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Mercury Atlas 8 (MA-8, Sigma 7, 3.10.1962)

SchirraDie nächste Mission von Walter "Wally" Schirra sollte über die doppelte Dauer der ersten beiden Missionen gehen, also sechs Erdumkreisungen. Schirra kam damit nicht mal in die Nähe der Flugdauer von German Titow am 16.8.1961. Als die Mission geplant wurde, war sie gedacht, den Abstand zu verkleinern und als Brücke zur nächsten Mission mit 18 Orbits zu dienen. Doch einen Monat vor dem Start hatte Russland die Latte noch höher gehängt: Nach einem Jahr Pause starteten sie am 11/12. August 1962 in eintägigem Abstand Wostok 3 und 4, den ersten Gruppenflug. Wostok 3 und 4 landeten nahezu zeitgleich und setzten mit 48 und 64 Umläufen eine Rekordmarke, die Mercury aufgrund der limitierten Ressourcen nicht überbieten konnte.

Schon die Dauer von sechs Orbits überstieg die "Designauslegung" der Mercurykapsel. Die Änderungen waren jedoch klein. Die Batterie hatte eine Gesamtleistung von 13.5 kAh, verbraucht wurden bei einer 3-Orbitmission 7,08 kAh. Bei sechs Umläufen wären es 11,19 kAh, zu wenig, da die Missionsregeln eine 10 Prozent Reserve vorsahen. Die einfachste Lösung war es, Verbraucher während des Flugs abzuschalten. Man entschied sich für die Sender der Kapsel. Sie waren bisher dauernd aktiv, obwohl nur während eines Teils der Zeit das Bodennetzwerk Daten empfangen konnte, beziehungsweise die Bahn mithilfe des Radartransponders verfolgen konnte. Die Sender wurden auf Kommando einer Bodenstation aktiviert. Das hob die Stromreserven auf ein 15 Prozent Niveau.

Beim Sauerstoff war die Differenz kleiner. Bisher wurden 4,4 Pfund verbraucht, bei sechs Orbits wären es 8,6 Pfund gewesen. Die Kapsel hatte aber nur zwei Flaschen mit je 4 Pfund - zu wenig. Es wurde diskutiert, ob man eine weitere Flasche installieren sollte oder den Verbrauch senken. Man entschied sich für das Letztere und senkte die Leckverluste von 1.000 cm³/Minute durch bessere Abdichtung des Raumschiffs auf 600 cm³/min ab. Für die Absorption des Kohlendioxids reichte es, den vorhandenen Kanister voller zu füllen. Das waren 5,4 Pfund Lithiumhydroxid anstatt den bisherigen 4,6. Insgesamt 20 Änderungen waren nötig.

Das Hauptproblem war der Treibstoffvorrat. Bei allen vier orbitalen Flügen gab es Probleme mit der Lageregelung. Meist fiel eine Düse aus und das automatische System verbrauchte zu viel Treibstoff. Schon ohne Ausfall würde eine Mission 28 Pfund Treibstoff verbrauchen, bei nur 32 Pfund Gesamtvorrat. Da Glenn eine Fehlfunktion manuell ausgleichen konnte, entschied man sich dazu, den Vorrat nicht zu vergrößern. Stattdessen sollte das automatische System bewusst abgeschaltet werden und der Schirra sollte die Kapsel driften lassen, um Treibstoff zu sparen. Zudem wurden die Grenzen, d. h. die maximale Winkelabweichung von der Vorgabe, bei der das automatische System aktiv wird, gelockert. Es galt nach den bisherigen Erfahrungen als "Spritsäufer". Wally Schirra hatte sich vorgenommen, bei seinem Flug weniger Treibstoff zu verbrauchen als Carpenter bei der halben Dauer. Nach dem erfolgreichen Flug von Wostok 3/4 gab es sogar den Vorschlag, die Mercurykapsel mit Manövrierfähigkeiten auszustatten, doch das hätte 180 kg Gewicht addiert und die STG befürchtete, dass die Kapsel dann zu schwer für die Atlas wäre, von den Folgen für den Zeitplan ganz zu schweigen.

Um Gewicht einzusparen, wurden Heizelemente von den Retroraketen entfernt. Eine SOFAR-Bombe, die man bei den bemannten Flügen bisher nicht mitgeführt hatte, wurde wieder hinzugenommen. Die Hauptbedenken, die es gab, betrafen nicht das Raumschiff, sondern die Bergung. Die Missionsregeln von Mercury sahen vor, dass man die Mission "jederzeit" abbrechen konnte. "Jederzeit" weil das natürlich in der Praxis nicht möglich ist. Der Astronaut konnte in Abstimmung mit einer Bodenstation das Retromanöver einleiten, dadurch ergaben sich Landezonen in 4.800 km Abstand von den Bodenstationen.

