Lockheed U-2 ER-2

Die NASA begann 1971 mit eigenen U-2-Flugzeugen zu fliegen, als sie im Ames Research Center in Moffett Field (Kalifornien) zwei wiederaufgebaute U-2C erhielt – ehemalige U-2G, die seinerzeit für den Einsatz von Flugzeugträgern umgebaut worden waren – mit den Kennzeichen N708NA (56-6681) und N709NA (56-6682). Der erste Datenerfassungsflug des Airborne Science Program fand am 31. August 1971 statt. Ende der Siebzigerjahre benötigte die Luftwaffe mehr Aufklärungsflugzeuge, um ihre U-2R-Flotte zu vervollständigen, und 1979 nahm Lockheed zum dritten Mal die U-2-Produktion in Palmdale auf, nun unter der Bezeichnung TR-1. Als Lockheed 1980 den Auftrag zur Wiederaufnahme der Fertigung erhielt, bestellte die NASA umgehend eines der neuen Flugzeuge und nannte es ER-2, kurz für Earth Resources 2.

1981 wurde die erste vom Band gelaufene TR-1A, Seriennummer 80-1063, mit dem zivilen Kennzeichen N706NA an Ames ausgeliefert. Mit 104 Fuß und 8 Zoll Spannweite (31,9 m) und einem Rumpf von 63 Fuß und 1 Zoll (19,2 m) hatte sie etwa 24 Fuß (7,3 m) mehr Spannweite als die U-2C und war fast 14 Fuß (4,3 m) länger. Bei der Herstellung war sie den TR-1A und U-2R der Luftwaffe fast identisch, jedoch ohne die Verteidigungssysteme und die geheime Elektronik des militärischen Modells: Anstelle von Aufklärungssensoren nehmen ihre Nutzlastbuchten wissenschaftliche Instrumente auf. Heute trägt sie einen General-Electric-Turbofan F118-101 mit 19.000 Pfund Schub (rund 84,5 kN), dasselbe Triebwerk der U-2S-Familie.

1987 wurde die erste an die NASA gelieferte U-2C (N708NA) ausgemustert. Als Ersatz erhielt die Behörde eine TR-1A der Luftwaffe als Leihgabe, die 80-1069, die auf den ER-2-Standard umgebaut wurde und das Kennzeichen N708NA übernahm; sie diente bis 1996 bei der NASA, kehrte dann zur Luftwaffe zurück und wurde zur U-2S umgebaut. 1989 wurde auch die andere U-2C (N709NA) ausgemustert, und im selben Jahr traf die zweite eigene ER-2 ein, die 80-1097, die das Kennzeichen N709NA übernahm. Eine Zeitlang betrieb die NASA auf diese Weise drei ER-2 gleichzeitig. Die Quellen stimmen bezüglich der Herkunft der 80-1097 nicht überein: Eine beschreibt sie als umgebaute TR-1A, eine andere als zweite eigens gebaute ER-2. Die beiden noch im Dienst befindlichen Flugzeuge fliegen heute als N806NA (NASA 806, gebaut 1981) und N809NA (NASA 809, gebaut 1989).

Die U-2 und später die ER-2 waren bis 1997 in Ames stationiert, als die ER-2 und ihr Betrieb an das Dryden Flight Research Center auf der Edwards-Basis übergingen (eine andere Quelle datiert die Verlegung auf 1998 und ordnet sie in die Flottenzusammenlegung zur Kostensenkung ein). Im Januar 2010 zogen die Flugzeuge in die NASA-Einrichtungen in Palmdale um, in Gebäude 703 des heutigen Armstrong Flight Research Center, wo sie weiterhin zum Airborne Science Program der Wissenschaftsmissions-Direktion gehören.

Die ER-2 operiert zwischen 20.000 und 70.000 Fuß (6.096 bis 21.336 m), oberhalb des Großteils der Atmosphäre, und erreicht je nach Gewicht in 20 Minuten eine anfängliche Reiseflughöhe von 65.000 Fuß (19.812 m). Ihre typische Reisegeschwindigkeit beträgt 410 Knoten (759 km/h). Bei einer normalen achtstündigen Mission legt sie rund 3.000 nautische Meilen zurück und lässt sieben Stunden für die Datenerfassung in der Höhe; sie kann Missionen von über zehn Stunden durchführen und die doppelte Distanz abdecken. Von 70.000 Fuß aus reicht ihr effektiver Horizont über 480 km, sodass ihre Sensoren die räumlichen, spektralen und atmosphärischen Eigenschaften von Satellitendaten reproduzieren. Anders als die militärische U-2 arbeitet sie auch in niedrigen Höhen, bis etwa 8,5 km.

