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Schlamperei in der Raumfahrt

Manchmal ist es aber auch einfach Nachlässigkeit, unzureichende Tests, eilfertiges Vorgehen das zum Scheitern einer Mission führt. Dieser Artikel bespricht prominente Beispiele. Es wird kein Anspruch erhoben alle nur bekannten Fälle von Schlamperei aufzudecken. Bei vielen Fällen fehlt auch die konkrete Information. Dies gilt vor allem für Fälle aus der ehemaligen UdSSR und China. Alle angegebenen Daten beziehen sich auf den Tag des Vorfalles, dies muss nicht der Starttag sein. Die richtig großen Katastrophen habe ich auf einer eigenen Seite behandelt.

Vanguard 1 (6.12.1957)

Als am 4.10.1957 der Sputnik gestartet wurde, sahen sich höhere Regierungskreise zum Handeln gezwungen. Das eigene Satellitenprojekt mit der neuen noch unerprobten Vanguard Trägerrakete war noch lange nicht soweit, wie man sich dies wünschte. Die Entwicklung hatte sich verzögert und die Offiziellen drängten auf einen Satellitenstart. Bis dahin war in zwei Teststarts nur die Erststufe und Drittstufe erprobt worden. Die Rakete selbst war noch nicht qualifiziert und als ganzes noch nie gestartet. So galt auch der Start mit einem 1.4 kg schweren Satelliten offiziell als Teststart.

Trotzdem wurde der Start live im Fernsehen übertragen. Nachdem die Sowjets inzwischen schon ihren zweiten Satelliten mit einem Hund im All hatten, stand man unter dem Druck der Öffentlichkeit. Die Rakete hob am 6.12. Zuerst ab, nach einer Sekunde setzten allerdings die Triebwerke aus und die Rakete fiel aus 2 m Höhe auf die Rampe zurück und explodierte. Damit endete der erste Satellitenstart der USA in einem Debakel. Nach dem Sputnikschock sprach die Presse nun vom "Kaputtnik" und "Flopnik" oder "Explodenik".

Grund für das Scheitern war, das man die Rakete eigentlich noch gar nicht richtig getestet hatte. Im Gegensatz zu heute, benötigte man in den späten fünfziger Jahren einige Dutzend Flüge um alle Fehler in einer Rakete zu finden und zu beseitigen. So absolvierte die Atlas zur gleichen Zeit 3 Entwicklungslinien mit insgesamt 22 Starts bis zur ersten operationellen Version. Ein erfolgreicher Start bei den ersten Flügen war damit eine Glückssache. Schlussendlich wurde dann der erste operationelle Satellit mit der Juno 1 gestartet eine Rakete die damals schon ausgereifter und besser getestet war als die Vanguard. Weiterhin war die Vanguard auch als System zu komplex und fehleranfällig, allerdings eine zivile Rakete. Es war als Ziel benannt worden, das eine zivile Rakete den ersten Satelliten starten sollte. Die Vanguard war dazu aber nicht geeignet: Sie enthielt einfach zu viel unerprobte Technik.

Block L (Oktober 1960-März 1964)

Die Erweiterung der Semjorka Interkontinentalrakete mit zwei Stufen ergab die Molnija Trägerrakete. Diese wurde zuerst nur eingesetzt um interplanetare Sonden zu Mond, Venus und Mars zu starten. Später erhielt sie ihren Namen nach den Nachrichtensatelliten des Typs Molnija, die in exzentrische Erdumlaufbahnen befördert wurden.

Vom Erstflug 1960 bis zum März 1964 gab es eine Reihe von Versagern bei dieser Rakete. Von 17 Starts gelangen nur 3. Nun sind Fehlstarts zu dieser Zeit nichts außergewöhnliches. Doch diese Häufung war selbst für eine neue Trägerrakete ungewöhnlich. Von den 17 Starts waren nur 4 Fehlstarts im eigentlichen Sinn, d.h. die Nutzlast erreichte keine Erdumlaufbahn.

Das Flugregime der Molnija sah folgendermaßen aus: Die ersten drei Stufen der Trägerrakete (identisch zur Sojus Trägerrakete) beförderten die Oberstufe "Block L" und eine Raumsonde in eine erdnahe Kreisbahn. Dann wurde diese gezündet und beschleunigte die Raumsonde auf einen Fluchtkurs. Doch bei 10 der 13 Nutzlasten die in eine Erdumlaufbahn gelangten kam es ganz anders. Die Zündung blieb aus oder nach kurzer Zeit schaltete das Triebwerk ab.

In der Sowjetunion rätselte man über die Ursache. Die Rakete war essentiell für das planetare Programm. Im Oktober 1960 sollte sie zwei Sonden zum Mars entsenden. Beide gingen durch Versagen der dritten Stufe verloren. Die nächsten beiden Starts im Februar 1961 galten Venussonden. Von diesen gelangte nur eine auf eine Bahn zur Venus. Die zweite strandete in einem Erdorbit. Die vierte Stufe Block L zündet nicht. Die nächsten 3 Sonden im September 1962 sollten ebenfalls zur Venus entsandt werden. Alle 3 strandeten im Erdorbit weil die Oberstufe "Block L" nach kurzer Zeit ausfiel. Schon einen Monate später standen 3 Starts zum Mars auf dem Programm. Auch von diesen gelang nur ein Start. Bei den beiden anderen stellte die Stufe vorzeitig ihre Tätigkeit ein.

Von den 1963 gestarteten drei Sonden zum Mond erreichte nur Luna 4 eine Bahn. Ebenso ging im November die erste "Zond" Sonde verloren. Auch hier war jedes Mal die Oberstufe Block L schuld.

Auch 1964 verlor man noch drei weitere Sonden. Zwei durch Versagen der dritten Stufe und als letzte am 27.3.1964 eine "Zond" Raumsonde. Die Sowjets gaben den gestrandeten Raumsonden jedes Mal einen unauffälligen Namen wie "Kosmos 21". Einige Tage später traten die Raumsonden in die Erdatmosphäre ein und verglühten. Eine Sonde tat dies just auf dem Höhepunkt der Kuba Krise und wurde zeitweise als Angriff der SU interpretiert.

Warum versagte die Stufe so oft ? Block L sollte nach 1.5 Stunden im Orbit gezündet werden. Bis zu dieser Zeit musste die Oberstufe mit ihrer Nutzlast stabilisiert werden. Dazu gab es ein System namens BOZ welches die Aufgabe hatte die Oberstufe solange zu stabilisieren. 70 Sekunden vor der Zündung schaltete das Kontrollsystem "I-100" von Block L von den Batterien von BOZS auf die von Block L um, da BOZ über 900 kg wog und man sich dieser toten Masse entledigen wollte. Es kam jedoch nicht dazu. Die Stromverbindung zwischen BOZ und Block L wiesen einen Designfehler auf, der zu einem Kurzschluss führte. BOZ fiel als Folge aus. Nun war die Stufe 70 Sekunden lang ohne Lageregelung. Sofern die vorherige Ausrichtung genau genug war und es keine Bewegung gab behielt sie ihre Lage bei und nach 70 Sekunden löste eine Schaltung die Zündung aus und die Stufe funktionierte normal. Kleine Fehler bei der Ausrichtung oder eine Restbewegung führten aber dazu dass die Kreisel des Steuerungssystems außerhalb ihres Arbeitsbereiches waren und blockierten. Wenn dies auftrat wurde die Stufe automatisch abgeschaltet. so kam es entweder nicht zur Zündung oder die Zündung vergrößerte noch die Abweichungen der Ausrichtung so dass nach wenigen Sekunden die Kreisel stoppten und die Stufe abgeschaltet wurde. Als zusätzliches Hindernis fand die Zündung über dem Atlantik statt und man hatte so keine Realzeittelemetrie. Man musste erst warten bis die Daten von einem Schiff übermittel wurden und dann diese Datenblöcke der Zeit zuordnen um festzustellen wann überhaupt ein Fehler auftrat.

Erst am 2.4.1964 hatte man den Fehler gefunden und das BOZ durch eine verbesserte Version ersetzt. Die Erfolgsquote verbesserte sich von da an rasch, auch wenn heute noch die Molniya noch erheblich mehr Fehlstarts aufweist als andere russische Trägerraketen.

Woschod 2 (18.3.1965)

Woschod 2 wurde der Welt als Erfolg verkauft: Der erste Ausstieg eines Menschen im All. Das dieser Flug nahe an einer Katastrophe vorbeiging, erfuhr die Welt erst 20 Jahre später. Das Unglück begann schon bei der Konzeption der Woschod Kapsel. Hatte man die Wostok über längere Zeit entwickelt und getestet so galt es bei Woschod nur den Amerikanern zuvorzukommen, die mit dem Gemini Programm eine Zwei Mann Mission und einen Ausstieg ins All planten. Die Sojus Kapsel, die später über 30 Jahre ihren Dienst tun sollte war noch nicht fertig.

So entschloss man sich eine Wostok Kapsel so umzubauen das drei Mann mitfliegen konnten. Das war nicht ohne Risiko, denn bei Wostok wurde der Pilot bisher vor der Landung herauskatapultiert und landete am Fallschirm. Dies war auch die Notrettung bei einem Problem in der frühen Startphase. Bei 2-3 Mann Besatzung ging dies nicht und man verzichtete ganz auf ein Rettungssystem. Auch andere Umbauten erwiesen sich mehr und mehr zum Problem.

Trotzdem wurde Woschod nach nur einem unbemannten Test, 6 Tage später schon mit 3 Astronauten ins All geschickt. Woschod 1 startete am 12.10.1964. Der Flug war sehr kurz, offiziell abgebrochen wurde er aber nicht wegen Problemen, sondern wegen des Machtwechsels im Kreml.

Nun galt es mit Woschod 2 auch den Ausstieg ins All vorweg zu nehmen. Dazu wurde das Raumschiff so umgebaut das nur zwei Astronauten fliegen konnten, aber eine ausfahrbare Luftschleuse Platz hatte. Der erste Test mit Kosmos 57 am 22.1.1965 misslang, der Satellit explodierte im Orbit. Trotzdem startete Woschod 2 am 18.3.1965 zu ihrem Flug. Alexej Leonow hatte den Auftrag durch die Luftschleuse das Raumschiff zu verlassen. Ohne Stabilisierungsmöglichkeit begann er sich bald um die eigene Achse zu drehen. Noch schwieriger war der Wiedereinstieg: Der Raumanzug hatte sich durch das Vakuum ausgedehnt und nun passte Leonow bei der Schulter nicht mehr durch die Luftschleuse. Nach 8 Minuten gelang der Wiedereinstieg durch Druckreduzierung im Anzug und Einsteigen Kopf voran.

Als man die Luftschleuse abtrennte, zeigte sich das die Kapsel nicht hermetisch schloss, es entwich ständig Luft, welche die Besatzung durch reinen Sauerstoff ersetzte, so das am Ende der Mission die Atmosphäre aus 63 anstatt 20 % Sauerstoff bestand. Damit stieg die Feuergefahr aber stark an, eine Katastrophe wie bei Apollo 1 blieb jedoch aus. Die nächsten Probleme gab es bei der Landung. Nach dem 16.ten Umlauf sollte diese stattfinden, aber das Flüssigkeitstriebwerk fiel aus. Schnell wurde errechnet, wie man das Feststofftriebwerk, das eigentlich die Landung weicher machen sollte, als Abbremstriebwerk nutzen konnte und leitete damit im nächsten Umlauf die Landung ein.

Nun sind Feststofftriebwerke lange nicht steuerbar wie Flüssigkeitstriebwerke und so verpasste Woschod 2 den Landeort um 3200 km. Erst nach 24 Stunden in der sibirischen Taiga konnten die Kosmonauten geborgen werden. So entging Woschod 2 knapp einer Katastrophe. Alexej Leonow sagte später "Wir hatten Probleme und haben sie alle gelöst, ich verstehe nicht warum man das nicht der Öffentlichkeit gesagt hat."

Apollo 1 (27.1.1967)

Bei einem Boden Countdown, wenige Tage vor dem Start von Apollo 1 kam es zu einem Feuer in der Kapsel, bei der die dreiköpfige Besatzung (Edward White, Roger Chaffee, Gus Grisson) erstickte. Die gesamte Kapsel brannte aus, erreicht wurden in der reinen Sauerstoffatmosphäre bis zu 750 Grad Celsius. Ursache für den Tod der Astronauten waren aber eingeatmete giftige Gase.

