Ein Beitrag von Martin Knipfer. Quelle: NASA.

Rückblick

Orions langer Weg zu seinem Erstflug EFT-1 (Exploration Flight Test 1) begann vor über drei Jahren, genauer gesagt am 9. September 2011, mit dem Fertigungsbeginn der Kapsel in den riesigen Hallen der Michoud Assembly Facility (MAF) nahe New Orleans. Die erste Komponente des Raumschiffs, die konstruiert wurde, war die Druckkapsel von Orion. Sie besteht aus Aluminium und soll bei späteren bemannten Orion-Flügen der Bereich sein, in dem sich die Besatzung aufhalten wird. Nach der Fertigstellung dieser Druckkapsel im Juni 2012 wurde sie zu dem Operations and Checkout Building des Kennedy Space Centers (KSC) in Florida verschifft. Dort wurde das Raumschiff mit sämtlichen Systemen ausgestattet, das es für einen erfolgreichen Flug benötigt. Zu diesen gehören etwa die Steuertriebwerke der Kapsel oder die Avioniksysteme. Diese Computersysteme wurden im Oktober 2013 das erste Mal aktiviert. Zwei Monate später wurden der diskusförmige untere Hitzeschild der Kapsel –der größte seiner Art, der je gebaut wurde- und das turmförmige Startabbruchsystem fertiggestellt. Im Januar 2014 folgte das Servicemodul, das Orion während des Fluges mit Strom versorgen soll. Im März 2014 kamen dann die beiden Booster der Trägerrakete vom Typ Delta IV Heavy im Cape Canaveral an, im Mai folgte die Haupt- und die Oberstufe. Die Kapsel erhielt unterdessen im Juni 2014 ihren unteren Hitzeschild und wurde im Juli mit dem Servicemodul verbunden. Nachdem Ende August der obere Hitzeschild –bestehend aus mehreren Hundert Kacheln- an der Kapsel montiert wurde, war Orion nun fertiggestellt und wurde im September dann feierlich aus dem Operations and Checkout Building herausgerollt. Das Raumschiff wurde in einem weiteren Gebäude auf dem Gelände des KSC betankt, danach wurde im Oktober 2014 das Startabbruchsystem installiert. Inzwischen wurden im September sämtliche Stufen der Delta IV Heavy Trägerrakete miteinander verbunden, im Oktober wurde sie auf den Startplatz SLC-37 herausgerollt. Dann, am 12. November, wurde auch das Orion-Raumschiff zum Startplatz gebracht und mit der Rakete verbunden.

Nachdem mehrere kleinere Vorbereitungen abgeschlossen wurden, wurde Orion in den vergangenen Tagen mit zahlreichen Utensilien beladen. Zu diesen gehören unter anderem ein Sauerstoffschlauch, der bereits bei der ersten Mondlandung von Apollo 11 verwendet wurde, ein kleine Probe Mondstaub, ein Knochen eines Fossiles eines Tyrannosaurus Rex und ein Mikrochip, auf dem über eine Million Namen von Weltraumenthusiasten gespeichert, die sich dafür auf einer Internetseite registriert haben. Daneben sind Gedichte, Musik, Münzen, Flaggen sowie wissenschaftliche Instrumente mit dabei. Diese Gegenstände sollen bei diesem historischen Erstflug von Orion den technischen und kulturellen Fortschritt der Menschheit ausdrücken und sie zu neuen Errungenschaften in den genannten Bereichen inspirieren. Für die junge Generation werden auch zahlreiche Sachen von der amerikanischen Version der Sesamstraße an Bord sein, wie etwa ein Keks des Krümelmonsters. Das Raumschiff mit verschiedensten Gegenständen zu beladen, ist in der bemannten US-Raumfahrt durchaus üblich, bereits die ersten Mercury-Raumschiffe hatten Münzen an Bord.

Unterdessen werden an der Westküste der Vereinigten Staaten zahlreiche Luftfahrzeuge darauf vorbereitet, den Wiedereintritt und die Landung von Orion in pazifischen Ozean aufzunehmen. So möchte man wichtige Daten über diesen letzten Abschnitt des Fluges gewinnen. Zu diesen Luftfahrzeugen gehört eine NP-3D der US-Marine, mit der Ingenieure des Langley Research Centers Temperaturdaten über den Wiedereintritt der Kapsel sammeln wollen. Eine zweite NP-3D wird ebenfalls zugegen sein, jedoch ihre Beobachtungen auf die Entfaltung der Fallschirme und die Wasserung konzentrieren. Darüber hinaus werden zwei MH-60S Militärhelikopter die letzten 3.000 Meter der Landung verfolgen, bevor sie die Bergung der Kapsel unterstützen. Zu guter Letzt wird auch noch eine Predator-Drohne die Landung für den Streamingkanal NASA TV aufnehmen. Ob der Flug morgen tatsächlich stattfinden kann, steht noch in den Sternen, schließlich steht die Wahrscheinlichkeit für Wetterbedingungen, die einen Start erlauben, nur bei 70 %. Orion, die Delta IV Heavy-Trägerrakete und die Bodenanlagen sind jedenfalls auf „Go“: Gestern wurde das sogenannte „Launch Readiness Review“ erfolgreich abgeschlossen, eine letzte Überprüfung, ob Orion, die Delta IV Heavy-Trägerrakete und die Bodensysteme bereit für den Flug sind.

