Heute vor 50 Jahren, am 17. April 1970, kam die Besatzung von Apollo 13 nach Hause. Sicher. Erfolgreich.
Die Welt atmete erleichtert auf, als sie beobachtete, wie die NASA eine Katastrophe in eines der dramatischsten Happy Ends aller Zeiten verwandelte.
Der Flug von Apollo 13 war anders als alle anderen Apollo-Missionen, und auch die letzten Stunden des Fluges – die Vorbereitung und Durchführung des Wiedereintritts zur Erde – waren einzigartig.
Die Crew musste eine Checkliste mit über 500 Artikeln ausführen, die erst Stunden zuvor geschrieben worden war. Sie standen in ständigem Kontakt mit dem Mission Control-Team, um jeden Schritt zu überprüfen. Die Besatzung – erschöpft, kalt und dehydriert – musste mehrere ungeplante Manöver durchführen, einschließlich einer Notfall-Flugbahnkorrektur mit den Triebwerken der Mondlandefähre (LM).
Nach dem letzten Flugbahnkorrekturmanöver, als das Raumfahrzeug auf die Erde zusteuerte, zeigten Verfolgungsdaten von der Erde, dass die Verbrennung genau wie erhofft durchgeführt wurde. Nach diesem Manöver musste die Besatzung jedoch sicherstellen, dass keine zusätzlichen Triebwerkszündungen durchgeführt wurden, da sich die Kraftstoffzufuhr des LM-Reaktionskontrollsystems einem Tiefpunkt näherte, an dem genaue Messungen nicht mehr zuverlässig waren. Jeder wollte sichergehen, dass er genug Treibstoff für die letzte Strecke zur Erde hatte.
Das Abwerfen von Elementen während der kritischen letzten Stunden der Apollo-13-Mission ist in dieser Sequenzzeichnung dargestellt. Bildnachweis: NASA.
Dann musste die Crew sicherstellen, dass sie die Systeme im kalten Command Module in der richtigen Reihenfolge wieder einschaltete – und alle zusätzlichen Zubehörteile wie Flutlichter ausschaltete – um sicherzustellen, dass die CM-Batterien bis zum Wiedereintritt halten. Es wurde vorhergesagt, dass mindestens eine der drei Batterien ungefähr zu der Zeit ausfällt, die die Fallschirme zum Entfalten brauchten. ( Lesen Sie hier, wie die Batterien aufgeladen wurden.)
Und natürlich hätten die Astronauten bei einem typischen Apollo-Raumflug das LM abgeworfen, während es sich noch in der Mondumlaufbahn befand. Aber der Einsatz des LM Aquarius war bis fast zum Ende der Mission notwendig, da es das Rettungsboot für die Astronauten war, das sie anstelle des verkrüppelten Kommandomoduls am Leben hielt, das nach der Explosion eines Sauerstofftanks im angeschlossenen Service funktionsunfähig war Modul.
Daher war die Abfolge der Wiedereintrittsereignisse recht ungewöhnlich. Das Servicemodul wurde tatsächlich vor dem LM abgeworfen. Der SM-Abwurf hatte zusätzlich zu den Problemen, die bei Apollo 13 aufgetreten sind, einige zusätzliche Dramatik.
Wie ich in meinem Buch geschrieben habe „Acht Jahre bis zum Mond: Die Geschichte der Apollo-Missionen“ Der NASA-Elektroingenieur Gary Johnson teilte Dokumente mit, die zeigten, dass nach der Apollo-11-Mission eine Wiedereintrittsanomalie entdeckt wurde, bei der sich die SM nicht richtig von der CM trennte. Eine Reihe von Triebwerkszündungen auf dem SM hätte die beiden Fahrzeuge auseinander bewegen sollen, aber eine unsachgemäße Abfolge der Triebwerkszündungen brachte das SM zurück in Richtung CM, und die Besatzung von Apollo 11 berichtete, dass das SM an ihnen vorbeiflog. Eine Untersuchung ergab, dass die Anomalie nicht nur bei Apollo 11, sondern auch bei anderen früheren Apollo-Flügen aufgetreten war.
Johnson präsentierte dem Apollo Program Configuration Control Panel die Änderungen an der Elektronik, um die Abfolge der Triebwerkszündung zu ändern, und er erinnert sich daran, dass er versucht hat, die technischen Änderungen so schnell wie möglich vorzunehmen, damit dies ab Apollo 12 möglich ist. Aber als die Untersuchung und Analyse zur Behebung des Problems abgeschlossen war, war es fast Zeit für den Start von Apollo 12, und das Apollo-Programm traf die Entscheidung, Apollo 12 ohne diese Änderung zu starten. Die Änderungen am SM Jettison Controller wurden für den Flug von Apollo 13 sowie für nachfolgende Missionen genehmigt und abgeschlossen.