Bei der anschließenden Untersuchung wurden einige Mängel aufgedeckt. Verursacht hatte den Unfall ein Kurzschluss unter Grissoms Sitz zwischen zwei Kabeln, deren Isolierung durchgescheuert war. Entscheidend waren aber vielmehr zwei andere Tatsachen: Die Apollo Kapsel war zu schnell entwickelt worden, der Hersteller hing immer den Vorgaben hinterher und darunter litt die Qualitätskontrolle. Über 20000 Mängel gab es im Vorfeld an der Apollo Kapsel. Es zeigte sich auch das man auf bestimmte Probleme wie einen Brand gar nicht vorbereitet war, denn viele Materialen die normalerweise nicht brennen, entzündeten sich in der reinen Sauerstoffatmosphäre Insgesamt 1697 Änderungen an der Kapsel wurden vorgeschlagen, von denen 1341 auch durchgesetzt wurden. So konnten die Astronauten bei Apollo z.B. nicht selbst die Luke öffnen. dies konnte nur von Technikern geschehen die erst an der Kapsel waren, als die Astronauten schon tot waren.

Der zweite Grund neben der mangelhaften Zuverlässigkeit der Kapsel war die Vorgehensweise am Cape. Man absolvierte Prüfung der Kapsel und Countdownsimulation gleichzeitig. So war die Besatzung an Bord, als die Kapsel durchgecheckt wurde und sie verlies die Kapsel auch nicht, als schon im Vorfeld Probleme mit der Umluftanlage und ein Geruch nach saurer Milch auftrat. Schlussendlich wurde die Kapsel einem Sauerstoffüberdruck ausgesetzt, um die Dichtheit zu prüfen, was die Brandgefahr enorm erhöhte. (Normal war bei Apollo ein Unterdruck von 0.33 Atmosphären). Erst diese Nachlässigkeit führte zum Tode der Besatzung. Ein Test der Kapsel ohne Besatzung hätte auch zu einem Feuer geführt aber keine Menschenleben gefordert. In den folgenden 18 Monaten wurde kein bemannter Start mehr durchgeführt, sondern das Apollo Raumschiff flugtauglich gemacht.

Apollo 1 wäre eigentlich Apollo 3 gewesen, da die NASA schon vorher die Kapsel zweimal unbemannt getestet hatte. Die Astronauten hatten immer auf die Bezeichnung "Apollo 1" bestanden und so wurde diese Missionsnummer nicht mehr vergeben. Es folgten mit Apollo 2-6 5 unbemannte Tests, bevor mit Apollo 7 wieder Menschen ins All geschickt wurden.

Sojus 1 (24.4.1967)

Drei Monate später starb der Kosmonaut Wladimir Komarow beim Jungfernflug seines Raumschiffes. Am 23.4.1967 startete Sojus 1, doch bald gab es Probleme, ab dem 15.ten Umlauf begann sich das Raumschiff um die Längsachse unkontrolliert zu drehen, als beim 18.ten Umlauf eine Notlandung eingeleitet wurde, versagte das Abbremssystem und die Kapsel schoss über das Zielgebiet hinaus.

Als sich in 7 km Höhe der Fallschirm der Kapsel öffnen sollte, tat er das nicht, weil die Seile durch die Längsdrehung verdrillt waren und das Raumschiff fiel wie ein Stein zur Erde. Die Ursache für den Verlust von Sojus 1 ist wohl die gleiche wie bei Apollo 1: Das Rennen zum Mond, bei dem beide Nationen vorne sein wollten und dadurch das Eingehen von Risiken mit unerprobten Raumschiffen. Kein bisheriger unbemannter Sojus Flug verlief ohne Probleme, und es heißt, das der Chef des russischen Raumfahrtprogramms Mischin gegen einen Start von Sojus 1 gewesen sein soll (dem einer von Sojus 2 mit einer Kopplung beider Raumschiffe folgen sollte). Ähnlich wie bei den Amerikanern vergingen nun Jahre mit unbemannten Tests des Sojus Raumschiffes bis dieses als ausgereift gelten konnte. Man fand insbesondere konstruktive Mängel bei dem Fallschirm, der von dem Pilotfallschirm nicht aus dem Behälter gezogen werden konnte.

Das Sojus Raumschiff war ursprünglich dazu gedacht Astronauten auf den Mond zu bringen. Davon konnte nach dem Unglück bei Sojus 1 keine Rede mehr sein. Mehr dazu in einem eigenen Artikel.

N-1 (3.7.1969)

Die N-1 war das Gegenstück zu der amerikanischen Saturn. Sie sollte zwei Kosmonauten zum Mond bringen. Die Konzeption der N-1 war aber anders als bei der Saturn. Man bündelte sehr viele Triebwerke - Alleine in der ersten Stufe 30 Stück. Damit war die N-1 technisch viel anfälliger als die Saturn für Ausfälle, die schließlich ihr Schicksal besiegelten.

Schon am 23.2.1969 war der erste Testflug der russischen Mondrakete N-1 gescheitert. Damit war der Wettlauf zum Mond entschieden, doch anstatt die Zuverlässigkeit der Rakete zu erhöhen setzte man rasch den nächsten Start an. Am 3.7.1969 hob der 2780 t schwere Koloss mit 30 Triebwerken in der ersten Stufe ab. Doch schon nach 0,25 Sekunden fiel ein Stück Metall aus der Treibstoffleitung in den Gasgenerator von Triebwerk 8, der daraufhin explodierte. Die Trümmer führten zum Ausfall weiterer Triebwerke, was wiederum dazu führte, das die Rakete aus mehreren Metern Höhe auf die Rampe zurückfiel und in einer Explosion die über 2500 t Treibstoff sich in Luft auflösten. Der gesamte Startkomplex wurde zerstört und musste wieder aufgebaut werden. (2500 t Treibstoff haben die Sprengkraft einer kleinen Atombombe).

Der Fehlstart ist insgesamt von Geheimnissen umgeben. Normalerweise macht sich Metall in Raketen nicht selbstständig, beim nächsten Start baute man Siebe in die Treibstoffleitungen ein. Wurde bei der Fertigung der N-1 geschludert oder wurde Sabotage betrieben? Man wird es wohl nie erfahren.

Apollo 13 (13.4.1970)

Am 13.4.1970, 300.000 km von der Erde entfernt, explodierte der Sauerstofftank von Apollo 13 auf dem Weg zum Mond. Dank gemeinsamer Anstrengungen von Besatzung und Bodenpersonal gelingt es den Mond Lander als Rettungsboot zu nutzen und die Besatzung am 16.4.1970 sicher zur Erde zurückzubringen. Der Ablauf des Unglückes ist inzwischen verfilmt worden und würde den Rahmen des Artikels sprengen. Jedoch erfährt man nur selten etwas über die Ursache der Explosion.

Die primäre Ursache des Unglückes war, das die Isolierung eines Kabels durchgeschmort war und sich dadurch ein Kurzschluss bildete, sobald dieses nicht mehr vollständig vom Sauerstoff bedeckt war. Die daraus sich bildende Explosion führte dann zum Unglück. Als man sich die Geschichte des Tanks ansah, zeigten sich aber gleich eine Unzahl von Mängeln.

Das ganze fing schon am 21.10.1968 an, als der Tank aus der Bucht von Apollo 10, für den er vorgesehen war, herausgehoben wurde und durch einen Defekt am Kran wieder zurück fiel. Dabei muss sich der Einfüllstutzen eines der beiden Tanks deformiert haben. Am 16.3.1970 begann man mit den Vorbereitungen zu Apollo 13 und testete den Tank indem man ihn befüllte und wieder entleerte. Durch den defekten Einfüllstutzen ging dies bei Tank 2 nicht und man begann den Sauerstoff durch Erhitzen auszutreiben. Nun ist der Tank gut isoliert und dies ging nicht so leicht wie man sich das dachte. Man beschloss daher zum Entleeren des Tanks die Heizelemente 6 Stunden lang zu betreiben um den Tank zu entleeren. Dies geschah mit der 65 Volt Spannung am Boden. Erst nach einem weiteren Probetanken wandte man sich dem Einfüllstutzen zu und erkannte den Defekt.

Die eigentliche Unglücksursache war jedoch erst durch das Heizen zustande gekommen. An den Heizelementen sitzen Thermostaten die auf die Bordstromversorgung von 28 Volt ausgelegt sind. Sie sollen die Heizelemente vor Überhitzung über 27 Grad schützen. Bei 65 Volt funktionierten diese Thermostaten nicht und so erreichten die Temperaturen an den Heizelementen 530 Grad wodurch auch die Teflonisolierung der nahe liegenden Kabel der Ventilatoren beschädigt wurde. Als während des Fluges zum ersten mal die Ventilatoren angeschaltet wurden kam es zum Kurzschluss und dadurch zur Explosion.

Insgesamt war das gesamte Vorgehen sehr nachlässig und man fragt sich, warum ein beschädigtes und bei einem Test nicht funktionierendes Teil nicht komplett ausgetauscht worden ist.

Sojus 11 (29.6.1971)

Am 6.6.1971 startete Sojus 1 mit den drei Astronauten Dobrowolski, Pazajew, Wolkow zur ersten Raumstation Saljut 1. Als sie nach 23 Tagen die Rückkehr zur Erde antraten zeigte sich das ein Ventil undicht war und die Luft aus der Kapsel entwich. Die Kapsel landete, doch mit drei erstickten Astronauten. Man versuchte die Astronauten noch durch Herz-Lungen Massage wieder zu beleben, doch alle Mühen waren vergebens, die Astronauten waren an der Dekompression gestorben.

Zuerst wurde die Schuld den Astronauten zugeschoben, prinzipiell seien die Kapseln dicht (obgleich auch bei Woschod 2 Luft austrat) und die Kosmonauten hätten mit einem Finger das defekte Ventil abdecken können, wären aber wohl nicht routiniert genug gewesen oder zu aufgeregt. Dazu hätten sie aber das defekte Ventil kennen müssen...

Später zog man allerdings klammheimlich die Konsequenzen aus dem Unfall. Bisher waren alle Raumfahrer ohne Raumanzug gestartet, dieser diente nur für den Ausstieg aus der Kapsel. Der Grund: Mit einem sperrigen Raumanzug war nur Platz für 2 Astronauten in der Kapsel. Nun wurde das geändert. Alle Besatzungen starten seitdem mit Raumanzug, auch wenn dies hieß, das bis zur Verfügung des modernen Sojus T Raumschiffes Anfang der achtziger Jahre nur zwei Kosmonauten ins All fliegen konnten. Das Anlegen des Raumanzuges ist nun auch für die Landung vorgesehen. Mehr dazu in einem eigenen Artikel.

Mars 4 bis 7 (21.7.1973 bis 9.8.1973)

Zwei Jahre vor Landung der amerikanischen Viking Sonden startete die Sowjetunion in 3 Wochen nicht weniger als 4 Sonden zum Mars. Davon konnte nur eine, Mars 5 über einige Wochen ein wissenschaftliches Messprogramm durchführen. Das die Sowjets sehr viele Raumsonden in den sechziger und frühen siebziger Jahren durch Fehlstarts der Trägerraketen verloren ist eine traurige Tatsache. Doch bei den Mars Sonden war dies vermeidbar. Denn die Ursache für das Scheitern war schon vor dem Start bekannt. Alle Sonden hatten in der Elektronik Transistoren des Typs 2T312. Bei diesen stellte man bei der Überprüfung der Raumfahrzeuge 4 Monate vor dem Start fest, dass die elektrischen Eigenschaften sich verschlechtern würden und die Transistoren in etwa 1.5- 2 Jahren völlig ausfallen würden. Ursache war eine Kontaktkorrosion, da man in de, Herstellerwerk um kostbares Gold zu sparen die Kontakte aus Aluminium fertigte. Die Ingenieure gaben dem Sondenquartett, das aus zwei Landern und zwei Orbitern bestehen sollte eine 50.50 Chance funktionsfähig den Mars zu erreichen.

Das nahe liegende wäre es gewesen die Raumsonden nicht zu starten und die Elektronik auszubauen und die defekten Transistoren zu wechseln. Doch dazu musste man erst die Produktion umstellen, was etwa 6 Monate gedauert hätte. Doch weil man der Marslandung der Viking Sonden 1976 zuvorkommen wollte entschied man bei der politischen Führung die Sonden trotzdem zu starten. So kam es wie es kommen musste: Das Programm endete in einem Debakel.

