenden Textblöcken

gebildet. Hinzu kommen mehrere entlang des Flugpfades verteilte

Beschriftungen, die bestimmte Daten über den aktuellen Flugzu-SZENE (CINEMA 4D; PHOTOSHOP)

FLUGPFAD (ILLUSTRATOR)

BESCHRIFTUNG (IN DESIGN)

50

KAPITEL 6

REALISIERUNG (Layout)

Page 51: Clipper Documentation German

stand wiedergeben, z.B. Geschwindigkeit oder die Höhe.

In einem früheren Stadium der Realisierung konzentrierte ich

diese Flugdaten noch in einem einzelnen großen Textblock. Dies-

en zerlegte ich nach und nach und verschob die Beschriftungen

an die passenden Teile entlang der Grafik.

Am Anfang bearbeitete ich zunächst noch jede Ebene für jede

Seite einzeln und setzte alles als letzten Schritt im Layoutpro-

gramm zusammen. Oft erkannte ich erst dann, dass die Bildfolge

mit den überlagerten Grafiken nicht passte. Dieser Umstand

machte Änderungen zeitaufwendig.

Daher gewöhnte ich mir schnell an, das Bildmaterial möglichst

schnell zusammenzubringen. Dies tat ich, indem ich die Bildreihe

schon im Vektorzeichenprogramm nebeneinander legte und die

überlagernden Grafiken direkt über die 3D-Bilder zeichnete.

So hatte ich gleich beim Zeichnen einen Überblick und konnte die

beiden Ebenen aufeinander abstimmen.

Die Bildfolge links unten zeigt die fünf Doppelseiten des Wieder-

eintritts als eine Grafik im Vektorzeichenprogramm. Die violette

Linie zeigt den durchlaufenden Flugpfad. Entlang des Pfades sind

die Infografiken angeordnet.

Die untere Bildreihe zeigt, dass ich die Arbeitsweise auch für die

Einzelseiten genutzt habe und so die Bewegungsrichtung des

Klippers, auf jeder Seite eines Seitenpaares aufeinander ab-

gestimmt habe.

Nachdem die Komposition der 3D-Bilder mit den Vektorgrafiken

synchronisiert war, setzte ich das Material im Layoutprogramm

zusammen und konnte als letzten Schritt die Beschriftungen hin-

zufügen.

51

Page 52: Clipper Documentation German
Page 53: Clipper Documentation German

TEIL 2

BUCHENTWURF1. Vorbereitung der Rakete 56

2. Träger und Klipper 60

3. Contdown zum Start 66

4. Durchqueren der Atmosphäre 76

5. Einschuss in den Orbit 84

6. Im Anflug auf die Station 90

7. Annährung und Rendezvous 96

8. Das Raumlaboratorium 106

9. Ein neuer Anbau 112

10. Außerhalb der Station 120

11. Geschlossenes System 124

12. Trennung und Abstieg 128

13. Eintritt in die Atmosphäre 134

14. Vom Gleitflug zur Landung 140

15. Das Landemanöver 148

Page 54: Clipper Documentation German
Page 55: Clipper Documentation German

DER STARTFlugphase 1:

Page 56: Clipper Documentation German

In dem ersten Buchkapitel wird beschrieben wie die Rakete zusam-

mengesetzt, transportiert und auf der Startrampe installiert wird.

Für die Illustrationen wählte ich relativ einfache, mit 3D-Elementen

kombinierte Vektorgrafiken.

Die Trägerrakete besteht im Prinzip aus mehreren gebündelten

Raketen. Die einzelnen Komponenten werden in einem Hangar

auf einer mobilen Transportplattform liegend, nach und nach

zusammengesetzt (s. S.58).Vollständig zusammengesetzt, wird die Rakete auf Schienen

langsam zum weit außerhalb liegenden Startgelände transportiert

(noch nicht umgesetzt).Auf dem Startgelände wird die Rakete mit dem Heck voraus bis an

die Startplattform gefahren. Eine Hydraulik richtet die Rakete auf

und setzt sie in ein Haltegestell über einem Schacht (s. S.59).Dort wird sie verankert, überprüft und die Betankung läuft an.

56

KAPITEL 1

Vorbereitung der Rakete

Page 57: Clipper Documentation German

DIE KOMPONENTEN DER RAKETE

KLIPPER

VERBINDUNGS-STÜCK

ANTRIEBSMODUL

OBERSTUFE

ZENTRAL-STUFE

ÄUßERES RAKETENMODUL

AERODYNAMISCHE SPITZE

57

Page 58: Clipper Documentation German

SEITEN 8-9

58

Page 59: Clipper Documentation German

SEITEN 12-13

59

Page 60: Clipper Documentation German

Die grafischen Elemente des vorangegangenen Kapitels werden

fortgeführt und gehen in die ersten 3D-Illustrationen über. Das

Kapitel beschreibt den Weg der Kosmonauten von der Ankunft an

der Startrampe bis zum Einstieg in den Klipper.

Die 3D-Szenen geben die Impressionen der Kosmonauten auf

ihrem Weg nach oben wieder.

Dagegen beschreiben die Seitenansichten die einzelnen Kompo-

nenten und Abmessungen der Trägerrakete und des Klippers. Ich

wählte immer nur einen Ausschnitt der Rakete, um ihre Größe zu

verdeutlichen.

Aufgerichtet auf der Startrampe ragt die Trägerrakete mit dem

Klipper ca. 47 Meter in die Höhe (s. S.62). Während die Besat-

zung im Startturm nach oben fährt, überwachen Techniker den

Betankungsvorgang und überprüfen die Rakete (s. S.63).Der Startturm erlaubt ihnen zu möglichst vielen Teilen der Rakete

sich Zugang zu verschaffen.

Auf der obersten Plattform angekommen, ragt der Klipper noch

rund 8 Meter in die Höhe. Über eine Luke klettern die Kosmo-

nauten in ihren Druckanzügen in die aufrecht stehende Kabine

(s. S.64). In der Kabine steigen die Kosmonauten in ihre Konturenliegen.

Diese sind auf die Körperform jedes einzelnen Kosmonauten an-

gepasst und verteilen die Andruckkräfte während des Starts, so-

wie Wiedereintritts möglichst gleichmäßig auf den Sitz (s. S.65).

60

KAPITEL 2

Träger und Klipper

Page 61: Clipper Documentation German

ANKUNFT DER BESATZUNGFAHRT DER NACH OBEN

EINSTIEG IN DEN KLIPPEREINNEHMEN DER SITZPOSITIONEN

61

Page 62: Clipper Documentation German

62

SEITEN 12-13

Page 63: Clipper Documentation German

63

SEITEN 14-15

Page 64: Clipper Documentation German

64

SEITEN 16-17

Page 65: Clipper Documentation German

65

SEITEN 18-19

Page 66: Clipper Documentation German

In diesem Kapitel wird der Zeitraum kurz vor dem Raketenstart auf

zwei Ebenen beschrieben. Zum einen was sich draußen an der

Startrampe zuträgt, sowie was im Innern des Raketentriebwerks

passiert.

