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Apollo 13 (AS 508)
Kommandant:
James A. Lovell jr.
Pilot der Kommandokapsel:
John L. Swigert
Pilot der Mondfähre:
Fred W. Haise
Name der Kommandokapsel:
Odyssey
Name der Mondfähre: Aquarius
Der Start von Apollo 13 erfolgte am 11.April 1970
planmäßig um 13.13 Uhr Houstoner Zeit. Bei planmäßigem Verlauf sollte am 13.
April die Mondfähre in das Gravitationsfeld des Mondes eintreten. Die
Mission war mit der Unglückszahl 13 nur so übersät und obwohl viele diese
Tatsache als böses Omen betrachteten, dachte die NASA nicht daran diese Zahl
wegen eines uralten Aberglaubens zu streichen und den Flug nach Apollo 12
einfach Apollo 14 zu nennen.
An Bord des Raumschiffs befanden sich der Kommandant
James A. Lovell, der Pilot der Mondfähre "Aquarius" Fred W. Haise und der
Pilot des Kommandomoduls "Odyssey" John L. Swigert, der für den ursprünglich
eingeplanten Thomas K. Mattingly einspringen musste, da bei ihm die Gefahr
einer Rötelerkrankung bestand, die er sich durch Charles Duke zugezogen
haben könnte. Für Swigert und Haise war es der erste Flug, während Lovell
zuvor bereits drei mal im Weltraum war.
Der eigentliche Lift-Off verlief erfolgreich. Allerdings viel das mittlere
Triebwerk der zweiten Stufe 132 Sekunden zu früh aus. Glücklicherweise waren
alle Triebwerke so geschaltet, dass die übrigen die Aufgabe übernehmen
konnten und entsprechend länger brannten, so dass Apollo 13 doch noch die
Umlaufbahn erreichen konnte. Zwei Stunden und 35 Sekunden nach dem Start
zündete das Triebwerk der dritten Stufe für den Einschuss in die
Mondflugbahn. Es folgten die üblichen Manöver, wie das Abtrennen der dritten
Stufe und das Ankoppeln der Mondfähre an das Mutterschiff. Am Sonntag den 12
April - dreißig Stunden und 40 Minuten später - wurde wie bei Apollo 12 eine
Kurskorrektur vorgenommen, um die Freiflugbahn zu verlassen. Dieses war
erforderlich, um eine genaue Punktlandung im Fra Mauro Gebiet zu
gewährleisten.
Am Montag den 13. April war in den Abendstunden die
letzte Fernsehübertragung der Besatzung vorgesehen, die aber auf wenig
Interesse bei den Sendern und der Öffentlichkeit stieß. So wurden die Bilder
nur aufgezeichnet, um diese dann evtl. in Ausschnitten während der
Nachrichten auszustrahlen. Kurz nach Ende der Übertragung wurden noch einige
Manöver ausgeführt. Unter anderem sollten die Ventilatoren im Sauerstofftank
aktiviert werden, um den Inhalt umzurühren, damit es nicht zu einer
Schichtenbildung kommt, die die Druckmessungen beeinträchtigen würde.
Sechzehn Sekunden, (55 Stunden und 54 Sekunden nach dem Start) nachdem
Swigert die Schalter für das Umrühren betätigt hatte, wurde das Raumschiff
von einem heftigen Schlag erschüttert. Gleichzeitig leuchtete bei den
Anzeigen der elektrischen Systeme eine Warnlampe auf, die einen
Spannungsverlust in einer der Stromsammelschienen ("Main Bus B") anzeigte,
die die Energie für die Kommandokapsel lieferten. Swigert meldete diese
Störung nach Houston: "wir haben hier ein Problem". Nach der Aufforderung,
das Letzte noch einmal zu wiederholen, sagte Lovell nochmals:
"Houston, wir haben ein Problem."