Ausblick

Sollte auch das Wetter auf „Go“ stehen, erwartet Orion morgen eine wahre Feuertaufe gleich bei seinem lange erwarteten Erstflug. Es beginnt schon bei dem Start: Während des gesamten Aufstiegs in den Weltraum wirken enorme dynamische Kräfte auf das Raumschiff. Nach etwa vier Minuten werden die seitlich angebrachten Booster der Trägerrakete abgeworfen, nach fünfeinhalb Minuten die zentral angebrachte Hauptstufe. Danach zündet die zweite Stufe etwa elf Minuten lang und befördert Orion in einen niedrigen Erdorbit. Nach einer Erdumrundung auf dieser niedrigen Umlaufbahn zündet die Oberstufe zwei Stunden nach dem Start erneut und hebt die Bahn an. Das Raumschiff wird sich dann bis zu 5.800 Kilometer von der Erde entfernen, das ist mehr als die 14-fache Bahnhöhe der Internationalen Raumstation ISS! Während dieses Orbits passiert Orion zweimal (hin- und zurück) den Van-Allen Gürtel, eine Zone, in der sehr starke elektromagnetische Strahlung auf sämtliche Systeme des Raumschiffs wirken wird. Nachdem das Raumschiff wieder der Erde näher kommt, trennt sich die Kapsel etwa dreieinhalb Stunden nach dem Start von dem Servicemodul ab und sorgt mithilfe seiner kleinen Steuertriebwerke für eine korrekte Ausrichtung. Orion nähert sich nun unaufhaltsam der Erde, und das mit einer Geschwindigkeit von über 32.000 km/h. Dann, nach etwa vier und einer Viertel Stunde, trifft die Kapsel mit dem Hitzeschild voran auf die Erdathmosphäre. Durch diesen Wiedereintritt wird Orion abgebremst, der Hitzeschutzschild an der Unterseite erhitzt sich dabei auf über 2.200 °Celsius. Danach sollen sich 11 Fallschirme in einem hochkomplexen Prozesses entfalten und dafür sorgen, dass Orion etwa viereinhalb Stunden nach dem Start sanft mit nur 30 km/h im pazifischen Ozean landet.

Danach wird die Orion-Kapsel geborgen und zurück an Land gebracht. Bei EFT-1 werden wichtige Daten während des Fluges von zahlreichen Instrumenten gesammelt. Diese Daten sind äußerst wichtig für weitere Entwicklungsarbeiten an Orion und machen deshalb eine sichere Bergung der Kapsel unumgänglich. Zuerst werden zwei Helikopter von dem Deck des Bergungsschiffes USS Anchorage aufsteigen und die Kapsel lokalisieren. Wurde sie gefunden, so nähert sich ein Team der US-Marine in Schlauchbooten ihr und inspiziert die Kapsel auf mögliche Beschädigungen. Danach wird Orion mithilfe eines Seiles auf ein mit Wasser gefülltes Deck der USS Anchorage gezogen. Das Wasser wird abgelassen und das Schiff steuert den Hafen von San Diego an. Dort wird Orion ausgeladen und zum Kennedy Space Center in Florida zurückgebracht, wo die Kapsel eingehend untersucht und auf ihren nächsten Flug vorbereitet wird. Es handelt sich dabei um Ascent Abort 2, einen suborbitalen Test des Startabbruchssystem 2018. Der nächste Flug von Orion ins All soll nicht später als im November 2018 mit Exploration Mission 1 (EM-1) erfolgen. Diese Mission wird zugleich auch der Erstflug der neuen Schwerlastrakete der NASA sein, des Space Launch Systems, und Orion bis zum Mond führen. Das Raumschiff soll bei diesem Flug ein europäisches Servicemodul auf Basis des Servicemoduls des Raumfrachters ATV verwenden, die ersten Exemplare Hardware, die bei diesem Flug zum Einsatz kommen sollen, sind bereits fertiggestellt. Uns erwarten also nicht nur morgen spannende Zeiten mit dem Orion-Raumschiff.

Update 16:55

Der heutige Startversuch wurde leider abgebrochen. Der Mobile Service Tower, eine Struktur auf dem Startplatz, in der die Trägerrakete und Orion auf den Start vorbereitet wurde, wurde gegen 6:00 morgens zurückgefahren. Danach begann die Betankung der Delta IV Heavy mit flüssigem Wasserstoff (LH2) und flüssigem Sauerstoff, den Treibstoffen. Auch dieser Vorgang lief erfolgreich ab, sodass 19 Minuten vor dem Start der Countdown planmäßig angehalten werden konnte. Doch dann begannen die Probleme: Zuerst befand sich ein Boot im Startbereich, deshalb wurde der Start von 13:05 auf 13:17 verschoben. Danach gab es Probleme mit dem Wetter, genauer gesagt mit dem Wind. Zuerst wurde der Start auf 13:55, danach auf 14:26 verschoben. Schließlich trat das Problem auf, das letztendlich zum Abbruch des heutigen Startversuches führte: Sensoren zeigten an, dass das Ventil, das in dem LH2-Tank der Hauptstufe der Rakete angebracht war, nicht korrekt funktionierte. Alle Versuche, das Problem zu lösen, scheiterten, und so musste der heutige Startversuch leider abgebrochen werden. Morgen wird um 13:05 ein neuer Versuch unternommen, hoffen wir, dass er dieses Mal erfolgreich ist.

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• EFT-1 Delta IV Heavy mit Orion
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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: SpaceX, Raumcon. Vertont von Peter Rittinger.

Eine Bergungsoperation ist bereits angelaufen. An Bord der Kapsel befinden sich etwa 1.210 kg Rückfracht. Der größte Teil davon, etwa 660 kg, sind gut verpackte, teils tiefgekühlte Ergebnisse wissenschaftlicher Experimente sowie Teile von Experimentiereinrichtungen, die im Auftrag der NASA und anderer Raumfahrtorganisationen der ISS-Partner an Bord der Internationalen Raumstation durchgeführt bzw. verwendet wurden.