Der äußere Prozess umfasst, vom Beenden der Betankung bis

zum Abheben der Rakete einen Zeitraum von ca. einer Stunde.

Das Zünden des Raketentriebwerks passiert dagegen in nur weni-

gen Sekunden.

Die auf der linken Seite ablaufende Zahlenkolonne visualisiert den

Countdown.

Der Betankungsvorgang wird erst kurz vor dem Start beendet.

Die Rakete wiegt dann vollbetankt rund 700 Tonnen. Davon ma-

chen beide Treibstoffkomponenten rund 90 Prozent aus. Die

eigentliche Rakete 10 Prozent. Der Klipper auf der Raketenspitze

mit 15 Tonnen nur 3 Prozent (s. S.68).Der Raketentreibstoff besteht aus zwei Komponenten. Kerosin

und flüssigen Sauerstoff.

Der eigentliche Brennstoff ist das Kerosin. Für eine Verbrennung

im Raketentriebwerk benötigt man Sauerstoff. Weil die Rakete

auch im Vakuum funktionieren soll, muss dieser in flüssiger Form

mitgeführt werden.

Im Raketentriebwerk werden die Treibstoffkomponenten in einer

ersten Brennkammer erhitzt und in einer Zweiten schließlich wie-

der miteinander vermischt und vollständig verbrannt. Der Treibst-

off verwandelt sich in Gas und dehnt sich aus. Unter hohem Druck

strömen die Gase in die Düse. Sie kanalisiert die Abgase und be-

schleunigt sie dabei (s. S.72).Sobald die Abgase die Düse verlassen kommt das Rückstoßprin-

zip zum Tragen. Jedes einzelne herausgeschleuderte Gaspartikel

gibt dabei denselben Impuls, den es nach außen hin erhält, in die

entgegengesetzte Richtung an die Rakete wieder ab.

Alle an die Rakete abgegeben Impulse miteinander addiert erge-

ben die Schubkraft.

Unterhalb der Rakete befindet sich der Flammenschacht. Dieser

kanalisiert die heißen Abgase und leitet sie von der Rakete und

Startrampe weg (s. S.73).

66

KAPITEL 3

Countdown zum Start

Page 67: Clipper Documentation German

FLÜSSIGER SAUERSTOFF

KEROSIN

ABGASE

1. BRENNKAMMER

2. BRENNKAMMER

DER TREIBSTOFFKREISLAUF IM RAKETENTRIEBWERK

DÜSE

67

Page 68: Clipper Documentation German

SEITEN 20-21

68

Page 69: Clipper Documentation German

SEITEN 22-23

69

Page 70: Clipper Documentation German

SEITEN 24-25

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SEITEN 26-27

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AUFSTIEGFlugphase 2:

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Der Raketenaufstieg war das erste fertiggestellte Kapitel. Ich er-

arbeitete daran die grafischen Elemente, die im restlichen Buch

wieder auftauchen.

Der Inhalt ist der Transport des Klippers in einen niedrigen Erdor-

bit. Im ihrem Verlauf, wird die Abtrennung der unterschiedlichen

Raketenstufen dargestellt.

Der Flug kurz nach dem Abheben ist die energieaufwendigste

Flugphase, da die Rakete den dichtesten Teil der Erdatmosphäre,

mit dem höchsten Luftwiderstand, durchfliegen muss (s. S.78). Um diesen Teil der Atmosphäre möglichst schnell zu durchqueren,

fliegt die Rakete senkrecht nach oben. Erst im weiteren Flugver-

lauf neigt sich die Flugbahn, bis die Rakete am Ende parallel zur

Erdoberfläche fliegt.

Gleichzeitig ist die Rakete zu Beginn, noch fast vollbetankt rund

700 Tonnen schwer. Diese Masse muss beschleunigt werden,

was dazu führt, dass die vier äußeren mit voller Kraft laufenden

Raketenmodule schon nach wenigen Minuten leer sind und ab-

gesprengt werden (s. S.79).

Die mittlere Rakete, die Zentralstufe, läuft während des Fluges mit

verminderter Kraft, so dass sie ihren Treibstoff noch nicht vollstän-

dig verbraucht hat.

Die Stufentrennung hat den Zweck, dass nicht benötigte Gewicht

der leeren Treibstofftanks und damit nutzlosen Triebwerke loszu-

werden, um den Treibstoff der verbleibenden Rakete möglichst

effizient auszunutzen.

Einige Minuten später ist auch die Zentralstufe ausgebrannt und

wird abgetrennt (s. S.80).Die Triebwerke der Oberstufe beschleunigen die Rakete weiter.

In einer Höhe von rund 100 Kilometern ist die Atmosphäre inzwis-

chen so dünn geworden das sie keine aerodynamische Wirkung

mehr hat. Um weiteres Gewicht einzusparen wird die Verkleidung

der Treibwerke abgesprengt (s. S.81).Knapp 9 Minuten nach dem Start geht schließlich auch der

Brennstoff der Oberstufe zu neige, sie wird als letzter Teil der

Trägerrakete abgetrennt und verglüht später in der Atmosphäre.

Zu diesem Zeitpunkt hat der Klipper fast seine volle Orbitalge-

schwindigkeit erreicht (s. S.82).

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KAPITEL 4

Durchqueren der Atmosphäre

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TRENNUNG DER ÄUßEREN RAKETEN

AUFSTIEG

TRENNUNG DER ZENTRALSTUFE

ABTRENNEN DER VERKLEIDUNG

TRENNUNG DER OBERSTUFE

ZU BEGINN ENTSPRICHT DIE SCHUBKRAFT DER RAKETE EINER LINIE VON 100 PIXELN, DIESE VER-RINGERT SICH MIT JEDER STUFENTRENNUNG

DAS AUFSTIEGSPROFIL

4 PIXEL SCHUBKRAFT

1 PIXEL SCHUBKRAFT

20 PIXEL SCHUBKRAFT

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Das Einschussmanöver schließt direkt an den Raketenflug an und

beschreibt ein Flugmanöver, welches den Klipper auf eine höhere

Umlaufbahn bringt.