Die NASA beziffert ihre maximale Nutzlast mit 2.600 Pfund (1.179 kg); das Datenblatt des Airborne Science Program gibt 2.900 Pfund Nutzlast und ein Startgewicht von 40.000 Pfund (18.145 kg) an. Die Last verteilt sich auf den Bug, die Ausrüstungsbucht (Q-bay) hinter dem Cockpit, die System-20-Gondel an der Hinterkante des rechten Flügels, die Rumpfgondel und zwei fünfteilige Flügel-„Superpods"; bei der ER-2 können, anders als bei den militärischen U-2, die vorderen zwei Drittel dieser Superpods druckbeaufschlagt werden. Die NASA beschreibt außerdem vier große druckbeaufschlagte Experimentierräume und ein leistungsstarkes Wechsel- und Gleichstromsystem. An den Befestigungspunkten der Superpods können die Large Area Collectors montiert werden, deren Klappen sich bei 65.000 Fuß öffnen, um kosmischen Staub auf ölbeschichteten Platten aufzufangen. Das modulare Design ermöglicht einen schnellen Wechsel der Nutzlasten zwischen den Missionen.

Der Pilot greift kaum in die Instrumente ein: Abgesehen von einem Schalter zu deren Aktivierung und einigen Neustarts im Fehlerfall steuern die Wissenschaftler sie selbst. Zwischen 1995 und 1998 lieh sich die NASA den Prototyp der Satellitenverbindung U-2 Senior Spur aus, umbenannt in STARLink, ab 1997 in einer Rückengondel der N709NA (80-1097) im Einsatz, die eine Echtzeitübertragung von Daten und Bildern sowie eine Anpassung der Instrumente im Flug erlaubte; fehlende Mittel verhinderten deren Erhalt, und der Großteil der Daten wird weiterhin an Bord aufgezeichnet, mit einem Iridium-Telefon für kleine Übertragungen.

Die ER-2 waren auf sechs Kontinenten im Einsatz. Im Januar und Februar 1986 operierte das Flugzeug 706 von Darwin (Australien) aus in einem Stratosphärenprojekt; im August und September 1987 flog eine ER-2 von Chile aus über die Antarktis; im April 1994 nahm die NASA 709 (80-1097) von Christchurch (Neuseeland) aus Luftproben über dem südlichen Ozean; 1999-2000 maß eine weitere, zusammen mit dem wissenschaftlichen DC-8 der NASA, das Ozon der arktischen Stratosphäre von Kiruna (Schweden) aus, und im Juli 2005 flog eine über mehrere Hurrikane von Mittelamerika aus. Mitte der Achtzigerjahre trug die ER-2 im HI-CAMP-Programm einen dem Satelliten Teal Ruby ähnlichen Infrarotsensor, um atmosphärische, ozeanische und terrestrische Hintergründe zu messen; der Satellit war 1986 fertig, wurde jedoch gestrichen.

Nach der Ölpest im Golf von Mexiko 2010 und den Mississippi-Überschwemmungen 2011 bewerteten die ER-2 die Schäden, und in der Tornadosaison 2011 überflogen sie die Stürme der südlichen Great Plains. Sie tragen den 224-Kanal-Spektrometer AVIRIS des Jet Propulsion Laboratory sowie Air-LUSI, das die spektrale Bestrahlungsstärke des Mondes zur Kalibrierung von Satelliten misst. In den Sommern 2021 und 2022 führte die Kampagne DCOTSS von Salina (Kansas) aus zwölf Instrumente mit, um zu untersuchen, wie starke Konvektion unter dem nordamerikanischen Monsun-Antizyklon in die untere Stratosphäre eindringt, und über drei Winter untersuchte die Kampagne IMPACTS, zusammen mit der P-3 von Wallops, die Schneebänder der Stürme im Osten der Vereinigten Staaten. Sie haben auch für den Forstdienst, die Umweltschutzbehörde, den Fisch- und Wildschutzdienst und das Ingenieurkorps der Armee gearbeitet sowie als kostenpflichtiger Dienst für das Verteidigungsministerium und Hersteller wie Boeing, Lockheed Martin und Northrop Grumman.

Am 19. November 1998 stellte eine ER-2 der NASA den Weltrekord für Höhe im Horizontalflug ihrer Startgewichtsklasse (zwischen 26.455 und 35.275 Pfund, 12.000 bis 16.000 kg) auf. Die NASA gibt eine Höhe von 68.700 Fuß an; andere Quellen verzeichnen 20.479 m. Fliegen dürfen sie nur ehemalige U-2-Piloten der Luftwaffe mit mehr als 1.000 Flugstunden auf dem Typ; laut einem 2014 wiedergegebenen Bericht gab es vier, die beiden Flugzeuge kamen zusammen auf 250 bis 300 Flugstunden pro Jahr und hatten 11.449 Flugstunden angesammelt. Wie bei jeder U-2 begleitet ein anderer Pilot jede Landung aus einem Verfolgungsfahrzeug mit über 190 km/h. Seit dem 31. August 1971 haben die U-2 und ER-2 der NASA mehr als 4.500 Datenmissionen und Testflüge absolviert; die Behörde berechnet den Wissenschaftlern 3.500 Dollar pro Flugstunde.