Nach den Daten, die auf den Bildschirmen in Houston
angezeigt wurden, war der Sauerstofftank Nr. 2 ausgefallen, außerdem gab es
einen Druckverlust auf Brennstoffzelle Eins und Zwei und einen Ausfall der
Stromsammelschiene B. Der für die Kommunikation zuständige Offizier meldete
zudem noch ein selbständiges Umschalten der Sendesignale von der
Hauptantenne auf vier kleine Antennen am Versorgungsteil. Das war ein
vierfacher Ausfall, der normalerweise nicht eintreten konnte. So vermutete
und hoffte man, dass es sich bei der Anzeige um eine Fehlfunktion der
Sensoren handelte, zumal die Angaben für den Spannungsabfall und für den
Sauerstoffvorrat in der Kommandokapsel zunächst wieder gestiegen waren. Es
dauerte jedoch nicht lange, bis die Angaben wieder in den Keller sanken -
schlimmer noch - die Werte für Sammelschiene A und den ersten Sauerstofftank
wurden auch schlechter. Es gab aber noch ein weiteres Problem: Seit dem
Knall schlingerte und torkelte das Raumschiff durchs All. Lovells Versuch,
dass Schiff mit der Handsteuerung zu stabilisieren misslang. Er setzte sich
daraufhin ans Fenster und musste feststellen, dass irgend etwas ausgeblasen
wurde, dass das Schlingern verursachte. Er war sich dabei sicher, dass es sich
um den Sauerstoff handeln musste. Um das Ausblasen zu verhindern, sollten die
Ventile geschlossen werden, die den Zustrom des Sauerstoffs zu den defekten
Brennstoffzellen regulierten. Aber auch das half nichts. Da sich die
Ventile, wenn sie einmal geschlossen waren, nicht mehr öffnen ließen, war
der Abbruch der Mondlandung damit besiegelt. Nach einer Überprüfung im
Kontrollraum und der Überprüfung der Instrumente in der Kommandokapsel galt
es nun als Sicher: Sauerstofftank Nr. 2 war ausgefallen, die Werte von
Sauerstofftank Nr. 1 sanken, Sammelschiene B und zwei Brennstoffzellen waren
ebenfalls ausgefallen. Die "Odyssey" hatte nur noch wenige Minuten
Sauerstoff und Energie zum überleben.
Jetzt gab es nur noch eine Chance, dass Leben der
Astronauten zu retten. Sie mussten in die Mondfähre überwechseln. Diese war
nur für zwei Personen gebaut, aber sie war jetzt das Rettungsboot der
Männer. Während die Mondfähre aktiviert wurde, musste die Stromversorgung der
Kommandokapsel abgeschaltet werden um die nötige Energie für den
Wiedereintritt in die Erdatmosphäre einzusparen.
Jetzt stellte sich die Frage, wie das Raumschiff zur Erde
zurückgeholt werden sollte. Dabei gab es zwei Möglichkeiten: Die Besatzung
wendet das Raumschiff, zündet dann das Haupttriebwerk und bringt das Schiff
zum Stillstand, um dann in die Entgegengesetzte Richtung zu fliegen. Da es
aber nicht sicher war, ob das Haupttriebwerk noch funktionierte oder gar
beim Zünden explodierte, entschloss man sich für die zweite Möglichkeit, den
Mond zunächst zu umrunden, um von dort aus wieder nach Hause zu fliegen.
Aber auch hier gab es zwei Möglichkeiten. Da sich das Raumschiff auf einer
Flugbahn ohne freie Rückkehr befand, musste das Landetriebwerk der Fähre für
den Rückflug hinter dem Mond gezündet werden. Auf dieses Manöver hätte man
aber noch über einen halben Tag warten müssen, was man der Besatzung nicht
zumuten wollte. Also entschloss man sich, dass Landetriebwerk sofort zu
zünden, um zunächst in die freie Rückkehrbahn zurückzukehren. Im Normalfall
wäre eine zweite Zündung hinter dem Mond jetzt nicht mehr Notwendig. Da die
Energiereserven für die gesamte Flugdauer aber nicht ausreichten, musste die
Geschwindigkeit des Raumschiffs erhöht werden, und so entschloss man sich,
diese zweite Zündung auch noch vorzunehmen.