Nachdem die letzte Raketenstufe abgetrennt wurde, befindet sich

der Klipper auf einer sehr niedrigen Umlaufbahn in 130 Kilometer

Höhe. Obwohl sich in dieser Höhe nur noch eine sehr dünne Re-

statmosphäre befindet, würde diese ausreichen um den Klipper zu

bremsen und wieder sinken zu lassen. Um dem entgegenzuwirken

nutzt der Klipper seinen eigenen Antrieb um zu beschleunigen und

weiter aufzusteigen (s. S.86).Das Anheben der Geschwindigkeit verleiht dem Klipper zusät-

zlichen Schwung und lenkt ihn auf eine elliptische Flugbahn, die

ihn sich weiter von der Erde entfernen lässt (s. S.87). Der Klipper

gewinnt Höhe.

Der Geschwindigkeitsschub wird dabei so dosiert, dass der Schei-

telpunkt der neuen Flugbahn genau auf der zu erreichenden Höhe

von ca. 370 Kilometern liegt.

Im darauf folgenden Flugabschnitt, folgt der Klipper antriebslos

seiner neuen Flugbahn und gewinnt stetig an Höhe. Dabei wird

der Klipper (weil er sich von der Erde entfernt) von der Erdanzie-

hung ebenso stetig abgebremst (s. S.88).Nach einer halben Erdumrundung (rund 45 Minuten nach dem er-

sten Geschwindigkeitsschub) hat der Klipper den Scheitelpunkt

seiner Flugbahn erreicht. An diesem Punkt hat die Schwerkraft

den Klipper weit genug abgebremst, so dass er wieder beginnen

würde zu sinken.

Also wird der Antrieb erneut gezündet. Der Klipper gewinnt gerade

so viel Geschwindigkeit, dass die Erdanziehungskraft ausgegli-

chen wird und seine Höhe konstant bleibt (s. S.89).Am Ende des Manövers befindet sich der Klipper auf einer kreis-

förmigen Umlaufbahn, 370 Kilometer über der Erdoberfläche.

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KAPITEL 5

Einschuss in den Orbit

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AUFSTIEG

1. BESCHLEUNIGUNG

ANTRIEBSLOSER FLUG

2. BESCHLEUNIGUNG

KREISFÖRMIGER ORBIT

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Nachdem der Klipper einen stabilen Orbit erreicht hat, befindet

er sich auf einer rund 80 Kilometer tieferen Umlaufbahn als die

Raumstation. Dadurch das der Klipper auf der niedrigeren Umlauf-

bahn schneller ist, benötigt er rund zwei Tage um die verbleiben-

den 4000 Kilometer zur Raumstation zurückzulegen (s. S.92).

Weil die Schwerkraft mit zunehmender Entfernung von der Erde

abnimmt, sinkt damit auch die Geschwindigkeit, die ein Körper

benötigt um die Schwerkraft auszugleichen um auf einer Umlauf-

bahn zu bleiben. Das führt dazu, dass der Klipper eine höhere

Geschwindigkeit hat als die Raumstation.

Damit später ein Rendezvous zwischen Klipper und Station

möglich wird, nutzt der Klipper regelmäßig sein bordeigenes

Antriebssystem für kleine Geschwindigkeitsschübe (entsprechend

dem vorangegangenem Kapitel) um seine Umlaufbahn stufen-

weise zu erhöhen und der Station anzupassen (s. S.93).Obwohl es leicht möglich wäre die Station innerhalb kürzester Zeit

zu erreichen, wird die Zeit bis zur Ankunft absichtlich gestreckt,

um der Besatzung die Möglichkeit zu geben, sich an die schwere-

lose Umgebung im Weltraum zu gewöhnen (s. S.94).

Einer der ersten Effekte den die Schwerelosigkeit auf den men-

schlichen Körper hat, ist die sog. Raumkrankheit. Sie wird dadurch

verursacht, dass das Gleichgewichtsorgan im Innenohr in der

Schwerelosigkeit nicht richtig funktioniert und den anderen Sin-

nesorganen widersprechende Informationen über die Lage des

Körpers im Raum an das Gehirn sendet. Dies erzeugt eine Verwir-

rung im Gehirn (und das mehr oder minder starke Unwohlsein der

Kosmonauten), an die es sich erst nach einigen Tagen anpasst.

Um die Besatzung in diesen ersten Tagen nicht zusätzlich zu be-

lasten, wird der Klipper in dieser Zeit vollautomatisch per Boden-

radar und über satellitengestützter Positionsbestimmung von der

Erde aus gesteuert (s. S.95).

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KAPITEL 6

Im Anflug auf die Station

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BEGINN DES ANFLUGS

STUFENWEISES ANHEBEN DES ORBITS

ANPASSUNG DER BESATZUNG

FERNGESTEUERTE ANNÄHERUNG

RAUMSTATION

2 TAGE FLUG ENTSPRECHEN KNAPP 30 ERDUMLÄUFEN

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Page 96: Clipper Documentation German

Hat die Bodenkontrolle den Klipper bis auf wenige Kilometer an die

Raumstation herangesteuert, beginnt das Rendezvousmanöver.

Dies bringt ihn soweit an die Station heran, dass eine Kopplung

vollzogen werden kann.

Die Perspektive des Kapitels ändert sich und man beobachtet die

Annäherung aus einer Beobachtungskuppel der Station.

Im ersten Schritt gibt die Bodenstation die Kontrolle über den weit-

eren Anflug an den Klipper ab. Die Annäherung erfolgt jetzt nur

noch auf Basis der Bordinstrumente (s. S.98).Die Andockstelle der Station befindet sich an ihrem unteren Ende

und zeigt nach unten. Der Klipper beginnt sich um die Querachse

zu drehen. Der Bug wird nach unten und der Kopplungsmechanis-

mus am Heck nach oben gerichtet (s. S.99).So stehen sich auf beiden Seiten die Kopplungsstellen gegenüber,

zunächst noch einige hundert Meter voneinander versetzt, später

jedoch direkt übereinander (s. S.100).Schließlich stellt der Klipper Kontakt mit der Station her.

Das Kopplungssystem besteht aus der aktiven Seite des Klippers

und dem passiven Gegenstück der Raumstation.

Die aktive Seite besteht aus einem Metallring in dessen Mitte sich

ein Führungskonus befindet, aus dessen Spitze eine Spindel mit

einer Sonde herausragt.

Das passive Gegenstück besitzt einen identischen Metallring, in

dessen Mitte sich ein Trichter mit einer Aussparung in der Mitte

befindet.

Beim Kontakt des Klippers mit der Station kompensiert der Trich-

ter kleine Abweichungen vom Kurs und führt die Sonde in die Öff-

nung in der Mitte, wo sie einrastet (s. S.101).Der Klipper ist jetzt lose mit der Station verbunden. Um eine feste

Verbindung herzustellen wird die Sonde eingefahren, dabei wird

der Klipper an die Station herangezogen bis die Klammern in bei-

den Andockringen ineinander einrasten (s. S.102).

