Mittwoch, 10. Oktober 2012

Mit APOLLO 7 erstmals in den Orbit

Es gibt in der Raumfahrtgeschichte einige Erst- und Pionierleistungen, die heute längst in Vergessenheit geraten sind, gerade auch vor dem Hintergrund diverser Mondverschwörungstheorien. Da „kennt“ man nur noch APOLLO 11 als vermeintlichen Fake und APOLLO 13. Alle anderen Missionen sind den meisten Leuten der heutigen Generation nicht mehr bekannt oder man hält sie allenfalls für „schöne Geschichten“, die sich jemand ausgedacht hat. Dabei ist besonders die APOLLO-Geschichte, wie sie wirklich war, überaus interessant. Schon die Tatsache, dass es zwischen der Brandkatastrophe am 27. Januar 1967, bei der während eines simulierten Starts der neuen APOLLO-Kapsel die Astronauten Roger B. Chaffee, Virgil Grissom und Edward White den Tod fanden, unbemannte APOLLO-Missionen (APOLLO 4, 5 und 6) mit Saturn 1B und Saturn V-Trägerraketen im erdnahen Orbit gab, ist heute weitgehend unbekannt.

Der ursprüngliche Plan der NASA sah einen erstmaligen bemannten Start einer APOLLO-Kapsel für den Zeitraum Ende 1966 bis Anfang 1967 vor. Dies war am 21. April 1966 der Öffentlichkeit bekannt gegeben worden.

Die Brandkatastrophe führte dann zu diversen Änderungen und Verbesserungen an der APOLLO-Kapsel. Die nachfolgenden, unbemannten Missionen, bei der sie, die Mondlandefähre und die 3. Stufe der Saturn V, die sog. S-IVB, ausgiebig getestet wurden, stimmten die NASA zuversichtlich, doch noch das vom 1963 in Dallas/Texas ermordeten Präsidenten John F. Kennedy vorgegebene Ziel zu erreichen, bis zum Ende des Jahrzehnts einen Menschen auf den Mond zu befördern und heil wieder zur Erde zurückzubringen. Eine erfolgreiche bemannte Mission war aber auch in anderer Hinsicht ungemein wichtig für die NASA, denn bei einer neuerlichen, schwerwiegenden Panne bestand die große Gefahr, dass das ganze Projekt, ungeachtet der –inzwischen vermeintlichen- Erfolge der Sowjets eingestellt werden würde, zumal sich dann die milliardenschweren Ausgaben vor dem amerikanischen Kongress nicht mehr rechtfertigen ließen.

Die Besatzung
Die "primary crew" der APOLLO 7 bestand aus Walter M. Schirra (commander), Donn F. Eisele (command module pilot) und Walter Cunningham (2. Pilot anstelle des LM-Piloten). Sie war ursprünglich die back-up-crew, d.h. die Ersatzmannschaft für APOLLO 1 (die Mission hieß ursprünglich AS-204) und kam nun bei APOLLO 7 zum Zuge. Ursprünglich sollte sie kurz nach APOLLO 1 – wenn alles gut gegangen wäre – in die Umlaufbahn starten, was aber schon im Dezember 1966 wieder aufgegeben wurde.

Während Schirra bereits mit MERCURY-ATLAS 8 und GEMINI 6 in den Weltraum geflogen war, war es für seine beiden Teamkollegen der erste Weltraumeinsatz. Zur "backup-crew" gehörten Thomas Stafford, John Young und Eugene Cernan, die später mit APOLLO 10 (Cernan auch mit APOLLO 14) zum Mond flogen. Schirra schied danach zum 1. Juli 1969 auf eigenen Wunsch aus der NASA aus, um eine Tätigkeit in der Privatwirtschaft aufzunehmen.

Erstmals gab es bei APOLLO 7 eine sogenannte „support-crew“, eine sogenannte Unterstützungsmannschaft, die aber im Gegensatz zur Ersatzmannschaft während der Mission nicht im Kontrollzentrum in Houston saß. Ihre Aufgaben bestanden vielmehr darin, Flugpläne, Checklisten zu optimieren und mit der Besatzung - auch während des Trainings - abzugleichen und vor dem Start mit ihnen die einzelnen Missionsschritte zu simulieren. Ihr gehörten Jack Swigert (er flog später bei APOLLO 13 mit), Ronald Evans (er flog mit APOLLO 17 zum Mond) und William Pogue (er wurde später im Rahmen der SKYLAB-4-Mission eingesetzt) an.