Aber die aktualisierte Trennungssequenz würde bei Apollo 13 nicht stattfinden. Das Servicemodul für Apollo 13 war tot, und seine Triebwerke waren nach der Explosion funktionsunfähig. EIN lt. Apollo Flight Journal, Diese Abfolge von Ereignissen musste für SM sep stattfinden: Zuerst wurden die elektrischen Verbindungen zwischen SM und CM mit Sprengbolzen durchtrennt, und dann trennte eine weitere Sprengguillotine das Servicemodul Nabelschnur vom Kommandomodul. Dann durchtrennen drei Ladungen die Zugbänder, die die Service- und Befehlsmodule zusammenhielten, und erzeugen eine Federwirkung, die das CM wegdrückt.
Um einen möglichst großen Abstand zwischen dem SM und dem CM und dem angeschlossenen LM zu schaffen, musste die Besatzung die LM-RCS-Jets manuell abfeuern, um sie zuerst zu trennen, und sich dann so umdrehen, dass die Besatzung das Servicemodul beobachten und fotografieren konnte .
Diese Ansicht des schwer beschädigten Apollo 13 Service Module (SM) wurde von der Mondlandefähre/Befehlslandefähre (LM/CM) nach dem Abwurf des SM fotografiert. Wie hier zu sehen ist, wurde ein ganzes Panel des SM durch die scheinbare Explosion des Sauerstofftanks Nummer zwei in Sektor 4 des SM weggeblasen. Bildnachweis: NASA.
'Und es fehlt eine ganze Seite dieses Raumschiffs', funkte Jim Lovell bekanntlich bis zum Boden, ungläubig in seiner Stimme beim Anblick des ramponierten SM.
Als es an der Zeit war, die LM Aquarius abzuwerfen, befand sich die Crew in der jetzt mit Strom versorgten CM Odyssey. Odyssey hatte keine Manövrierfähigkeit und keinen Treibstoff für die RCS-Triebwerke. Sie mussten das LM so abwerfen, dass die Mondlandefähre nicht mit der Kommandokapsel kollidierte oder diese in irgendeiner Weise gefährdete. NASA-Ingenieure und Fluglotsen mussten an einem von Retrofire Officer (RETRO) Chuck Deiterich vorgeschlagenen Verfahren arbeiten, bei dem der Druck im Andocktunnel zwischen den beiden Fahrzeugen als Feder verwendet wurde, um sie auseinander zu drücken.
Normalerweise wurden die beiden Raumfahrzeuge mit einer Sprengladung getrennt. Bei einem Nennflug wäre der Tunnel vor der Trennung drucklos gewesen. Aber da der Tunnel immer noch unter Druck steht, könnte der Sprengstoff die Luke von Odyssey gefährden und die Astronauten beim Wiedereintritt gefährden.
Ihr Plan funktionierte perfekt. Capcom Joe Kerwin funkte ergreifend von der Mission Control: „Lebe wohl, Wassermann, und wir danken dir.“
Diese Ansicht der Mondlandefähre (LM) von Apollo 13 wurde vom Kommandomodul (CM) aus fotografiert, kurz nachdem die LM abgeworfen wurde. Der Abwurf erfolgte wenige Minuten vor 11 Uhr (CST), 17. April 1970, etwas mehr als eine Stunde vor dem Abspritzen der CM im Südpazifik. Bildnachweis: NASA
Die Crew traf dann die letzten Vorbereitungen für die letzte, feurige Etappe nach Hause. Jetzt konnte jeder nur hoffen, dass jedes Verfahren und jede letzte Rechnung richtig war.
Als die Besatzung durch die Erdatmosphäre stürzte, war eine Kommunikation mit der Mission Control unmöglich. Während der Apollo-Ära war der Funkausfall ein normaler Teil des Wiedereintritts, verursacht durch ionisierte Luft, die das CM während seines überhitzten Wiedereintritts durch die Atmosphäre umgab, was die Funkwellen störte. Bei praktisch jedem Wiedereintritt von Merkur bis Apollo 12 war der Zeitpunkt des Funkausfalls fast auf die Sekunde genau vorhersehbar. Die Funk-Blackout-Periode von Apollo 13 war jedoch nervenaufreibend lang: Sie dauerte etwa 87 Sekunden länger als erwartet.
Vor fünf Jahren diskutierten wir in einer früheren „13 Things“-Serie mögliche Gründe für die quälend lange Blackout-Periode. Die wahrscheinlichste Erklärung war, dass das Raumfahrzeug auf einer flacheren Flugbahn als erwartet einflog. Dies würde zu einem längeren Zeitraum in der oberen Atmosphäre führen, wo das Raumfahrzeug weniger abgebremst wurde. Im Gegenzug verlängerte das reduzierte Tempo der Abbremsung die Zeit, in der die Hitze des Wiedereintritts die ionisierten Gase produzierte, die die Kommunikation blockieren würden.
