Dienstag, 12. April 2011

12. April 1981: Das Space-Shuttle COLUMBIA fliegt das erste Mal ins All

Genau 20 Jahre, nachdem erstmals ein Mensch in den Weltraum geflogen war, startete in Cape Canaveral ein Raumfahrzeug eines ganz neuen Typus: Der wiederverwendbare Space Shuttle mit Namen COLUMBIA mit der Missionsbezeichnung STS-1 und dem internen Namen OV-102.

Zur Besatzung gehörten der Weltraumveteran und Kommandant John Young, der zuvor bereits viermal im All gewesen war (GEMINI und 3 und 10, APOLLO 10 und 16) und bis heute der einzige Shuttle-Flieger war, der auch auf dem Mond gelandet war, und Pilot Robert Crippen, ein Weltraum-Neuling, der danach noch bei vier weitere Shuttle-Missionen mitfliegen sollte. Zur Ersatzmannschaft gehörten als Kommandant Joe Engle, der schon für APOLLO-Flüge vorgesehen war, dann aber bei STS-2 und STS-51 I doch noch verspätet zu einem Einsatz kam und als Pilot Richard Truly, ein weiterer Weltraum-Neuling, der später bei STS-2 und STS-8 mitflog.

Der erste Space-Shuttle-Flug war in mehrfacher Hinsicht eine historische Mission: Erstmals flog man ein neues System, ohne es zuvor unbemannt getestet zu haben (die Einzelteile wurde getestet, aber nicht, nachdem sie zu einem Ganzen verbaut worden waren). Erstmals kam mit Young ein Besatzungsmitglied zum 5. Mal zu einem Weltraumeinsatz. STS-1 und 2 waren die einzigen Unternehmungen, bei denen der Außentank weiß lackiert war (was man später wegen der Gewichtsersparnis wegließ).

Dabei hatte die COLUMBIA zu diesem Zeitpunkt bereits eine bewegte Geschichte hinter sich. Der Orbiter wurde am 23. März 1979 huckepack per Boeing 747 nach vierjähriger Bauzeit am Cape angeliefert. Der aus hitzebeständigen Kacheln bestehende Schutzschild an der Unterseite der Raumfähre war noch nicht fertig und bestand nun auch Kunststoffplättchen, die am Cape durch die echten Kacheln ersetzt werden sollten. Während der Überführung waren etliche dieser Kacheln wieder abgefallen. Es gab Probleme sowohl bei der Herstellung der Kacheln, als auch beim Ankleben, weswegen sich der Start vom März 1979 über den 9. November 1979 bis eben zu jenem historischen Datum im April 1981 verzögerte. Auch fehlte noch das Haupt- und das Manövertriebwerk des Shuttles, die ebenfalls nicht rechtzeitig an die NASA übergeben werden konnte. Schwierigkeiten gab es auch mit der Finanzplanung seitens der NASA, sodass für die sich verzögernden Arbeiten nun auch noch das Geld fehlte.

Was folgte, waren umfangreiche Tests an den Triebwerken und anderen technischen Einrichtungen der Raumfähre. Dafür war extra auch die ENTERPRISE zum Kennedy Space Center beordert worden. Sie war jener Orbiter, mit dem seit 1977 unbemannte Testflüge ohne Triebwerke und Hitzeschilde innerhalb der Atmosphäre durchgeführt worden waren. Hierzu wurde sie, ebenfalls mit einer Boeing 747, in größere Höhen gelogen und dort abgekoppelt. Am Cape wurde sie für die Generalprobe der ersten bemannten Mission verwendet und am 1. Mai 1979 zur Startrampe 39A gefahren, wo früher die SATURN V-Mondraketen mit den APOLLO-Besatzungen abhoben.

Nachdem die technischen Systemtests mehr oder weniger zufriedenstellend verliefen, gab es immer wieder Probleme mit dem Hitzeschild. Die aus Glasfaser bestehenden Kacheln hafteten nicht so gut wie angenommen und fielen, gerade in der Anfangsphase der Shuttle-Flüge, immer wieder in größeren Mengen ab. Erst später konnte dieser Punkt deutlich verbessert werden.

In den folgenden Monaten folgten immer wieder neue technische Hürden, die genommen werden musste. Mal brach eine Treibstoffleitung in einem der Motoren, dann machten auch neue Kacheln wieder Probleme.

