STS-107 () ist die Missionsbezeichnung für einen Flug des US-amerikanischen Space Shuttles Columbia (OV-102) der NASA. Der Start erfolgte am 16. Januar 2003. Nach zweiwöchigem Flug brach die Fähre am 1. Februar 2003 beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre auseinander. Alle sieben Besatzungsmitglieder kamen dabei ums Leben.
Es war die 113. Space-Shuttle-Mission – die einzige des Jahres 2003 – und der 28. Flug der Raumfähre Columbia.
Mannschaft Rick Husband (2. Raumflug), Kommandant 8px|Rotes Team William McCool (1. Raumflug), Pilot 8px|Blaues Team Michael Anderson (2. Raumflug), Missionsspezialist 8px|Blaues Team Kalpana Chawla (2. Raumflug), Missionsspezialistin 8px|Rotes Team David Brown (1. Raumflug), Missionsspezialist 8px|Blaues Team Laurel Clark (1. Raumflug), Missionsspezialistin 8px|Rotes Team Ilan Ramon (1. Raumflug), Nutzlastspezialist () 8px|Rotes Team
Die Farben zeigen die Zugehörigkeit zur jeweiligen Schicht an.
Missionsüberblick Rund 80 wissenschaftliche Experimente wurden bei dieser Mission durchgeführt. Der Frachtraum der Columbia beherbergte neben dem Raumlabor Spacehab RDM (Research Double Module) auch das Experimentenpaket FREESTAR, das auf einer Brückenstruktur untergebracht war.
Auf STS-107 flog mit Ilan Ramon erstmals ein israelischer Astronaut ins All.
Vorbereitungen Dieser Flug war die letzte Shuttle-Mission, die ganz im Zeichen der wissenschaftlichen Forschung stand, bevor die Internationale Raumstation dieses Tätigkeitsfeld übernehmen sollte. Bedingt durch Verzögerungen im Shuttle-Programm, technische Probleme und Änderungen der Nutzlast wurde der Columbia-Flug immer wieder verschoben: Als der israelische Raumfahrer Ilan Ramon 1997 ausgewählt wurde, verzeichnete das NASA-Manifest den Start für Mai 2000. Mit der Bekanntgabe von Kommandant und Pilot im Dezember 2000 war STS-107 bereits ein Jahr nach hinten gerutscht (Juli 2001).
Auch der Auftrag und die Fracht wurden mehrmals geändert. So gab es Überlegungen im NASA-Hauptquartier, den Flug von einer Besatzung durchführen zu lassen, die ausschließlich aus Frauen bestand. Als Nutzlast war eine Zeit lang der Erdbeobachtungssatellit Triana vorgesehen. Dieser nach dem Ausguck Rodrigo de Triana, der auf Kolumbus’ erster Reise 1492 Amerika entdeckte, benannte Trabant war auf Anregung des ehemaligen US-Vizepräsidenten Al Gore entwickelt worden, bis der Kongress 2001 die Mittel stoppte.
Die Raumfähre Columbia war am 12. März 2002 von ihrer letzten Mission STS-109, einem Wartungsflug zum Hubble-Weltraumteleskop, zurückgekehrt. Zu diesem Zeitpunkt sollte der dienstälteste Orbiter vier Monate später zu STS-107 wieder starten. Wenige Wochen darauf wurde dieser Termin, der 11. Juli, um acht Tage verschoben, um mehr Zeit für die Vorbereitungen zu haben.
Am 24. Juni 2002 wurde der für den 19. Juli geplante Start von STS-107 erneut um „ein paar Wochen“ verlegt, nachdem in den Treibstoffleitungen von zwei Orbitern zwischen zwei und sieben Millimeter lange Haarrisse entdeckt worden waren. Während Routineinspektionen hatten Techniker am 17. Juni bei der Atlantis den ersten Riss gefunden, danach auch an der Discovery, die gerade modernisiert wurde. Daraufhin wurden für die Columbia und die nur wenige Tage zuvor von STS-111 zurückgekehrte Endeavour Untersuchungen angeordnet. Außerdem verhängte die NASA ein Startverbot für die Shuttle-Flotte, bis der Grund der Rissbildung gefunden sei.
Anfang Juli wurden in einer Leitung der Columbia drei Risse gefunden, wenige Tage später auch zwei bei der Endeavour. Insgesamt wurden elf Haarrisse in allen Raumfähren aufgespürt. Zunächst war unklar, wie sie entstanden und ob sie gefährlich waren.