Vor einer Triebwerkszündung muss der Computer die genaue
Lage des Raumschiffs im All kennen. Zu diesem Zweck werden die Sterne mit
Hilfe eines Sextanten anvisiert und die ermittelten Werte in den Computer
eingegeben. Das Raumschiff war aber von Trümmer und Sauerstoffpartikel
umgeben und Lovell konnte daher keine Sterne erkennen. So musste er sich
damit begnügen, die Werte, die von Houston errechnet wurden in den Computer
einzugeben.
Lovel war es inzwischen gelungen, mit den Steuerdüsen der
Mondfähre das Raumschiff zu stabilisieren. Am Dienstag, dem 14 April - 61
Stunden und 29 Minuten nach dem Start - zündete dann das Triebwerk der "Aquarius"
für die Rückkehr in die Freiflugbahn. Das Manöver gelang, und zwar so genau,
dass eine Kurskorrektur, die nach einer solchen Zündung üblich ist, nicht
mehr notwendig war. Obwohl sich das Raumschiff immer noch von der Erde weg
bewegte, war es nun auf dem Weg nach Hause. Dieser Erfolg ermutigte
natürlich die Astronauten. Mit den Energiereserven stand es jedoch sehr
schlecht: Normalerweise benötigt die Mondfähre für alle Systeme 55 Ampere.
Für die Zeit, die das Raumschiff aber bis nach Hause benötigt, durften
zunächst nur 24 Ampere verbraucht werden. So wurden einige Systeme bis zur
zweiten Zündung abgestellt. Außerdem stieg der Kohlendioxidgehalt in der
Atemluft überdurchschnittlich schnell an, da sich nun drei Mann in der
Mondfähre befanden. Die Filter, die die Atemluft reinigten, reichten für die
gesamte Flugdauer aber nicht aus. Aus diesem Grunde mussten die Filter des
Kommandomoduls verwendet werden, diese passten aber wiederum nicht in die
dafür vorgesehenen Halterungen. Also mussten sie mit Hilfe von an Bord
befindlichen Materialien passend gemacht werde. Der Wasservorrat ging
ebenfalls langsam zu Neige. Mit ihm wurde einerseits das Kühlsystem der
elektrischen Geräte versorgt, zum anderen die Astronauten selber. Damit der
Vorrat bis zum Ende der Reise reichte, wurden weitere Geräte abgeschaltet
und so der Stromverbrauch auf 17 Ampere gesenkt.
77 Stunden und 2 Minuten nach dem Start umflog Apollo 13
die Rückseite des Mondes. Ca. zweieinhalb Stunden später sollte die zweite
Zündung des Landetriebwerks erfolgen. Bevor das Raumschiff den Mondschatten
erreicht hatte, wurden die Daten für Zündzeitpunkt und Zünddauer von Houston
durchgegeben. Dann riss der Funkkontakt ab. Nach ca. 20 Minuten trat Apollo
13 wieder aus dem Mondschatten hervor. Haise und Swigert schienen die
Probleme völlig vergessen zu haben. Sie saßen am Fenster, betrachteten und
fotografierten die Krater, Gräben und Berge der Mondoberfläche, während
Lovell, der dieses Schauspiel schon vor 16 Monaten erleben durfte, sich
Kollegial zurückzog.