PASSIVE SEITE

AKTIVE SEITE

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KAPITEL 7

Annäherung und Rendezvous

Page 97: Clipper Documentation German

ANNÄHERUNG AN DIE STATION

AUSRICHTUNG DER ANDOCKACHSE

FEINAUSRICHTUNG

KONTAKT

KOPPLUNG

ANSICHT DER STATION VON UNTEN

ANSICHT DER STATION VON OBEN

URSPRÜNGLICH WAR ES ANGEDACHT DEN KLIPPER VOR DEM ANDOCKEN DIE RAUMSTATION UMFLIEGEN ZU LAS-SEN UM SIE BESCHREIBEN ZU KÖNNEN.DIES HÄTTE JEDOCH DEN INHALT DES NÄCHSTEN KAPI-TELS VORWEGGENOMMEN, ALSO BEVORZUGTE ICH EINEN KLAREREN HANDLUNGSABLAUF.

PASSIVE SEITE

AKTIVE SEITE

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IM ORBITFlugphase 3:

IORB

Page 106: Clipper Documentation German

In diesem Abschnitt werden der Stationsorbit und der Aufbau der

Station beschrieben. Die Gestaltung orientiert sich am 2. Buch-

kapitel (s. S.60ff).Die Station bildet das Herzstück des Buches. Eine fiktive, jedoch

detailliert nach bestehenden Ideen für künftige Raumstationen en-

tworfene Konstruktion.

Weil sich der Aufbau der Station aufwendiger gestaltete als ge-

dacht, befindet sich der gesamte Buchteil um die Station noch in

einem frühen Entwicklungsstadium.

Ziel des Klippers ist die Raumstation, die in einer Höhe von 450

Kilometern die Erde umkreist.

Damit die Station auf ihrer Umlaufbahn einen möglichst großen

Bereich der Erdoberfläche überfliegt, ist ihre Umlaufbahn ge-

genüber des Äquators um 55° gekippt (s. links oben; S.108).Auf die entfaltete Erdoberfläche projiziert, würde die Umlaufbahn

eine Reihe von Sinuskurven ergeben (s. links unten).Den Mittelpunkt der Station bilden zwei aufrecht miteinander ver-

bundene Module. Der auffälligste Punkt ist das Solarkraftwerk an

ihrem oberen Ende (s. S.109).

Über mehrere Gelenke werden vier große Facettenspiegel dem

Sonnenstand nachgeführt. Die Spiegel bündeln das Sonnenlicht

und heizen eine in einem Behälter zirkulierende Flüssigkeit auf.

Die Flüssigkeit verdampft und dehnt sich aus. Der entstehende

Druck treibt eine kleine Turbine an, die den benötigten Strom er-

zeugt. Danach kühlt der Dampf ab, wird wieder flüssig und der

Kreislauf schließt sich.

Um den Stationsmittelpunkt sind mehrere Andockstellen für zukün-

ftige Erweiterungen. Zurzeit sind nur wenige davon belegt.

Ein zweiter markanter Punkt ist der große, von der unteren Sta-

tionshälfte abstehende, Radiator (s. S.110).Der Radiator besteht aus vielen miteinander verbundenen Met-

allplatten und dient dazu die überschüssige Wärme aus dem Sta-

tionsinneren in den Weltraum abzustrahlen.

An dem der Erde zugewandten Stationsende befindet sich das

Wohnmodul mit der Aussichtskuppel sowie zusätzliche Andocks-

tellen und der Klipper.

55°

N

S

N

S

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KAPITEL 8

Das Weltraumlabor

Page 107: Clipper Documentation German

DIE STATIONSMODULE

GEWÄCHSHAUS

RAUMSCHLEPPER

KERNMODUL 1

KERNMODUL 2

OBERES AUSSTIEGSMODUL

UNTERES AUSSTIEGSMODUL

KLIPPER

WOHNMODUL

SOLARKRAFTWERK

RADIATOR

ANDOCKSTELLEN

INSTRUMENTENTRÄGER

SOLARPANELE

MANIPULATORARM

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Page 108: Clipper Documentation German

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Page 111: Clipper Documentation German
Page 112: Clipper Documentation German

Um die Station zu erweitern, werden die neuen Module von Träger-

raketen auf niedrige Umlaufbahnen gebracht. Den Transport auf

die höher liegende Stationsbahn übernimmt ein Raumschlepper.

Das neue Modul ist ein Gewächshaus und wird zusammengefaltet

auf einer tiefen Umlaufbahn abgesetzt. Das Modul selbst besitzt

keinen Antrieb und kann sich daher nicht von alleine zur Station

steuern.

Parallel dazu löst sich der Schlepper von der Station (s. S.114).Im folgenden Schritt nutzt der Schlepper seinen Antrieb für kleine

Bremszündungen um seine Umlaufbahn schrittweise auf die Höhe

des Moduls hin abzusenken (s. S.115).Hat er seine Flugbahn an die des Moduls angepasst, dockt er an

dieses an und zündet seinen Antrieb. Diesmal jedoch beschleunigt

der Schlepper und steigt mitsamt des Moduls wieder auf Höhe der

Raumstation (s. S.116).Hat sich das Gespann der Station angenähert, nimmt es eine

Parkposition mehrere hundert Meter hinter ihr ein (s. S.117).

Einer Raumstation kann man sich nur von derselben Orbitalebene

her nähern (s. unten), Seitwärtsbewegungen sind nicht ohne weit-

eres möglich.

Damit das Modul nun an die seitlich liegende Andockstelle gekop-

pelt werden kann, wird die Station um ihre Hochachse gedreht bis

die Andockstelle nach hinten zeigt.

Als nächstes dockt der Schlepper mit dem Modul an. Danach löst

er sich vom Modul und nimmt seine vorherige Parkposition hinter

der Station ein. Die Station dreht sich in ihre ursprüngliche Posi-

tion und der Schlepper dockt wieder an ihr Heck (s. S.118).

STATION

SCHLEPPER

ORBITALEBENE

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KAPITEL 9

Ein neuer Anbau

Page 113: Clipper Documentation German

ABKOPPELN DES SCHLEPPERS

ABSENKEN DER UMLAUFBAHN

MODUL WIRD AUF NIEDRIGE UMLAUFBAHN GEBRACHT

SCHLEPPER KOPPELT AN DAS MODUL

SCHLEPPER HEBT UMLAUFBAHN UND BRINGT MODUL ZUR STATION

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Page 119: Clipper Documentation German
Page 120: Clipper Documentation German

Die Hülle des Gewächshauses war während des Transports

zusammengefaltet und ist mit einer Schutzverkleidung verhüllt.

