Home Raumfahrt Artikel über bemannte Raumfahrt Site Map counter

Skylab Experimente - Erderkundung

Einleitung

Wernher von Braun und die meisten Visionär sahen nach dem Start von Satelliten den einer Raumstation als nächsten Schritt in das Weltall vor. Danach erst sollten Flüge zum Mond oder zu den Planeten folgen. Eine Raumstation ist technische einfacher zu verwirklichen und das Risiko ist geringer. Die politischen Gründe hinter der Eroberung des Weltraums führten zu einem Wettlauf zum Mond, so dass man diese Phase 3 vor der zweiten machte.

Doch dachte man in den USA schon während man Apollo und die Hardware entwickelte daran die Apollo Hardware auch für eine Raumstation zu benutzen. Daraus entwickelte sich das Apollo Application Programm (AAP). Einziges Projekt von AAP welches umgesetzt wurde war das Raumlabor Skylab.

Dieser Artikel beschreibt die Experimente von Skylab. Sie befanden sich an verschiedenen Stellen im Labor. Das auffälligste war die Montierung der Sonnenexperimente (Apollo Teleskope Mount) ATM mit 4 Solarpanels welche der Sonne beim Umlauf Von Skylab um die Erde folgten. Andere Experimente waren an der Außenseite des Orbitalworkshops (OWS) angebracht und erforderten zum Teil Außenbordeinsätze von Astronauten zum Wechseln von Proben oder Filmkassetten. Andere schauten vom OWS aus nach außen und wiederum andere waren im OWS untergebracht, wenn sie nicht die Umgebung erforschten sondern den Menschen und Materialen.

Auffällig bei Skylab ist der extensive Einsatz von photographischem Film: Gegenüber TV Kameras die es damals auch schon gab war er empfindlicher und hatte eine viel größeren Informationsgehalt pro Bild. Der Hauptnachteil, dass es eine erschöpfliche Ressource war spielte bei Skylab keine Rolle, da die Besatzung sehr große Mengen an Nachschub im Apollo Raumschiff in den Lagerräumen unterhalb der Sitze mitführen konnte.

Einteilungen

Skylabs Experimente bekamen eine Ziffer und eine dreistellige Nummer. die Nummerierung war nicht fortlaufend, da man erst Vorschläge für Experimente sammelte und diese durchnummerierte und erst dann an die Selektion ging. Folgendes System wurde benutzt:

Insgesamt gab es 54 Experimente mit denen 270 verschiedene Untersuchungen durchgeführt wurden.  Dieser Artikel behandelt die Teilgruppe S: Wissenschaftliche Experimente.

Erderkundung

Erderkundung war ein weiterer wichtiger Bereich bei Skylab. In den 3 Missionen wurden über 46155 Erdaufnahmen gemacht und 75155 m Magnetband beschrieben. Der Großteil der Untersuchungen entfiel naturgemäß auf die USA, doch auch andere Länder profitierten von den Untersuchungen so ergab eine Auswertung von Aufnahmen der Wüste Sahara Hinweise in welche Richtung die Sandmassen wandern und damit Möglichkeiten dem zu begegnen. Alleine in den USA wurden Erzvorkommen entdeckt deren Wert die Gesamtkosten von Skylab annähernd ausmachten. Dabei hatten nur 4 Experimente an Bord geowissenschaftliche Ausrichtung:

Alle Experimente befanden sich am MDA, gegenüber den Solarpanels, so dass sie auf den Nadirpunkt blickten, also den Punkt der Erdoberfläche der von der Raumstation gerade überflogen wurde.

S190: Multispektrale Fotoanlage

Das Experiment S190 bestand aus zwei Teilexperimenten. Den Multispektralkameras S190A mit sechs 70 mm Kameras und der Terrain Kamera S190B. Die 6 Kameras von S190A waren so ausgerichtet dass sich ihre Bildberichte überlappten. Jede Kamera hatte ein 6 Zoll (152.8 mm) Objektiv mit einer festen Blende von F/2.8. Sie bilden ein Gebiet von 21.1 Grad Breite, entsprechend 163 km Kantenlänge aus Orbithöhe ab. Die 6 Kameras haben durch Filter folgende Empfindlichkeiten:

Die Auflösung betrug abhängig vom verwendeten Film zwischen 30 und 46 m im visuellen Bereich und 73-79 km im infraroten Spektralbereich. Falschfarbenaufnahmen waren möglich durch Projektion der S/W Aufnahmen in beliebiger Kombination durch Projektoren mit Rot, Grün und Blaufiltern und Neuaufnahme der entsprechenden Farbaufnahme. Die IR Farbfilmkamera verwendet für Rot den Farbstoff Chinolinblau, der sensibel auf 0.8-0.9 µm Strahlung reagiert. Die beiden anderen Spektralfarben werden durch eine Gelbschicht und Magentaschicht erzeugt.