Die Trägerrrakete
Zum ersten und zugleich einzigen Mal wurde bei einem APOLLO-Start eine Saturn 1B eingesetzt. Hierbei handelte es sich um ein zweistufiges Trägersystem, das samt APOLLO-Raumschiff und Rettungsturm eine Höhe von 68,2 m erreichte und am Startturm auf einer Art Sockel stand. Entwickelt am Marshall Space Flight Center, war sie bis dato DAS Arbeitspferd der NASA mit 14 erfolgreichen Starts (10 als Saturn 1, 4 als Saturn 1B) seit 1966.

Der Start
Bei T -6 h am frühen Morgen des 11. Oktober 1968 wurden die 1. und die 2. Stufe der Saturn 1B mit flüssigem Sauerstoff betankt, nachdem bereits einige Stunden zuvor das Kerosin eingefüllt worden war. Bei T -4 h wurde der flüssige Wasserstoff in die 2. Stufe gepumpt. Bei T -2 h und 27 m bestiegen die Astronauten die APOLLO-Kapsel und bei T -2 h wurde die neukonstruierte Außenluke von Außen verschlossen. Innerhalb der Kabine befand sich jetzt ein Luftgemisch aus 60% Sauerstoff und 40% Stickstoff bei 1 atm. Druck, während die Astronauten in ihren Raumanzügen reinen Sauerstoff einatmeten.

Die Untersuchungen der APOLLO 1-Katastrophe hatte dazu geführt, dass die NASA während des Starts auf eine reine Sauerstoffatmosphäre verzichtete, da diese leichter entflammbar war als ein Sauerstoff-Stickstoff Gemisch. Bei T -7m wurde der Countdown unterbrochen, weil Messgeräte anzeigten, dass die mit flüssigem Wasserstoff gefüllte Brennkammer der 2. Stufe nicht die erforderliche Temperatur von -120° C aufwies. Erst als diese erreicht war, wurde der Countdown nach 2 m 45 s wieder aufgenommen. Bei T -3 s zündeten die J2-Triebwerke der Saturn 1B und hoben APOLLO 7 vom Startkomplex 34 um 11:02:45 a.m. EST empor.

Zum ersten Mal wurde diese Trägerrakete eingesetzt, um Menschen in den Orbit zu befördern und sie arbeitete perfekt, nur in der ersten Startphase etwas laut, wie die Astronauten über Funk meldeten. Ihre 2. Stufe war die S-IVB, die als 3. Stufe beim späteren Mondflug das lunar module enthalten würde und voll manövrierfähig war. 2 m 25 s nach dem Start erfolgte die Trennung von der 1. Stufe. Die Zündung der 2. Stufe war ebenfalls erfolgreich und brachte den nötigen Schub, um die Astronauten nach 5 m und 54 s auf die vorgesehene Umlaufbahn mit einem Perigäum von 222 km und einem Apogäum mit 280 km zu transportieren.

Die Mission
Im leicht Orbit angekommen, wurden zunächst etwa eineinhalb Erdumkreisungen durchgeführt, bevor die S-IVB vom APOLLO-Raumschiff (C/SM-Konfiguration = command und service module) getrennt wurde und vorausflog. Die Umlaufhöhe varrierte leicht zwischen 227 km in Perigäum und 285 km im Apogäum.

Danach begann das erste von insgesamt 20 Rendezvous-Manövern, bei dem das C/SM gedreht wurde und sich der S-IVB annäherte. Diese Tests waren notwendig, da später in der 3. Stufe der Saturn V die Mondlandefähre untergebracht war (aber nicht bei dieser Mission!) und die Aufgabe der Besatzung darin bestand, das LM mit Hilfe des Andockstutzens herauszuziehen, zu drehen und mit ihm voran in Richtung Mond zu fliegen.

Bei der Rückkehr vom Mond war geplant, dass sich das LM auf der Parkbahn dem APOLLO-Raumschiff annähert und schließlich an diesem andockt. Für den Fall, dass dieses aufgrund eines technischen Defekts nicht möglich war, wurde das umgekehrte Manöver, nämlich das Andocken des C/SM an das LM geprobt - mit Erfolg.