Einige Landeplätze schieden aus, weil die Landung dann an Land erfolgen würde. In den restlichen platzierte man jeweils eine Bergungsflotte, sodass es 19 Schiffe im Atlantik (wegen der fünf Notlandeplätze entlang der Aufstiegsbahn) und neun im Pazifik gab. Erstmals würde Sigma 7 im Pazifik landen. Das ergab sich aus der Drehung der Erde während der sechs Umläufe - in neun Stunden rotiert sie um 135 Längengrade. Wie bisher über Hawaii die Zündung der Retroraketen einzuleiten und über Kalifornien die Ausrichtung in Wiedereintrittslage durchführen, das ging nicht mehr. Die Landung musste nun im Pazifik erfolgen.

Auch bei der Missionsdurchführung hatte man hinzugelernt. Carpenter hatte nach seiner Mission beklagt, dass bis zuletzt am Missionsplan gefeilt wurde. Diesmal wurde er mit der Ankündigung der Mission am 27.7.1962 fixiert. Schirra hatte so zwei Monate Zeit, sich vorzubereiten und verbrachte mehr Zeit in den Simulatoren als seine Vorgänger. Wally Schirra war primärer Pilot mit Cooper als Backup. Schirra taufte die Kapsel "Sigma 7", auf das mathematische Symbol für die Summe. Das diente als Symbol für die Summation der technischen Leistung hinter dem Programm.

Auch bei der Atlas gab es Änderungen. Sie betrafen den Antrieb. Der Injektor hatte Schutzblenden erhalten und wurde durch die Einspritzung selbstentzündlicher Flüssigkeiten gezündet anstatt pyrotechnisch. Beide Maßnahmen verringerten die bisher sporadisch auftretende Verbrennungsinstabilität. Das hatte einen positiven Effekt. Bisher wurde die Atlas nach der Zündung eine kurze Zeit festgehalten, bis die Steuerung gecheckt hatte, dass der Druck in der Brennkammer konstant war und nicht schwankte. Erst danach wurde sie freigegeben. Mit einem nun stark reduzierten Restrisiko, das Verbrennungsinstabilität auftritt, konnte sie bei Erreichen des Nennschubs sofort abheben. Das sparte rund 2 Sekunden ein in der die Rakete Treibstoff verbrauchte, aber nicht beschleunigte.

Es gab erneut Experimente, doch weniger als bei Carpenters Flug. Schirra sollte mit einer 70-mm-Hasselbladkamera Erdaufnahmen machen und dabei Filter einsetzen, um herauszufinden, mit welchem Filter man die kontrastreichsten Aufnahmen erhielt. Die Erkenntnisse würden das Design von Bildsystemen von Wettersatelliten beeinflussen. Es war der erste Einsatz der Kameras des schwedischen Herstellers Hasselblad, der mit seinen Kameras im Gemini und Apollo-Programm bekannt wurde. Daneben sollte Schirra beim Überfliegen der Bodenstationen Woomera und Durban Ausschau nach künstlichen hellen Blitzen halten, die unterschiedliche Stärke hatten.

Ohne Beteiligung des Astronauten waren zwei passive Experimente. Film wurde mitgeführt, um seine Empfindlichkeit gegenüber Strahlung zu testen und an der Außenseite waren ablative Materialien angebracht, deren Potenzial evaluiert werden sollte.

Der Start verzögerte sich. Zuerst gab es zwei statische Zündungen der Atlas 113D, nachdem die Atlas 11F im April durch einen Fehler der Turbopumpe verloren ging und es bei Bodentests Probleme mit den neuen Triebwerken des Blocks MA-3 der Atlas gab. Die Air Force empfahl eine Testzündung und die NASA führte zur Sicherheit zwei durch. Dann zog ein tropischer Sturm am 1.10.1962 nahe des Capes vorbei, weshalb der Start erneut verschoben wurde.

Die Atlas beschleunigte Sigma 7 stärker als erwartet, sodass sie ein Apogäum in 283 km Höhe erreichte - rund 50 km höher als bei allen anderen Mercurymissionen. Das beruhte auf einer fehlerhaften Ausrichtung des Zentraltriebwerks, das dadurch auch zu spät Brennschluss hatte - 10 s nach dem Plan.

Start von MA-8Schon kurz nach dem Start meldete Schirra, dass es sehr heiß wäre. Man entschloss sich bei der Bodenkontrolle zu warten, ob sich das Problem von selbst löst, da die medizinischen Werte Schirras in Ordnung waren. Schirra stellte dann die Anzugkühlung hoch und die Temperatur im Anzug sank wieder. Dagegen war die Kabinentemperatur in einem akzeptablen Bereich, wenngleich über der Vorgabe.