Mars 4 startete am 21.7.1973. Der Orbiter Mars 4 fiel schon auf dem Weg zum Mars aus. 2 der 3 Kommunikationskanäle fielen aus, so dass man nicht mehr das Triebwerk zünden konnte um den Kurs zu korrigieren und in einen Orbit einzuschwenken. Der dritte Kommunikationskanal der frei war, wurde von den Instrumenten benutzt die bei der Passage einige Messungen machen konnten.

Mars 5 startete am 25.7.1973. Mars 5 gelangte als einziges Raumfahrzeug in einen Marsorbit am 12.2.1974 in einen Orbit. Dafür hatte der Orbiter andere Probleme. Die gesamte Elektronik der Sonden befand sich in einem zentralen Zylinder, der unter Druck wie bei der Erde stand, arbeitete also wie unter Erdbedingungen und war nicht für den Betrieb im Vakuum ausgelegt. Ein Teilchen hatte diesen Zylinder durchschlagen und die Luft entwich langsam. So rechnete man nur mit einer Arbeitsdauer von 3 Wochen im Orbit und führte ein beschleunigtes Beobachtungsprogramm bis zum 28.2.1974 aus, als der Satellit durch den Druckverlust ausfiel.

Mars 6 startete am 5.8.1973. Auch hier fiel sehr bald ein Telekommunikationskanal aus, leider war es der, welcher Daten des Busses lieferte, so dass man den Status der Sonde nicht kannte. Die Landung erfolgte am 12.3.1974 als letzte der vier Sonden. Der Lander wurde automatisch abgetrennt und landete auch automatisch, schwankte allerdings sehr stark am Fallschirm. Just als man aufsetzte (in diesem Moment wird ein Raketentriebwerk gezündet) verstummte er. Warum er ausfiel weiß man nicht. Leider waren auch die Daten die während des Abstiegs gewonnen wurden und über den am Mars vorbei fliegenden Bus gesendet wurden durch Abnahme der Leistung der Transistoren weitgehend unlesbar und gingen im Störrauschen unter.

Mars 7 startete am 9.8.1973 als letzter des Quartetts. Auch hier fielen bald alle Kommunikationskanäle bis auf einen aus. Zudem wurde der Lander, wahrscheinlich durch die beschädigte Elektronik 4 Stunden zu früh abgetrennt und flog so am 9.3.1974 in einer Distanz von 1300 km am Mars vorbei. Damit war das letzte Mars Unternehmen der Mars Sondenreihe gescheitert. Es dauerte 16 Jahre bis es einen neuen Anlauf geben würde.

Challenger (28.1.1986)

72 Sekunden nach dem Starts explodierte die Raumfähre in zirka 12 km Höhe. 7 Astronauten starben, wahrscheinlich erst beim Aufschlag der Kabine auf das Meer. Die Ursache des Unglücks war sehr rasch gefunden: Eine Dichtung in einem der beiden Feststoffbooster war durchgebrannt. Schon beim Starts trat bei der Dichtung dunkler Rauch aus. Zeitlupenaufnahmen zeigten dann wie eine Stichflamme aus dem Zwischenraum zwischen zwei Segmenten der Booster Austrat und den Wasserstofftank angriff, der dann austretende Wasserstoff explodierte.

Die Feststoffbooster des Shuttles bestehen aus mehreren Segmenten die miteinander verbunden sind. Zwischen 2 Segmenten ist jeweils eine Dichtung aus Gummi, normalerweise von dem heißen Inneren abgetrennt von einer Manschette, welche die Dichtung in den Zwischenraum drückt. Bei kalten Außentemperaturen ist die Dichtung aus Gummi aber spröde, und kann nicht schnell genug nachgeben, es bleibt eine Lücke durch die schlussendlich die heißen Flammengase nach außen dringen konnten.

An diesem Tag war es in Florida für die dort normalerweise herrschenden Verhältnisse extrem kalt, an den Startanlagen bildete sich Eis. So intervenieren die Ingenieure der Herstellerfirma der Booster bei der Geschäftsleitung man dürfte bei diesen Temperaturen nicht starten, diese waren in einer Konferenz auch der Meinung, dann jedoch kam ein Anruf von der NASA, der die Entscheidung umwarf. Was man bei der NASA sagte weiß man bis heute nicht, man kann es sich jedoch ausmalen. Der Start war im Vorfeld mehrmals verschoben worden, das ganze Shuttleprogramm hing Jahre hinter den Vorgaben zurück und für das Jahr 1986 war ein voller Terminplan mit 2 Starts von Raumsonden die enge Startfenster hatten.

Die Folgen der Challenger Katastrophe waren umfassend. Nicht nur dass das ganze Programm einer Revision unterzogen wurde, in der Folge stieg die NASA aus dem Geschäft mit privaten Kunden aus, dies sollten die Hersteller der Raketen nun selbst übernehmen. Erst im September 1988 startete wieder ein Shuttle. Inzwischen werden bei jedem Start die Verantwortlichen der Herstellerfirmen mit den Astronauten konfrontiert und müssen diesen persönlich sagen, das alles in Ordnung ist. Ich denke dies ist die wichtigste Änderung.

Nach dem Auseinanderbrechen der Columbia beim Wiedereintritt am 1.2.2003 taucht dieses Unglück wieder in den Nachrichten auf. Was erstaunlich ist, dass alle 3 Katastrophen, bei denen in der USA Astronauten starben, im kurzen Zeitraum von 7 Tagen vom 27.1.-1.2. lagen (27.1.1967 Apollo 1, 28.1.1986 Challenger, 1.2.2003 Columbia).

Eigentlich passt die Challenger Katastrophe nicht ganz in diese Rubrik, denn man wusste schon vorher ganz genau, das man die Raumfähre verlieren kann:

Hier eine kurze Chronologie der Ereignisse vor dem Start:

• Am Morgen des 27.sten Januars melden Thiokol Techniker Zweifel an, dass die tiefen Temperaturen zur Beschädigungen der Dichtungen der Feststoffbooster führen könnten
• Gegen 17:45 Uhr (EST) am 27. Januar 1986 wird eine Telefonkonferenz einberufen, in der Thiokol empfiehlt, den Start auf 12 Uhr mittags oder später

  zu verschieben: Argument: Bei einer Mission im Januar 1985 und einer Außentemperatur von 11 ° C hatten Triebwerksgase den ersten O-Ring beschädigt und funktionsunfähig gemacht.

• Eine zweite Telefonkonferenz mit insgesamt 34 Teilnehmern (Ingenieuren und Managern von NASA und Morton Thiokol) wird für 20:15 Uhr (EST)

  einberufen: Thiokol-Forderung: Start-Temperatur muss mindestens 11 ° C (53 ° F) sein. Empfehlung: nicht starten.

• NASA-Manager beginnen, die Empfehlung und die Daten zu kritisieren. NASA-Manager Larry Mulloy beschwert sich: Festlegung einer

  Mindesttemperatur für den Start wurde früher nie gefordert. Warum jetzt, am Abend vor dem Start? Mulloy dann wörtlich: My God, Thiokol, when do you want me to launch, next April?

• Thiokol-Team erbittet eine 5-minütige Unterbrechung der Sitzung, aus der dann 30 Minuten werden. Thiokol-Vizepräsident Jerry Mason will eine Management decision treffen und schließt die Ingenieure kurzzeitig von der Besprechung aus.
• Vier Thiokol-Manager verbleiben, eine Abstimmung wird gefordert. Drei stimmen für den Start, einer dagegen (Robert Lund).
• Mason bittet Lund, to take off his Engineering hat and put on his management hat. Lund stimmt nun ebenfalls für den Start.
• Thiokol erläutert nach der Wiederaufnahme der Telekonferenz die Gründe für die neue Empfehlung.
• Schriftliche Begründung wird zur NASA gefaxt. Ende der Telefonkonferenz um 23:15 Uhr (EST).

Jeglicher Kommentar denke ich ist hier überflüssig.

Phobos 1 (2.9.1989)

Nach 14 Jahren Pause startete die Sowjetunion am 7.7.1988 wieder eine Mission zum Mars. Durch die Öffnung der Sowjetunion wurde diese Sonde zu einem internationalen Projekt bei dem sich auch die ESA und westeuropäische Staaten beteiligten.

Es sollte dazu jedoch nicht kommen. Am 2.9.1989 wurde ein falsches Signal zur Sonde gesendet, das bewirkte, das sich die Sonde von der Sonne wegdrehte und keinen Strom mehr erhielt. Als man den Fehler nach drei Tagen bemerkte war es zu spät Phobos 1 antwortete nicht mehr. Automatische Systeme wie an amerikanischen Sonden die solche Pannen verhindern oder von sich aus Kontakt mit der Erde aufnahmen gab es an Bord von Phobos 1 nicht. Die Batterien an Bord der Sonde hielten nur für 5 Stunden durch. Auf ähnliche Weise war schon 1962 Mars 1 verloren gegangen.

Phobos 2 (27.3.1989)

Nach dem Ausfall von Phobos 1 ruhten alle Hoffnungen auf ihrer am 12.7.1988 gestarteten Schwestersonde. Die Sonde schwenkte am 29.1.1989 in einen Marsorbit ein und begann dann ihre Bahn der des Marsmondes Phobos anzupassen, des eigentlichen Forschungsobjektes.

Die Bahn zu Phobos wurde am 18.2 erreicht. Nach und nach wurde eine immer kürzere Distanz zu Phobos erreicht und die Bildqualität immer besser. Am 27.3, als die Sonde weniger als 200 km von Phobos entfernt war schlug das Schicksal jedoch zu: Die Sonde schwieg zuerst kurz und dann für immer. Ein Ausfall des Computers durch eine elektrische Aufladung in der Nähe von Phobos wurde als Ursache angegeben. Da die Sonde nur über begrenzte Batteriekapazität verfügte musste man Sie schnell wieder unter Kontrolle bringen. Dies misslang.

Der tiefere Grund dürfte die mangelnde Autonomie der Sonde und die fehlende Trennung von Instrumenten und Flugeinheit sein. Phobos 2 musste für jede Beobachtung sich zu Phobos drehen und verlor dabei die Ausrichtung zur Sonne, da die Instrumente fest montiert und nicht beweglich auf einem Mast wie bei amerikanischen Sonden waren. So konnte eine einzige falsche Ausrichtung zu einem Ausfall der Funkverbindung zur Erde oder zum Verlust der Stromquelle durch wegdrehen der Solarzellen führen. Für die Beobachtung waren diese Manöver aber zwingend erforderlich, so das man ein riskantes Spiel betrieb, zumal die Sonde nur eine kleine Computerkapazität hatte und man so auf einen "Safe Mode", einen Modus der ein Messprogramm abbricht, ihre Stromversorgung sichert und dann nach Kontakt zur Erde sucht verzichtet hatte.

Diese Nachlässigkeit, verbunden mit einem prinzipiellen Designfehler führte schließlich zum Verlust beider Phobos Sonden.

Ariane 4 (23.2.1990)

Ariane war der Gewinner der Privatisierungspolitik der NASA. Zur selben Zeit wie der Shuttle vom Pech verfolgt (1985/86 misslangen in rascher Folge die Flüge 15+18), war die Firma als einzige in der Lage rasch genug die privaten Aufträge aufzunehmen. 1988 flog das Modell 4, das zwei schwere Satelliten auf einmal transportieren konnte zum ersten Mal und mit dem neuen Startkomplex ELA-2 war es möglich mehr Starts auf einmal abzuwickeln. Die US Konkurrenz dagegen musste erst einmal wieder Raketen produzieren und dann standen Aufträge des Militärs vorne an.

1990 war Ariane fest etabliert, die vergangenen 17 Starts waren ohne Fehler abgelaufen. Wie günstig für die Konkurrenz, das eines der Haupttriebwerke der Ariane 4 bei Flug 35 bald nach dem Start ausfiel und die Rakete vom Kurs abkam und 1 Min 50 Sekunden nach dem Start gesprengt werden musste.

Seltsam war nur die Ursache das Ausfalles. In einer 4 cm dicken Leitung steckte ein Putztuch, an zwei Stellen geknotet, obwohl zur Reinigung Spezialpapiere und keine Tücher verwendet werden.... Und während der Weihnachtsferien stand die Rakete praktisch unbewacht in der Montagehalle.... Obwohl der Vorwurf der Sabotage bestritten wurde, hielten sich Gerüchte hartnäckig. Schlussendlich wurde schon früher von US Firmen einiges versucht um Ariane "auszubremsen", Satelliten waren plötzlich zum Starttermin noch nicht bereit, aber andere Starts dürfte man nicht vorziehen....