Und dann war es soweit: Die Systeme der Mondfähre wurden
wieder hochgefahren und 79 Stunden, 27 Minuten nach dem Start erfolgte die
zweite Zündung um das Raumschiff zu beschleunigen. Auch diese Zündung war
ein voller Erfolg. Um jetzt weitere Energie zu sparen, mussten noch mehr
Geräte abgeschaltet werden, als zwischen der ersten und zweiten Zündung, u.
a. der Computer, die Kabinenheizung, das Navigationssystem und die
Beleuchtung, so dass der Stromverbrauch jetzt bei 12 Ampere lag. Nur das
Kommunikationssystem, das Umluftsystem und die Kühlanlage sollten aktiv
bleiben. Das machte das innere der "Aquarius" noch ungemütlicher, als es
vorher schon war. Anschließend sollten die Astronauten eine Schlafperiode
einlegen, zunächst Haise und dann Swigert und Lovell.
Während Swigert und Lovell schliefen, hielt Haise Wache. Während dieser Zeit
wurde in Houston der Lithiumhydroxidfilter fertig gestellt, der die Atemluft
von Kohlendioxid reinigen sollte. Haise wurde von Houston aufgefordert, die
CO2-Werte abzulesen. Die Säule des Messgerätes stand auf 13. Normal sind
Werte zwischen 2 und 3, bei 7 sollen die Filter gewechselt werden und bei
einem Wert von 15 sind die Filter verbraucht. Nachdem Swigert und Lovell
aufgewacht waren, wurde der in Houston konstruierte Filter aus den an Bord zu
Verfügung stehenden Mitteln wie z. B. einem Buchrücken, Plastiktüten,
Klebeband, einem Sauerstoffschlauch und natürlich einem für das
Kommandomodul passenden Filter nachgebaut. Das fertige Bastelwerk wurde nun
an den dafür vorgesehenen Stutzen geklebt und nach einiger Zeit sank der
Kohlendioxidgehalt wieder auf annehmbare Werte.
Achtzehn Stunden nach der zweiten Zündung hinter dem Mond
gab es erneute Probleme. Die Flugbahn von Apollo 13 wurde aus unerklärlichen
Gründen zu flach. Wenn diese Bahn beibehalten wird, würde das Raumschiff wie
ein Stein auf dem flachen Wasser von der Atmosphäre abprallen. Man sah aus
diesem Grunde eine dritte Zündung des Landetriebwerks vor, um den Kurs zu
korrigieren. Gleichzeitig stellte man fest, dass der Druck im Heliumtank
stetig anstieg. Das Helium soll die beiden Treibstoffe in die Brennkammer
pressen, wo diese dann miteinander reagieren und aus der Triebwerksdüse
austreten. Bei einem zu hohen Druck im Heliumtank würde das in der
Gasleitung eingebaute Ventil reißen und man war sich sicher, dass das früher
oder später passiert und damit eine Zündung nicht mehr möglich sein wird.
Schließlich explodierte dann auch noch eine der vier Batterien in der
Abstiegsstufe der Mondfähre, was sich durch einen lauten Knall bemerkbar
machte. Nach einiger Zeit stellte sich jedoch heraus, dass der Schaden nicht
so groß war, wie man ursprünglich angenommen hatte und die Batterie noch
Energie lieferte.
105 Stunden und 18 Sekunden nach dem Start - am Mittwoch
den 15. April - erfolgte die Zündung zur Kurskorrektur. Da der Computer für
die Lagekontrolle nicht eingeschaltet werden sollte, mussten sich die
Astronauten diesmal nach der Erde richten und zwar so, dass diese in der
Fenstermitte steht. Zündung und Steuerung sollten manuell erfolgen. Während
Swigert die Zeit nahm, übernahm Haise die vertikale und Lovell die
horizontale Steuerung. Dann drückte Lovell den Startknopf zur Zündung. Die
Erde wich mehrere Male aus der Fenstermitte und musste durch Gegensteuern
wieder eingefangen werde. Nach 14 Sekunden erfolgte der Brennschluss und
Apollo 13 war wieder auf richtigem Kurs.
