Apollo 13

 

 

 

Vorzeitiger Abbruch der Apollo-Mission

 

 

 

Apollo 13 – Vorzeitig abgebrochene NASA-Mission

 

Apollo 13 war eine Raumfahrtmission des US-amerikanischen Apollo-Programms im April 1970. Nach der Explosion eines Tanks während des Fluges zum Mond musste die geplante Mondlandung aufgegeben werden. Technische Improvisation war nötig, um die drei Besatzungsmitglieder in ihrem beschädigten Raumfahrzeug lebend zur Erde zurückzubringen. Dieser Apolloflug war der einzige, der vorzeitig abgebrochen werden musste.

 

Vorbereitung der Mission von Apollo 13

 

Die einzelnen Stufen der Saturn-V-Rakete AS-508 wurden im Juni und Juli 1969 in Cape Kennedy angeliefert. Am 15. Dezember 1969 konnte Apollo 13 zur Startrampe 39A gerollt werden. Das Apollo-Raumschiff CSM-109 erhielt den Namen Odyssey (nach Homers Odyssee), die Mondlandefähre LM-7 den Namen Aquarius (nach dem Sternbild Wassermann).

Ähnlich wie die Besatzung von Apollo 11 verzichteten die Astronauten von Apollo 13 darauf, dass ihre Namen auf dem Missionsabzeichen erschienen. Stattdessen erhielt es das lateinische Motto Ex Luna, Scientia („Vom Mond [kommt] das Wissen“). Daher musste das Logo nicht geändert werden, als einige Tage vor dem Start der Pilot Mattingly durch Swigert ersetzt werden musste.

Vorgesehen war die Landung auf dem Mond im Fra-Mauro-Hochland, wo das ALSEP (Apollo Lunar Surface Experiments Package) aufgestellt werden sollte. Dies war die erste Landestelle im Rahmen des Apollo-Programms, die nicht in einem der relativ ebenen Maria lag.

Die Landestelle versprach ein vielfältiges Spektrum an Gesteinsformen; insbesondere sollte es mit Hilfe der Gesteinsfunde möglich sein, den großen Asteroideneinschlag zu datieren, der das Mare Imbrium geformt hat. Fra Mauro war den Wissenschaftlern so wichtig, dass das Landegebiet nach dem Fehlschlag von Apollo 13 auch für die Nachfolgemission Apollo 14 nominiert wurde.

Die Besatzung hatte sich vor dem Flug ausgiebig mit geologischen Studien befasst, um während der Mondexkursionen eine möglichst hohe wissenschaftliche Ausbeute erzielen zu können.

 

Flugverlauf von Apollo 13

 

Start von Apollo 13

 

Apollo 13 startete am 11. April 1970, 19:13:00 GMT in Cape Canaveral, Florida (13:13:00 Uhr im Kontrollzentrum in Houston). Aufgrund starker Vibrationen infolge eines auftretenden Pogoeffekts schaltete das mittlere Triebwerk der zweiten Stufe 132 Sekunden zu früh selbsttätig ab, was das autonome Flugführungssystem der Rakete dadurch ausglich, dass es die verbliebenen vier Triebwerke um 34 Sekunden länger brennen ließ.

Auch die dritte Stufe brannte 9 Sekunden länger. Trotz der unerwarteten Störung war die Abweichung von der geplanten Umlaufbahn minimal. Nach eineinhalb Erdumkreisungen wurde die dritte Stufe ein zweites Mal gezündet, um Apollo 13 auf den Weg zum Mond zu bringen.

 

Der Saturn-Einschlag

 

Ein vor dem Hintergrund der folgenden Ereignisse kaum beachtetes Experiment war der Saturn-Einschlag (Einschlag der dritten Raketenstufe S-IVB) auf dem Mond. Kurz nach Abtrennung des Kommando- und Servicemoduls (CSM) und Ankopplung des Lunarmoduls (LM) wurde die dritte Stufe der Saturn V durch Ablassen des Sauerstoffs und Zünden der APS-Steuerdüsen erfolgreich auf Kollisionskurs mit dem Mond gebracht.