Den ersten vom Boden abgegebenen künstlichen Blitz einer Xenongaslampe über Woomera konnte er wegen einer Wolkendecke nicht ausmachen, dafür aber natürliche Blitze über Brisbane. Schirra versuchte nach dem Periskop zu navigieren, fand dies jedoch schwierig. Während des zweiten Orbits war dann das automatische Kontrollsystem wieder aktiv. Schirra versuchte, die Kapsel durch die kleinen Bullaugen nach dem Mond oder den Sternen auszurichten.

Während des dritten Orbits schaltete Schirra die Gyroskope und andere Ausrüstungsgegenstände ab, nahm eine Mahlzeit zu sich (er hatte ein Steak-Sandwich als Pilotenscherz von Cooper im Handschuhcontainer in der Kapsel vorgefunden) und machte Erdaufnahmen. Am Ende des dritten Orbits bekam er, basierend auf den bisher aufgelaufenen Daten des Ressourcenverbrauchs, das Okay für drei weitere Erdumkreisungen. Während des dritten und vierten Orbits machte er weitere Erdaufnahmen. Als er Kalifornien überflog, wurde die Kommunikation mit Capcom Glenn erstmals zwei Minuten lang live über den Satelliten Telstar übertragen. Im Helm schlug sich Kondenswasser nieder. Schirra öffnete das Visier, damit es verdampfen konnte, hatte nun aber wieder das Problem mit zu hohen Temperaturen im Anzug. Im fünften Orbit hatte Schirra wenig zu tun und bemerkte, das wäre die erste richtige Pause seit September 1961. Er erprobte ein Dehnband als Gymnastikgerät. Es gab kurzzeitig einen hohen Treibstoffverbrauch, als er auf manuell umschaltete, und das System die Bewegung überkompensierte. Doch das war eine Ausnahme - nach 4 1/ 2 Umläufen hatte Schirra noch 80 Prozent des Manövriertreibstoffs. Carpenter war nach zwei Umläufen schon bei 45 Prozent angekommen.

Der sechste Umlauf war wieder arbeitsreich, nun stand die Rückkehr an. Daneben machte Schirra wieder Erdaufnahmen. Schirra landete nur 7,2 km vom Zielpunkt und 0,8 km vom Flugzeugträger Keasarge entfernt. Das war die präziseste Landung bisher. Rettungskräfte waren daher gleich nach der Landung bei der Kapsel. Drei Rettungsschwimmer wollten Schirra helfen, aus der Kapsel auszusteigen, doch Schirra bevorzugte es, dass die ganze Kapsel geborgen wurde.

Ein Beiboot der Keysarge nahm die Kapsel in Schlepptau und sie wurde auf das Deck des Flugzeugträgers gehievt. Erst jetzt löste Schirra die Luke aus. Er zog sich dabei eine Prellung des Ellbogens zu. Als man dies untersuchte, stellte sich heraus, dass man die Luke nicht aufsprengen konnte, ohne leicht verletzt zu werden. Das sprach gegen die absichtliche Auslösung der Luke durch Grissom bei der Landung von MR-4. Schirra hatte trotz der längeren Flugdauer nur 2,0 kg Gewicht verloren.

Die Mission war ingenieurstechnisch ein voller Erfolg. Es gab keine größeren Ausfälle, es wurden weitaus weniger Ressourcen verbraucht als geplant, vor allem an Lageregelungstreibstoff, dessen Verbrauch immer kritisch war. Das war Schirras sparsamer Korrektur der Lage zu verdanken, er ließ die Kapsel über längere Zeit einfach driften. Dafür wurde er im Bericht explizit gelobt. Die medizinische Untersuchung Schirras ergab keinerlei Veränderungen und die Strahlungsmessung nur eine geringe Strahlungsbelastung im Raumschiff. Insgesamt war seine Mission von den vier Missionen in den Orbit die mit den wenigsten Problemen.

Die Experimente verliefen nicht ganz so erfolgreich. Die künstlichen Blitze konnte Schirra wegen Wolken nicht ausmachen. Ein Teil der Erdaufnahmen waren unbrauchbar, da überbelichtet oder weil es zu viele Wolken gab. Schlussendlich wurden sie nicht wissenschaftlich ausgewertet. Schirra konnte wie Carpenter Weiteres zum Phänomen der Leuchtkäfer beitragen, deren Ursprung als Teilchen des Raumschiffs nun als gesichert galt.

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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