Für die kanadische CSA sind Proben und Hardware-Teile von Microflow und Vascular an Bord, für die ESA Ergebnisse bzw. Teile von Energy und Biolabs und für die JAXA Materialien von Medaka, Hair, Stem Cells, Hikari, EPO und MIP2. Der größte Teil der Proben und zurückgeführten Utensilien stammen von Experimenten der NASA, darunter HRP, BCAT, BRIC, Cell Bio Tech, CGBA, PIG und SCK.

Es wurde aber auch ein Teil der Stationseinrichtung für Untersuchungen zur Erde zurückgeführt. Dies sind insgesamt 401 kg eines medizinischen Systems (Crew Health Care System), eines Umweltkontrollsystems (Environmental Control and Life Support System), des Stromversorgungssystems EPS (Electric Power System) sowie von TCTT.

Dragon war heute Mittag gegen 11.56 Uhr MEZ vom Manipulatorarm der ISS entlassen worden und hatte nach mehreren Abstandsmanövern gegen 16.42 Uhr MEZ mit dem etwa zehnminütigen finalen Bremsmanöver begonnen. Kurz darauf trat die Kommandokapsel in dichtere Schichten der Erdatmosphäre ein und wurde dadurch stark abgebremst. Anschließend öffneten sich zunächst Pilot- und später die drei Hauptfallschirme, die den Flug weiter bremsten. Gegen 17.34 Uhr wasserte die Kapsel im Pazifik bei den Koordinaten 30,5° Nord, 120° West.

Dragon-CRS 2 war am 1. März an der Spitze einer Falcon-9-Trägerrakete gestartet und wurde zwei Tage später an der Internationalen Raumstation festgemacht. Mit der Wasserung ging die dritte erfolgreiche Mission eines Dragon-Raumschiffs zur ISS zu Ende.

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• Dragon-CRS 2 ab 22. März 2013

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, SpaceX.

Mit ihr kehren etwa 900 kg ausgediente Gerätschaften, Ergebnisse wissenschaftlicher Studien, vor allem Blut- und Urinproben, sowie Verpackungsmaterial zur Erde zurück. Die Blut- und Urinproben wurden im Rahmen verschiedener Untersuchungen gewonnen, mit denen man Veränderungen im menschlichen Organismus während eines längeren Aufenthaltes in der Schwerelosigkeit oder die Wirkung von entgegen wirkenden Medikamenten feststellen möchte.
Dragon CRS 1 war am 8. Oktober zur ISS gestartet, hatte sich am 9. Oktober der Station so weit genähert, dass das Raumschiff mittels Stationsmanipulator angekoppelt werden konnte, war gestern Mittag wieder abgekoppelt und gegen 14.30 Uhr frei gelassen worden. Anschließend wurden mehrere Bremsmanöver absolviert, die schließlich im Wiedereintritt der Kapsel mündeten.

Durch die Luftreibung war dabei die Geschwindigkeit von gut 28.000 km/h auf etwa 400 km/h abgebremst worden. Danach öffneten sich Pilot- und Landefallschirme, die den Fall weiter bremsten und so für eine sanfte Wasserung sorgten.

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• Falcon 9 / Dragon CRS 1
• ISS-Expedition 33

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Ein Beitrag von Daniel Maurat. Quelle: NASASpaceFlight.com, SpaceFlightNow.com, AviationWeek.

Bei diesem dritten Flug einer Falcon 9 und dem zweiten Flug einer Dragon-Kapsel, wobei diese erstmals voll funktionsfähig sein wird, ist das Ziel die Internationale Raumstation ISS, wobei erstmals ein Dockingmanöver durchgeführt werden soll. Diese Mission mit dem Namen COTS 2/3 besteht eigentlich aus zwei separaten Missionen, nämlich COTS 2 und COTS 3. Bei COTS 2 sollte eine Dragon-Kapsel ein Annäherungsmanöver an die ISS durchführen, um die Kommunikation zwischen Raumschiff und Station zu testen. Auch sollte im All über mehrere Tage getestet werden, ob die Kapsel den Weltraumbedingungen standhalten würde. Bei der Mission COTS 3 wäre es schließlich zur Kopplung gekommen. Diese zwei Missionen werden nun nach einem Jahr Diskussionen und Verhandlungen in einem Flug durchgeführt.

Der Start der Kapsel soll am 7. Februar 2011 von der Startanlage 40 der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) in Florida aus stattfinden. Als Träger wird wie bereits erwähnt eine Falcon 9, wie die Dragon ebenfalls von SpaceX gebaut, genutzt. Am 9. Februar, also zwei Tage nach dem Start, soll sich die Dragon erstmals der ISS annähern, um eine Reihe von Sensoren und Systeme zu testen, so etwa die Bedienungskonsole CUCU (Commertial orbital transport services Ultra-high frequency Communication Unit). Am 11. Februar schließlich soll die Kapsel vom Stationsroboterarm Canadarm 2 genommen und am Modul Harmony angekoppelt werden, ähnlich wie das japanische HTV.

Nach der Kopplung können erstmals Astronauten in die Dragon-Kapsel steigen, welche noch keinen Nachschub dabei haben wird. Dies wird erst bei späteren Missionen der Fall sein. Nachdem die Luken zwischen Dragon und Station geschlossen wurden und die Kapsel wieder abgekoppelt wurde, wird sie nach 22-tägigem Flug voraussichtlich am 29. Februar 2012 auf der Erde wassern, genauer gesagt im Pazifik.
Geplant war zunächst, zusätzlich zur Dragon-Kapsel zwei Orbcomm-Kommunikationskleinsatelliten in den Orbit mitzunehmen. Da aber die NASA Bedenken bezüglich der Sicherheit der ISS bei einem eventuellen Fehlschlag hat, wird nur ein Kleinsatellit mit der Dragon gestartet.