Am 12. Juli erklärte Ron Dittemore, der Leiter des Shuttle-Programms, dass es bis Mitte September 2002 keine weiteren Starts geben werde. Möglicherweise bestehe das Problem der Haarrisse seit dem ersten Start im April 1981 und man habe es erst jetzt entdeckt. Bis zur Klärung würden alle weiteren Missionen ausgesetzt, oder zumindest solange, bis die Ingenieure sicherstellen könnten, dass die Risse nicht größer würden und keine Gefahr darstellten. Zwei Wochen später, am 26. Juli, gab Dittemore bekannt, dass es genüge, alle elf gefundenen Risse zu verschweißen. Ingenieure hatten nach eingehenden Analysen festgestellt, dass Materialermüdung, hervorgerufen durch die starken thermischen und mechanischen Belastungen beim Start, die Ursache wären und eine Reparatur ausreichen sollte.
Danach wurde entschieden, die beiden verbleibenden ISS-Flüge des Jahres 2002 vorzuziehen und STS-107 frühestens am 29. November beginnen zu lassen. Doch Ende August 2002 entschied die NASA, den Columbia-Flug auf Januar 2003 zu verlegen, weil STS-112 und STS-113 nicht so rasch wie erwartet durchgeführt werden konnten.
mini|Die Columbia auf dem Weg zur Startrampe
Am 18. November wurde der Raumtransporter von der Orbiter Processing Facility zum Vehicle Assembly Building gerollt. Dort erfolgte zwei Tage später die Montage mit dem Außentank und den beiden Feststoffraketen. Am 9. Dezember 2002 wurde die Columbia zur Rampe 39A gefahren.
Missionsverlauf Start mini|Start der Columbia mini|Circa 81 Sekunden nach dem Start löst sich ein Stück der Schaumstoffisolierung vom Außentank und trifft die linke Tragfläche. mini|Ein Stück der Schaumstoffisolierung des Außentanks
Wegen der nach den Terroranschlägen des 11. September 2001 erlassenen Sicherheitsbestimmungen wurde der genaue Zeitpunkt des Starts am 16. Januar 2003 nicht genannt. Lediglich ein vierstündiges Fenster (15:00 bis 19:00 UTC) wurde bekanntgegeben, innerhalb dessen der Start erfolgen würde. Diese Verschleierungsmaßnahmen betrafen weitere Stationen der Vorbereitungen, aus denen sich der Moment des Starts hätte kalkulieren lassen, wie das Eintreffen der Mannschaft in Florida, den Beginn des Countdowns usw. Erst 24 Stunden vor dem geplanten Starttermin wurde der Zeitpunkt mit 15:39 UTC mitgeteilt.
Daneben gab es auch eine erhöhte Alarmbereitschaft der für die Sicherheit zuständigen Stellen. Rund um das Kennedy Space Center bezogen militärische Einheiten Stellung – Scharfschützen wurden postiert, Militärhubschrauber und Abfangjäger patrouillierten, mobile Raketenwerfer rückten an und Sperrzonen wurden ausgedehnt. Die NASA betonte, diese Maßnahmen seien Teil des neuen Sicherheitskonzeptes und hätten nichts damit zu tun, dass der erste israelische Raumfahrer zur Shuttle-Besatzung gehöre.
Bis unmittelbar vor dem Start war nicht klar, ob die Mission einen erneuten Aufschub erfahren würde. Im Dezember 2002 hatten Techniker an einem Kugelgelenk der Discovery Probleme diagnostiziert, das innerhalb der großen Treibstoffleitungen für deren Flexibilität sorgt. Eine sechs Zentimeter große Metallkugel zeigte an der Oberfläche Risse. Die NASA-Ingenieure berieten, ob die an der Rampe stehende Columbia zurückgefahren werden sollte, weil eine Inspektion vor Ort nicht möglich war. Am Vortag des Starts wurde entschieden, dass ein möglicherweise defektes Kugelgelenk keine Gefahr für die Columbia darstelle.
Am 16. Januar 2003 verließ die Columbia bei idealem Wetter pünktlich um 15:39:00 UTC die Startrampe. Dem vorausgegangen war ein Countdown ohne technische Schwierigkeiten. Anders als bei Missionen, die die Internationale Raumstation anfliegen und ein nur kurzes Startfenster von etwa fünf Minuten nutzen können, hatte man diesmal mehr Zeit. STS-107 stand die maximal mögliche Zeitspanne von zweieinhalb Stunden zur Verfügung. Limitiert wurde das Startfenster durch die NASA-Richtlinie, die die Zeit, die Mannschaftsmitglieder angeschnallt auf dem Rücken liegen dürfen, aus gesundheitlichen Gründen auf 150 Minuten begrenzt.