Eine danach geplante TV-Übertragung mittels einer speziell von RCA (Radio Corporation of America) bereit gestellten Kleinstkamera mit 160°-Weitwinkel musste entfallen, da man den Astronauten Ruhe gönnen wollte für ihre nächsten Aufgaben. Schließlich war ihr Flugplan ziemlich dicht gedrängt, bei einem 16 h-"Arbeitstag" und 8 h "Nachtruhe", wobei letztere aber oft genug nicht eingehalten werden konnte. So kam es erst am 14. Oktober um 10:45:00 a.m. EST zu einer Live-Sendung aus dem Weltraum.

Zwischenzeitlich ergaben sich eine Reihe kleinerer Probleme. Die Anzeigen der CapCom-Konsole in Houston (control-team: Glynn Lunney, Eugene Kranz und Gerald D. Griffin) meldeten, der Andockstutzen sei nicht voll funktionsfähig und ein Kopplungsmanöver könne daher nicht eingeleitet werden. Das aber war lediglich ein Softwarefehler, der aber bereits bei GEMINI 9 fast zum Abbruch der Mission geführt hatte. Derartige Fehlermeldungen sollten indes auch spätere APOLLO-Missionen begleiten und stellten ein nicht zu unterschätzendes Risiko dar, denn wenn ein per Computer angezeigter Fehler tatsächlich vorhanden war, konnte unter Umständen eine Gefährdung der Astronauten eintreten. Hier entschloss man sich, die Meldung zu ignorieren und die Tests einfach weiterzuführen. Als weniger unbegründet stellte sich wenig später der Stromabfall in einer der Brennstoffzellen heraus. Dieser konnte zwar vorübergehend eingedämmt werden, ließ dann aber den Wiedereintritt zunächst problematisch erscheinen. Letztlich blieb aber die Sorge ebenfalls unbegründet, dass man für das Zünden des Haupttriebwerks kurz vor dem Wiedereintritt, nicht genügend Strom haben würde.

Außerdem zeigte das APOLLO-Raumschiff während des gesamten Fluges seitliche Kursabweichungen, die, wie sich erst sehr viel später herausstellte, ihre Ursache in der Restatmosphäre hatten, die das Schiff abbremste und die Besatzung zu häufigen Kurskorrekturen zwang.

Am 16. Oktober, dem 5. Tag der Mission von APOLLO 7, wurde aufgrund der bis dahin erfolgreich abgeschlossenen Tests und Experimente beschlossen, den Flug noch um einige Tage zu verlängern. Einige Stunden später dann gab es wiederum eine Live-TV-Schaltung zur Erde, am nächsten Morgen die nächste.

Ein wesentlicher Teil der Aufgaben der drei Astronauten entfiel auf Tests der elektrischen Systeme an Bord des C/SM und diese arbeiteten, von wenigen Ausnahmen abgesehen, hervorragend. Eine dieser Ausnahmen war, dass sich eine der drei im service module befindlichen Brennstoffzellen überhitzte, was aber durch entsprechende Eingaben in den Bordcomputer bereinigt werden konnte.

Das nächste Problem war die hohe Feuchtigkeit innerhalb der Kommandokapsel, die drei der fünf Fenster immer wieder beschlagen ließ, was vor allem die Erdbeobachtung und -fotografie behinderte, für die Andockmanöver und der Navigation mittels einem kleinen mitgeführten Teleskop und einem Sextanten anhand von 37 ausgewählten "APOLLO-Sternen" aber nur wenig hinderlich war. Donn Eisele, der diese Beobachtungen ausführte, konnte durch die Scheiben des APOLLO-Raumschiffs ungefähr 50 Sterne anpeilen.

Auch in anderer Hinsicht gab es reichlich Störungen während des Fluges, so war der Schutz vor (von einem der Astronauten) eingeschleppten Viren in der Atemluft nur unzureichend (man fand insgesamt 12 Mängel in den Filtersystemen), und alle bekamen eine Erkältung; und außerdem war die Entsorgung menschlicher Exkremente noch nicht zufriedenstellend gelöst. Diese Fehler wurden aber allesamt bis zum Start von APOLLO 8 behoben.

Dennoch kann die Mission von APOLLO 7 insgesamt als erfolgreich angesehen werden, erstmals war eine dreiköpfige amerikanische Besatzung in den Weltraum geflogen, erstmals wurde die komplette APOLLO-Konfiguration (C/SM Block II) getestet, erstmals kamen die APOLLO space suits zum Einsatz, erstmals gab es warme Speisen an Bord, erstmals verbrachten amerikanische Astronauten mehr Zeit im Weltraum als bis dahin alles sowjetischen Kosmonauten zusammen, erstmals atmeten sie während einer Mission ein Gemisch aus 60% Sauerstoff und 40% Stickstoff und erstmals gab es landesweite TV-Übertragungen von den Arbeiten der Astronauten im All.