Verwandte Websites:

• Meldung bai SpaceFlightNow.com
• Meldung bei NASASpaceFlight.com

Raumcon:

• Falcon 9/Dragon COTS-2

Der Beitrag Startdatum für COTS 2/3 festgelegt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, NasaSpaceflight, Raumcon.

Dabei soll ein drittes Testmodell der Orion mehrere Erdumrundungen absolvieren und anschließend im Pazifik wassern. Da bis dahin keine spezielle Trägerrakete für das Raumfahrzeug zur Verfügung steht, soll der Flug auf einer Delta IV Heavy starten. Orion wird dabei noch nicht über Solarzellenpaneele verfügen.

Gegenwärtig werden sowohl Vorbereitungen für den Bau des Raumschiffs als auch für die Schaffung einer Managementstruktur für den Flug vorgenommen. Das Mission Operations Directorate (MOD) der NASA will bis Oktober entsprechende Posten in Denver, Houston und Florida eingerichtet haben.

Bisher verfügt Lockheed Martin über zwei Testmodelle der Orion-Kapsel. Das erste hat gerade Wasserungstests in Langley absolviert, das zweite befindet sich zu Vibrations- und Belastungstests in Denver. Hier sind demnächst Akkustiktests des Gespanns aus Kapsel und Rettungssystems (LAS = Launch Abort System) vorgesehen. Alle Erfahrungen sollen in den Bau des dritten Modells, das für den Orion Test Flight 1 geplant ist, einfließen.

Dessen Rohbau beginnt mit ersten Schweißarbeiten am 22. August und soll bis März 2012 weitgehend abgeschlossen sein. Dann wird das Raumschiff ans Kennedy Space Center in Florida transportiert, getestet, fertiggestellt und auf die Mission vorbereitet.

Noch diskutiert wird, ob man bei diesem ersten Testflug bereits das LAS aufsetzt. Darin sieht Lockheed Martin eine Möglichkeit, am Entwicklungsstand der Dragon-Kapsel von SpaceX vorbeizuziehen.

Raumcon:

• NASA-Raumschiff Orion
• Zukunft der bemannten (US-)Raumfahrt
• Space Launch System (SLS)

Der Beitrag Orion-Testflug im Juli 2013 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Gero Schmidt. Quelle: t/space.

Die NASA plant, diesen Herbst einen Auftrag für bemannte Flüge zur Internationalen Raumstation (ISS) auszuschreiben. Der Vertrag mit der Firma, die den Zuschlag erhält, wird, anders als sonst im US-Raumfahrtsektor üblich, einen Kostenrahmen festlegen, der nicht überschritten werden kann. Außerdem wird die NASA die Gelder nur schrittweise, jeweils nach Erreichen bestimmter Meilensteine durch die Firma, freigeben. So soll gewährleistet werden, dass das Programm kostengünstig und schnell durchgeführt werden kann.
Diese Initiative ist unabhängig von der Entwicklung des CEV für bemannte Mond- und Marsmissionen durch einen der großen Raumfahrtkonzerne (entweder Lockheed Martin oder Boeing/Northrop Grumman).

Die Transformational Space Corporation, kurz t/space, ein Konsortium zu dem unter anderem Burt Rutans Firma Scaled Composites und andere kleine Luft- und Raumfahrtunternehmen wie AirLaunch und Orion Propulsion gehören, rechnet sich große Chancen aus, den NASA-Auftrag zu gewinnen. Man will für die Flüge zur ISS einen kleinen Crewtransporter, CXV genannt, entwickeln.

Das CXV soll eine Kapsel werden, die an der Spitze einer zweistufigen Rakete, welche zuvor von einem Trägerflugzeug abgeworfen wird, ins All startet. Sie ist ausschließlich auf den Crewtranport ausgelegt und soll vier Astronauten zur Raumstation bringen können. Die Kapsel wird an Fallschirmen im Wasser landen und wiederverwendbar sein.

Bereits im September 2004 hatte t/space zusammen mit sieben weiteren Firmen von der NASA den Auftrag erhalten, vorläufige Pläne für eine Rückkehr zum Mond auszuarbeiten. Insgesamt erhielt das Konsortium dafür 6 Millionen Dollar. Doch statt wie die anderen Firmen mit diesem Geld nur theoretische Studien durchzuführen und ein paar Power Point-Präsentationen zu erstellen, nutzte man bei t/space einen Teil der Mittel, um praktische Vorarbeit für das CXV-Projekt zu leisten.

Im Mai und Juni diesen Jahres erprobte man mit einem Testmodell von Rakete und Kapsel (23% Originalgröße) den Abwurf von einem Trägerflugzeug, in diesem Fall der Proteus-Jet von Scaled Composites. Dabei wurde erfolgreich demonstriert, dass eine Aufrichtung der Rakete in die Vertikale auch ohne eigene Flügel möglich ist.
Bei dem gestrigen Test vor der Pazifikküste sollte vor allem das Fallschirmsystem für die Wasserlandung ausprobiert werden. Ein 1:1-Modell der CXV-Kapsel wurde dazu von einem Helikopter auf etwa drei Kilometer Höhe geschleppt. Nach dem Abwurf öffneten sich alle drei Fallschirme, einer allerdings nicht vollständig. Nach sechs Minuten ging die Kapsel im Wasser nieder und wurde geborgen.