Einen Tag später wurden routinemäßig die Filmaufnahmen des Starts gesichtet. Die Auswertung ergab, dass sich rund 81 Sekunden nach dem Verlassen der Rampe ein Stück der Schaumstoffisolierung vom Außentank gelöst und die linke Tragfläche getroffen hatte. Die Ingenieure der NASA gingen jedoch von nur geringen Schäden am Hitzeschild aus, da es nicht selten vorkam, dass sich Teile vom externen Tank gelöst hatten. Gravierende Beschädigungen waren dabei nie aufgetreten. Außerdem war auf den Hochgeschwindigkeitsaufnahmen zu erkennen, dass das Fragment nach dem Aufprall eine Wolke von Partikeln hinterließ, was als dessen Zerstörung interpretiert wurde. Deshalb entschied die NASA, die Mission normal weiterzuführen.
Forschung rund um die Uhr Die wissenschaftliche Forschung stand im Fokus dieses Shuttle-Fluges. Dabei reichten die Disziplinen von der Physik, Grundlagenforschung, Materialwissenschaften, über Erdbeobachtung, Biologie und Chemie bis zur Medizin. Insgesamt 79 unterschiedliche Einzelexperimente von Forschern der Wirtschaft und Universitäten, die aus den Vereinigten Staaten, Kanada, Europa, Israel und Japan stammten sowie von der US-Regierung, bildeten die Nutzlast.
mini|Die Nutzlast wird in den Laderaum der Columbia gehievt (von links: FREESTAR, Spacehab und Tunnel).
Der Großteil der 32 Forschungspakete war in einem Spacehab-Modul der gleichnamigen US-Firma im Frachtraum der Columbia untergebracht. Die RDM-Einheit (Research Double Module) war sechs Meter lang, vier Meter breit und drei Meter hoch. Über einen Tunnel war das Modul mit der Mannschaftskabine der Fähre verbunden, damit die Astronauten ihren Arbeitsplatz ungehindert erreichen konnten. Das Spacehab bot 60 Kubikmeter Raum und war mit 3,4 Tonnen wissenschaftlicher Einrichtung ausgerüstet, die in seitlich montierten Schränken und Schubfächern untergebracht war. Die NASA bezifferte die Kosten für die wissenschaftliche Ausrüstung inklusive der Miete für das Spacehab mit 78 Millionen US-Dollar.
Zur optimalen Nutzung der Experimente arbeitete die siebenköpfige Besatzung im Zwei-Schicht-Betrieb. Nach jeweils zwölf Stunden wechselten sich die Gruppen ab. Das Blaue Team wurde von Pilot Willie McCool sowie den Missionsspezialisten Mike Anderson und David Brown gebildet. Kommandant Rick Husband, die zwei Missionsspezialistinnen Kalpana Chawla und Laurel Clark sowie der Nutzlastexperte Ilan Ramon stellten das Rote Team.
Bei einem der ungewöhnlichsten Experimente ging es um Düfte. International Flavors & Fragrances, einer der weltweit führenden Produzenten von Düften und Parfüms mit Sitz in New York City, schickte eine Rose mit sechs Knospen und eine asiatische Reisblume auf die Reise. Während des Fluges wurden die Duftmoleküle mit einer Sonde eingefangen. Zurück auf der Erde sollten diese mit Massenspektrometern und Gaschromatographen auf ihre Zusammensetzung untersucht werden. Bereits vier Jahre zuvor war eine Rose im Auftrag der Wissenschaft an Bord einer Raumfähre (STS-95).
Die ESA war mit vier der 32 Forschungsprojekten beteiligt, die sich in 14 Einzelexperimente unterteilten. Darunter befanden sich drei Beiträge aus Deutschland: Uwe Hoffmann von der Deutschen Sporthochschule Köln erforschte den „Einfluss der Schwerelosigkeit auf Herzschlag und Blutdruck“ und Reinhard Miller vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam-Golm untersuchte im FAST-Modul (Facility for Adsorption and Surface Tension) Fragen zur Oberflächenspannung. Weiterhin hatte das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt mit CEBAS (Closed Equilibrated Biological Aquatic System) ein Mini-Aquarium im Mitteldeck. Darin wurde die Entwicklung der Embryos, das Sexualverhalten und der Skelettaufbau an vier ausgewachsenen und zwölf Jungfischen des Schwertträgers sowie der Aufbau des Innenohrs von 50 Buntbarschlarven untersucht. CEBAS wurde von der Bremer Firma OHB-System entwickelt, hatte ein Volumen von 8,3 Litern und flog nach STS-89 und STS-90 seinen dritten Einsatz.
mini|Israelische Studenten bereiten ihr Experiment vor.