An die Station gekoppelt, wird das Modul im Laufe eines Außen-

bordeinsatzes auf den Betrieb vorbereitet.

Das Kapitel besteht zurzeit nur aus mehreren Entwürfen.

Außenbordeinsätze werden immer von zwei Kosmonauten durch-

geführt, so dass sie sich bei Problemen einander helfen können.

Zunächst begeben sich die beiden Kosmonauten in die Luftschleu-

se der Station und schließen sich ein, bereiten sich vor und klet-

tern nach einer Druckanpassungsphase in die Raumanzüge.

Die Anzüge bestehen zum größten Teil aus einem vielschichtigen

flexiblen Stoff, der sich unter Druck aufbläht. Damit sich der Anzug

dabei nicht zu stark versteift, muss ein niedrigerer Innendruck be-

nutzt werden als der Mensch normalerweise gewohnt ist.

Deshalb müssen sich die Kosmonauten einer Druckanpassung

unterziehen, bevor sie in die Raumanzüge klettern können.

Anschließend wird die Atmosphäre vollständig aus der Luftschleu-

se entfernt und die Außenluke geöffnet (s. S.122).

Die Raumfahrer verlassen das Stationsinnere, hangeln sich zum

neuen Modul und beginnen, unterstützt von einem ferngesteuerten

Roboterarm, mit den Arbeiten (s. S.123).Zuerst wird die Transportverkleidung des Moduls entfernt. Diese

schützte während des Transports die empfindliche Hülle des

Gewächshauses. Anschließend wird das Gewächshaus entfaltet

und unter Druck gesetzt. Um die Sonneneinstrahlung in das In-

nere und damit die Temperatur steuern zu können, wird an der

Außenseite des Moduls noch eine Jalousie installiert.

Sind die Arbeiten abgeschlossen, kann mit dem Innenausbau be-

gonnen und das Modul in Betrieb genommen werden.

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KAPITEL 10

Außerhalb der Station

Page 121: Clipper Documentation German

GEWÄCHSHAUS GEFALTET

GEWÄCHSHAUS ENTFALTET

GEWÄCHSHAUS UNTER DRUCK GESETZT

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Page 122: Clipper Documentation German

AUSTIEG AUSTIEG (ALTERNATIVE)

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Page 123: Clipper Documentation German

AUßENBORDEINSATZ ENTFALTETES GEWÄCHSHAUS

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Page 124: Clipper Documentation German

In diesem Kapitel sollte ursprünglich die Funktionsweise des

Gewächshauses, sowie seine Rolle in der künstlichen Biosphäre

der Station gezeigt werden.

Schon früh während der Recherche merke ich, dass dieses The-

ma sehr komplex ist und zeitaufwendig würde. So gab ich die Ar-

beiten an dem Kapitel vorerst auf und konzentrierte mich auf das

restliche Buch.

Damit ein Mensch im Weltraum leben kann, benötigt er ein Leb-

enserhaltungssystem. Dieses muss ihn mit allen zum Leben not-

wendigen Stoffen, wie Nahrung, Luft, Wasser versorgen. Glei-

chzeitig muss es die entstehenden Abfallprodukte beseitigen.

Alle bisherigen im Weltraum eingesetzten Lebenshaltungssys-

teme sind offen bzw. halboffen. Das heißt, sie müssen ständig

von außen mit den zum Betrieb benötigten Ressourcen versorgt

werden. Abfallprodukte werden nur teilweise wiederaufbereitet

und müssen entsorgt werden.

In Anbetracht des aufwendigen Transports in den Weltraum, sind

solche offenen Systeme sehr ineffizient und teuer. Auch sind of-

fene Systeme für Langzeitmissionen, ohne Versorgungsmöglich-

keit ungeeignet.

Sich selbst regenerierende Lebenshaltungssysteme bilden dage-

gen einen geschlossenen Kreislauf und sind weitgehend autark.

Die Raumstation stellte ich mir als eine Forschungsplattform für

geschlossene Systeme vor, in dem das im vorherigen Kapitel the-

matisierte Gewächshaus eine wichtige Rolle gespielt hätte.

Es war angedacht, zu Beginn das leere Gewächshaus zu zeigen

und am Ende des Kapitels voller Pflanzen. Dazwischen sollte die

Funktionsweise des Gewächshauses und seine Rolle im Ökosys-

tem der Station illustriert werden.

124

KAPITEL 11

Geschlossenes System

Page 125: Clipper Documentation German

GEREINIGTES WASSER

BIOMASSE

SAUERSTOFF

ABWASSERW

ASSER BIOLOGIS

CHER ABFA

LL

MINERALIEN

KOHLENSTOFFDIOXID

ERZEUGER (GEWÄCHSHAUS; PFLANZEN)

VERBRAUCHER (BESATZUNG)

ZERSETZTER (MIKROBEN)

GEWÄCHSHAUS 1

GEWÄCHSHAUS 2

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Page 126: Clipper Documentation German
Page 127: Clipper Documentation German

RUCKKEHRFlugphase 4:

Page 128: Clipper Documentation German

Der Rückflug des Klippers beginnt mit dem Lösen der Verbind-

ung zur Raumstation. Es folgt ein Bremsmanöver, das ihn auf eine

Flugbahn in die Erdatmosphäre lenkt. Im Prinzip ist es dasselbe

Flugmanöver wie im 5. Buchkapitel (s. S.84), nur dass eine Brem-

sung an Stelle einer Beschleunigung durchgeführt wird.

Aus diesem Grund nutzte ich auch dieselbe Gestaltung.

Nachdem die Verbindung zur Station getrennt ist, beginnt der Klip-

per abzusinken. Auf einer minimal niedrigeren und demnach leicht

schnelleren Umlaufbahn, lässt er langsam die Station hinter sich

(s. S.130).Im Verlauf der nächsten Erdumrundung dreht er sich um 180°, so

dass das Heck mit den Bremstriebwerken in Flugrichtung zeigt

(s. S.131).Eine halbe Erdumrundung vor dem Punkt, an dem der Klipper in

die Erdatmosphäre eintauchen soll, werden die Bremstriebwerke

gezündet. Die genau abgestimmte Bremsung hat den Effekt, dass

der Klipper an Schwung verliert und seine Flugbahn in die At-

mosphäre lenkt. Sie ergibt nun nicht mehr eine geschlossene krei-

sförmige Umlaufbahn sondern eine Elliptische, deren niedrigster

Scheitelpunkt in der Erdatmosphäre liegt (s. S.132).Die vorherige Bremsung wurde so dosiert, dass der Klipper in

einem sehr flachen Winkel auf die Atmosphäre trifft. Ein zu steiler

Eintrittswinkel würde während des Wiedereintritts zu hohe Tem-

peraturen bedeuten und der Klipper würde verglühen. Bei einem

zu flachen Winkel wäre die Bremswirkung der Atmosphäre zu ger-

ing, der Klipper würde auf seiner Umlaufbahn bleiben und müsste

einen erneuten Bremsversuch unternehmen.