Arianespace hat als Folge die Herstellungskontrollen verschärft, aber auch für die Sicherheit wurde einiges getan. So wird heute die Rakete bewacht und die Fremdenlegion patrouilliert in der Region. Als Folge stieg die Zuverlässigkeit der Ariane immer weiter an und heute ist Ariane 4 die Rakete mit dem stehenden Rekord an erfolgreichen Starts in Folge 70 nach Flug 153).

Hubble (24.4.1990)

Im Jahre 1977 ging man an die Konzeption eines großen Weltraumteleskops. Anders als die bisher in Satelliten eingebauten kleineren Teleskope, sollte es einen Spiegeldurchmesser von 3 m haben und damit genauso groß wie die Großteleskope auf der Erde werden. Es war auch als erstes Projekt darauf ausgelegt vom Shuttle gewartet und mit neuen Instrumenten versorgt zu werden. Starttermin war 1983, der ursprüngliche Kostenrahmen waren 450 Millionen USD, wobei die NASA 85 % trug und die ESA 15 %.

Im Laufe der Jahre wurde das Teleskop kleiner - Der Spiegeldurchmesser sank von 3.05 m auf 2.38 m und teurer. 1986, als der Start abzusehen war, hatte man schon 1.6 Mrd. Dollar ausgegeben. Durch die Challenger Explosion wurde der Start dann auf 1990 verschoben und das Teleskop eingelagert. Die Raumfähre Discovery setzte Hubble in 600 km am 25.4.1990 aus. Am 20.5.1990 gab es die ersten Testaufnahmen. Doch sie zeigten nicht das anvisierte hohe Auflösungsvermögen von 0.04" (10-20 mal besser als die besten auf der Erde) sondern waren unscharf. Zwar waren sie noch besser als die Aufnahmen auf der Erde, doch im Brennpunkt wurden nur 10-15 % des Lichts gesammelt anstatt 80 %, der Rest wurde auf eine Fläche von 0.6 mm verschmiert und führte zu den unscharfen Bildern.

Es zeigte sich bei Nachforschungen, dass man bei der Begutachtung des Spiegels eine Linse für einen Laserstrahl um 1.3 mm falsch positioniert hatte. Der Laser tastet den Spiegel ab, und das Muster des reflektierten Lichtes lässt Rückschlüsse auf die Formgenauigkeit zu. Durch die falsche Position wurde am Rande des Spiegels jedoch 2 µm zu viel Material abgetragen, der Spiegel zu flach und die Strahlen vom Außenbereich trafen sich nicht mehr im Brennpunkt. 2µm klingt zuerst nach nicht viel, doch selbst bei einem billigen Kaufhaus Teleskop ist der Spiegel normalerweise auf 0.06 µm genau geschliffen. Er muss wesentlich besser geschliffen sein als die Wellenlänge des Lichtes von 0.4-0.8 µm. Da man nach dem Korrigieren des vermeintlichen Fehlers nicht mehr den Spiegel vermessen hat und auch keine Prüfung des gesamten Teleskops vor dem Start machte, (obgleich man es für 4 Jahre einlagern musste) fiel der Fehler nie auf. Damit lag der Fokus von Hubble nicht auf der Spiegeloberfläche, sondern 38 mm dahinter: Hubble war kurzsichtig.

Man versuchte mit großem mathematischen Aufwand einige Bilder durch Bildverarbeitungsverfahren zu verbessern. Dies ging nur bei sehr hellen Bildern mit hohem Kontrast. Die meisten Bilder konnte damit nicht bearbeitet werden. So ging man daran eine Korrekturoptik zu bauen. Diese korrigiert die Verzerrung durch Linsen, die in den Strahlengang eingebaut werden. Man erreicht damit nicht ganz die Auflösung die man sich erhoffte und verliert auch etwas Licht doch sie kann den Fehler weitgehend kompensieren. Die Firma Ball Aerospace baute die Korrekturlinsen namens COSTAR innerhalb von 28 Monaten.

Am 2.12.1993 wurde diese Korrekturoptik eingebaut, für den benötigten Platz musste eines der fünf Instrumente von Hubble weichen. Danach lieferte Hubble Bilder, die dem entsprachen was man sich von ihm erhoffte. Neuere Instrumente beinhalten die Korrekturoptik und brauchen die Korrekturlinsen nicht. Seit 2002 mit der Faint Object Camera das letzte der ursprünglichen Instrumente durch ein leistungsfähigeres ersetzt wurde, ist die Korrekturoptik nicht mehr nötig und die Linsen wurden aus dem Strahlengang des Spiegels geklappt. Hubble ist neben dem SMM Satelliten wohl die einzige Mission bei der ein Shuttle sinnvoll zur Rettung einer Mission war. Allerdings muss man sich auch die Kosten vergegenwärtigen. Alleine die Service Mission dürfte ohne die COSTAR Linsen 500 Millionen USD gekostet haben.

Galileo (11.4.1991)

Am 18.10.1989 war die Raumsonde Galileo zu ihrem Kurs zum Jupiter gestartet. Ihr stand eine ebenso lange Reise bevor wie bisher schon das Projekt hinter sich hatte, seit dem Projektbeginn am 14.5.1977 wurde der Starttermin mehrmals verschoben, die Konfiguration der Sonde verändert und der Träger immer wieder geändert. Zum Verhängnis wurde das Challenger Unglück. Die NASA verbot die Centaur Oberstufe, welche die Sonde nach ursprünglichen Planungen am 21.5.1986 zum Jupiter bringen sollte. Die Reisezeit hätte mit dieser Oberstufe 2.25 Jahre Betragen und die Sonde wäre direkt zum Jupiter geflogen.

Schlussendlich sollte die Raumsonde mit dem Shuttle und einer IUS Oberstufe starten, da diese aber nicht ausreichte die Sonde direkt zum Jupiter zu bringen, musste die Sonde dreimal an Venus und Erde Schwung holen. Dies hatte einige Folgen auf das Projekt. Zum einen musste die Sonde erst einmal 3 Jahre lang eingelagert werden, und zum anderen konnte man nicht wie geplant die HGA Antenne direkt nach dem Start ausfahren, sondern erst nachdem die Sonde nicht mehr in Venusnähe war. Weil sonst die thermische Belastung der Antenne, die nicht aus Metall sondern 18 Streben mit einem reflektierenden Stoff dazwischen bestand, zu groß gewesen wäre.

Als man am 11.4.1991 die Antenne ausfahren wollte stellte man bald fest das es nicht ging. Die Motoren begannen sich fest zu fressen und offensichtlich blockierten 2-5 der Streben. Man versuchte in den folgenden Monaten alles was nur denkbar war die Streben zu lockern: Hämmern mit den Motoren, drehen in die Sonne und wieder weg, erhöhen der Spinrate. Nichts half.

Zuerst vermutete man die Umlenkung zur Venus hätte zu dem Problem geführt, das man bald als ausgelaufenes Schmieröl diagnostizierte. Schließlich war die Sonde nicht für diese nahe Entfernung zur Sonne ausgelegt gewesen. Nach eingehenden Tests war man aber auf die wahre Ursache gekommen: Die lange Lagerung auf der Erde und wahrscheinlich der zweimalige Transport vom Cape über 5000 km zum JPL und zurück per Truck. Dabei war wahrscheinlich schon auf der Erde das Schmieröl ausgelaufen und einen Test ob sich die HGA entfalten würde, hatte es nach der Fertigstellung der Sonde 1985 nicht mehr gegeben.

Inzwischen absolvierte Galileo ihr Messprogramm, aber zumindest quantitativ mussten durch die fehlende Hochgeschwindigkeitsverbindung Abstriche gemacht werden.

Ariane 5 (4.6.1996)

6 Jahre nach dem Fehlstart der Ariane 4 stand wieder eine Ariane auf dem Starttisch. Es sollte der Jungfernflug des nächsten Modells sein, der Ariane 5 die mit neuer Technologie noch mehr Nutzlast in das All befördert und die inzwischen erkämpfte 50 % Marktherrschaft der Europäer halten sollte.

Nach einem perfekten Start begann die Rakete 37 Sekunden nach dem Flug aber um die Längsachse zu kippen und 40 Sekunden nach dem Start begann die Nutzlastspitze abzubrechen. Danach wurde die Rakete vom Boden aus gesprengt. Mit der Ariane 5 gingen vier Forschungssatelliten der ESA im Werte von 450 Mill. DM verloren.

Sehr bald nach dem Unglück, eigentlich schon am gleichen Tag stand nach Auswertung der Telemetrie fest, das die Ariane 5 gesprengt werden musste, weil die Schubdüsen der Feststofftriebwerke und des Haupttriebwerkes von einem Moment zum anderen abrupt umgeschwenkt wurden. Weshalb aber dieser Wechsel, bislang lag Ariane 5 perfekt auf Kurs!

Der Grund lag an dem Trägheitsnavigationssystem SRI, das die Ariane 5 aus Kostengründen von der Ariane 4 übernommen hatte. Die Software des SRI musste auch für den Fall gewappnet sein, dass ein Countdown noch in den letzten Sekunden vor dem Abheben abgebrochen wird, da man zirka 45 min für das Ausrichten der SRI benötigt und dieses kurz vor dem Start freigegeben wird. Für den Fall, das ein Countdown nach diesem Zeitpunkt abgebrochen wird (einmal 1989 geschehen, als die schon laufenden Triebwerke wieder abgeschaltet wurden) musste die Software des SRI die Daten für die Orientierung zirka 50 Sekunden bereit halten, bis die Bodenkontrolle die Rakete wieder übernommen hatte. Bei normalen Starts lief die Software nach dem Abheben noch, aber ihr Output hatte keinen Sinn.

Bei Ariane 5 war dieses Vorgehen eigentlich überflüssig, denn die Startabbrüche wurden hier anders behandelt, die Software wurde aber unverändert übernommen, schließlich hatte sie bei Ariane 4 problemlos funktioniert. Ein Wert in der Software des SRI war der BH Wert, die horizontale Beschleunigung der Rakete. Da die SRI nicht die neuesten Rechner waren, war dieser Wert nicht gegen einen Überlauf geschützt, wenn er von einer Fliesskommazahl in eine 16 Bit Ganzzahl umgewandelt wurde. Bei Ariane 4 war das kein Problem, denn diese hob gemächlich ab, die Ariane 5 beschleunigte aber 5 mal schneller als die Ariane 4! Bei Ariane 4 konnte dieser Wert niemals den Bereich einer 16 Bit Zahl verlassen, bei Ariane 5 dagegen schon.

37 Sekunden nach dem Start kommt es dann zur Katastrophe: Der BH Wert ist zu groß für eine 16 Bit Zahl, es kommt zu einem Überlauf im SRI, der daraufhin die Arbeit einstellt und Statusdaten an den Bordcomputer sendet und auf Anweisungen wartet. Im zur Absicherung gedachten zweiten SRI kommt es 50 ms später zum gleichen Überlauf und von nun an erhält der Bordcomputer nur noch Statusinformationen, keine Navigationsdaten mehr.

Der Bordcomputer hält diese für echte Navigationsdaten, die auf eine enorme Abweichung von der Bahn hinzuweisen, und ohne das zu hinterfragen werden die Düsen der Raketentriebwerke auf Vollausschlag gestellt. Diese vermeintliche Korrektur der falschen Flugbahn bewirkt, dass sich die Rakete 20 Grad quer zur Flugrichtung stellt. Zu diesem Zeitpunkt ist Ariane 5 aber noch im unteren Teil der Atmosphäre. Die aerodynamische Belastung führt zum Auseinanderbrechen der Rakete. Auf den Fernsehaufnahmen kann man erkennen wie die Nutzlastspitze schon vor der Sprengung abbricht. Bevor die nur wenige Millimeter dicken Tanks der ersten Stufe brechen und die Rakete explodieren kann, wird sie vom Kontrollzentrum gesprengt.