Am Morgen des 16. Aprils (Donnerstag) bekam Fred Haise
Fieber, eine Folge der mangelnden Wasserreserven. Ohne reichhaltige
Wasserzunahme war es den Astronauten nicht ausreichend möglich, Giftstoffe
auszuscheiden, dessen Rückstände sich dann in den Nieren ansammeln und
Infektionen verursachen konnten. Noch während Lovell darüber nachdachte, wie
er Haise helfen könnte, ertönte wieder ein Knall am Boden der Mondfähre.
Diesmal war es das Ventil des Heliumtanks, das - wie man es erwartet hatte -
platzte. Von nun an wäre es nicht mehr möglich eine Kurskorrektur mit Hilfe
des Landetriebwerks vorzunehmen. Und dennoch, ca. sechs Stunden später
stellte man in Houston fest, dass die Flugbahn wieder um einige Zehntel Grad
abgeflacht war. Aus diesem Grunde sah Houston nochmals eine Kurskorrektur
vor, ca. fünf Stunden vor dem Wiedereintritt der Raumkapsel in die
Erdatmosphäre. Da das Landetriebwerk aber nicht mehr gezündet werden konnte,
müssten diesmal die Lagesteuerdüsen der Mondfähre verwendet werden.
Zunächst mussten aber noch einige andere Dinge erledigt
werden. Als erstes wurde etwas Energie von der Mondfähre in die
Kommandokapsel übertragen um die Wiedereintrittsbatterien aufladen zu
können. Damit die Kommandokapsel auf den richtigen Wiedereintrittskurs
gebracht werden kann, berücksichtigt der Computer für die Berechnung ein
bestimmtes Gewicht der Kapsel, dass u. a. auch durch das mitgebrachte
Mondgestein zustande kommt. Da es aber bei Apollo 13 kein Mondgestein gab,
mussten einige Gegenstände als Ballast von der Mondfähre in die "Odyssey"
gebracht werden. Außerdem benötigten die Astronauten das Betriebsverfahren,
nach dem die Kommandokapsel "hochgefahren" wird. Dieses Betriebsverfahren,
an dem in Houston mehrere Stunden gearbeitet wurde, hatte Lovell in den
letzten Stunden mehrere Male und mit Nachdruck angefordert. Am
Donnerstagabend um 19.30 Uhr wurde die Liste dann endlich durchgegeben.
Am Freitag, den 17. April um 6.52 Uhr zündete Lovell die
Lagersteuerdüsen zur Kurskorrektur. Da diese Düsen in den vergangenen Tagen
zuverlässig funktionierten, war man sehr Zuversichtlich, dass es bei diesem
Manöver keine Probleme gibt. Apollo 13 war zu diesem Zeitpunkt ca. 60000
Meilen von der Erde entfernt und näherte sich ihr mit einer Geschwindigkeit
von 11200 Stundenkilometer.
Ca. 20 Minuten später wurde das Versorgungsteil von der Kommandokapsel
abgetrennt. Dazu bestieg Swigert die Kommandokapsel um den entsprechenden
Schalter zu betätigen. Lovell, der in der Mondfähre saß, zündete deren
Steuerdüsen, worauf sich das gesamte Raumfahrzeug vorwärts in Bewegung
setzte. In diesem Augenblick trennte Swigert das Versorgungsmodul von der
Kommandokapsel. Lovell löste daraufhin die Steuerdüsen für die Gegenrichtung
aus, so dass sich Mondfähre und Kapsel vom Versorgungsmodul fortbewegte. Nach
einer Weile konnten die drei Astronauten den Schaden an dieser Einheit
begutachten. Sie erkannten, dass sich ein riesiges Loch über der ganzen Länge
des Versorgungsteils erstreckte.
