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Mercury Atlas 4 (MA-4, 13.9.1961)

Trotz zweier bemannter Flüge mit der Redstone, war die Atlas noch nicht für bemannte Starts qualifiziert. Zwei der bisherigen Flüge (MA-1 und MA-3) waren komplette Fehlschläge, Big Joe ein partieller Erfolg, nur MA-2 ein richtiger Erfolg.

MA-4 sollte einen Orbit erreichen. Der Astronaut wurde durch einen „Crew Simulator“ ersetzt. Ursprünglich sollte dieselbe suborbitale Bahn wie bei MA-2, doch diesmal mit einem Schimpansen als Passagier, geflogen werden. Doch nach dem fehlgeschlagenen Flug von MA-3, und weil sich die NASA nach German Titows 24-Stunden-Flug am 6/7. August noch weiter im Rückstand sah, ging man gleich zu einer Orbitmission über, die jedoch mit nur einem Orbit kürzer als die erste bemannte Mission sein würde.

Die Kapsel war die von MA-3, die zu McDonnell gebracht wurde. Dort wurde sie gereinigt und generalüberholt, z. B. der Hitzeschutzschild ersetzt. Sie erhielt die Nummer 8A, geplant war ein Start mit der Kapsel #9. Diese wurde nun bei der nächsten Mission eingesetzt. Es war der letzte Start einer Kapsel der ersten Generation. Der Adapter wurde nach den Erfahrungen von MR-4 und LJ-5A mit einer Verkleidung bedeckt, um die Kräfte, die auf ihn wirken, zu reduzieren. Bei der Atlas gab es Änderungen im Flightprogrammer. Er war nun redundant vorhanden. Dazu kamen Maßnahmen, um das Treibstoffschwappen, das man bei Big Joe und MA-2 beobachtete, zu reduzieren. Convair hatte alle Änderungen umgesetzt, die eine externe Gruppe unter der Leitung des ehemaligen Me-163 Testpiloten Bernhard Hohmann vorschlug, um die Rakete sicherer zu machen. Das externe Paneel um Hohmann erklärte die Atlas nun für „man rated“ und in der Tat waren von nun an alle weiteren Starts im Mercuryprogramm erfolgreich.

Zwei Herausforderungen gab es bei der Mission an die Kapsel und Mission Control. Die Kapsel musste viel mehr Energie abbauen als bei jeder bisherigen Mission und war sechs bis sieben Minuten lang von Plasma umgeben – bisher war dies maximal eine Minute lang der Fall.

Zum ersten Mal war auch das komplette TAGIU-Netzwerk gefordert, da der Orbit einmal um die ganze Erde herumführen würde.

Erstmals würde auch der Fluchtturm im Flug gezündet werden. Um Gewicht einzusparen, wurde er 20 Sekunden nach Abwurf der Boostertriebwerke abgetrennt. Zu diesem Zeitpunkt waren die Tanks der Atlas zu 80 Prozent leer und man meinte, wenn es nun ein Problem gäbe, würde es ausreichen, das Zentraltriebwerk abzuschalten. Dann wartet man, bis sich der Schub abbaut, um die Mercurykapsel mit ihren Trennraketen von der Rakete zu entfernen.

Um die Gefahren für den Astronauten einzuschätzen, war das Raumschiff vollgepackt mit Instrumenten. Mikrofone nahmen die Geräuschkulisse auf und zeichneten sie auf Tonband auf. Vier Filmkassetten – links und rechts, oben und unten an der Couch sollten die Strahlendosis bestimmen, indem der Film durch kosmische Strahlen geschwärzt wird. Zwei weitere Pakete mit dickerer Emulsion sollte über die Eindringtiefe das Energiespektrum messen. Es wurden zahlreiche Messfühler für Geschwindigkeiten in Adapter und Kapsel platziert. Zwei Telemetriekanäle übertrugen wichtige Daten sofort. Sie waren redundant vorhanden, sodass einer ausfallen konnte. Mehrere Kameras hielten die Mission fest. Eine Filmkamera, auf die Couch gerichtet, wurde mit dem Abheben gestartet, ihre 20.000 Bilder reichten bis zur Landung. Eine zweite Kamera war an dem Fenster befestigt und nahm die Erde in festen Intervallen auf. Ihr Filmvorrat von 600 Aufnahmen reichte, bis der Indische Ozean nach einer Drittel Erdumkreisung erreicht war. Eine dritte Kamera schaute durch das Periskop. Ihre 10.000 Aufnahmen waren wichtig, um die Ausrichtung der Kapsel festzustellen.