Wie man erkennen kann lagen hier gleich mehrere Fälle von Schlamperei vor:

• Ein System von Ariane 4 wurde ohne Überprüfung in die Ariane 5 übernommen
• Die Software war eigentlich bei Ariane 5 überflüssig, lieferte aber trotzdem Daten an den Computer
• die SRI Computer arbeiteten nach dem Überlauf nicht weiter, sondern schalteten sich ab - man ging nur von Hardwarefehlern aus, nicht von Softwarefehlern die keine Hardware betrafen
• durch dieses Vorgehen war ein systematischer Fehler fähig beide SRI praktisch gleichzeitig auszuschalten, die Rakete war damit ohne Navigation
• anstatt den bisherigen Kurs beizubehalten, wenn die SRI ausgefallen sind, wurde ihr Status als Navigationsdaten interpretiert und es kam zur Zerstörung der Rakete.

Das Problem das man nur Hardwarefehler annahm und dann betreffende Komponenten abschaltete anstatt zu improvisieren entdeckte der Untersuchungsausschuss auch bei anderen Teilen der Ariane 5 Software, auch war der SRI nie unter Flugbedingungen getestet worden. Als man einen SRI mit den berechneten Daten eines Fluges fütterte fiel er genauso wie die Ariane 5 nach kurzer Zeit aus. Das ganze führte zu einer genauen Revision des Ariane 5 Projektes und schlussendlich zu einer enormen Verzögerung. Die Cluster Satelliten wurden nachgebaut und im Sommer 2000 mit zwei russischen Sojus Raketen gestartet. Mehr im Artikel über Ariane Fehlstarts.

Progress M-34 / MIR (25.6.1997)

Am 25.6.1997 kollidierte das Raumschiff Progress M-34 beim Ankoppeln mit der Raumstation MIR. Das Modul Spektr wurde beschädigt, hatte ein Loch und musste von der Station genommen werden, indem man die Luke dazu schloss und damit auch auf den Strom den das Modul liefern sollte verzichtete. Schlussendlich ist dies das Ende der Mir gewesen: Denn nun hatte die Station nicht nur das zweitmodernste Modul verloren sondern auch einen guten Teil ihrer Stromversorgung. Die anderen Module hatten keine oder nur kleine Solarpanels. Die MIR wurde zwar noch längere Zeit benutzt, doch ihr wissenschaftlicher Nutzen war (auch durch andere nun überalterte Systeme die immer öfter ausfielen) nun gering.

Sehr bald wurde dem Astronauten Wassili Ziblijew die Schuld an dem Unglück gegeben, er hätte nicht den Befehlen gehorcht und damit das Progressraumschiff leichtsinnig mit der MIR kollidierten lassen. Die NASA begnügte sich nicht mit dieser Version, war sie doch inzwischen an der MIR mit beteiligt und sandte Astronauten zu ihr und versorgte die MIR mit Vorräten durch Shuttle Andockflüge.

Die Ursache war ein neues System zur Ankopplung von Progressraumschifffen. Bislang machte dies ein automatisches System: Die Progress steuerten zuerst von der Bodenkontrolle gelenkt zur Station und dann automatisch mit Radargeräten und anderen Sensoren zur MIR und koppelten dort ebenfalls automatisch ohne Beteiligung der Besatzung an. Dieses System wurde in den späten Siebzigern eingeführt zur Versorgung von Saljut 6 und seitdem gab es in 20 Jahren über 70 Flüge mit diesem System, die allesamt problemlos verliefen.

Am 19.11.1997 startete die Sowjetunion Progress M-33 mit Vorräten. Die Besatzung der MIR die damals aus den Astronauten Jerry M. Linenger, Wassili Ziblijew und Alexander Lasutkin bestand, bekam nach dem Ausladen und Füllen der Progress mit Abfall den Befehl die Progress nicht wie immer abzukoppeln und danach verglühen zu lassen. Stattdessen sollte er die Progress mit den Steuerdüsen drehen und erneut ankoppeln, nun nur mit Hilfe einer Fernsehkamera an Bord der Progress, welche im Koppeladapter eingebaut war ohne das automatische System. Von der MIR aus konnte man nicht die Progress sehen, so dass dies der Besatzung mehr einem "Videospiel" vorkam als einem Andocksystem. Wassili Ziblijew versuchte nun die Progress über das Videobild der Kamera heran zusteuern, als dieses plötzlich ausfiel. Alexander Lasutkin jagte nun von Luke zu Luke um zu sehen wo die Progress war, als plötzlich wieder ein Videobild zu sehen war und die Progress viel zu nahe war. Sie war vom Kurs abgekommen und flog am Spektr Modul vorbei.

Ziblijew beschwerte sich bei der Bodenkontrolle der MIR über das unerprobte System. Der mit beteiligten NASA wurde nichts über das riskante Manöver und die Probleme gesagt. Einige Monate später wurde Jerry M. Linenger durch Michael Foale abgelöst. Eine neue Progresskapsel wurde zur Versorgung hochgeschickt. Dies war M-34, gestartet am 6.4.1997.

Nun stand dasselbe Manöver an mit M-34 an. Wieder wurde die M-34 entladen, mit Abfall beladen und abgetrennt, gedreht und zurück gesteuert. Diesmal jedoch unter verschärften Bedingungen: Die Bodenkontrolle meinte das RADAR der Progress hätte die Kameraübertragung gestört und so wurde das RADAR abgestellt, es gab nun nur noch das Videobild ohne Entfernungs und Geschwindigkeitsangaben. Auf diesem Schwarz/Weissbild war die MIR aber inmitten von Wolken kaum auszumachen. Michael Foale, und Alexander Lasutkin sollten mit Laser Entfernungsmessern die Entfernung der M-34 bestimmen, doch sie war zu schnell und raste regelrecht auf die MIR zu. Sie ließ sich durch die Steuerdüsen weder abbremsen noch an der Station vorbeisteuern und rammte schließlich das Spektr Modul. Sofort verlor die Station Luft und begann sich zu drehen, wodurch die MIR auch Strom verlor. Die Astronauten wollten die Sojus Kapsel nutzen um zur Erde zurückzukehren. Doch da der Strom ausgefallen war lies sich auch diese nicht starten. In aller Eile wurde die Luke zu Spektr geschlossen und dabei auch innen verlegte Kabel und Versorgungsschläuche gekappt um den Druckverlust zu verringern, nachdem dieser schon auf 620 mb gesunken war, in etwa die Menge die man im Hochgebirge an Luft hat. Ein weiteres Sinken auf 540-500 mb würde bei den Astronauten zur Ohnmacht führen. Danach zogen sich die 3 Kosmonauten in die Sojus Raumkapsel zurück mit ihrem eigenen Lebenserhaltungssystem. Als die MIR wieder etwas Strom durch ein zufällig beschienen Panels verbesserte sich die Station. Damit konnte man die Sojus in Betrieb nehmen und mit dieser und ihren Triebwerken die Station innerhalb von 14 Stunden wieder zur Sonne auszurichten.

Ziblijew bekam öffentlich (sogar von Boris Jelzin) die Schuld an diesem Unfall zugeschoben, da er die Progress nicht 50 m vor der Station stoppte, wie es in seinen Anweisungen stand. Ziblijew sagte jedoch die Progress habe nicht auf die Steuersignale reagiert und sei nicht lenkbar und stoppbar gewesen. Die NASA insistierte auf einer Untersuchung und es stellte sich heraus, dass die Ursache wohl in der ungleichmäßig beladenen Progress lag. Als 8 Astronauten in einem Simulator das Manöver mit dem Progresskontrollsystem TORU probierten konnte nur einer ankoppeln, und dieser hielt sich nicht an die Vorgaben. Einige Kosmonauten kollidierten mit der Station, andere flogen mit hoher Geschwindigkeit an der Station vorbei. Keinem gelang es die Progress 50 m vor der Station zu stoppen. Ziblijew bekam zuerst 6 Monatsgehälter von seinem Lohn abgezogen, nach dem Untersuchungsergebnis aber wieder ausgezahlt. Der Fehler lag wohl im russischen System: Ziblijew war als Militärangehöriger gewohnt Befehle der Bodenkontrolle auszuführen, auch wenn er wusste das sie falsch waren. Amerikanische Astronauten hätten sich wohl geweigert ein so riskantes Manöver durchzuführen, vor allem, nachdem es schon einmal fast schief gegangen war.

Es gab eine Reihe von Reparaturversuchen an Spektr. Es gelang jedoch nie das Modul wieder druckdicht zu bekommen, so dass man im Endeffekt auf das Spektr Modul verzichten musste. Es gelang jedoch die Stromversorgung zu reparieren und die durchtrennten Kabelverbindungen durch neue zu ersetzen und die Solarzellen wieder zu bewegen, nachdem sie zuerst blockierten.

Wassili Ziblijew bekam nie wieder die Chance zu fliegen. obwohl er mit 381 Tagen im All zu den Menschen mit der längsten Aufenthaltsdauer im Raum zählt. Er schied am 19.6.1998 aus dem Kosmonautenchor aus. Alexander Lasutkin ist noch aktiv, aber auch er ist seitdem nicht mehr geflogen und wird wahrscheinlich keine zweite Chance bekommen. Michael Foale ist noch aktiv, seit der Rückkehr von der Mir ist er 1999 mit STS-103 ins All zurückgekehrt und war Bestandteil der ISS Crew 8 im Jahre 2004.

Mars Climate Orbiter (23.9.1999)

Der Verlust des Mars Orbiters MCO ist der bisherige traurige Höhepunkt des bislang erfolglosen Discovery Programms der NASA, das Satelliten und Orbitmissionen billiger und effizienter machen sollte.

Als der Satellit nach 9 Monate dauernden Reise am 23.9.1999 in eine Umlaufbahn um den Mars einschwenken sollte verstummte er. Man empfang nicht ob die Raketentriebwerke gezündet hatten, oder was sonst los war. Bald nach dem Verlust ging man an die Auswertung der Telemetrie und innerhalb weniger Stunden war klar, das da wohl etwas falsch gelaufen war. Die Sonde sollte sich Mars bis auf 160 km nähern und dann ihre Triebwerke zünden um eine elliptische Umlaufbahn zu erreichen. Dies ist zwar nah, aber bei einigen Kursmanövern während des Fluges konnte man sicher sein, die Sonde auf wenige km genau an diesen Punkt heranzufahren.

Der MCO näherte sich aber dem Mars bis auf 57 km! In dieser Höhe ist die Atmosphäre bereits so dick, das das Raumfahrzeug beschädigt wird und entweder von der Atmosphäre abprallt oder darin verglüht. Als man den Grund für diese Diskrepanz auf die Spur ging entdeckte man bald, das er vom Start an bestanden hatte. Das große Solarpanel vom Mars Climate Orbiter bewirkt Kräfte, die auf die Sonde einwirken und durch Zündung von Düsen kompensiert werden müssen. Da dies auch den Kurs beeinflusst gab es danach eine Kompensation dieser Kursänderung.

Trotz mehrerer Manöver zur Kurskorrektur war der falsche Kurs nicht korrigiert worden. Warum? Während man im JPL, dem Steuerungszentrum der NASA, wie in nahezu der ganzen Welt üblich im metrischen System rechnete, wurde bei dem Team des Herstellers der Sonde im nur in englischsprachigen Ländern üblichen System auf Basis von Yards, pounds und pounds of force gerechnet. Dadurch waren die Daten als sie beim JPL eingingen natürlich um den Faktor 4.5 falsch, denn diese nahmen ganz andere Maßeinheiten an. Ein Softwareprogramm beim JPL wurde mit Tabellen vom Hersteller der Sonde, Lockheed gefüttert und es gab die Daten für die Kurskorrektur aus. Das Programm rechnete in Newton, die Tabellen waren in Pfund/sec abgefasst, wodurch man 4.5 mal mehr Schub aufwandte als richtig war.

Bemerkenswert ist dabei folgendes: Offensichtlich ist es in den USA auch im technischen Bereich üblich in nicht metrischen Einheiten zu rechnen. Normalerweise wird auch in anderen Ländern in metrischen Einheiten gerechnet auch wenn die normalen Einheiten nicht metrisch sind. So rechnet der Verbraucher mit "Kilokalorien", der Chemiker aber mit "Kilojoule", Sie geben die Temperatur in Celsius an, im wissenschaftlichen Bereich wird aber Kelvin benutzt.