Aber warum war die Flugbahn flacher als erwartet? Diese Frage stellen sich NASA-Ingenieure und Fluglotsen seit 50 Jahren. Eine Gruppe unter der Leitung von Apollo Flight Dynamics Officer (FIDO) Dave Reed, Retrofire Officer (RETRO) Chuck Deiterich und Electrical, Environmental and Communication Systems (EECOM) John Aaron führte kürzlich eine umfassende Überprüfung der Daten durch und verwendete Computermodellierung, um jedes Detail nachzubilden der Ereignisse, die zum Wiedereintritt führen. Ihr Fazit? Schuld an der übermäßigen Belüftung eines Kühlsystems am LM.
„Unser Modell war ziemlich komplex“, sagte Reed gegenüber Universe Today, „mit vielen einstellbaren Variablen, wie z Antrieb von 'nicht-treibenden' Entlüftungsöffnungen, O2-Entlüftungsbeiträge, Wasserstoffleckpotential, Geschwindigkeitseffekte auf den Eintrittswinkel bei verschiedenen Entfernungen vom Eintritt, Helium-Entlüftung, Sublimationsphysik der heißen und kalten Seite und Dauer der Entlüftung.
Ingenieure in der Mission Control während Apollo 13. Bildnachweis: NASA
Reed sagte, dass nach dem Studium aller identifizierten Möglichkeiten und der Modellierung des Entlüftungsmoments verschiedener Systeme „offensichtlich ist, dass die Delta-Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um die beobachtete Flugbahnflachung vom CSM-LM-Stapel zu verursachen, hauptsächlich vom Kühlsystem der Mondlandefähre stammte“, sagte Reed genannt. „Es waren jedoch zusätzliche Leckquellen vorhanden, sowohl aus den SM-Wasserstofftanks, die sich unter den beschädigten O2-Tanks befanden, als auch aus dem verbleibenden O2-Tank.“
Reed, Deiterich und Aaron schrieben, dass ihre Schlussfolgerungen mit den Echtzeitdaten der Mission übereinstimmen und durch „eine Reihe von Übertragungen der Crew unterstützt werden, die über immer wieder abschalten, Entlüftung und ‚funkeln‘ vom CSM (was wurden durch PTC-Heiß-Kalt-Zyklen ausgelöst) und durch Berechnungen des maximalen Impulses, der vom LM-Kühlsystem sowie jeglicher Entlüftung aus den SM-Wasserstoff- und Sauerstofftanks erzeugt werden könnte.“
In diesem Video können Sie die greifbare Besorgnis in Mission Control über den langwierigen Kommunikationsausfall spüren. Und im Gegensatz zu den Schlussszenen im Film „Apollo 13“ begannen Fluglotsen, Flugdirektoren und alle Anwesenden in der Mission Control erst dann zu feiern, als die Fallschirme ausbrachen und die Crew langsam und sicher im Südpazifik landete.
Die Raumsonde Apollo 13 steuert auf eine Wasserfläche im Südpazifik zu. Beachten Sie die Kapsel und ihre Fallschirme, die gerade vor einer Lücke in den dunklen Wolken sichtbar sind. Bildnachweis: NASA.
„Während des Stromausfalls“, erinnerte sich Reed, „erinnere ich mich deutlich daran, dass ich Chuck (Deiterich) mit der klaren Erkenntnis ansah, dass wenn wir – Chuck und ich – einen fehlerhaften Vektor verwendet hätten, um die letzte Kursmittenkorrektur zu berechnen, und dass, wenn die Crew nicht überlebt……nur wir beide wären dafür verantwortlich gewesen. Ich kann Ihnen sagen, dass für diese über 90 Sekunden langen Blackouts die ganze Schwerkraft in Houston unter unseren Füßen lag. Feiern Sie die Hölle. Ich kann weder den Schrecken dieser Sekunden noch meine Erleichterung ausdrücken, als ich die Crew auf den Rutschen sah.“
Unser Dank gilt dem NASA-Ingenieur Jerry Woodfill für seine Ideen und Erkenntnisse für alle unsere Artikelserien zu Apollo 13 beginnend mit „13 Dinge, die Apollo 13 gerettet haben“ und dann ' 13 WEITERE Dinge, die Apollo 13 gerettet haben. '
Ein weiterer Dank gilt den NASA-Ingenieuren Norm Chaffee und Gary Johnson sowie den Fluglotsen Dave Reed und Chuck Deiterich für ihre Einblicke und Erinnerungen für diese aktuelle Serie:
Teil 1: Die Grillrolle , und Teil 2: Aufladen der Batterien.
Apollo 13-Bilder über die NASA. Montage von Judy Schmidt.