Der Abstand zur Erde lag jetzt bei ca. 34000 Meilen. Swigert begann nun
damit, die Systeme der "Odyssey" wieder hochzufahren. Obwohl die Gefahr
bestand, dass durch Kondenswasser ein Kurzschluss entstehen konnte, gelang das
Hochfahren ohne große Probleme. Apollo 13 näherte sich jetzt mit einer
Geschwindigkeit von 15000 Stundenkilometer der Erde. Der Abstand lag jetzt
bei 25000 Meilen. Lovell, Swigert und Haise lagen nun in der Kommandokapsel
in ihren Sitzen. 141 Stunden und 30 Minuten nach dem Start trennten sie die
Mondfähre "Aquarius" von der "Odyssey".
Ca. 1 Stunde später setzte Apollo 13 zur Landung an. Jetzt stellte sich die
Frage, hält der Hitzeschild oder wurde dieser bei der Explosion auch in
Mitleidenschaft gezogen ? Mit dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre
unterbrach auch der Funkkontakt. Dieser Vorgang ist normal und dauert ca. 4
Minuten. Nach dieser Zeit erwartete Houston eine Meldung von den
Astronauten. Aber erst eine weitere Minute später kam der Funkkontakt wieder
zustande. Die Fallschirme öffneten sich und Apollo 13 landete 142 Stunden
und 54 Minuten nach dem Start im Pazifischen Ozean, 5 Kilometer vom
Marinekreuzer Iwo Jima entfernt.
Wie kam es nun zu dieser Explosion ? Um den Druck von
flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff in einem Apollo-Raumschiff zu
stabilisieren, muss die Temperatur bei minus 205 Grad konstant gehalten
werden. Zu diesem Zweck werden Heizelemente eingesetzt, die die
Flüssigkeiten leicht erwärmen und von einem Thermostaten geregelt werden.
Das gesamte System der Kapsel hielt normalerweise eine Spannung von 65 Volt
aus, außer das Heizunksystem. Später entschloss man sich, auch dieses System
auf 65 Volt umzubauen. Dabei vergaß man aber, den Thermostaten, der auf 28
Volt ausgelegt war, auszuwechseln.
Einige Wochen vor dem Start, fand dann ein Countdown-Test
statt. Um diesen Test möglichst realistisch durchzuführen, wurden u. a. die
Flüssigkeitstanks unter Druck gesetzt. Nach dem Test wurden die Tanks dann
wieder entleert, indem gasförmiger Sauerstoff hinein gepumpt wurde, um so
den flüssigen Sauerstoff bzw. Wasserstoff hinauszudrücken. Das klappte auch
ganz gut, nur bei Sauerstofftank 2 gab es Schwierigkeiten, da dieser zwei
Jahre zuvor bei Montagearbeiten zu Boden viel und einen größeren Schaden
erlitt als man annahm. Also entschloss man sich, die Heizelemente
einzusetzen, um den Sauerstoffdruck zu erhöhen und ihn dann durch den
Ablassstuten herauszulassen. Dieser Vorgang dauerte ca. 8 Stunden. Innerhalb
dieser Zeit stieg die Temperatur auf plus 538 Grad. Das Thermostat, das die
Heizung bei 27 Grad abschalten sollte, war inzwischen verschmort. Das
Thermometer im Kontrollzentrum hatte nur eine Skala bis 27 Grad, und so
konnte die zu Hohe Temperatur nicht festgestellt werden.
Durch die große Hitze löste sich die Isolierschicht der
Stromkabel für die Ventilatoren, dessen blanken Drähte nun in den leeren
Tank hinein ragten. Am Starttag wurden die Tanks wieder aufgefüllt und die
Drähte waren nun mit flüssigen Sauerstoff umgeben. In diesem Zustand konnte
noch nichts passieren. Ca. zwei Tage nach dem Start war der Tank aber
teilweise entleert. Jetzt genügte ein Funke um den Sauerstoff zur Explosion
zu bringen und das geschah dann auch, als Jack Swigert den Schalter umlegte,
um die Ventilatoren zu aktivieren.
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