Bei t/space ist man mit dem Testergebnis zufrieden. Man habe bereits die Ursache für die Fehlfunktion eines der Fallschirme festgestellt und die Tatsache, dass überhaupt solche Test stattfänden, beweise, dass man sehr schnell und kostengünstig arbeite.

Der Beitrag Innovatives Raumfahrt-Unternehmen testet Prototypen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Felix Korsch. Vertont von Dominik Mayer.

Entwicklung
Gemini wurde aus der Not geboren, wobei es der NASA möglich war, hieraus eine Tugend zu machen. Nach Einstellung der Mercury-Flüge würde, das war relativ früh klar, eine zeitliche Lücke von drei oder gar vier Jahren bis zum Beginn der Apollo-Missionen klaffen – wertvolle Jahre, die man dringend benötigte, um die erforderlichen Technologien, z. B. Kopplungsmechanismen, Lebenserhaltungssystem, EVA-Anzühe etc., zu erproben. Aus diesem Grund wurde ursprünglich angedacht, das bestehende Mercury-System zu einer zwei Mann fassenden Kapsel, genannt Mercury Mark II, zu erweitern. Der Vorteil: Durch den Rückgriff auf vorhandene Technik ließen sich Entwicklungskosten sparen und die Zeit bis zum Beginn des bemannten Apollo-Flugprogramms ließe sich nutzvoll überbrücken. Die wesentlichen Veränderungen hätten im Einbau eines zweiten Sitzes, der Montage einer leistungsfähigen Manövriereinheit und dem Einsatz einer bereits existierenden Oberstufe als Docking-Attrappe bestanden. Zum Vereinfachen des Handlings plante man außerdem an einer modularisierten Inneneinrichtung, die einen Austausch oder das Hinzufügen von Komponenten vereinfacht und Mercury Mark II zu einer leistungsfähigen Plattform für bemannte Raumflüge gemacht hätte.

Allerdings führte die Entwicklung die „neue“ Kapsel immer weiter weg vom Original. Zudem hätten sich Platzprobleme innerhalb der Kapsel ergeben, was die Forschungsarbeiten behindert hätte. Den Ausschlag gab auch der Mangel einer passenden Trägerrakete: die Masse der Mercury Mark II wäre ungleich höher ausgefallen als die der Mercury-Kapsel – kaum machbar für Mercury-Atlas. Auch wäre das neue System „inkompatibel“ gewesen: durch den Einbau von leistungsfähigen Manövriertriebwerken hätte sich der Basisdurchmesser der Kapsel vergrößert, so dass Mercury Mark II nicht mehr auf das bisherige Trägersystem gepasst hätte. Die Folge war die Trennung von Mercury Mark II von Mercury und es entstand „Gemini“ als separates Projekt.

Immerhin konnte man nun von Beginn an die Abmessungen und Masse der Kapsel auf das zu verwendende Trägersystem, die Titan II, anpassen und genau planen. Die Verwandtschaft mit Mercury beschränkte sich schließlich auf das Optische; Gemini war vielmehr ein wirklicher Schritt hin zu Apollo. Die Innenausstattung bot genügend Platz für zwei Konturenliegen sowie die Möglichkeit zur Durchführung kleinerer Experimente durch genügend Bewegungsfreiheit im Inneren. Viele Aspekte des Designs erinnerten unfreiwillig an militärische Systeme: Schleudersitze zum Ersetzen des Startturms als Rettungsmöglichkeit in den ersten Flugsekunden, Displays ähnlich denen in Kampfjets und ein Radar machten Gemini zu einer steuerbaren Konservenbüchse. Überhaupt stand bei der Entwicklung auch die Steuerbarkeit des gesamten Systems im Orbit wie beim Wiedereintritt weit oben, wobei die Air Force versuchte, maßgeblich Einfluss zu nehmen und für das eigene Raumfahrtprogramm, welches mit Dyna-Soar bereits auf der Streichliste stand, zu retten.

Da eine wirkliche Steuerung durch das kegelartige Design nicht ohne Weiteres möglich war, dachte man an die Einführung kleiner Deltaflügel. Daraus wurde der Einfachheit halber ein riesiger Paraglider. Durch ein solches Landeszenario wäre eine Landung auf dem Gebiet der USA möglich und man wäre nicht mehr an aufwendigen Such- und Bergungsaktionen auf hoher See angewiesen. Doch die Entwicklung dieses Subsystems verzögerte sich.

Die Gestaltung als Ganzes war eine ingenieurtechnische Meisterleistung. Nur 50% schwerer als Mercury konnte Gemini zwei Besatzungsmitglieder aufnehmen, besaß die Möglichkeit einer weitreichenden manuellen Steuerung und EVA-Luken. Allerdings: Diese Einsparungen machten das Handling schwierig. So bekam Gemini den Spitznamen „Gusmobile“, da in der Testphase der Astronaut Virgil „Gus“ Grissom der Einzige war, der sich in die Kapsel zwängen konnte. An sich bot die Kapsel zwar genug Platz, doch die Anordnung der Instrumente und der Konturenliegen machten es beispielsweise unmöglich, sich innerhalb der Kapsel auszustrecken. Ein Umstand, der sich besonders bei den längeren Gemini-Missionen (u.a. 5 und 7) nachteilig auswirkte. Konnte man die Astronauten auf der Erde noch in die Sitze pressen, so war es eine extrem langwierige (und wohl auch schmerzhafte) Prozedur, bei Schwerelosigkeit nach einer EVA zurückzukehren, sich wieder in seinen Sitz zu zwängen und die Luke zu schließen. Aus diesem Grund war das Training der Gemini-Astronauten sehr hart.