Das nächste ist, das keiner die Einheiten hinterfragte oder die Werte mit Einheiten angab (dann wäre der Fehler sofort aufgefallen), und warum wurde bei der heute möglichen genauen Navigation auf weniger als 10 km genau ein Wert von 100 km Abweichung nicht während des Fluges erkannt? In der Tat schlugen die Flugkontrolleure Alarm und wollten einen Tag vor Erreichen des Mars noch ein neues Kurskorrekturmanöver, doch die Missionsleitung meinte Mars Climate Orbiter wäre perfekt auf Kurs und setzte dieses nicht an.

Immerhin: Dieser Ausfall ist nur möglich in den USA, selbst England von dem das System ursprünglich stammt hat sich inzwischen wie die restliche zivilisierte Welt auf das metrische System umgestellt. Mehr über den Mars Climate Orbiter in einem separaten Aufsatz.

Mars Polar Lander (3.1.2000)

Als wäre der Verlust des MCO nicht zu übertreffen ging auch die Landesonde der USA verloren. Noch ratloser als beim MCO lauschte man allerdings auf Funksignale und über Wochen gab es nur Spekulationen was mit der Sonde passiert war, die sich zuletzt wenige Stunden vor der Landung gemeldet hatte. Anders als bei Viking machen die neuen Marsmissionen keine Untersuchungen während des Abstiegs oder halten solange Funkkontakt mit einem Orbiter. So erfährt man erst nach der Landung ob diese geglückt ist, aber nie warum eine Mission scheitert.

Doch beim Mars Polar Lander (MPL) half der Zufall nach: Wenige Wochen nach dem Verlust testete man in Kalifornien den nächsten Lander am Boden und stellte fest, das ein Sensor defekt war. Er sollte das Signal zum Abschalten der Landetriebwerke geben, wenn die Sonde den Boden berührt, tut dies aber durch einen Softwarefehler schon, sobald er aktiviert wird. Dieser Sensor war auch an Bord des MPL und als Folge dürfte die Sonde aus einer Höhe von 85 m auf den Mars gefallen sein.

Nach dem Verlust des MPL kommt es nun zu einer Revision des Discovery Programms, das alle 2 Jahre Missionen zum Mars vorsah. Nachdem man zwei Raumfahrzeuge durch Leichtsinn oder mangelnde Tests verloren hat (auch der defekte Sensor hätte durch einen Softwarepatch die Mission nicht gefährdet) geht es nun darum, das sich diese Dinge nicht wiederholen. Anstatt wie 1999 und 1997 Doppelsonden zu senden gab es 2001 nur die Mars Odyssey. Mehr über den Mars Polar Lander in einem separaten Aufsatz.

Deep Impact (12.1.2005)

Man sollte meinen einen Fehler macht man nur einmal, doch dem ist nicht so. Nach dem Start der Raumsonde Deep Impact am 12.1.2005 fanden die Tests der Instrumente statt und man begann mit Probeaufnahmen diese zu fokussieren. Als man dies bei der hochauflösenden Kamera (HRI) tat kam man an das Ende des Fokussierungsbereichs ohne das die Kamera scharfe Bilder lieferte. Erinnern sie sich ? 1990 fokussierte Hubble das Bild 38 mm hinter den Spiegel, weil der Spiegel falsch geschliffen war. Man versuchte die Bilder zu verbessern indem man die Kamera erhitzte ("baked-out") um Niederschlag auf den Linsen und Spiegeln zu entfernen, doch dies war nicht die Ursache.

Ursache war der festgelegte Fokusbereich. Getestet wurde die Kamera in einer Vakuumkammer die mit flüssigem Stickstoff gekühlt wurde. Ein flacher Spiegel projizierte ein Bild auf die Kamera und der Fokus wurde so festgestellt. Um diesen Fokus gab es einen Bereich von einem Zoll Breite indem man den Spiegel der Kamera verschieben konnte.

Leider war der Spiegel der das Testbild projizieren sollte bei den tiefen Temperaturen nicht mehr plan sondern gekrümmt und der Fokus so falsch. Am Ende des Fokusbereiches fehlte noch ein Viertel Zoll oder etwa 7 mm um den richtigen Bereich zu erreichen, bei dem die Optik scharf ist. So sind die Bilder 3-4 mal unschärfer als sie sein sollten und nur wenig besser als die der zweiten Kamera an Bord von Deep Impact. Ingenieure hoffen die Bilder wie bei Hubble scharf zu rechnen, doch man wird sehen müssen wie erfolgreich dies ist.

Pikantes Detail am Rande: Die Kamera stammt von Ball Aerospace. Ball Aerospace ? Ja genau DIE Firma welche die Korrekturoptik für das Hubble Weltraumteleskop gebaut hat. In den letzten Monaten geriet diese Firma allerdings noch durch einen zweiten Vorfall in die Schlagzeilen: Sie konnte ie Kamera RALPH für die Raumsonde New Impact nicht rechtzeitig liefern, so dass man die Sonde erst mal ohne diese Kamera zusammenbauen musste.

Falcon 1 (24.6.2006, 21.3.2007, 3.8.2008)

Die einzige Trägerrakete die hier gleich dreimal auftaucht ist die amerikanische Falcon 1. Diese Rakete wird von der Firma SpaceX entwickelt, die angetreten ist die Transportkosten drastisch zu reduzieren. Die Fehlschläge aller drei ersten Starts sind direkt darauf zurückzuführen. Schlussendlich muss irgendwo gespart werden, wenn man nicht nur ein bisschen, sondern erheblich preiswerter als die Konkurrenz sein will.

Flug numm1 schlug schon bald nach dem Start fehl. Auf dem Startvideo ist von Anfang an ein Feuer im Heck zu erkennen. Nach 26 Sekunden drehte sich die Rakete und das Triebwerk schaltete ab. Sie schlug nach 41 Sekunden 80 m vom Startplatz entfernt auf.

Sehr schnell nach dem Start gab SpaceX Inhaber und Geschäftsführer Elon Musk die Schuld einem Techniker, der am Vortag um an die Avionik zu gelangen eine Sauerstoffleitung abmontierrt und dabei die entsprechende Mutter nicht angezogen hatte. Dadurch gab es einen Sauerstofffluss aus der Leitung die dann nach der Zündung zu einem Triebwerksbrand und Versagen des Triebwerks. Als wesentliche Parameter für Förderdruck nicht nicht mehr gegeben waren, wurde es automatisch abgeschaltet. Musks Angaben zufolge wäre das Leck schon vorher in den Daten während des Countdowns erkennbar gewesen.

Eine Untersuchung der DARPA, welche die Nutzlast stellte, förderte allerdings eine andere Ursache zu Tage. Die Mutter war korrekt angezogen, aber sie leckte durch Korrosion. Dies bezeichnete Elon Musk als Pech, wenn die Mutter gerade dann versagt, nachdem sie doch 18 Stunden vorher noch untersucht worden war. Allerdings befand sich niemals vorher flüssiger Sauerstoff im Tank und so gab es auch keine Möglichkeit zur Korrosion. Später ersetzte SpaceX die Mutter durch eine aus Edelstahl anstatt Aluminium.

Die Frage ist nun: Was ist daran Schlamperei? Nun dass eine Mutter korrodiert ist vielleicht ein Designmangel. Doch das der Druckabfall beim Countdown nicht bemerkt wird nicht. Dazu wird ja ein Countdown durchgeführt und deswegen gibt es Sensoren in der Rakete. Wenn ein Druckabfall in einer Leitung durch ein Leck nicht bemerkt wird und dann die Rakete verloren geht so ist dies Schlamperei. Noch größere Schlamperei (oder mangelnde Kompetenz) ist aber dann gegeben, wenn man bei der Untersuchung des Verlustes eine angebliche Ursache veröffentlicht, welche aber nicht die wahre Ursache ist. Dann machte die Untersuchung keinen Sinn und dass die DARPA eine andere Ursache findet lässt dann schon Rückschlüsse auf doe Firma zu. Besonders gemein ist es einen Techniker verantwortlich zu machen. Sprich "menschliches Versagen" anzugeben.

Für den zweiten Testflug wurden zahlreiche Verbesserungen an der Rakete vorgenommen. Der Start glückte auch zunächst und die erste Stufe brannte aus. Die zweite Stufe fing dann aber (wie auch auf dem Live Video zu erkennen an zu vibrieren und die Düse des Triebwerks wurde unterschiedlich warm (erkennbar an den roten Stellen, da das Triebwerk Ablativ gekühlt wird). Schließlich schaltete das Triebwerk vorzeitig ab und die Rakete fiel ins Meer nachdem sie eine Gipfelhöhe von 289 km erreicht hatte. SpaceX reklamierte einen 95 % Erfolg. Als Ursache wurde verlautbart, dass die zweite Stufe mit der Ersten kollidiert sei, weil diese ein zu starkes Rollmoment aufwies. Dabei war die Düse mit der ersten Stufe kollidiert. Das hätte ein Treibstoffschwappen im LOX Tank induziert, dass ohne diesen Zusammenstoß beherrschbar gewesen wäre. Dieses führte dann zum versagen des Steuerungssystems und Abschalten des Triebwerks.

Da erneut eine DARPA Nutzlast befördert wurde, schloss sich eine offizielle Untersuchung an.  Am 13.7.2007 veröffentlichte SpaceX eine Kurzfassung des Berichts an die DARPA. Die teilweise für den Ausfall verantwortlichen Fehler wurden verharmlosend "Anomalien" genannt:

• Die Trennung der Verbindungsleitung der Sauerstoffversorgung zur Stufe 2 beim Start versagte. Ein Ventil verhinderte eine Leckage und den Verlust von Sauerstoff (der zu einer Explosion hätte führen können)
• Die LOX Anschlussleitungen und elektrischen Anschlüsse der ersten Stufe wurden nach der Abtrennung stark beschädigt und teilweise zerbrachen die Stecker. Dies hat allerdings keinerlei Auswirkungen auf den Flug.
• Stufe 1 Performance: Zum einen hatte man dem Bordcomputer eine falsche Tabelle für die Mixtur übergeben. Diese war zu mager am Boden und zu reich in der Höhe - resultierend in einem Verlust an Performance. Zweitens sank der Tankdruck am Ende der Betriebszeit unter dem Nominalwert und es kam zu Kavität in der Turbopumpe mit der Folge von erhöhten Gravitationsverlusten. Als Folge beider Effekte war die Bahn zu niedrig und die Trenngeschwindigkeit zu gering.
• Die Druckbeaufschlagung für die zweite Stufe arbeitete nicht. Dies hätte zu einem erhöhten Treibstoffverbrauch am Ende des Betriebs der zweiten Stufe resultiert. Wäre diese nicht vorher ausgefallen, hätte dies alleine ausgereicht, das die Stufe keinen Orbit erreicht hätte.
• Kontakt des Kestrel Triebwerks der zweiten Stufe mit dem Stufenadapter der ersten Stufe. Dies soll eine kombinierte Folge von erhöhter Rotationrate der Rakete vor der Trennung und erhöhten aerodynamischen Kräften die auf die zweite Stufe einwirken gewesen sein. Das Trennungssystem funktionierte einwandfrei. Man erwartet für das Merlin 1C eine größere Höhe bei der Trennung (geringere aerodynamische Kräfte) und einen geringeren Restschub (Erststufe bewegt sich nicht so stark auf die Zweitstufe zu).
• Abtrennung der Nutzlastverkleidung: Von den redundanten Zündern, die das Band durchtrennten, zündete zuerst nur einer, der zweite sprang dann ein und durchtrennte das Band schließlich doch.
• Ausfall der Oberstufe: Nach 90 Sekunden begannen durch schwappenden Treibstoff in den sich leerenden Oberstufentanks zuerst in Nick- und Gierachse Bewegungen aufzutreten. Nach 120 Sekunden kam dann noch ein Rollmoment dazu, dass sehr bald die begrenzten Möglichkeiten der Rollsteuerung überforderte, der Treibstofffluss zum Kestrel Triebwerk riss ab und es schaltete sich automatisch ab. Ursache waren fehlende Prallbleche in der Oberstufe, die man nach den bisherigen Simulationen nicht für nötig hielt. Die folgenden Flüge werden Prallbleche enthalten, so wie sie schon jetzt in der ersten Stufe vorhanden sind.
• Erststufenbergung: Telemetrie wurde von der ersten Stufe erhalten bis sie in 50 km Höhe am Horizont verschwand. Da sich die Fallschirme erst in 4 km Höhe öffneten und man die Stufe nicht fand weiß man nicht ob das Fallschirmsystem funktionierte. Der GPS Empfänger der die Position angeben sollte funktionierte nicht. Er soll zukünftig dreifach redundant vorhanden sein. Da man die aerodynamische Abbremsung nicht berücksichtigt hatte, war das Bergungsschiff 20 Meilen vom Landeort entfernt und brauchte zu lange die Stelle zu erreichen.