Befindet sich der Klipper auf seinem Kurs in die Atmosphäre, dreht

er sich erneut um 180° und wendet seinen Bug mit dem Hitze-

schild wieder in Flugrichtung (s. S.133).

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KAPITEL 12

Trennung und Abstieg

Page 129: Clipper Documentation German

ENTKOPPLUNG

AUSRICHTUNG FÜR BREMSMANÖVER

BREMSMANÖVER

AUSRICHTUNG FÜR WIEDEREINTRITT

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SEITEN 114-115

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Page 134: Clipper Documentation German

Während des Raketenstarts musste der Klipper eine Geschwind-

igkeit von mindestens 28.000 Kilometer die Stunde erreichen um

in eine Umlaufbahn zu gelangen. Für die Landung muss diese Ge-

schwindigkeit über den Luftwiderstand wieder abgebaut werden.

Weil dieses Kapitel inhaltlich der Gegensatz zum Raketenstart im

4. Buchkapitel (s. S.76) ist, gestaltete ich es ähnlich.

Der Wiedereintritt beginnt in rund 130 Kilometer Höhe, wo die At-

mosphäre anfängt dichter zu werden.

Kurz vor Eintauchen in die Atmosphäre hebt der Klipper seine Nase

und nimmt einen Anstellwinkel von ca. 40° ein. Dies gewährleistet,

dass sich die entstehende Hitze möglichst großflächig auf der Un-

terseite des Klippers verteilt und die Belastung für die Rumpfstruk-

tur niedrig bleibt (s. S.136).Ohne Anstellwinkel würde sich die Hitze ausschließlich auf den

Bug konzentrieren.

Sobald der Klipper auf dichtere Schichten der Atmosphäre trifft,

wird die Luft vor ihm durch die sehr hohe Geschwindigkeit stark

zusammengepresst. Die Luft kann nicht mehr schnell genug ver-

drängt werden und es bildet sich vor ihm eine Schockwelle (die

einströmende Luft wird schlagartig komprimiert).

Die extreme Verdichtung heizt sie so stark auf, dass sie sich in

Plasma verwandelt und einen glühenden Schweif um den Klipper

bildet (s. S.137).Dabei heizt sich auch die Oberfläche des Klippers stark auf, am

Bug z.B. auf rund 1500°.

Um die Besatzung im Inneren vor der Hitze zu schützen ist die

Außenseite des Rumpfes mit einem Hitzeschild verkleidet.

Das Material der einzelnen Hitzeschildkacheln hat sehr schlechte

Wärme-Leiteigenschaften und isoliert das Innere des Klippers vor

den Außentemperaturen (s. S.138).Auf die heiße Phase des Wiedereintritts folgt ein Flugabschnitt,

in dem der Klipper durch den zunehmenden Luftwiderstand glei-

chmäßig abgebremst wird. Durch die Bremsverzögerung wird

die Besatzung mit ihrem dreifachen Körpergewicht belastet (s. S.139).Der Wiedereintritt geht nahtlos in den Gleitflug über.

134

KAPITEL 13

Eintritt in die Atmosphäre

Page 135: Clipper Documentation German

BEGINN DES WIEDEREINTRITTES

BEGINN AERODYNAMISCHE AUFHEIZUNG

ERREICHEN DER MAXIMALEN TEMPERATURBELASTUNG SINKEN DER TEMPERATUR BEI STEIGEN DES LUFTWIDERSTANDES

ÜBERGANG IN DEN ÜBERSCHALLGLEITFLUG

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Page 140: Clipper Documentation German

Der Überschallgleitflug schließt direkt an den Wiedereintritt an.

Im Verlauf dieser Flugphase nutzt der Klipper seine Gleiteigen-

schaften (er besitzt keinen eigenen Antrieb) um sich zu seinem

festgelegten Landegebiet zu steuern. Zu diesem Zeitpunkt fliegt

der Klipper noch mit der 9 bis 10 fachen Schallgeschwindigkeit.

Diesen Geschwindigkeitsbereich nennt man Hyperschall.

Um den steigenden Luftwiderstand und gleichzeitig die Bremsver-

zögerung auf die Besatzung zu kompensieren wird der Anstell-

winkel stetig verringert. Dabei muss der Anstellwinkel so justiert

werden, dass er weder zu hoch noch niedrig ist (s. S.142).Ein zu steiler Winkel bedeutet einen hohen Luftwiderstand und

somit eine zu starke Abbremsung, die dazu führen würde, dass

der Klipper im Gleitflug den Landeplatz nicht erreicht.

Wäre der Anstellwinkel jedoch zu flach, wäre die Abbremsung zu

schwach und der Klipper würde über das Landegebiet hinweg-

schießen.

Im weiteren Verlauf erzeugt die besondere Rumpfform des Klip-

pers den benötigten Auftrieb für den Gleitflug (s. S.143).

Die Nase zerteilt die Luft, so dass ein Teil über bzw. unter dem

Rumpf nach hinten hinwegströmt.

Die über dem Rumpf strömende Luft wird durch die Rumpfform

nach hinten beschleunigt, wodurch sich, knapp über der Ober-

fläche ein Unterdruck aufbaut. Dieser hat den Effekt den Klipper

nach oben zu “saugen”.

Die relativ stumpfe Form der Rumpfunterseite dagegen bremst die

die Luft und staut sie. Dadurch baut sich ein Überdruck auf, der

den Klipper nach oben drückt.

Beide Effekte gemeinsam erzeugen den Auftrieb.

In dieser Flugphase ist nur eine eingeschränkte Steuerung über

die Klappen am Heck möglich (s. S.144).Unterschreitet schließlich das Flugtempo die Schallgeschwindig-

keit werden die Tragflächen entfaltet (s. S.145). Diese verleihen

dem Klipper zusätzlichen Auftrieb und Steuerungsmöglichkeiten

um die drei räumlichen Achsen (s. S.146).

140

KAPITEL 14

Von Gleitflug zur Landung

Page 141: Clipper Documentation German

BEGINN HYPERSCHALLGLEITFLUG

ENTFALTUNG DER TRAGFLÄCHEN

STEUERUNG AUF DAS LANDEMANÖVER HIN

FLIEGEN VON S-KURVEN ZUM GESCHWINDIGKEITSABBAU

AUFTRIEB DURCH RUMPF

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Das Kapitel um die Landung besteht zurzeit nur aus mehreren

Entwürfen und dem Handlungsschema.