Drei Rekorder mit je sieben Spuren zeichneten die ganze Telemetrie auf. Zwei weitere Aufzeichnungsgeräte mit einer Spur, gekoppelt an die Sender, dienten dazu, das TAGIU-Netzwerk zu überprüfen. Antennenkanister und Fallschirmbefestigung wurden mit Polystyrolschaum und Balsaholz versehen, damit sie nicht untergingen. Die Navy sollte diese Teile bergen. Neben dem primären Landeplatz vor der Küste der Bermuda Inseln nach einem Erdumlauf, gab es fünf weitere Zonen entlang der Aufstiegskurve. Sie deckten einen Abbruch zwischen 72 und 304 Sekunden nach dem Start ab.

MA-4 StartZur Bergung gab es eine SOFAR-Bombe, ein Blinklicht mit einer Lebensdauer von 24 Stunden und gelbe Leuchtfarbe, die man im Wasser sechs Stunden lang ausmachen konnte.

Der Start verlief weitestgehend ohne Probleme. Es gab einen 30 Minuten langen Halt, weil eine Schraube, die eine Kachel an der Oberfläche hielt, gebrochen war. Zuletzt gab es eine Verzögerung, weil der Kontakt zur Bermudastation kurzzeitig verloren ging.

52 s nach dem Abheben fiel der primäre Konverter von Gleich- zu Wechselstrom aus, doch die Automatik schaltete auf den Backupkonverter um. Die Bahn der Atlas war zuerst zu hoch, dann zu niedrig. Bei Boosterbrennschluss war die Atlas 30 m/s zu schnell, obwohl die Triebwerke 2,5 s zu früh abgeschaltet hatten. Bis zum Abschalten des Zentraltriebwerks – erneut 10 s zu früh – war aber die Zielgeschwindigkeit erreicht und die Bahn mit einer Abweichung von 2 km im Perigäum und 20 km im Apogäum erreicht.

5 s nach der Trennung von der Atlas hatte das Lageregelungssystem automatisch das Taumeln um die Achse korrigiert. Nun drehte sich die Kapsel um 180 Grad in die Position, in der die Retroraketen feuern sollten. Hier gab es die erste (negative) Überraschung. Das dauerte 50 anstatt 20 Sekunden und verbrauchte 9,5 anstatt 2,2 Pfund Treibstoff. Bei nur 32 Pfund im automatischen Steuersystem war dies ein großer Treibstoffverbrauch. Die Ursache war, wie sich später zeigte, ein gebrochener Draht, der zu einer Düse führte.

Wie bei Gus Grissoms Flug gab es einen zu hohen Sauerstoffverbrauch. Zuerst verlor die Kapsel Atmosphäre, bis bei 8,3 km Höhe das Ventil verspätet aktiv wurde und die Sauerstoffversorgung die Kapsel mit reinem Sauerstoff flutete. Der Sauerstoffverlust blieb weiterhin hoch. Über Sansibar war der primäre Sauerstoffvorrat schon auf 30 Prozent gesunken. Bei der Landung war der primäre Sauerstoffvorrat erschöpft, der sekundäre aber noch fast voll.

In der Couch befand sich ein „Crewmann-Simulator“. Er verbrauchte Sauerstoff aus dem Umweltkontrollsystem und emittierte Kohlendioxid und Wasser. Damit wurde das Umweltkontrollsystem überprüft. Die Telemetrie von und zu den Stationen wurde übertragen. Das ging besonders gut auf den hohen Frequenzen, die bei den suborbitalen Missionen meist gestört waren. 137-mal wurde die Bahn während des Umlaufs von den Bodenstationen vermessen.

Nur dreimal verlor das Raumschiff die Orientierung relativ zur Erde und das automatische Steuersystem musste eingreifen.

Nach der Passage von Hawaii startete der Zeitgeber nach 1 Stunde, 28 Minuten und 59 s die drei Retroraketen. Als die Kapsel Guaymas in Mexiko überflog, wurde die Telemetrie von der Zündung übertragen und die Abstiegsbahn bestimmt. Der Rest verlief nach den Vorgaben. In 12.725 m Höhe wurde der Pilotfallschirm entfaltet, in 3.050 m Höhe der Hauptfallschirm. Nach 1 Stunde 51 Minuten landete die Kapsel 282 km vor den Bermudas. Nach weiteren 82 Minuten hatte sie der Zerstörer Decatur, der 54 km entfernt war, erreicht und geborgen.