Die zwölf angesetzten, davon zehn bemannten Flüge wurden zu einem Erfolg für die NASA, auch wenn Gemini nicht ganz von Schwierigkeiten und brenzligen Situationen verschont wurde. Folgende Aufgaben erfüllte das Programm:

• Durchführung erster Langzeitmissionen mit einer Länge von bis zu zwei Wochen
• aktive Eingriffe in die Bahn des Raumschiffs, Erprobung der manuellen Steuerungssysteme
• Durchführung und Simulation von Kopplungsszenarien
• maßgebliche Erweiterung des Experimentalprogramms gegenüber Mercury
• Ermöglichung von Weltraumausstiegen (EVAs)
• teilweise gesteuerter Wiedereintritt der Kapsel

Technische Daten
Das Raumschiff besteht aus drei Hauptkomponenten: einem sich nach vorn verjüngendem Kopplungszylinder, der konischen Wiedereintrittssektion und der weniger zylinderförmigen Gerätesektion. Zur Erde zurück kehrten jeweils nur die beiden erstgenannten Sektionen, wobei der Kopplungszylinder auch die Bergungseinrichtung beinhaltet. Beide Sektionen sind zusammen 3,4 Meter hoch/lang und besitzen einen Basisdurchmesser von 2,3 Metern. Die 2,3 Meter hohe Antriebs- und Gerätesektion mit einem maximalen Durchmesser von 3,05 Metern beinhaltet 16 Einzeltriebwerke. Mit Schüben zwischen 12 und 46 kg wurden sie hauptsächlich zur Bahnkorrektur und der Einleitung des Wiedereintritts benötigt. Zwecks Lagestabilisierung wurden 16 weitere kleine Düsen mit jeweils ca. 12 kg Schub rund um das Raumschiff angeordnet. Für die Energieproduktion sorgten schon damals sehr fortschrittliche Brennstoffzellen. Zwecks Masseeinsparung wurde fast das gesamte Raumschiff mit Titan- und Magnesiumlegierungen ummantelt.

Flugverlauf
Es fanden insgesamt zwölf orbitale Einsätze von Gemini statt. Zehn davon waren mit jeweils zwei Astronauten bemannt.

• Gemini 3: 23. März 1965. Virgil „Gus“ Grissom, John Young.
  Während nur drei Orbits (~4,9 Stunden) wurden erfolgreiche Bahnänderungen der Kapsel durchgeführt. Young schmuggelte übrigens unerlaubt ein Corned Beef-Sandwich an Bord, wofür beide später Schwierigkeiten bekamen.
• Gemini 4: 3. Juni 1965. James McDivitt, Edward White.
  Während dieser 62 Erdumläufe umfassenden Mission führte Edward White nach dem Russen Alexej Leonow, der ihm zuvor kam, den ersten Ausstieg einer Amerikaners in den freien Raum (EVA: extra-vehicular activity) durch. Diese rund 21 Minuten währende Aktion litt unter großen Pannen und man entging einmal mehr nur knapp einer Katastrophe. Die sichere Landung erfolgte am 7. Juni.
• Gemini 5: 21. August 1965. Gordon Cooper, Charles Conrad.
  Erstmals wurde hier ein länger währender Gemini-Flug durchgeführt, auf dem auch die für ein Rendezvous nötige Navigationssysteme erprobt wurden. An Bord kam es innerhalb der achttägigen Mission zu mehreren kritischen Situationen, die aber allesamt mit Bravour gemeistert werden konnten. Erstmals wurden Brennstoffzellen zur Energieerzeugung genutzt. Die beiden Raumfahrer brachten ihr Gefährt am 29. August wieder zu Boden.
• Gemini 7: 4. Dezember 1965. Frank Borman, James Lovell.
  Diese Mission wurde zu einem vorläufigen Dauerflug-Rekord, der auch gegenüber den Russen bis 1970 verteidigt werden konnte. Interessant war dies im Hinblick auf die Mondmissionen: so konnte das Zusammenspiel der Crew über mehrere Tage hinweg und auf engstem Raum erprobt und die Möglichkeit eines Mondfluges bewiesen werden. Gemini 7 diente außerdem als Kopplungsziel für Gemini 6, welche aus technischen Gründen erst nach Gemini 7 startete. Nach 206 Erdumkreisungen oder 330,6 Stunden landete man sicher am 18. Dezember 1965.
• Gemini 6: 15. Dezember 1965. Walter Schirra, Thomas Stafford.
  Die mit 16 Orbits nur knapp mehr als einen Tag dauernde Mission war äußerst erfolgreich: so näherte man sich Gemini 7 bis auf 30 cm und legte damit den Grundstein für spätere Kopplungsmanöver, wie sie für sämtliche Mondlande- und Raumstationsplanungen von Bedeutung waren.

• Gemini 8: 16. März 1966. Neil A. Armstrong, David Scott.
  Zwar gelang die geplante Kopplung mit dem unbemannten Agena-Zielflugkörper, doch rund 20 Minuten später wurde durch einen Kurzschluss eine Lagestabilisierungsdüse in Funktion gesetzt, welche die Kapsel schnell und unkontrolliert rotieren ließ. Nur knapp entging man dabei einer Katastrophe. Die beiden Astronauten wirkten der Drehbewegung zuerst durch die Zündung einer gegenläufig gerichteten Düse per manueller Steuerung entgegen und koppelten dann von der Agena ab. Nach nur 6,5 Orbits bzw. 10,7 Stunden Flugzeit wurde eine Notlandung initiiert, um weiteren Problemen vorzubeugen.