Der Anflug auf die Landebahn erfolgt von der Seite. In einem

großen Bogen verringert der Klipper seine Sinkgeschwindigkeit

weiter und richtet sich an die Längsachse der Landebahn aus.

Die während des gesamten Gleitfluges sinkende Geschwindigkeit

beträgt jetzt, kurz vor der Landung nur noch wenige hundert Stun-

denkilometer.

Der Auftrieb eines Flugkörpers ist eng mit seiner Fluggeschwind-

igkeit verknüpft. Weil der Rumpf und Tragflächen des Klippers bei

diesem niedrigen Tempo nicht mehr genügend Auftrieb erzeugen,

wird ein großer Gleitschirm entfaltet.

Zum Entfalten werden zwei Klappen auf der Oberseite des Klip-

pers aufgesprengt. Darauf folgt zunächst ein kleiner Bremsschirm,

der den großen Gleitschirm aus der Staubucht herauszieht.

Der Flugwind bläst die mehreren parallel angeordneten zylinder-

förmigen vorne offenen Luftkammern des Schirms auf und lässt

ihn eine große Tragfläche bilden.

An mehreren Tauen am Gleitschirm hängend verringert sich die

Geschwindigkeit des Klippers weiter. Das Fahrwerk wird entfaltet.

Mit rund 65 Stundenkilometern setzt der Klipper schließlich auf

und kommt kurz darauf zum Stillstand. Der Gleitschirm fällt in sich

zusammen und verhüllt teilweise den Klipper.

Die Bodenmannschaft öffnet die Luke am Heck und hilft der, von

der Schwerelosigkeit geschwächten Besatzung heraus.

Während die Besatzungsmitglieder zu den wartenden Ärzten ge-

bracht werden, wird der Klipper in einen Hangar transportiert, wo

er überholt und für den nächsten Raumflug vorbereitet wird.

148

KAPITEL 15

Das Landemanöver

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ENTFALTEN DES GLEITSCHIRMES

ANFLUG AUF DIE LANDEBAHN

AUSFAHREN DES FAHRWERKS

LANDUNG

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TEIL 3

ABSCHLUSSProjektstand 154

Quellenverzeichniss 156

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154

Schlussfolgerung zum Buch

Trotz abgeschlossener Konzeption, ist das Buchprojekt noch weit

von der Fertigstellung entfernt. Einige Kapitel sind vollständig oder

stehen kurz vor dem Abschluss, andere dagegen brauchen noch

einigen Feinschliff. Insbesondere das Kapitel um die Raumstation

ist noch sehr unbefriedigend und benötigt noch einige Arbeit. Die

Komplexität dieses Buchteils schätzte ich völlig falsch ein.

Überhaupt, war das Unterschätzen des tatsächlich benötigten Ar-

beitsaufwandes ein großes Problem dieses Projektes. Allerdings,

betraf dies weniger die Herstellung der Illustrationen, bei der ich

inzwischen ein gewisse Routine habe, sondern vielmehr die Be-

schaffung der Hintergrundinformationen.

Ich wollte die 3D-Modelle, Illustrationen und die Abfolge der Flug-

abläufe so akkurat wie möglich umsetzten. Dazu benötigte ich viel

Hintergrundmaterial. Auf der Suche nach möglicherweise nützli-

chen Informationen, las ich Bücher, sah Filme und recherchierte

sehr viel im Internet.

Obwohl es zu einigen Themen sehr viel Material gab, fand ich zu

anderen dagegen kaum etwas.

Dies ist meiner Meinung nach ein großes Manko des Buches.

Denn, war genügend Hintergrundmaterial vorhanden, konnte ich

auch die Illustrationen entsprechend ausarbeiten. Kapitel, die auf

spärliches Material aufbauten, sind was den Inhalt betrifft, relativ

“inhaltsleer” geblieben. So ist z.B. das Kapitel um den Anflug auf

die Station teilweise nicht so gehaltvoll wie ich es mir gewünscht

habe.

Den Umfang dieser Kapitel einzuschränken oder ganz wegzulas-

sen war keine Möglichkeit, denn damit das Buch wie geplant funk-

tionierte, mussten alle, ob entscheidende oder weniger wichtige

Flugetappen gleichwertig umgesetzt werden.

Ein anderes Problem, welches viel Zeit gekostet hat, war der

planlose Projektanfang. Ich wusste zwar, dass ich den gesamten

Flug zeigen wollte, hatte aber weder die Kapitelunterteilung noch

deren Umfang festgelegt. Die im ersten Teil dieser Dokumentation

gezeigte Übersichtsgrafik (s. S.29), erstellte ich relativ spät.

So arbeitete ich zu Beginn ohne konkretes Ziel an einzelnen Illus-

trationen, ohne jedoch zu wissen wie sie sich in das Buchlayout

einfügen sollten. Dies führte im ersten Buchteil zu einem großen

Ausschuss an Entwürfen.

Erst im weiteren Projektverlauf wurde ich mir über den Buchauf-

bau besser im Klaren und konnte zielstrebiger arbeiten.

Ein weiterer zeitraubender Faktor war, dass ich während des

gesamten Projektes Recherche betrieb und neues Material sam-

melte. Dadurch musste ich oft schon fortgeschrittene Illustrationen

nach dem neuen Wissen ergänzen bzw. abändern.

Im Nachhinein wäre es vorteilhaft gewesen, schon zu Anfang eine

detaillierte Übersicht des Projektes zu erarbeiten, an dem man

schon die Handlung und den ungefähren Umfang abschätzen

konnte. Mit einer solchen Strukturierung hätte man gezielt Re-

cherchieren und die Informationen gleich dem entsprechenden

Projektteil zuweisen können.

Vom eigentlichen Konzept, den Raumflug zusammenhängend

und chronologisch darzustellen bin ich nach wie vor überzeugt.

Bis auf die oben genannten organisatorischen Dinge, hätte ich im

Nachhinein nichts daran geändert.

PROJEKTSTAND

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Allerdings hatte dieses Konzept auch Nachteile, die bei zukünf-

tigen Projekten bedacht bzw. gelöst werden sollten.

Zum einen war das der Zusammenhang der Bilder, dieser er-

forderte es, parallel an mehreren Einzelbildern zu arbeiten um sie

im Entwicklungsprozess aufeinander abgestimmt zu halten. Dies

machte den Aufwand die Bilder herzustellen sehr groß.

Ein weiterer Punkt war, dass ich nur die unmittelbar mit dem

Raumflug zusammenhängenden Aspekte behandeln und nicht

weiter ausholen konnte, um einige Themen eventuell verständli-

cher umzusetzen.

