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„Erfolgreiches Scheitern“: 50 Jahre „Apollo 13“

Autor / Redakteur: mit Material von Christina Horsten, dpa, und der NASA / Sebastian Gerstl

Zum dritten Mal sollen mit „Apollo 13“ Nasa-Astronauten zum Mond. Was schon fast wie Routine anmutet, wird urplötzlich zu einem gewaltigen Drama: Ein Sauerstofftank explodiert, aus der geplanten Mondlandung wird ein Weltall-Rettungsauftrag. Trotzdem sagen heute manche: „Apollo 13“ war die erfolgreichste der Mondmissionen.

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Konzeptzeichnung des Lunarmoduls der Apollo 13 beim angedachten Landeanflug auf den Mond. Die dritte Mondlandemission der NASA wurde bereits weitgehend als Routine betrachtet. Doch ein Unfall ließ die Astronauten im All stranden. Die Rettung gilt heute als eine der Sternstunden der NASA - und stellte sämtliche weiteren Planungen fürWeltraummissionen auf den Prüfstand.
Konzeptzeichnung des Lunarmoduls der Apollo 13 beim angedachten Landeanflug auf den Mond. Die dritte Mondlandemission der NASA wurde bereits weitgehend als Routine betrachtet. Doch ein Unfall ließ die Astronauten im All stranden. Die Rettung gilt heute als eine der Sternstunden der NASA - und stellte sämtliche weiteren Planungen fürWeltraummissionen auf den Prüfstand.
(Bild: NASA / Rockwell)

Von der Situation an Bord der „Apollo 13“ erfährt Frances Northcutt durch den Anruf eines Journalisten. In einem Sauerstofftank der Weltraumkapsel hat es eine Explosion gegeben, die Werte sinken dramatisch. Die drei Astronauten John Swigert, Fred Haise und James Lovell sind zu diesem Zeitpunkt mehr als 300 000 Kilometer von der Erde entfernt - und in akuter Lebensgefahr. Northcutt, damals eine der wenigen Frauen im Dienst der US-Raumfahrtbehörde Nasa, macht sich schnellstmöglich auf den Weg ins Kontrollzentrum in Houston im US-Bundesstaat Texas.

Zwei Tage vorher, am Samstag (11. April) vor 50 Jahren, war die „Apollo 13“ an Bord einer „Saturn V“-Rakete vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida gestartet. Die erste bemannte Mondlandung war da erst wenige Monate her, eine zweite hatte es auch schon gegeben und zwei Astronauten der „Apollo 13“ sollen nun ebenfalls über den Mond laufen. Kommandant der Mission ist Jim Lovell (92), mit ihm sind Fred Haise (86) und – wegen eines Krankheitsfalls kurzfristig eingetauscht – Jack Swigert (1931-1982) an Bord.

50 Jahre Apollo 13
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„Houston, wir hatten hier ein Problem“

Nasa-Mondmissionen scheinen zu diesem Zeitpunkt fast schon routiniert - bis es rund 56 Stunden nach dem Start von „Apollo 13“ zur Explosion im Sauerstofftank kommt. Die Astronauten hören einen Knall und bemerken eine Vibration, ein Warnlämpchen geht an. Swigert informiert das Kontrollzentrum in Houston, sein Satz geht in die Geschichte ein: „Okay, Houston, we've had a problem here.“

„Fred hat uns fast den ganzen Tag genervt, indem er sich einen Spaß daraus machte, immer wieder das Druckausgleichsventil zwischen der ‚Odyssey‘ und der ‚Aquarius‘ zu öffnen. Dabei gab es ein lautes Geräusch, das uns andere jedes Mal fürchterlich erschreckte. Ich war gerade dabei, ein paar Systeme zu kontrollieren, als Sauerstofftank 2 mit einem lauten Knall explodierte. Zuerst dachte ich, es sei wieder Freddo, doch als ich mich umdrehte, saß er weit vom Ventil entfernt in seinem Sitz. Er war leichenblass vor Schreck und schüttelte nur den Kopf. Da wusste ich, es ist etwas passiert,“ erinnerte sich Lowell in einem späteren Interview.

