Projekt Apollo: Geschichte und Technik der ersten Mondlandung/ Das Apollo Programm

Das Apollo Raumschiff

Das Apollo-Raumschiff war vor allen anderen Komponenten des Apollo-Programms vorhanden. Die Kapsel sollte drei Astronauten für 14 Tage mit allem versorgen was diese brauchten: Nahrung, Sauerstoff, Toiletten, Arbeits- und Schlafgelegenheiten, Schutz vor Hitze, Kälte und Strahlung und mit der Möglichkeit die Astronauten am Ende ihrer Reise wieder sicher zur Erde zu bringen und dort eine Wasserlandung durchzuführen.

Die Navigation

Die Navigation von der Erde zum Mond und eine Landung auf dem Mond war eine der größten Herausforderungen des Mondprogramms.

Die Mondrakete

Für den Flug zum Mond braucht man eine Maschine, die das Raumschiffe auf fast 40.000 Kilometer pro Stunde (2. kosmische Geschwindigkeit) beschleunigt. Dazu konstruiert das Team um Wernher von Braun eine Rakete die alles bis dahin Maßstäbe sprengt: die Saturn V Rakete. Diese Rakete war sowohl von den Maßen, als auch von der Leistung her gesehen gewaltig: Mit 111 Metern Länge und einem Gewicht von fast 2900 Tonnen stellte sie alles in den Schatten was man bis dahin kannte. Ihre drei Raketenstufen brachten das Apollo-Raumschiff und die Mondlandefähre auf aus dem Anziehungsbereich der Erde und auf den Weg zum Mond. Die erste Raketenstufe (S-I) hat fünf riesige Triebwerke mit fünf Metern Höhe, die jedes pro Sekunde eine Tonne Treibstoff verbrauchen und die Rakete bis in eine Höhe von 66 Kilometern bringen.

Das eindruckvollste Artefakt der Apollo Missionen ist sicherlich die gewaltige Saturn-Mondrakete. Die Saturn V war mit 110,5 Metern Höhe eine gewaltige Mondmaschine. Sie war in der Lage eine Nutzlast von 130 Tonnen in eine niedrige Erdumlaufbahn und 45 Tonnen auf den Weg zum Mond zu bringen. Auch wenn die Saturn-Rakete nur 12 Minuten arbeitete um ihre Nutzlast auf eine 400 km hohe Erdumlaufbahn zu bringen, so war sie doch die Grundvoraussetzung für den Mondflug.

Doch wie schafften es die Ingeniere in weniger als 10 Jahren aus einer 25 Meter hohen Redstone-Rakete eine Mondrakete zu bauen? Um das Ziel zu erreichen bauten die Ingenieure drei Raketen: die Saturn I als Technologietest, die Saturn IB als Transportmittel für Astronauten in die Erdumlaufbahn und schließlich die Saturn V als Mondrakete und Transportmittel für Weltraumstationen (Skylab).

Da man schon frühzeitig wußte, daß eine Mondrakete ein riesiges Gerät sein würde versuchte man mit den Saturn-Raketen einen Baukasten an Raketenstufen und Triebwerken zu aufzubauen, die die benötigten Werkzeuge in kleinerem Rahmen testen konnten. So war die Saturn I Rakete aus einem Bündel von acht Redstone-Raketen aufgebaut, die so das mit einem schon erprobten H1-Triebwerk getestet werden konnten, ohne gleich die gewaltigen F1-Triebwerke der Saturn V Rakete zu benötigen. Die zweite Stufe der Saturn IB-Rakete wurde als dritte Stufe der Saturn V verwendet. Die zweite und die Stufe der Saturn V verwendeten das gleiche J2-Triebwerk mit Wasserstoff- und Sauerstoffkombination. Die erste Stufe verwendete fünf riesige F1-Triebwerke, die allerdings mit relativ ungefährlichen Kerosin und Sauerstoff Kombination verwendeten. Und auch in der Steuerung der Saturn-Rakete gab es eine Instrumentation-Unit, die in der Saturn I eingeführt und bis zur Saturn V weiterentwickelt wurde.

• Die Saturn IB*

Die Saturn IB war eine zweistufige Rakete und von der NASA als Standard-Rakete für Apollo-Missionen in die Erdumlaufbahn geplant. Die Saturn I ist eine konsequente Weiterentwicklung der Saturn I und wird zunächst auch als verbesserte ("Enhanced") Saturn I bezeichnet. Von der Leistung her ist die Saturn IB ungefähr vergleichbar mit der russischen Proton-Trägerrakete. Die beiden Stufen waren in der Lage etwa 40 Tonnen in eine 400 Kilometer hohe Umlaufbahn zu bringen. Unterhalb der Apollokapsel gibt es unter der Verkleidung auch genug Raum um eine Mondlandefähre in eine Erdumlaufbahn zu bringen. Die erste Stufe bestand aus acht H1-Triebwerken, die aus einem Cluster von 8 Tanks mit Kerosin und flüssigem Sauerstoff versorgt wurden. Die vier Triebwerke im inneren sind starr, während die vier äußeren Triebwerke schwenkbar aufgehängt waren. Im Gegensatz zur Saturn I, besgand die zweite Stufe der Saturn IB aus einem einzelnen J2-Triebwerk mit flüssigem Wasserstoff (LH2) als Treibstoff und flüssigem Sauerstoff (LOX) als Oxidator. Diese S-IV Raketenstufe wurde bei der Saturn V als mehrmals zündbare dritte Raketenstufe wiederverwendet. Als weitere Unterschiede zur Saturn I waren bei der Saturn IB die Leitwerksflossen deutlich verkleinert worden und die Rakete war man-rated, d.h. für bemannte Missionen geeignet. Die Saturn IB wurde unbemannt für den Test der Apollokapsel und der Mondlandefähre verwendet. Bemannt für sie für die Apollo-Missionen 7 und 9, die Skylab Missionen Skylab 2-4 und das Apollo-Sojus Test Project (ASTP) verwendet. Genau wie bei Ihren Schwesterraketen funktionierte auch hier die Technik hundertprozentig und es kam zu keinem einzigen Verlust. Doch für die bemannten Mondlandungen wurde eine noch deutlich größere und leistungsfähigere Trägerrakete benötigt: die gewaltige Saturn V.

Die Mondlandefähre

Um auf dem Mond zu landen benötigen die Astronauten ein Raumschiff. In den ersten Überlgegungen sollte das gesamte Apollo Raumschiff auf dem Mond landen. Doch dies wurde verworfen, da die NASA für diese Mondlandestrategie entweder mehrere Saturn V Starts oder eine noch größere Mondrakete mit der Bezeichnung Saturn C-8 benötigt hätte. Diese zu entwickeln hätte noch mehr Zeit gekostet und wäre ein Risiko für das Gelingen der Mondlandung bis zum 31.12.1969 gewesen. Daher schlug der bis dato ziemlich unbekannter Forscher Haubold vor doch mit einem kleinen Raumschiff (er nannte es Beiboot) auf dem Mond zu landen während das Apollo-Raumschiff mit dem dritten Astronauten weiter um den Mond kreiste. Damit war sichergestellt, dass eine Mondlandung mit einem einzigen Start einer Saturn V Trägerrakete gelingen könnte, die zwei separate Raumschiffe (die Kommandokapsel und die Mondlandefähre) zum Mond transportiert.