Die Landung
Nach der Fernsehübertragung am 17. Oktober 1968 um 8:17 a.m. EST wurden noch einige Versuche durchgeführt. Am 18. um 5:30 a.m. EST verglühte die nunmehr leergebrannte S-IVB in der Atmosphäre über dem Indischen Ozean und knapp 3 Stunden später zündete Walter Schirra für 66 Sekunden das Haupttriebwerk des C/SM und veränderte die Flugbahn auf ein Perigäum von 188 km und einem Apogäum von 517 km. Wenige Stunden später zog man über das Startgelände Cape Canaveral hinweg, wo man vom Weltraum aus die bereits auf der Startplattform stehende Saturn V erkennen konnte, die APOLLO 8 kurz vor Weihnachten in den Orbit in Richtung Mond befördern sollte.

Am 21. Oktober gab es eine letzte TV-Übertragung um 8:21 a.m. EST, danach setzte Schirra das Haupttriebwerk abermals für wenige Sekunden in Betrieb und senkte das Apogäum auf 490 km herab. Für die erkälteten Astronauten ergab sich derweil ein ganz anderes Problem. Aufgrund ihres Schnupfens waren ihre Nebenhöhlen verstopft und im Innern der Kabine herrschte nur ein Druck von 0,33 Atmosphären. Damit ihnen die Trommelfelle bei Druckanstieg während des Wiedereintritts nicht platzten, gingen sie das Risiko ein, ohne Schutzhelm, dafür aber mit zugehaltener Nase und mit von den Lungen erzeugtem Gegendruck, die Landung einzuleiten.

Am 22. Oktober 1968 um 7:11:30 wasserte APOLLO 7 an drei rot-weißen Fallschirmen hängend im Atlantik, südöstlich der Bermudas in knapp 14 km Distanz zur U.S.S: Essex.

Besonderheiten:
 - APOLLO 7 war die einzige APOLLO-Mission, die im    Atlantik endete, alle anderen wasserten im Pazifik.
- Die Kapsel wurde während der Amtseinführung von Präsident Richard M. Nixon auf einem Floß vorbeigeführt.
- 30 Jahre lang befand sie sich danach in Kanada, im National Museum of Science and Technology.
- Heute steht sie zusammen mit Walter Schirras Raumanzug im Frontiers of Flight Museum nahe Love Field/Texas.
- Die offensichtlichen menschlichen Spannungen in der Mannschaft führten zu einer Neustrukturierung der Arbeiten am Boden und zur Beteiligung der Astronauten schon während der Phase der Missionsplanung
- APOLLO 7 war in fast jeder Hinsicht ein voller Erfolg. Alle Missionsziele wurden erreicht und so verzichtete man darauf– auch aus anderen Gründen, weil z.B. die Mondfähre nicht rechtzeitig fertig war – die nächste Mission ebenfalls im Erdorbit durchzuführen: APOLLO 8 flog 1968 in der Weihnachtszeit zum Mond, ohne jedoch dort zu landen.

Literatur (für diejeniegen, die noch Bücher kennen):
A. Chaikin: "A man on the moon", New York (1995)
T. M. Wilding-White: Jane´s Pocket Book 11: Space Exploration, London (1976)
Jesco von Puttkamer, Der erste Tag der neuen Welt, Frankfurt am Main (1981)
F. G. Delius: APOLLO 13 - Flucht aus dem All, München (1970)

Kommentare:

  1. Toller Bericht, ich kann mich noch vage an Apollo 7 erinnern, die Apollo 8 Mission habe ich als Kind mit einigen Sandkastenkumpels nachvollzogen. Unser Missions-Ergebnis: Als Raumkapsel reicht ein großer Pappkarton völlig aus! A.Pätzold

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  2. Hallo Andreas,

    vielen Dank. An APOLLO 7 kann ich mich eigentlich gar nicht mehr erinnern, eher an APOLLO 8. Da gab es Weihnachten 1968 eine Sondersendung, da meine ich, mich ganz dunkel dran erinnern zu können.

    Viele Grüße

    Manfred

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