Was geknallt hatte, war die Sauerstoffversorgung: Eines der Heizelemente der beiden Sauerstofftanks an Bord des Raumschiffs war bei Wartungsarbeiten vor dem Tank beschädigt worden, ohne dass es den Service-Technikern der Nasa aufgefallen wäre. 55 Stunden und 54 Minuten nach dem Start, über 300.000 km von der Erde entfernt, verursachte das fehlerhafte Heizelement einen Kurzschluss innerhalb der reinen Sauerstoffatmosphäre von Sauerstofftank Nummer 2.

Der Tank explodierte und beschädigte den benachbarten anderen verbliebenen Sauerstofftank 1, der im Verlauf der nächsten zwei Stunden ebenfalls nach und nach seinen Sauerstoffinhalt verlor. Infolge dessen war nicht nur die Luftversorgung beschädigt, das Raumschiff verlor einen Großteil seiner Stromversorgung: Die drei Brennstoffzellen, die zum Betrieb der Odyssey-Kommandoeinheit dienten, wurden mit Sauerstoff aus den beiden Tanks gespeist. Durch den Schaden an den Sauerstofftanks funktionierte nur noch eine der drei Brennstoffzellen – und auch diese verlor rapide an Energie. Infolgedessen brachen auch Wasserversorgung und ein Großteil der Innenbeleuchtung in der Kommandoeinheit zusammen.

Aus der Mondlandefähre wird ein Rettungsboot

Mathematikerin Northcutt hatte genau für diesen Fall Computerprogramme geschrieben, wie sie bei einer Veranstaltung der „New York Times“ in New York erzählt. „Wir haben dann das gemacht, wofür die Programme entworfen worden waren. Die Menschen denken, dass wir da irgendwelche dramatischen Dinge gemacht haben müssen, aber ich hatte ja an einem Abbruchprogramm gearbeitet und wir hatten diese Dinge alle bis zum Erbrechen simuliert. Also haben wir einfach das gemacht, was für diesen Fall vorgesehen war, wir haben die Rückkehr zur Erde berechnet.“

Für eine komplette Reise zum Mond zurück zur Erde würden weder Sauerstoff noch Energie ausreichen. Die vorgesehene Mondlandung wird sofort abgebrochen. Das Kontrollzentrum bittet die Astronauten, in die an das Mutterraumschiff angedockte spinnenbeinige Mondlandefähre „Aquarius“ umzusteigen. Diese verfügt über einen separaten Sauerstoffspeicher und eine autarke Stromversorgung aus einer eigenen Silberoxid-Zink-Batterie. Somit ist das Überleben der Astronauten für die ersten Stunden gesichert. Das Kommandomodul wird heruntergefahren, um die wenige noch verbleibende Energie für den Moment sparen zu können, an dem die Crew essentielle Navigationsmanöver durchführen muss.

Währenddessen wird im Kontrollzentrum gerechnet: Die Mondlandefähre ist erst einmal ein Rettungsboot, würde aber den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre nicht überstehen, dafür müssen die Astronauten zurück ins Mutterraumschiff. Wie viel Strom bleibt dafür nach der Explosion noch, wie viel Sauerstoff und wie viel Wasser?

Wie kriegt man das eckige Teil in den runden Anschluss?

Die Astronauten hatten kaum Wasser, keine Heizung mehr und wenig Strom. „Wir hatten plötzlich jede Menge Probleme, aber das herausragendste war die Gefahr des Kohlendioxids“, erinnert sich Kommandant Lovell später. „Wir atmen Kohlendioxid aus und wenn es nicht aus der Kabinenluft entfernt wird, dann wird es in hohen Konzentrationen giftig und wir waren auf dem Weg dahin. Aber wir konnten nichts machen. Das hätte uns umbringen können.“

Um Kohlendioxid zu filtern wurden an Bord Kanister mit Lithiumhydroxid verwendet. Da die Landefähre nur für einen kurzen Einsatz ausgelegt war, führte diese keinen Ausreichenden Vorrat dieser Kanister mit sich. Nun aber sollte ein System, das dazu ausgelegt war, zwei Menschen zwei Tage lang mit Luft zu versorgen, drei Mann für knapp vier Tage am Leben erhalten. Das Odyssey-Kommandomodul besaß zwar genügend Lithiumhydroxid-Kanister, doch nun offenbarte sich ein neues Problem: Das Filtersystem der Ladefähre war nicht mit dem Kanistertyp des verwendeten Filtersystems des Raumschiffs kompatibel. Während die Landefähre runde Filteranschlüsse verwendete, waren die des Kommandomoduls eckig. Der Grund: Unterschiedliche Teile der Apollo-Mission waren von unterschiedlichen Ingenieurteams gebaut und entworfen worden. An die Notwendigkeit, bestimmte Anschlüsse und Bauteile zu standardisieren, hatte während der gesamten Apollo-Mission bis zu diesem Punkt niemand gedacht.

