Bekanntgabe der Studie

Am 25. Juli 2006 kündigte ESA-Direktor Jean-Jacques Dordain auf der Farnborough Flugshow an, dass die Studie über das CSTS Anfang September 2006 beginnen und etwa 18 Monate (bis Anfang 2008) dauern sollte. Die Kosten auf Seite der ESA beliefen sich für die Studie auf 15 Millionen Euro, die von sieben europäischen Staaten, darunter Deutschland, Frankreich und Italien, aufgebracht wurden. Das Budget der russischen Seite wurde nicht bekannt gegeben.

Zielsetzungen

Die ESA hatte mehrfach verlauten lassen, dass die Studie zum eigenen Raumschiffsystem kein Konkurrenzprogramm zum US-amerikanischen Orion-Raumschiff darstellen sollte, vielmehr hatte etwa Marco Caporicci, Teammitglied im bemannten ESA-Programm, klargestellt:

Andererseits hatte etwa Daniel Sacotte, Direktor für den bemannten Raumflug bei der ESA, über die Ziele der ESA gesagt:

Manuel Valls, ESA-Stratege mit Bezug zum bemannten Raumflug der ESA, ergänzte diese Aussage mit Bezug auf die russische Kooperation:

Das fertige Schiff sollte "gemeinsames Eigentum" von Russen und Europäern werden.

Teilgebiete der Studie

Zu den Teilgebieten der Studie gehörten laut Aussage von Jean-Jacques Dordain:

• Grundlegender Entwurf des Systems
• Detailliertes Design der Subsysteme einschließlich eines Kopplungsmechanismus
• Entscheidungen über die Arbeitsteilung bei einer vollständigen Entwicklung
• Bemannte Mondflüge

Sojus-Variante

Nach Medienangaben sollte der Kern von CSTS ein Raumschiff sein, das auf dem Grundprinzip des Sojus-Raumschiffes basiert. Es sollte Stauraum für mehr Vorräte für längere Missionen, einen verbesserten Hitzeschild für eine höhere Wiedereintrittsgeschwindigkeit in die Erdatmosphäre, ein neues interplanetarisches Navigationssystem und Platz für eine drei- oder vierköpfige Besatzung haben. Die Missionsdauer sollte mindestens 18 Tage betragen. Die Leermasse hätte, insbesondere aufgrund der längeren Missionsdauer und der Vergrößerung für vier Personen, bei mindestens 10 t gelegen (Sojus-TMA: 7,2 t).

Das CSTS-Raumschiff sollte, wie das Sojus-Raumschiff, aus drei Teilen bestehen:

• Einem vergrößerten Wohnmodul, in dem sich Vorräte und Lebenserhaltungssysteme befinden. Dabei sollte sowohl russische als auch für die Internationale Raumstation (ISS) entwickelte europäische Technologie zum Einsatz kommen können. Da das Orbitalmodul keinen Hitzeschild besitzen sollte, konnte gerade hier mit geringer Gewichtszunahme genügend Platz für Geräte, Lebenserhaltungssysteme für längere Missionen und Besatzung bereitgestellt werden. Nach russischen Angaben sollte das Wohnmodul von der ESA entwickelt werden.
• Das Servicemodul sollte die Technik zur Navigation (z. B. Triebwerke), Kommunikation sowie zur Stromerzeugung (Solarzellen) enthalten. Beim Servicemodul wird das Gewicht insbesondere durch den Treibstoff bestimmt. Je mehr Beschleunigung das CSTS-Raumschiff etwa für Mondmissionen beisteuern sollte, desto schwerer würde dieses Modul. Beim US-amerikanischen Orion entfallen etwa 60 % der Masse auf das Servicemodul mit Treibstoff. Aufgrund der Modularität des Konzepts hätte es auch sein können, dass für Mondflüge ein viertes oder gar fünftes Modul für die notwendigen Schübe in den Mondorbit, innerhalb des Mondorbits und aus dem Mondorbit zum Einsatz gekommen wäre. Sowohl ESA als auch Roskosmos hätten das Servicemodul bauen wollen.
• Vor dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre sollten Wohn- und Servicemodul abgetrennt werden. Nur das Rückkehrmodul wäre mit den Raumfahrern sicher auf der Erde gelandet. Die Glockenform der Sojus-Landekapsel galt als wahrscheinlich, da eine Neuentwicklung zusätzliche Zeit und Geld gekostet hätte. Die Masse des Rückkehrmoduls hätte mindestens 3 t betragen, da bereits der Sojus-Landeapparat für drei Besatzungsmitglieder 2,9 t wiegt.

Vorteile eines dreiteiligen Konzeptes gegenüber dem zweiteiligen CEV- bzw. Apollokonzept:

• Vereinfachte und billigere Herstellung der Wohn- und Servicemodule, die den Wiedereintritt nicht überstehen müssen. Die leichtere Konstruktion spart insbesondere kritisches Gewicht für Mondflüge.
• Die Landekapsel kann somit auf Minimalgewicht bleiben, was u. a. eine höhere Geschwindigkeit beim Wiedereintritt ermöglicht.
• Das CSTS-Konzept bietet die Flexibilität, optimierte Versionen von Wohn- und Servicemodul für die jeweiligen Missionstypen zu bauen.

Andere Varianten

Nach einem Arbeitspapier der ESA zum Status des europäischen strategischen Programms zur Weltraumerforschung vom 12. September 2006 beschäftigte sich die CSTS-Studie auch mit anderen Varianten, wie etwa Lifting-Body-Konzepten, bei denen der Flugkörper selbst mit Auftrieb erzeugt, und sogenannten „Advanced capsules“, also Wiedereintrittskapseln mit neuen Außenabmessungen.

CSTS-Raumschiff LEO-Missionen

Ein CSTS-Raumschiff sollte 2012 bzw. nach anderen Presseartikeln 2014 als erste funktionsfähige Version des CSTS für LEO-Flüge (z. B. zur ISS) genutzt werden. (Vor-)Planungen der ESA für eine bemannte Mondmission im Rahmen des Aurora-Programms gingen dagegen von einem möglichen Start zwischen 2020 und 2025 aus.

Mondvorbeiflug

Eine weiterentwickelte Version des CSTS sollte sowohl bemannte Mondflüge ermöglichen, bei denen der Mond nur einmal umrundet und kein stabiler Mondorbit (LLO) erreicht wird, als auch bemannte Mondflüge, bei denen eine stabile Mondumlaufbahn erreicht wird.

In einer Variante würde das CSTS von Kourou oder Baikonur aus starten und an die ISS andocken. Die Raumfahrer verbleiben auf der ISS, bis eine zusätzliche Antriebsstufe in eine Erdumlaufbahn gestartet würde. Anschließend würde das CSTS-Raumschiff von der ISS ab- und an die Antriebsstufe ankoppeln, bevor diese das System in eine Mondtransferbahn beschleunigt.

Mondlandung

Eine bemannte Mondlandung würde anders als ein Mondvorbeiflug ablaufen, da das CSTS-Raumschiff in den Mondorbit eintreten und ihn am Ende der Mission auch wieder verlassen müsste, was mehr Treibstoff erfordert. Zusätzlich würde mindestens ein dritter Raketenstart für ein Mondlandemodul benötigt.