Das sowjetische Mondprogramm und die Rakete N-1 (Herkules)

11.08.2001 / Autor: Karl Urban

Nachdem die Sowjetunion 1957 den ersten künstlichen Ersatelliten und 1961 mit Juri Gagarin den ersten Menschen ins All brachten, war in Amerika der Schock groß.

Druckansicht

Das sowjetische Mondprogramm

Die Technik der N-1

Die Fehlstart-Serie

Warum die N-1 scheiterte

Technische Daten N-1

Start der N-1

Das sowjetische Mondprogramm
Da sich herausstellte, dass die UdSSR technisch in vielen Punkten die Nase vorn hatte, wurde der für die USA arbeitende Raketenwissenschaftler Wernher von Braun beauftragt, verschiedene realisierbare Programme zu überprüfen, in denen der politische Gegner keinen Vorteil hatte und man ihm zuvorkommen könnte. So schlug von Braun das Mondprogramm vor. Anfang der sechziger Jahre waren die sowjetischen Rakete zwar leistungsfähiger als die amerikanischen, allerdings nicht annähernd so leistungsfähig, dass sie ein ganzes Mondlanderaumschiff in den Orbit und zum Mond hätten schießen können.
Obwohl es von der UdSSR nie offiziell zugegeben wurde, unterhielt sie nicht wie die USA eines sondern sogar zwei Mondprogramme: Das eine bereitete die erste bemannte Mondumkreisung, das andere die erste bemannte Mondlandung vor, wobei zwei, statt wie bei den Amerikanern drei, Menschen an Bord sein sollten.
Die russischen Trägerraketen waren zwar von Anfang an leistungsfähiger, doch waren die Amerikaner in der Triebwerkstechnik bereits weiter. Der russische Chefkonstrukteur Koroljow entschied sich für den Einsatz von 30 Triebwerken allein in der ersten Stufe und entwickelte damit das Konzept der N-1 (westliche Bezeichnung) oder "Herkules" (der streng geheime sowjetische Entwicklungsname). Doch verzögerte ein Wettstreit mit dem Entwickler der Proton, Gluschko, das Projekt, der die bemannte Mondumkreisung mit Hilfe einer Proton durchführen wollte. Gluschko wollte lediglich lagerfähige Treibstoffe einsetzen, Koroljow hingegen Flüssigsauerstoff (LOX) und Kerosin. Erst am 24.12.1964 wurde Koroljows Konzept genehmigt, als die Entwicklung der amerikanischen Saturn V schon voll im Gange war. Als Koroljow 1967 starb, wurde dem Projekt eine wichtige Stütze genommen und das führte zuletzt auch mit zum Scheitern der N-1.

Die Technik der N-1
Die Rakete besaß vier Stufen, von der jede mit dem gleichen Treibstoff, Flüssigsauerstoff (LOX) und Kerosin, angetrieben wurde. Sie besaß eine für Trägerraketen untypische spitzkegelige Form. Die N-1 war mit 105 Metern ähnlich hoch wie die Saturn V. Die maximale Nutzlast war aber mit 70 t deutlich geringer. Man hatte gehofft, sie später auf 95 t steigern zu können.
In der ersten Stufe waren dreißig Triebwerke untergebracht, die zweite besaß acht, die dritte vier und die Oberstufe nur eines. An ihrer Spitze sollte später die Mondlandefähre starten. Nach dem Scheitern der N-1 wurde ihre dritte Stufe noch für die Proton-Rakete als Oberstufe genutzt.