• Gemini 9: Thomas Stafford, Eugene Cernan.
  Die Gemini 9-Mission wurde von der Backup-Crew durchgeführt, da die Stammcrew, Elliot See und Charles Bassett, bei einem Flugzeugunglück ums Leben kam. Da die Agena-Oberstufe diesmal ihre Verkleidung nicht löste (es entstand das oft zitierte „Krokodil“ im Weltall) kam es nicht zur Kopplung, sondern nur zu insgesamt drei Rendezvous. Während der 72-stündigen Mission wurde das Rendezvous-Manöver dreimal vollführt und „nebenbei“ zwei EVAs ausgeführt.
• Gemini 10: 18. Juli 1966. John Young, Michael Collins.
  Bei dieser Mission wurden gleich zwei Kopplungsziele angeflogen: zunächst kam es zu einer Kopplung mit Agena 10 und anschließend zu einem Rendezvous mit Agena 8. Dabei konnte das Triebwerk der Agena 10-Oberrstufe verwendet werden, um die Flughöhe des Gesamtkomplexes zu erhöhen. Die Rückkehr erfolge nach 70,8 Stunden respektive 43 Erdorbits
• Gemini 11: 12. September 1966. Charles Conrad, Richard Gordon.
  Bei Gemini 11 wurde erneut ein Zielflugkörper angeflogen, diesmal aber durch ein Kabel mit der Gemini-Kapsel verbunden und er Gesamtkomplex in Rotation versetzt, um Erfahrungen mit der Schwerkraftstabilisierung zu sammeln. Außerdem wurde durch Einsatz der Agena-Triebwerke ein neuer Höhenrekord aufgestellt: 1372 km hoch lag kurzzeitig das Apogäum. Nebenbei vollführte Gordon einen „kompletten“ Außenbordeinsatz und öffnete zweimal kurz die Luke ins All. Die Landung erfolgte sicher nach 44 Erdumkreisungen.
• Gemini 12: 11. November 1966. James Lovell, Edwin „Buzz“ Aldrin.
  Die letzte Mission im Rahmen des Gemini-Projekts sollte die gesammelten Erfahrungen praktisch umsetzen. Auf dem Flugplan standen deshalb Annäherungsmanöver, Kopplung, Bahnmanöver und Außenbordeinsätze. Doch daraus wurde nichts: nach der Kopplung stellte sich heraus, dass es in der Agena einen Defekt (Kurzschluss) geben musste, welchen weder Astronauten noch Bodenkontrolle zu jenem Zeitpunkt genauer spezifizieren konnten. Um jedes Risiko zu vermeiden brach man an dieser Stelle ab und verzichtete auf ein Anheben der Bahn. Dafür konnten die Astronauten während der knapp 95-stündigen Mission erstmals eine totale Sonnenfinsternis aus dem All fotografieren.

Mit Gemini zum Mond?
Offenbar gab es innerhalb der NASA sogar Planungen, Gemini über das veranschlagte Flugpensum hinaus weiter einzusetzen und zu entwickeln. Mit der vorhandenen Gemini-Hardware und den zu jenem Zeitpunkt bereits gut erprobten Titan 3E- (um erneut militärischen Interessen gerecht zu werden) bzw. Saturn IVB-Trägern wäre es nämlich bereits 1966 möglich gewesen, den Mond bemannt zu umrunden. Laut NASA wäre es durch entsprechende Erweiterungen von Gemini zudem denkbar gewesen, bereits 1968 zum Mond zu fliegen und zulanden. Freilich mit gegenüber Apollo reduzierter Leistungsfähigkeit – aber zur Erinnerung: Gemini verschlang nur rund 5% der Kosten von Apollo und erforderte nicht die Entwicklung eines gigantischen Trägers wie der Saturn V.

Allerdings war es nicht nur die NASA als zivile Behörde, welche die Grundidee von Gemini hochhielt. Im Rahmen des MOL-Projekts (Manned Oribiting Laboratory), einer geplanten militärischen Raumstation zu Beginn der Siebziger Jahre, sollte Gemini als Zubringer eingesetzt werden. Überhaupt wurde Gemini durch seine großartige Konzeption und praktische Umsetzung zur Basis vieler Projekte. Nach den Apollo-Flügen fehlte leider das Geld, und mit der Entwicklung des Shuttles entsagte man dem bewährten „Blechbüchsen“-Prinzip. Gemini kam nach dem Absolvieren des 12teiligen Flugprogramms nicht mehr zum Einsatz. Auch zu einem Revival im Rahmen des militärischen MOL-Projekts kam es nicht mehr. Dennoch: Gemini war das fortschrittlichste und beeindruckendste Raumfahrtgerät seiner Zeit, ebnete den Weg zum Mond und ermöglichte den Amerikanern die Führungsübernahme im Wettlauf zum Mond.

Quellen

• http://www.astronautix.com/g/gemini.html
• http://www.astronautix.com/g/gemini.html
• Das NASA-Protokoll; S. 107ff.; Harro Zimmer
• Stanek Raumfahrtlexikon 2001 auf CD-Rom; Bruno Stanek

Der Beitrag Das Gemini-Programm erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Michael Stein. Vertont von Dominik Mayer.

Am 7. Oktober 1958 wurde das Mercury-Projekt offiziell von der erst sechs Tage vorher gegründeten amerikanischen Raumfahrbehörde NASA ins Leben gerufen. Die Ziele des Projekts waren: erfolgreiche Durchführung bemannter Orbitalflüge, Gewinnung von Erkenntnissen über das Verhalten und die Leistungsfähigkeit von Menschen in der Schwerelosigkeit und die erfolgreiche Bergung von Kapsel und Raumfahrer nach der Beendigung einer Raumfluges durch Wasserung. Für die technische Umsetzung dieser Ziele sollten wo immer möglich vorhandene Technologien eingesetzt werden. Insgesamt erfolgten über einen Zeitraum von mehr als viereinhalb Jahren verteilt 25 Starts.