Fassen wir zusammen: Ein in der Raketentechnik in jedem anderen Träger übliches System zum Verhindern von Treibstoffschwappen und den Folgen für die Instabilität eines Triebwerks wird erst eingebaut, wenn ein Fehlstart es notwendig macht. Besonders markiert habe ich den Absatz über die Stufentrennung. Daran zu erkennen ist, das man bewusst auf Retroraketen verzichtet, um die beiden Stufen auf Distanz zu bringen und eine abzubremsen oder eine zweite zu beschleunigen, wie jeder andere Träger, der weltweit verfügbar ist, dies tut. Stattdessen separiert man die Stufen mit Federn und hofft, das die zweite Stufe nicht aerodynamisch abgebremst wird oder die erste Stufe hat noch einen gewissen Restschub (wie er normal ist, bei einem 1000 °C heißen Triebwerk, bei dem die Treibstoffreste oder das Druckgas noch expandiert werden). Das ist Raketenbau nach dem "Prinzip Hoffnung" - Dies sollte sich noch bitter rächen....

Weiterhin ist beim Lesen klar, dass es neben dem Totalverlust noch andere gravierende Probleme gab. Die Probleme bei der Mischungstabelle bei der ersten Stufe und Probleme mit der Druckbeaufschlagung von erster und zweiter Stufe führten zu einer zu geringen Performance - dies alleine hätte ausgereicht, das auch so die Rakete keinen Orbit erreicht hätte. Eine Explosion durch freiwerdenden Sauerstoff konnte gerade noch verhindert werden.

Wie man angesichts dieser Tatsachen - Mindestens 3 Ursachen, die einen Totalverlust verursachen können, von einem zu 95 % erfolgreichen Flug sprechen kann ist nicht nachvollziehbar.

Der dritte Flug fand am 3.8.2008 statt. Er setzte die dritte Revision des Erststufentriebwerks, genannt "Merlin 1C" an. Die ersten beiden Flüge fanden mit dem Merlin 1A und 1B statt.

Diesmal war schon nach der Stufentrennung Schluss. Das konnten auch Beobachter erkennen, denn SpaceX beendete den Lifestream eines Startvideos kurz nach der Stufentrennung. Drei Tage später gab es dann eine genauere Erläuterung des Verlustes: Die Stufentrennung klappte, doch die erste Stufe kollidierte dann durch den Restschub von etwa 1 % des Nominalschubs mit der Zweiten Stufe. Die Stufentrennung erfolgte nach 1.5 Sekunde. Bei dem regenerativ gekühlten Merlin 1C wäre das zu kurz gewesen, während bei dem Ablativ gekühlten Merlin 1 es kein Problem sein. Das sei ein Designfehler der leicht zu korrigieren sei. Anders als das erste Statement suggerierte war es auch kein Defekt der pyrotechnischen Trennung, sondern die Stufe wurde getrennt und kollidierte. Die Falcon, so erfuhr man bei dieser Gelegenheit verwendet keine Retroraketen welche die erste Stufe abbremsen (oder die zweite beschleunigen), sondern ein hydraulisches System das mit Federn die Stufen separiert. Dessen Fähigkeit einen Impuls zu übertragen ist natürlich geringer als eine Rakete, die daher bei anderen Trägern eingesetzt wird.

Wie beim zweiten Testflug war also die Ursache in dem Fehlen eines "Standardsystems" einer Trägerrakete. Diesmal den Retroraketen, während es beim zweiten Start noch die Prallbleche waren. Besonders pikant und deswegen habe ich beim zweiten Fehlstart einen Absatz fett hervorgehoben war, dass es eine Stufenkollision  schon beim letzten Start gab und auch da sich das Stufentrennungssystem als unterdimensioniert herausstellte. Es wurde aber nicht verändert. Stattdessen wurde gehofft, das eine höhere Abtrennungshöhe (durch den höheren Schub des Merlin 1C das Problem von alleine lösen würde. Dass natürlich ein schubstärkeres Triebwerk einen höheren Restschub aufweist und damit die Kollision eher wahrscheinlicher ist wurde ignoriert.

Natürlich ist dieses Phänomen nicht im Voraus berechenbar. Es tritt auf. Das gilt auch für Treibstoffschwappen. Dies sind die üblichen Probleme die nur während eines Fluges und nicht am Boden auftreten. Doch deswegen gibt es eben auch Systeme, die eingebaut werden um diesen Fällen zu begegnen. Sollten sie überdimensioniert sein, werden sie oft verkleinert, indem Prallbleche verkleinert werden oder Retroraketen mit geringerem Schub eingebaut werden. Aber die Systeme von vorneherein nicht einzubauen und einfach zu hoffen, man benötige sie nicht - das ist Schlamperei.

Die beiden folgenden Flüge der Falcon 1 gelangen. Danach wurde die Entwicklung allerdings beendet. Die Falcon 1e mit einer vergrößerten Erststufe soll sie ab 2010 ablösen. Als Resultat der Veränderungen sank die Nutzlast der Falcon 1 von 670 auf 420 kg und der Startpreis stieg von 5,9 auf 7,9 Millionen Dollar.

Phobos Grunt 8.11.2011

Nach 15 Jahren startete wieder eine russische Raumsonde zum Mars. Ziel des ehrgeizigen Projektes war war die Untersuchung des Marsmondes Phobos und Gewinnung von Bodenproben. Der Start klappte noch einwandfrei, im Erdorbit sollten zwei weitere Zündungen erfolgen. Die erste weitet den ersten Orbit auf. Danach wird ein Zusatztank abgetrennt und die zweite Zündung bringt Phobos Grunt zum Mars.

Dazu kam es nicht. Die Zündungen blieben aus und von offizieller Seite gab es keine Informationen. Beobachter vermeldeten, dass der Orbit mehrmals angehoben wurde. Selbst eine Woche später verlautbarte nur, dass der Start normal erfolgte, das zeigte die Telemetrie der Rakete. Warum Phobos Grunt aber nun nicht die Zündung imitierte darüber tappte man im Dunkeln. Die Bodenkontrolle versuchte blind nun die Triebwerke durch direkte Befehle zu zünden und den Bordcomputer zu übergehen. Erst als am 22.11. eine umgerüstete ESA Bodenstation Telemetrie empfangen konnte gab es etwas Hoffnung. Doch war auch diese teilweise nicht lesbar.

Ende November schloss sich das Startfenster und nachdem auch die ESA seit mehreren Tagen nichts mehr gehört hatte stellte sie ihre Bemühungen am 2.12.2011 ein. Phobos Grunt sank weiter ab und verglühte am 15.1.2012 im Pazifik, nahe der Insel Wellington.

Bei der Suche nach Schuldigen war man jedoch durchaus kreativ. So wurde zuerst eine US-Radarstation auf Alaska beschuldigt mit ihren Strahlen die Raumsonde gestört zu haben. Dies war jedoch aus bahntechnischen Gründen nicht möglich. Erst acht Stunden nach dem Start wäre die Raumsonde in der Nähe von Alska angekommen, überfliegen konnte sie es nicht, da die Umlaufbahn maximal bis zum 51,4 Breitengrad geht, Alaska aber jenseits des 64 Breitengrads liegt. Später wurde ein Radar auf den Marschallinseln als Ursache dingfest gemacht, was sogar die NASA zu einer Stellungnahme beruht es wäre am 8+9.11. nicht aktiv gewesen. Die NASA betreibt die Radarstation zur Suche von erdnahen Asteroiden. Dann kündigte sogar Medwedew an Schuldige zu finden und zu bestrafen.

Schon am 3.2. lag der Untersuchungsbericht vor - nur in russisch, wie auch vorher von der Mission praktisch nichts in englisch publiziert wurde. Während man vorher so im Dunkeln tappte schien es nun als hätte man sehr schnell die Ursache festgestellt. Primäre Ursache wäre ein simultaner Reboot beider Bordcomputer (sie sind redundant vorhanden) der in eine Endlosschleife führte. Der Autopilot der davon unabhängig war, behielt die Ausrichtung auf die Sonne bei und zündete zur Korrektur regelmäßig die Lageregelungstriebwerke, was zum Anheben des Orbits während der ersten Tage führte. Im Detail wurde ein Ausfall von nicht RAM-Chips durch kosmische Strahlung als Ursache dingfest gemacht. Es handelt sich um 512 K x 32 Bit SRAM-Chips des Typs WS512K32V20G2TM, die in beiden Platinen des Bordcomputers verbaut waren. Diese Chips sind, nach  Steven McClure vom JPL, Schirmherr der Radiation Effects Group, nicht strahlengehärtet.

In Wirklichkeit lässt der Bericht aber vieles offen. Die Chips sind zwar nicht weltraumtauglich, aber dass beide Bordcomputer innerhalb von zwei Stunden durch kosmische Strahlung ausfallen ist doch extrem unwahrscheinlich. Immerhin hält Steven McClure die Chips die "Militärspezifikationen" genügen geeignet für Kurzzeitmissionen über einige Tage. Der simultane Reboot deutet nach unabhängigen Experten eher auf einen Softwarefehler hin, dieser würde dann auch beide Computer betreffen. Gerüchteweise heißt es die über 90.000 Chips in der Sonde wurde nie auf ihre Weltraumtauglichkeit geprüft und die Software ebenso wenig.

Weiterhin gab es für die Bodenkontrolle keine Möglichkeit die Raumsonde nach dem Start zu kontaktieren. Alles musste automatisch ablaufen. Erst Tage nach dem Start war dies aus bahntechnischen Gründen überhaupt möglich. Das lag daran, dass wenn Phobos Grunt Russland überflog sie sich auf der Nachtseite befand und dann automatisch alle Systeme deaktivierte die nicht benötigt wurden um Strom zu sparen, darunter auch den Kommandoempfänger. Als dies dann gelang vergaß man diesen nach einer Kommunikation abzuschalten, die Batterien entluden sich und die Raumsonde verlor nun auch die Ausrichtung zur Sonne und war verloren.

Die Mission wäre nach den vorliegenden Daten in jedem Falle gescheitert, auch wenn vielleicht Russland schon beim Start auf ESA und NASA Bodenstationen zurückgegriffen hätte und so sofort reagieren hätte können, denn eine Raumsonde ohne strahlungsresistente Elektronik und mit fehlerhafter Software würde früher oder später in jedem falle ausfallen.

Mehr über die genaue Ursache des Verlusts auf dieser Seite.

1965 - heute Proton

Die Proton ist von allen "alten" Trägerraketen der unzuverlässigste Weltweit. Am 1.1.2017 scheiterten von 411 Starts 44 Stück, das ist eine Zuverlässigkeitsquote von 89,3%. Diese ist nicht nur sehr gering. Sie wird auch nicht besser. Normal ist das eine Rakete anfangs viele Fehlstarts hat und dann immer weniger. Als Vergleich zeige ich hier die Zuverlässigkeitsquoten von Thor-Delta und Proton:

und hier die Thor-Delta

Deutlich ist das die Thor Delta anfangs sehr viele Fehlstarts hatte, die aber dann abnahmen. Ab Mitte der Siebziger Jahre gab es nur noch vereinzelt Fehlstarts, die letzten 15 Jahre keinen einzigen mehr. Ähnliche Statistiken kann man für viele Träger aufstellen so Ariane 1-4, Ariane 5, Atlas aber auch russische Modelle wie die R-7, Kosmos oder Zyklon. Das ist erstaunlich, denn die Proton gibt es schon lange, seit Mitte der Sechziger Jahre. Sie war die erste Trägerrakete mit Hochdrucktriebwerken auf Basis des Staged-Combustion Cycle nach dem auch die SSME, das BE-4, die Triebwerke von Atlas V, Energija und Zenit arbeiten. Selbst wenn man aber eine riskante, neue Technik einsetzt so sollte man sie in 50 Jahren in den Griff bekommen. Dies alleine kann nicht die Erklärung für die Ausfälle sein.

Schaut man sich die Grafik genauer an. So findet man zuerst das bekannte Muster von vielen Fehlstarts am Anfang, dann Abnahme. Etwa von 1990 bis 2004 gibt ein Minimum, wenn auch nicht sehr ausgeprägt in denen es noch Fehlstarts gibt aber auch zwei bis Drei Jahre ohne Fehlstarts zwischen diesen. Dann steigt die Fehlstartrate erneut an.