Die S190B Terrainkamera hatte eine Fokuslänge von 18 Zoll (45.72 cm) und verwendete den breiteren 5 Zoll Film (12.7 cm). Sie bildete ein Gebiet von 14.2 Grad ab, das entsprach aus nomineller Orbithöhe 109 km Kantenlänge. Die Bodenauflösung betrug zwischen 17 und 30 m. Die Kameras hatten feste Belichtungszeiten von 5, 7 und 10 ms. Sie wurden mit der Bewegung des Raumschiffes synchronisiert mit eine Unsicherheit von 2.8 m/s am Boden.

S191: Infrarot Spektrometer

Das Infrarot Spektrometer hatte zwei Bänder die durch einen von den Astronauten selektierten Filter umgeschaltet wurden: Im Sichtbaren Bereich von 0.4 bis 2.5 und von 6 bis 16 µm. Der punktförmige Meßbereich hatte einen Durchmesser von einem Milliradian, das entsprach 440 m aus der nominellen Orbithöhe. Der Messpunkt wurde vom Astronauten anvisiert mit einem Zielfernrohr und dann mit einer Schwenke-Nachführungsvorrichtung erfolgt. Erfasst werden konnten Ziele von bis zu 435 km vom Nadirpunkt entfernt in Flugrichtung und jeweils 157 km quer dazu. Während die Raumstation das Ziel überflog wurde ein Infrarotspektrum mit einer spektralen Auflösung von 1-5 % erzeugt. Die Auflösung war gut genug verschiedene Mineralien voneinander zu unterscheiden. Optimiert war das Instrument auf den Bereich der Vibrationsenergie von Si-O Bindungen. So konnte man Eisensilikate von Aluminiumsilkate, saures von basischem Gestein unterscheiden.  Eine parallel angeschlossene 16 mm Kamera machte ein Foto des anvisierten Ziels zum späteren visuellen Vergleich. Das Spektrum selbst wurde auf Magnetband aufgezeichnet.

S192: Optomechanischer Multispektralscanner

Dieses Experiment bestand aus einem Drehspiegel, der einen 90 km breiten Streifen auf dem Boden kontinuierlich Zeile für Zeile abtastete. Sein licht fiel auf ein 30 cm Teleskop, welches je nach angeschlossenem Detektor 40-80 m breiten Punkt auf die Detektoren warf: Stecknadelkopf große IR Detektoren wie mit Gold dotiertes Germanium. Diese wurden kryogenen gekühlt um ihre Empfindlichkeit zu steigern. Das elektrische Signal das sie abgaben wurde benutzt um die Intensität eines Elektronenstrahls einer Photokathode zu steuern. Die Bewegung des Elektronenstrahls wurde mit der des Drehspiegels synchronisiert. Belichtet wurde durch die Photokathode fotografischer Film. Jedes Szene bildete ein Gebiet von 74 x 41.8 km mit einer Bodenauflösung von 79 m ab. Die Spektralbereiche umfassten die Abschnitte:

Das Teleskop und der Scanner befanden sich an der Außenseite des Docking Adapters.

S193: Mikrowellen Radiometer/Scatterometer/ Altimeter

Dieses Instrument diente zum Bestimmen der differentiellen Rückstreuung und der Detektion von thermischer Mikrowellenstrahlung entlang des Flugpfades und als Technologieexperiment welches Daten für den Bau zukünftiger Mikrowellenradarsysteme liefern sollte. Es bestand aus 3 Einzelinstrumenten: Einem aktivem Streulichtmesser/Radiometer, einem Radar Höhenmesser und einem passiven Radiometer. Zwei arbeiteten im K Band bei 13.4 GHz, das passive Radiometer bei 1.4 GHz im L Band. Die K Band Instrumente nutzen eine gemeinsame schwenkbar Antenne am MDA Adapter. Das Scatterometer sendete und empfing Radarsignale in einem Bereich von 0 bis 48 Grad entlang des Flugpfades. Das Altimeter arbeitete im Pulsbetrieb mit einem Antennenstrahl der am Boden 0.9 km Breite erreichte. Es deckte wie das Scattermeter einen Bereich von +/- 48 Grad zur Flugrichtung ab. Das Radiometer empfing mit einer eigenen Antenne die vom Boden emittierte Radiostrahlung. Die Daten wurden mit 5.33 und 10 KBit/s auf Magnetband aufgezeichnet.

S194: Temperaturmessungen im L-Band

Dieses Instrument bestimmte die Bodentemperaturen durch ein Radiometer im L-Band bei 21 cm Wellenlänge. Es ergänzte das Radiometer von S193 bei der Messungen von Temperaturen. S194 bestimmt die Oberflächentemperaturen von Ozeanen und lieferte damit auch Informationen über Strömungen und Winde. Verwendet wurde eine Planarantenne in der man die emittierte Strahlung zwischen 1400 und 1427 MHz empfing. Die Genauigkeit der Temperaturmessung betrug ungefähr 1 K. Der Antennenstrahl hatte eine Breite von 15 Grad (Halbe Empfangsstärke) oder 124 km am Boden bzw. 37 Grad bei 97 % Stärke. Alle Daten wurden mit 200 Bit/s auf Magnetband geschrieben.

Links

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.

Sitemap Kontakt Neues Impressum / Datenschutz Hier werben / advert here Buchshop Bücher vom Autor Top 99