Am 9. April 1959 wurden die sieben Männer auf einer Pressekonferenz vorgestellt, die mit den Mercury-Kapseln fliegen sollten. Es waren allesamt erfahrene Testpiloten, die in der Folgezeit unter großer öffentlicher Anteilnahme intensiv auf ihren Raumflug vorbereitet wurden. Der seinerzeit immer wieder beschworene Geist der „Glorreichen Sieben“ manifestierte sich unter anderem darin, dass die Namen aller Mercury-Kapseln auf »7« endeten. Schon einige Monate nach dieser Pressekonferenz, am 21. August 1959, erfolgte dann der erste Flug im Rahmen des Mercury-Projekts, bei dem der Rettungsturm für die Kapsel getestet werden sollte. Er sollte die Gewähr dafür bieten, dass im Falle eines Versagens der Trägerrakete beim Start die Kapsel mitsamt dem Insassen aus dem Gefahrenbereich herausbefördert werden konnte. Aufgrund von Kriechströmen kam es jedoch zu einem Start des Rettungsturms noch vor dem Start der Trägerrakete, und somit war gleich zu Anfang der erste von mehreren Fehlschlägen zu verzeichnen.

Anfang Dezember des gleichen Jahres folgte dann nach drei weiteren Testflügen der erste Start einer Mercury-Kapsel mit einem Affen als Passagier. Der Rhesusaffe Sam überstand den bis in ca. 85 Kilometer Höhe führenden Flug erfolgreich, genau wie seine bei späteren Testflügen noch folgenden drei weiteren Artgenossen. Mitte 1960 waren die Tests mit der für einen Passagier ausgelegten Mercury-Kapsel abgeschlossen, so dass man sich bei den nun folgenden Flügen auf die Trägerraketen konzentrierte. Bis zum ersten bemannten Mercury-Flug wurden nun immer wieder die beiden Trägerraketen Redstone und Atlas getestet, zweimal waren auch wieder Affen als Passagiere mit an Bord. Die Redstone-Rakete sollte bei den suborbitalen Flügen eingesetzt werden, während die stärkere Atlas-Rakete für die Orbitalflüge des Mercury-Projekts vorgesehen war. Schließlich erreichten die Raketen eine Zuverlässigkeit, die den ersten Start mit einem Astronauten an Bord vertretbar erscheinen ließen.

Die Mercury-Kapsel selbst war für einen Astronauten konzipiert und für heutige Verhältnisse sehr klein und eng gebaut. Sie war konisch geformt, dabei zwei Meter lang mit einem Durchmesser von 1,90 Meter an der Basis. Auf der Kapsel war ein knapp sechs Meter hoher Rettungsturm montiert, an dem drei Feststoffraketen angebracht waren. Die Kapsel ermöglichte dem Astronauten eine manuelle Kontrolle des Fluges, war aber gleichzeitig auch für einen vollautomatischen Flug ausgelegt. Letzteres war nicht zuletzt dem Umstand geschuldet, dass zum Zeitpunkt der Entwicklung der Mercury-Kapseln niemand wusste, ob ein Mensch in der Schwerelosigkeit in der Lage sein würde, kontrolliert zu handeln. Im Gegensatz zu russischen Raumfahrzeugen waren die Mercury-Kapseln auf eine Landung im Wasser ausgelegt.

Am 5. Mai 1961 hob dann Alan B. Shepard an Bord der Raumkapsel Freedom 7 auf einer Redstone-Rakete zum ersten Raumflug eines amerikanischen Astronauten ab. Auf einer ballistischen Flugbahn erreichte er in gut 15 Minuten eine maximale Flughöhe von rund 186 Kilometern und landete knapp 500 Kilometer von Cape Canaveral entfernt im Atlantischen Ozean. Der Flug war ein voller Erfolg, und obwohl Shepard im Gegensatz zu den russischen Kosmonauten keine komplette Erdumkreisung geflogen war, war der psychologische Effekt auf die öffentliche Meinung in Amerika enorm. Beim zweieinhalb Monate später folgenden Flug von Virgil I. Grissom, dessen Flugdaten mit denen von Shepards Flug beinahe perfekt deckungsgleich waren, kam es nach der Wasserung zu einem kritischen Moment, als seine Kapsel Liberty Bell 7 Wasser aufnahm und sank, so dass Grissom von Hubschraubern aus dem Wasser gezogen werden musste. (Im Jahr 1999 wurde die seinerzeit gesunkene Kapsel übrigens gehoben.)

Der erste „echte“ Orbitalflug eines amerikanischen Astronauten war dann John Glenn am 20. Februar 1962 vorbehalten, als er mit seinem Raumschiff Friendship 7 in knapp fünf Stunden insgesamt dreimal die Erde umkreiste. Nach zwei weiteren erfolgreichen bemannten Flügen folgte dann am 15. Mai 1963 mit Faith 7 der letzte und gleichzeitig längste Flug des Mercury-Programms; insgesamt 34 Stunden lang umkreiste Astronaut L. Gordon Cooper die Erde. Der ursprünglich geplante siebte bemannte Mercury-Raumflug wurde aufgrund der erfolgreichen und problemlos verlaufenen letzten Mercury-Flüge nicht mehr durchgeführt, um die vorhandenen Ressourcen auf das folgende Gemini-Programm zu konzentrieren. Insgesamt gesehen war das Mercury-Projekt ein Erfolg, bei dem trotz anfänglich zahlreicher Misserfolge die zu Beginn gesteckten Ziele voll erreicht wurden.

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