Die Fehlstart-Serie
Schon vor dem ersten Start der N-1 war klar, dass man die Amerikaner nicht mehr einholen konnte, da viele Faktoren die Entwicklung verzögert hatten. Doch selbst technisch war die Rakete nach Angaben der Konstrukteure noch nicht ausgereift und daher nicht sehr zuverlässig. Doch man hoffte, dieses Problem im Laufe der Entwicklung in den Griff zu bekommen.
Am 21. Februar 1969 startete die erste N-1 - knapp vier Monate vor der ersten Mondlandung. Doch schon kurz nach dem Lift-off zeigten sich Probleme mit den Triebwerken, was wenige Sekunden später zu einem Leck in der Sauerstoffleitung führte. 68,7 Sekunden nach dem Start brach dann ein Feuer aus, was die Rakete letztlich zerstörte. Zudem funktionierte der sogenannte Fluchtturm nicht, der in einem solchen Fall den bemannten Teil des Raumschiffs absprengen sollte.
Am 3. Juli 1969 endete der Flug schon nach 0,25 Sekunden. Ein Metallstück verursachte die Explosion einer Treibstoffpumpe, was die Abschaltung der restlichen Triebwerke verursachte. Die Rakete fiel aus wenigen Metern Höhe auf die Rampe zurück. Der gesamte 150 m hohe Startkomplex wurde in einen Feuerball gehüllt und vollständig zerstört. Das brachte das sowjetische Mondlandeprogramm für 18 Monate zum Stillstand.
Erst am 25. Juni 1971, als schon einige Apollo-Raumschiffe auf dem Mond gelandet waren, fand der dritte Versuchsstart der N-1 statt. Man hatte in die Leitungen Filter eingebaut, um Teile in den Pumpen zu verhindern. Andere Schwachpunkte der Rakete waren verbessert worden, doch zeigten etwa eine halbe Minute nach dem Start wiederum Probleme.
Die 30 Triebwerke verursachten Turbulenzen, die Flugbahn und Lage der Rakete konnten nicht mehr kontrolliert werden. 50,2 Sekunden nach dem Start begann die N-1 aufgrund der hohen aerodynamischen Belastung auseinanderzubrechen. Ein Funkbefehl aktivierte eine Sekunden später die Selbstzerstörung.
Der letzte Versuch, die N-1 doch noch zu einem Erfolg zu führen, fand am 23. November 1972 statt. Zuvor wurden wiederum Verbesserungen ausgeführt, um frühere Fehler wie den Verlust der Lagekontrolle zu verhindern. Nach 107 Sekunden schaltete man einige Triebwerke ab, um die Belastung der Rakete zu minimieren. Dies führte allerdings zu einem unregelmäßigen Treibstofffluss und letztlich zur Explosion eines Triebwerks. Die Bodenkontrolle musste wiederum die gesamte Rakete notsprengen.

Warum die N-1 scheiterte
Die US-Regierung hatte für das Apollo-Programm ein Bugdet von 25 Milliarden Dollar bereitgestellt. Die um einiges schwächere Sowjet-Wirtschaft konnte kaum so viele Mittel in das Projekt investieren. Also suchte man nach Möglichkeiten, mit Hilfe von bekannten Treibstoffen, die schon bei der Sputnik-Rakete verwendet worden waren, eine leistungsfähigere Rakete zu entwickeln. Von der NASA wurden hingegen als Brennstoff der schwerer lagerbare Flüssigwasserstoff verwendet. Da die von den Ingenieuren der Sowjetunion verwendeten Treibstoffe viel weniger Schub lieferten, musste dies der gleichzeitige Einsatz von 30 Triebwerken ausgleichen. Dies führte aber später massive Probleme herbei, da die Fluglage dadurch kaum zu beeinflussen war.
Mitentscheidend beim Scheitern des Projekts war auch der Tod Koroljows 1967, da er zuvor federführend beteiligt war.

Technische Daten N-1

Stufen	4
Höhe	105 m
Durchmesser	30,09 m (Basis 1. Stufe)
Max. Nutzlast	70 t zum Mond
Erster Start	21.02.1969
Letzter Start	23.11.1972
(Starts: 4, Fehlstarts 4, Zuverlässigkeit 0%)
Treibstoff	1.-4.Stufe: Kerosin / LOX