Es schloss sich die Auswertung der Daten an. Zuerst wurde der hohe Sauerstoffverbrauch untersucht. Es zeigte sich, dass Vibrationen eine Sperre gelöst hatten. Die Filmaufnahmen der Konsole zeigten, dass eine Warnleuchte anging, der Astronaut also informiert worden wäre, aber es reichte nicht aus, einen Mikroschalter zum Umschalten zu bringen, damit das Signal auch in der Telemetrie vorhanden war. Die Kapsel selbst war in gutem Zustand. Es gab keine verbogenen Kacheln auf der Außenseite und nur geringe Farbveränderungen durch Oxidationen. Lediglich der Horizontscanner war mit dunklem, oxidiertem, Material überzogen, doch er wurde nur im Orbit benötigt. Der Hitzeschutzschild hatte zwei Risse, da die Kapsel mit einer Kante auf dem Wasser aufkam. Doch er hielt und der Astronaut war auch nicht durch den harten Aufprall gefährdet.

Die Mission war als Erfolg anzusehen. So kam bei der Pressekonferenz die Frage auf, ob man dann nicht schon bei der nächsten Mission einen Astronauten, anstatt einen Schimpansen, ins All schicken sollte. Walt Williams antwortete, dass trotz des Erfolgs das Raumschiff zuerst für drei Orbits qualifiziert sein musste, also der nächste Flug noch ohne Astronaut sein würde.

Bücher vom Autor

Es gibt von mir vier Bücher zum Thema bemannte Raumfahrt. Alle Bücher beschäftigen vor allem mit der Technik, die Missionen kommen nicht zu kurz, stehen aber nicht wie bei anderen Büchern über bemannte Raumfahrt im Vordergrund.

Das erste bemannte Raumfahrtprogramm der USA, das Mercuryprogramm begann schon vor Gründung der NASA und jährt sich 2018 zum 60-sten Mal. Das war für mich der Anlass, ein umfangreiches (368 Seiten) langes Buch zu schreiben, das alle Aspekte dieses Programms abdeckt. Der Bogen ist daher breit gestreut. Es beginnt mit der Geschichte der bemannten Raumfahrt in den USA nach dem Zweiten Weltkrieg. Es kommt dann eine ausführliche technische Beschreibung des Raumschiffs (vor 1962: Kapsel). Dem schließt sich ein analoges Kapitel über die Technik der eingesetzten Träger Redstone, Little Joe und Atlas an. Ein Blick auf Wostok und ein Vergleich Mercury bildet das dritte Kapitel. Der menschliche Faktor - die Astronautenauswahl, das Training aber auch das Schicksal nach den Mercurymissionen bildet das fünfte Kapitel. Das sechs befasst sich mit der Infrastruktur wie Mercurykontrollzentrum, Tracking-Netzwerk und Trainern. Das umfangreichste Kapitel, das fast ein Drittel des Buchs ausmacht sind natürlich die Missionsbeschreibungen. Abgeschlossen wird das Buch durch eine Nachbetrachtung und einen Vergleich mit dem laufenden CCDev Programm. Dazu kommt wie in jedem meiner Bücher ein Abkürzungsverzeichnis, Literaturverzeichnis und empfehlenswerte Literatur. Mit 368 Seiten, rund 50 Tabellen und 120 Abbildungen ist es das bisher umfangreichste Buch von mir über bemannte Raumfahrt.

Mein erstes Buch, Das Gemini Programm: Technik und Geschichte gibt es mittlerweile in der dritten, erweiterten Auflage. "erweitert" bezieht sich auf die erste Auflage die nur 68 Seiten stark war. Trotzdem ist mit 144 Seiten die dritte Auflage immer noch kompakt. Sie enthält trotzdem das wichtigste über das Programm, eine Kurzbeschreibung aller Missionen und einen Ausblick auf die Pläne mit Gemini Raumschiffen den Mond zu umrunden und für eine militärische Nutzung im Rahmen des "Blue Gemini" und MOL Programms. Es ist für alle zu empfehlen die sich kurz und kompakt über dieses heute weitgehend verdrängte Programm informieren wollen.