Drei Tage später schlug die fast 14.000 kg schwere Stufe ca. 120 km westnordwestlich des Apollo-12-Landeplatzes mit 2,5 km/s (9.000 km/h) Geschwindigkeit auf. Der Einschlag entsprach der Sprengwirkung von gut 10 t TNT. Nach ungefähr 30 Sekunden registrierte das von Apollo 12 aufgestellte Seismometer den Einschlag. Das Beben dauerte mehr als drei Stunden. Schon kurz vorher wurde vom Ionosphärendetektor eine Gaswolke registriert.

Sie war für mehr als eine Minute nachweisbar. Man nimmt an, dass der Einschlag Partikel des Mondbodens bis in eine Höhe von 60 Kilometern schleuderte, wo sie vom Sonnenlicht ionisiert wurden.

 

Unfall bei Apollo 13

 

55 Stunden und 54 Minuten nach dem Start, über 300.000 km von der Erde entfernt, explodierte einer der beiden Sauerstofftanks im Servicemodul der „Odyssey“, kurz nachdem der im Tank befindliche Ventilator in Betrieb genommen worden war. Kapselpilot Swigert meldete über Funk: „Okay, Houston, wir haben da gerade ein Problem gehabt.“ Astronaut Jack Lousma, der zu dieser Zeit im Kontrollzentrum in Houston die Funkverbindung zur Besatzung hielt, fragte nach: „Könntet ihr das bitte wiederholen?“. Daraufhin meldete sich Kommandant Lovell: „Houston, wir haben ein Problem gehabt.“

Die Explosion von Sauerstofftank 2 beschädigte auch das Leitungssystem des daneben befindlichen Tanks 1. Die drei Brennstoffzellen, die mit Sauerstoff aus den beiden Tanks gespeist wurden, um Strom und Wasser zu erzeugen, konnten daher ihre Arbeit nur noch wenige Stunden lang verrichten.

Es blieb nur die Möglichkeit, die Mission abzubrechen und Apollo 13 schnellstmöglich zurück zur Erde zu holen, da der Zusammenbruch der Sauerstoff-, Strom- und Wasserversorgung im Kommando-/Servicemodul „Odyssey“ durch nichts auszugleichen war. Zuvor mussten noch die Systeme der Kommandokapsel nach einem genau abgestimmten Schema ausgeschaltet werden, um sie später für den Wiedereintritt reaktivieren zu können.

Gleichzeitig wurden die Systeme der Mondfähre aktiviert, damit sie die Aufgaben der Navigation und der Lebenserhaltung übernehmen konnte.

Da eine direkte Umkehr wegen des unbekannten Zustandes des Haupttriebwerks ausgeschlossen wurde, musste eine Mondumrundung unter Ausnutzung des Gravitationsfeldes vollzogen werden (Swing-by-Manöver).

Dazu wurde der Kurs durch eine kurze Brennphase des Landetriebwerks der Mondfähre leicht geändert, so dass die Flugbahn nach der Mondumrundung wieder zurück zur Erde führte (ohne die Korrektur hätte sich das Raumschiff der Erde nur bis auf ca. 60.000 km genähert).

Die Mondlandefähre „Aquarius“ spielte dabei die Rolle des „Rettungsboots“, das die Besatzung versorgen musste, nachdem ein Überleben im havarierten Kommando-/Servicemodul „Odyssey“ nicht mehr möglich war.

 

Apollo 13 - Selbstgebauter Filter

Das Lebenserhaltungssystem der Landefähre war jedoch nicht dafür ausgelegt, drei Personen mehrere Tage am Leben zu erhalten. Während genügend Sauerstoff an Bord war, gab es zu wenig Wasser und insbesondere elektrischen Strom, der in der Landefähre aus Batterien bezogen wurde. Die Rückkehrreserve des Kommandomoduls (CM) – ebenfalls Batterien, die durch die Havarie teilweise entladen worden waren – musste mittels eines improvisierten Ladekabels wieder ergänzt werden.

Außerdem musste auch das überlastete Luftreinigungssystem umgebaut werden, um mit dem CO2-Filter der „Odyssey“ arbeiten zu können, der eigentlich mit dem der „Aquarius“ inkompatibel war (runde und eckige Filter). Hierzu musste aus an Bord vorhandenen Dingen, wie zum Beispiel Tüten, Klebeband, Flugplänen und sogar einer Socke ein Adapter gebaut werden. Das Bodenzentrum in Houston erarbeitete eine Prozedur, die an die Crew gefunkt wurde, die dann erfolgreich den Adapter nachbaute.

Anmerkungen

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