So wäre ich gerne stärker z.B. auf die Eingewöhnung der Kosmo-

nauten an die schwerelose Umgebung oder das Prinzip nachdem

ein Raumschiff in einer Umlaufbahn manövriert wird, eingegan-

gen. Diese Punkte hätten zusätzlichen Raum für Erklärungen

benötigt, die wiederum den Fluss der Bilder gestört hätten.

Alles in allem betrachte ich die Diplomarbeit, statt als ein abge-

schlossenes Projekt, in erster Linie als einen Lernprozess, an dem

ich die, für die Umsetzung eines komplexen Projektes nötigen

Fähigkeiten erlernen oder verbessern konnte.

Zu Beginn des Studiums bestanden meine Arbeiten, bis zur Zwis-

chenprüfung ausschließlich aus Einzelarbeiten. Obwohl ich gerne

mehrere Bilder zu einem Thema anfertigen wollte, scheute ich zu

dieser Zeit den damit verbundenen Arbeitsaufwand.

Erst im weiteren Studienverlauf begann ich, auf Anraten der Pro-

fessoren mehr zusammenhängende Bilder anzufertigen. Einige

Projekte gelangen, andere überstiegen meine Fertigkeiten und

scheiterten. Allerdings lerne ich aus den Erfahrungen und konnte

mit der Zeit immer umfangreichere Projekte angehen.

Der Entwurf dieses Buches, als mein Diplomprojekt, war mein er-

stes Illustrationsprojekt dieser Art und markiert, trotz aller Probleme

einen wichtigen Meilenstein in meiner künstlerischen Entwicklung.

Insbesondere gewann ich viel Erfahrung bei der Konzipierung

zusammenhängender Bildserien, deren Umsetzung und auch bei

der Organisation eines umfangreichen Projektes.

Auch wenn nicht so weit fortgeschritten wie geplant, betrachte ich

es deshalb als einen Erfolg. Ich bin mir sicher, dass zukünftige

Projekte von dem erworbenen Wissen profitieren werden.

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Literatur

Abramov, I.P.: Russian Spacesuits. Springer Praxis, 2003.

Bruykhanov, N., Russian Human Space Transportation System Now and in the Future, 2008

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Koelle D. E.: Deutsche Raketenflugzeuge und Raumtransporter-Projekte. Bernard & Graefe, 2007

Köhler, H. W.: Klipp und klar. 100x Raumfahrt. Meyers Lexikonverlag, 1977.

Messerschmidt E./Fasoulas S.: Raumfahrtsysteme. 3. Aufl. Springer, 2009.

Messerschmidt E./Bertrand R./ Pohlemann F.: Raumstationen. Systeme und Nutzung. Springer, 1997.

Reichl E.: Das Raketentypenbuch. Motorbuch Verlag, 2007.

von Braun, W.: Start in den Weltraum. Bertelsmann Lesering, 1958.

von Puttkamer J.: Der Mensch im Weltraum. Eine Notwendigkeit. 2. Aufl. Umschau. 1987.

Filme

National Geographic: Abenteuer Raumfahrt - Mit der Sojus-Rakete zur ISS. WVG Medien, 2007

Ujica, A.: Out of the Present. absolut Medien GmbH, 1999

QUELLENVERZEICHNISS

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157

Internet

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Arianespace: “Soyuz User’s Manual” URL: http://www.arianespace.com/launch-services-soyuz/Soyuz-User’s-Manual.asp

Buran.ru: “Kliper”. URL=http://www.buran.ru/htm/cliper.htm (mit Google aus dem Russischen übersetzt)

Columbia’s Sacrifice: “Effects of Hypersonic Flow During Reentry” URL: http://www.columbiassacrifice.com/$C_hypersonic.htm

Dutch Space: “European Robotic Arm”. URL: http://www.dutchspace.nl/pages/business/content.asp?id=183&P=1_7_2_2

Grimm H.: “Gravitation / Schwerkraft” URL: http://www.wissenschaft-technik-ethik.de/gravitation_berechnung.html

Köberl M.: “Der Hitzeschutz des Space Shuttles” URL: http://www.raumfahrtmuseum.at/spaceshuttle3.html

Leitenberger B.: “Grundlagen der Raumfahrt”. URL: http://www.bernd-leitenberger.de/grundlagen-der-raumfahrt.shtml

McHale S.: “Ruspace”. URL: http://suzymchale.com/ruspace

Müller M.: “Bahnmanöver” URL: http://www.erkenntnishorizont.de/raumfahrt/bahnman/bahnmech.c.php?screen=800

NASA: “Mir Hardware Heritage” URL: http://ston.jsc.nasa.gov/collections/TRS/_techrep/RP1357.pdf

NASA: “Visible Earth - Collections: Blue Marble”. URL: http://visibleearth.nasa.gov/view_set.php?categoryId=2363&p=1

Petrovitch V.: “Mechanism of liquid rocket engines “ URL: http://www.buran-energia.com/energia/moteur-fusee-rocket-engine-desc.php

Research Institute of Precision Instruments. “Space radio measuring docking systems” URL: http://www.niitp.ru/en/directions/02/development/Projects2_4.html

Universität Stuttgart: “Space Station Design Workshop“ URL: http://www.irs.uni-stuttgart.de/SSDW/index.php

Wade M.: “Kliper”. URL: http://www.astronautix.com/craft/kliper.htm

Wade M.: “Parom”. URL: http://www.astronautix.com/craft/parom.htm

Wade M.: “Soyuz”. URL: http://www.astronautix.com/project/soyuz.htm

Wade M.: “X-38”. URL: http://www.astronautix.com/craft/x38.htm

Wikipedia: “Flugzeug - Auftrieb und Vortrieb”. URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Flugzeug#Grundlagen:_Auftrieb_und_Vortrieb

Wikipedia: “Gleichgewichtsorgan”. URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichgewichtsorgan

Wikipedia: “Space Shuttle thermal protection system” URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_thermal_protection_system

Zak A.: “Kliper”. URL: http://www.russianspaceweb.com/kliper.html

Zak A.: “Parom orbital tug”. URL: http://www.russianspaceweb.com/parom.html

Zak A.: “Soyuz”. URL: http://www.russianspaceweb.com/soyuz.html

Allgemeine Quellen:www.asc-csa.gc.ca

www.spaceflight.esa.int

historicspacecraft.com

mediaarchive.ksc.nasa.gov

spaceflight.nasa.gov

www.raumfahrer.net

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Ich versichere, dass ich die Diplomarbeit ohne fremde Hilfe selbstständig verfasst

und nur die angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt habe.

Mit einer Einsichtnahme und Ausleihe in der Bibliothek bin ich einverstanden.

Hamburg, den 31.08.2010

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Armin Schieb

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[email protected]

drakath-terracube.blogspot.com


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