Mein zweites Buch, Das ATV und die Versorgung der ISS: Die Versorgungssysteme der Raumstation , das ebenfalls in einer aktualisierten und erweiterten Auflage erschienen ist, beschäftigt sich mit einem sehr speziellen Thema: Der Versorgung des Raumstation, besonders mit dem europäischen Beitrag dem ATV. Dieser Transporter ist nicht nur das größte jemals in Europa gebaute Raumschiff (und der leistungsfähigste Versorger der ISS), es ist auch ein technisch anspruchsvolles und das vielseitigste Transportfahrzeug. Darüber hinaus werden die anderen Versorgungsschiffe (Space Shuttle/MPLM, Sojus, Progress, HTV, Cygnus und Dragon besprochen. Die erfolgreiche Mission des ersten ATV Jules Verne wird nochmals lebendig und ein Ausblick auf die folgenden wird gegeben. Den Abschluss bildet ein Kapitel über Ausbaupläne und Möglichkeiten des Raumfrachters bis hin zu einem eigenständigen Zugang zum Weltraum. Die dritte und finale Auflage enthält nun die Details aller Flüge der fünf gestarteten ATV.

Das Buch Die ISS: Geschichte und Technik der Internationalen Raumstation ist eine kompakte Einführung in die ISS. Es wird sowohl die Geschichte der Raumstation wie auch die einzelnen Module besprochen. Wie der Titel verrät liegt das Hauptaugenmerk auf der Technik. Die Funktion jedes Moduls wird erläutert. Zahlreiche Tabellen nehmen die technischen Daten auf. Besonderes Augenmerk liegt auf den Problemen bei den Aufbau der ISS. Den ausufernden Kosten, den Folgen der Columbia Katastrophe und der Einstellungsbeschluss unter der Präsidentschaft von George W. Bush. Angerissen werden die vorhandenen und geplanten Transportsysteme und die Forschung an Bord der Station.

Durch die Beschränkung auf den Technischen und geschichtlichen Aspekt ist ein Buch entstanden, das kompakt und trotzdem kompetent über die ISS informiert und einen preiswerten Einstieg in die Materie. Zusammen mit dem Buch über das ATV gewinnt der Leser einen guten Überblick über die heutige Situation der ISS vor allem im Hinblick auf die noch offene Versorgungsproblematik.

Die zweite Auflage ist rund 80 Seiten dicker als die erste und enthält eine kurze Geschichte der Raumstationen, die wesentlichen Ereignisse von 2010 bis 2015, eine eingehendere Diskussion über die Forschung und Sinn und Zweck der Raumstation sowie ein ausführliches Kapitel über die Versorgungsraumschiffe zusätzlich.

Das bisher letzte Buch Skylab: Amerikas einzige Raumstation ist mein bisher umfangreichstes im Themenbereich bemannte Raumfahrt. Die Raumstation wurde als einziges vieler ambitioniertes Apollonachfolgeprojekte umgesetzt. Beschrieben wird im Detail ihre Projektgeschichte, den Aufbau der Module und die durchgeführten Experimente. Die Missionen und die Dramatik der Rettung werden nochmals lebendig, genauso wie die Bemühungen die Raumstation Ende der siebziger Jahre vor dem Verglühen zu bewahren und die Bestrebungen sie nicht über Land niedergehen zu lasen. Abgerundet wird das Buch mit den Plänen für das zweite Flugexemplar Skylab B und ein Vergleich mit der Architektur der ISS.  Es ist mein umfangreichstes Buch zum Thema bemannte Raumfahrt. Im Mai 2016 erschien es nach Auslaufen des Erstvertrages neu, der Inhalt ist derselbe (es gab seitdem keine neuen Erkenntnisse über die Station), aber es ist durch gesunkene Druckkosten 5 Euro billiger.

Mehr über diese und andere Bücher von mir zum Thema Raumfahrt finden sie auf der Website Raumfahrtbücher.de. Dort werden sie auch über Neuerscheinungen informiert. Die Bücher kann man auch direkt beim Verlag bestellen. Der Versand ist kostenlos und wenn sie dies tun erhält der Autor auch noch eine etwas höhere Marge. Sie erhalten dort auch die jeweils aktuelle Version, Bei Amazon und Co tummeln sich auch die Vorauflagen.


© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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