Dies korreliert mit der Einführung eines neuen Modells, der Proton M. Das M steht für "Modernisiert". Die Rakete erhielt eine neue Oberstufe die Breeze M und in allen Systemen wurden veraltete Teile ausgetauscht so erhielt die Rakete neue Haupttriebwerke und eine neue, digitale Steuerung. Die Fehlstarts stiegen dann zuerst an, weil es zahlreiche Ausfälle der Breeze M gab. Diese stufe muss für einen Transport in den GTO oder die russischen Glonass Satelliten mehrmals zünden, dabei erreicht sie eine Missionsdauer von mehreren Stunden. Oft fiel die zweite Zündung aus und der Satellit strandete in einem nutzlosen Orbit. Es zeigte sich das es einen versteckten Designfehler bei der Breeze M gab, der ausgeräumt wurde. Doch danach wurden Fehlstarts nicht weniger, sie hatten nur andere Ursachen und die fanden sich fast bei jeder Stufe:

Qm 5.12.2010 hob eine Proton M zum Jungfernflug mit der verbesserten Block DM-3 Stufe ab. Die Proton M setzte die Stufe mit drei Glonass Satelliten in einem Parkorbit ab. Nach 26 Minuten sollte diese zünden. Doch schon 20 Minuten nach dem Aussetzen verglühte die Stufe. Die Block DM-3 war eine Weiterentwicklung dr Block DM-2. Sie hat um 25% größere Treibstofftanks. Diese wurden vom Bodenpersonal genauso wie bei der alten Version gefüllt. Das waren aber wegen der größeren Tanks 2.000 kg zu viel Treibstoff oder 1.582 kg über dem Limit das eine stabile Umlaufbahn erreicht wird. Die Umlaufbahn war daher zu niedrig und die Stufe verglühte vor dem Zünden. Anders als die Breeze ist Block DM-3 normalerweise leicht genug um ohne eigene Zündung in einen Orbit zu gelangen.

Am 2.7.2013 hob eine Proton M Block DM3 mit drei Glonass Satelliten ab. Sofort nach Passieren des Startturms begann sich die Rakete zu drehen, die Nutzlastsektion riss ab und die Rakete schlug nachdem sie einen Looping vollführt hat nach 32 s in der Nähe der Startrampe auf. Ursache: verkehrtherum eingebaute Beschleunigungsmesser, die der Raketen mitteilten, das sie nicht ins Richtung All, sondern Richtung Boden fliegen sollte.

Am 16.5.3014 und 16.5.2015 fielen zwei Drittstufen jeweils bei +540 und +545 s aus. Ein "einzigartiger" Produktionsdefekt der Treibstoffleitung wurde als erste Ursache ausgemacht. Bei der zweite war es ein Ausfall der Turbopumpe nachdem man das Material nach dem ersten Fehlstart ausgetauscht hatte.

Am 9.6.2016 schalteten die Zweitstufentriebwerke zu früh ab. Die Breeze M Oberstufe konnte das die Nutzlast nicht die volle Nutzlastkapazität ausnutzte, den Intelsat 31 trotzdem in eine Umlaufbahn befördern. Dann begann eine langwierige Suche bei der man feststellte das durch Materialdiebstahl Lötmaterial mit einem zu hohen Schmelzpunkt verwendet worden war. Das Lötmaterial wird bei dem Prozess kalt aufgetragen und dann die zu lötenden Teile in einem Ofen erhitzt in dem das Lot schmilzt. Mit einem zu hohen Schmelzpunkt war die Verbindung nicht dicht und das führte zur Selbstabschaltung der Triebwerke. Als Folge mussten drei Proton die schon integriert waren wieder auseinandergebaut werden und die Triebwerke untersucht werden. Roskosmos Chef Rogozin sprach von "Krimineller Nachlässigkeit" und nannte die schlechte Produktionskultur und die niedrigen Löhne bei der Fabrik die die Triebwerke herstellte als weitere Ursache.

Die meisten Fehler die in den letzten Jahren auftraten wie die falsch eingebauten Beschleunigungsmesser, Produktionsdefekte, fehlende Kontrolle der Füllmenge oder Materialdiebstahl haben daher eine gemeinsame Ursache: die Qualitätssicherung ist mangelhaft. Entweder sind die Arbeiter nicht qualifiziert oder das ist eher zu vermuten zu schlecht bezahlt und so kommen sie auf die Idee Material zustellen oder lassen Kontrollen wegfallen. Dazu passt, das russische Starts häufiger betroffen sind als die kommerziellen Starts die durch ILS durchgeführt werden obwohl sich beide Starts die Waage halten was die absolute Startzahl angeht.

So verwundert es nicht das nach dem Markteintritt von SpaceX mit ersten GTO-Starts ab 2014 die Proton massiv an Aufträgen verloren hat. Erst als SpaceX selbst zwei Raketen verlor und zwei Jahre hintereinander mehrere Monate keinen Start durchführen konnte besserte sich ab Ende 2016 die Situation wieder.

Fehlstarts aufgrund von Produktionsmängel oder auch Diebstahl von Treibstoff gab es nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion zwischen 1992 und 2000 einige, nicht nur bei der Proton. Die Proton ist aber seitdem der einzige Träger bei dem diese Serie anhält.

SpaceX: Starship ITF 1 (20.4.2023)

Mehrere Jahre nach Ankündigung des ersten Teststarts durch den Firmengründer und CEO von SpaceX Elon Musk stand der Teststart des ersten Starsips an. Das Kürzel ITF steht für „Integrated Test Flight“, also Test der Kombination als ganzes. Das ist eigentlich die normale Vorgehensweise, das eine Rakete nur anfangs mit aktiver erster Stufe getestet wird ist seit Ende der Sechziger Jahre nicht mehr üblich. Beim Starship hat das Kürzel trotzdem eine besondere Bedeutung, denn es ist nicht möglich, die erste Stufe SuperHeavy über die volle Brenndauer zu testen, es gibt nirgendwo einen Teststand, der diese Schubkräfte aufnehmen könnte. Es ist nur ein Test des Hochlaufens aller Triebwerke möglich, sie müssen abgeschaltet werden, bevor sie ihren Sollschub erreichen, weil sonst die Rakete abheben würde. Ein solcher Test fand am 9.2.2023 statt, dabei fielen zwei von 33 Triebwerken aus.

Trotzdem wurde der Start vorbereitet, anstatt diesem Vorkommnis nachzugehen. Elon Musk meinte, es dürften Triebwerke ausfallen, wenn es bis sechs wären, würde die Rakete trotzdem den Orbit erreichen. Für den Start hängte er die Erwartungen trotzdem niedrig, es wäre schon ein Erfolg wenn die Rakete nicht auf der Basis explodiert und sie zerstört.

Als die Superheavy startete, wurde sie sogleich in eine dunkelbraune Wolke gehüllt, als sie dann nach quälend langen Sekunden abhob, waren in der Videoeinblendung zu sehen, dass schon Triebwerke ausgefallen waren. Es fallen während des Starts weitere Triebwerke aus, insgesamt sechs im Verlaufe des Betriebs, dies ist verbunden mit aufblitzendem Schein im Bereich der Triebwerke, offensichtlich Explosionen. Wie Elon Musk später einräumt verlor SpaceX ab T+85 Sekunden sukzessive die Kontrolle über die Rakete.

Die Rakete gewann nur wenig an Höhe und Geschwindigkeit, obgleich sie nach Elon Musk mit sechs ausgefallenen Triebwerken problemlos den Orbit erreichen sollte. Die Geschwindigkeit des Starships steigt weiter bis etwa bei T+145 Sekunden. Nach dem regulären Flugplan hätte sie in 45 bis 46 km Höhe sein müssen, etwa 6.400 bis 6.500 km/h schnell. Real sind es 2.116 km/h und 29 km Höhe. Dann neigt sie sich und gerät in eine immer schneller werdende Drehung um sich selbst. Es kommt nicht zur Stufentrennung.

Die Rakete erreichte eine Spitzenhöhe von 39 km um dann wieder zu fallen und dann durch die Fallgeschwindigkeit wieder schneller zu werden. SpaceX unternahm nach Musks Angaben keinen Versuch, die Starship-Oberstufe von der Super Heavy-Rakete zu trennen, als diese in späteren Flugphasen taumelte. Musk sagte, dass die Flugkontrolleure zwar den Flugabbruch einleiteten, es aber 40 Sekunden dauerte, bis die Tanks des Fahrzeugs durch die Explosion zerbrachen.

Der Start hat Konsequenzen für die Firma. Die braune Wolke beim Start ist pulverisiertes Gestein, das sogar bei einige Kilometer Entfernung niedergeht. Am Startort haben die Flammen einen tiefen Krater ausgehoben. Das bringt nicht nur die FAA als US-Behörde, die den Start ohne Flammendämpfungssystem genehmigt hat, in Kritik, sondern ruft auch andere US-Behörden wie die für den Schutz von Biotopen und Wildtieren auf den Plan. SpaceX muss ein Flammendämpfungssystem, wie es bei jeder anderen größeren Rakete üblich ist nachrüsten. Die FAA leitet eine Untersuchung ein, die den Start des nächsten Starships bis in den November verzögert, SpaceX möchte schon ab September starten. Die Stufentrennung die offensichtlich erfolgen sollte, aber nicht funktionierte und die wohl ursächlich für die Drehung war, wird komplett durch eine neue ersetzt. Aufnahmen von Beobachtern enthüllen, dass die Firma enormes Glück hatte – beim Start schon war der Triebwerksausfall nicht kompensierbar und das Starship neigte sich, zufälligerweise aber vom Startturm weg und nicht zu diesem hin. Besonders bestürzt waren unabhängige Experten, dass das Sicherheitssystem FTS (Flight Termination System) nicht funktionierte. Dieses System ist so wichtig für den Schutz von Umwelt und Menschen, dass es immer funktionieren muss. Insgesamt zeigte der Teststart das man bei SpaceX leichtsinnig eine Rakete startete, deren System weitestgehend ungetestet waren und man sich bei der Firma keinerlei Gedanken machte, was für Auswirkungen der Start haben würde.

Starship ITF-2 (18.11.2023)

Sieben Monate nach dem ersten Starship startete das nächste. Inzwischen war das Flammenunterdrückungssystem installiert und die Umweltschäden blieben aus. Auch arbeiteten alle Triebwerke der SuperHeavy bis zur Stufentrennung, obwohl auch diesmal bei einer Testzündung im Vorfeld einige nicht zündeten.

Die neue Stufentrennung klappte, danach sollte die SuperHeavy mit 13 ihrer Triebwerke ein Drehmanöver durchführen, dass sie zurück zum Startort bringt. Diese Triebwerke fielen nacheinander aus und kurz nach Verlöschen des letzten Triebwerks explodierte die Superheavy. Für dieses Ereignis wurde auch später keine Erklärung gegeben.

Die Oberstufe, das eigentlich Starship setzte ihren Flug fort bis nach etwa 8 Minuten, nur rund 30 Sekunden vor dem Zeitpunkt, bei dem es den Orbit erreichen sollte, zuerst die Triebwerksanzeige im Video ausging und dann die Stufe explodierten. Der Kommentator meinte das Selbstzerstörungssystem wäre aktiv geworden, ohne die Ursache zu nennen. Amateurastronomen konnten den intakten oberen Teil des Starships aber in ihren Teleskopen nach der Explosion noch ausmachen.

Während Elon Musk beim ITF-1 wenige Tage einige Erklärungen abgab, hielt er sich diesmal fast zwei Monate bedeckt. Dann wurde klar, warum das Starship explodierte. SpaceX hatte während des Fluges flüssigen Sauerstoff abgelassen, denn sie nicht brauchten um den Orbit zu erreichen, dadurch brach zuerst ein Feuer aus, dann gab es durch das Feuer eine Explosion. Anders als zuerst behauptet war das Selbstzerstörungssystem nicht aktiv. Dieser zweite Fehlstart wirft die Frage auf, ob man bei SpaceX sich überhaupt irgendwelche Gedanken macht. Flüssigen Sauerstoff abzulassen während wenige Meter davon entfernt es die Triebwerksflammen gibt, ist so unüberlegt und leichtsinnig, das man dies kaum in Worte fassen kann.

Artikel zuletzt geändert: 23.1.2024.

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

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