Schließlich waren im November 1980 alle Vorbereitungsarbeiten abgeschlossen, sodass am 29. Dezember 1980 die fertige COLUMBIA VAB zur 5,6 km entfernten Startrampe gefahren werden konnte. Erst dort erhielt sie ihre in  Startkonfiguration mit den beiden Feststoffboostern an ihrer Seite. Weitere Tests wurden durchgeführt und verliefen erfolgreich.
Der Start wurde für den 17. März 1981 geplant, musste aber auf den 10. April 1981 verschoben werden, weil bei der Probebetankung des Außentanks Teile der Schaumstoffisolierung abgeplatzt waren. Die Reparaturen dauerten zwei Wochen und so wurde der 10. April als neuer Starttermin bekannt gegeben. Seit dem 6. April lief der 73 Stunden währende Countdown. Dieser musste angehalten werden, als sich die fünf Bordcomputer, die ständig miteinander in Kontakt standen. Vier waren für den Missionsverlauf zuständig, der fünfte war ein Backupsystem, das bei Bedarf automatisch hätte einspringen müssen, es gab aber Abstimmungsprobleme just mit diesem Reserverechner. Diese mussten erst bereinigt werden, der Start wurde auf den 12. April 1981, 12:00 UTC verschoben.

Nun gab es aber keine Unterbrechungen des Countdowns mehr und die Raumfähre COLUMBIA hob genau nach Plan ab. Die Feststoffbooster wurden nach zwei Minuten Flug in rd. 53 km Höhe abgetrennt, die Haupttriebwerke nach 8 Minuten in 118 km Höhe abgeschaltet und der erste Orbitalflug eines Space Shuttles in 245 km Höhe begann. Diverse Tests standen auf dem dicht gedrängten Programm. Als erstes wurden die Tore der Ladebucht geöffnet (was bei jeden Flug nötig ist, um einen Temperaturausgleich bei Durchflügen zwischen der Tag- und der Nachtseite der Erde herbeizuführen). Nach sieben Stunden wurde der Shuttle mit Hilfe der Manövertriebwerke auf eine Flughöhe von fast 280 km angehoben. Danach war eine mehrstündige Schlafperiode eingeplant. Geweckt wurden die Astronauten am 13. April mit dem Countrysong „Blast Off COLUMBIA“, dem ersten Wack-up-Call der Shuttle-Geschichte, der schnell zur Tradition werden sollte und auch heute noch auf der ISS praktiziert wird.

Der zweite Tag im All brachte neben einem Gespräch mit dem damaligen US-Vizepräsitenden George Bush und der ersten Reparatur im Shuttle: Ein Datenrekorder musste wieder in Ordnung gebracht werden, was sehr viel Zeit in Anspruch nahm, da sich dieser im Mitteldeck hinter einer Wandverkleidung befand und gegen ein an Bord befindliches Ersatzgerät ausgetauscht werden musste. Danach begann die zweite und letzte Schlafperiode. Die Nacht aber war sehr unruhig. Um 4:00 UTC wurden Young und Crippen durch einen Alarm geweckt, in einer der drei Auxiliary Power Units, die für ausreichenden Druck in der Hydraulik der Ruderflächen sorgen mussten und für die Landung von erheblicher Bedeutung waren, war die Betriebstemperatur deutlich gefallen, was unter Umständen dazu führen konnte, dass sich das Ruder nicht mehr richtig bewegen ließ. Per Heizung wurde die Temperatur erhöht, was aber das Problem nicht löste.

Nach dem obligatorischen Tubenfrühstück mussten die Trägheitsdämpfer (Inertial Measurement Units) neu justiert werden, damit das Navigationssystem fehlerfrei arbeitete. Alle im Shuttle herumfliegenden und für die Landung nicht benötigten Teile wurden danach verstaut und die Tore der Ladebucht verschlossen. Um 17:21 UTC wurde der Landevorgang durch Verlassen der vorherigen Umlaufbahn eingeleitet. Die zuvor fehlerhaft arbeitende APU zeigte nun nach der Geschwindigkeitsreduzierung auf 326 km/h und dem Einfliegen in den richtigen Landewinkel hinab zur Edwards Air Force Base in Kalifornien keinen Fehler mehr an. Um 18:21 UTC erfolgte der „Touchdown“ der Hinterräder und wurde nach 2,7 km von 352 km/h bis zum Stillstand abgebremst.

Die nachfolgende Inspektion der Hitzeschutzkacheln ergab, dass 247 von etwa 31.000, überwiegend durch Steine auf der Landebahn, beschädigt und 16 ganz abgefallen waren.

Ein erfolgreicher Flug stand am Anfang des Lebens der Raumfähre COLUMBIA, ein tragischer Absturz nach 28 erfolgreichen Weltraumeinsätzen an dessen Ende. Am 1. Februar 2003 kehrte sie von der STS-107-Mission zum Kennedy Space Center zurück. In ca. 60 km Höhe über Texas brach sie beim Wiedereintritt auseinander. Als Ursache gilt nach eingehenden Untersuchungen ein Loch im Hitzeschild, das beim Start durch ein herabgefallenes Schaumstoffteil entstand, das vom Haupttank gegen die Unterseite des Orbiters geprallt war. Dieses verursachte eine Überhitzung in der Tragfläche, deren Hitze sich bis ins Innere des Shuttles fortsetzte und diesen auseinanderbrechen ließ. Dabei kamen sieben Astronauten ums Leben. Es war die zweite Shuttle-Katastrophe nach dem Absturz der CHALLENGER am 28. Januar 1986.

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