Dem Kontrollzentrum bleibt nichts anderes übrig, als Materialien zusammenzusuchen, die auch an Bord des Raumschiffs zu finden wären, und daraus eine Lösung zu improvisieren. Die daraus resultierende Anleitung, die die Astronauten erhalten, ist entsprechend krude, aber funktioniert: Mit der Umschlagpappe von gedruckten Handbüchern an Bord, Plastikschläuchen, einer Socke und viel Klebeband kann ein Adapter für das Filtersystem gebastelt werden.

Mit minimalen Reserven zurück zur Erde

Um die knappen Reserven der Landefähre nicht bis an die äußerste Grenze zu strapazieren und die Belastungen für die Besatzung zu mindern, wird der defekte Teil des Raumschiffs abgesprengt. Für einen kurzen Moment wechseln die Astronauten zurück ins Kommandomodul und navigieren mit einem komplizierten, von Mission Control berechneten Manöver - der Navigationscomputer der Apollo war keine Hilfe und musste geschont werden, um Strom zu sparen - zurück zur Erde. Um mehr Geschwindigkeit zu bekommen wird ein Swing-by genutzt: Das Raumschiff umrundet den Mond und nutzt das Gravitationsfeld des Mondes auf, um zu beschleunigen und zur Erde „zurückgeworfen" zu werden. Hinzu zündet die Crew zwei Stunden nach der Umrundung des Mondes für knapp viereinhalb Minuten das Mondfähren-Landetriebwerk - gerade lang genug, um die für die Landung notwendigen verbleibenden Treibstoffreserven nicht so sehr aufzubrauchen. Danach werden sämtliche elektrischen Systeme wieder abgeschaltet, um für den Wiedereintritt noch genügend Strom zu haben. Die Temperatur an Bord sinkt auf 0°C – die Astronauten frieren, an Schlaf ist während des gesamten Rückflugs nicht mehr zu denken.

Ungewissheit bleibt: Stimmen die Berechnungen, verfügt die Landekapsel noch über genügend Energie? lassen sich die Systeme nach der langen Zeit wieder hochfahren, oder haben sie durch die niedrigen Temperaturen und den daraus resultierenden weiteren Schaden erlitten? Da der Funkverkehr um Strom zu sparen auf ein Minimum reduziert bleibt, bleibt im Kommandozentrum in Houston lange Zeit nichts andere übrig, als zu warten und das Schlimmste zu Befürchten.

Doch diese Befürchtungen bewahrheiten sich nicht. Am 17. April 1970, um 13:07 Uhr Ortszeit - nach vier bangen Tagen - landet das Team in der Nähe von Amerikanisch-Samoa im Pazifischen Ozean. „Dank des Kontrollzentrums und unserer eigenen Anstrengungen haben wir es geschafft“, so Lovell. „Es war vor allem großartiges Teamwork.“ Sie habe immer „echtes Vertrauen in die Software“ gehabt, sagt die heute 76 Jahre alte Nasa-Mathematikerin Northcutt. „Aber die große Frage war: Wie beschädigt ist das Raumschiff? Und das wusste keiner.“

Das Rettungsmanöver verlief so knapp und spektakulär, dass Regisseur Ron Howard daraus 25 Jahre später einen erfolgreichen Hollywood-Film macht – mit Tom Hanks als Kommandant Lovell, der ihn „rundherum ziemlich gelungen“ fand.

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Ein „erfolgreichen Scheitern“ – und viele Lektionen für die Zukunft

Vier weitere „Apollo“-Missionen bringen im Anschluss an „Apollo 13“ noch erfolgreich US-Astronauten auf den Mond. Heutzutage plädiert Lovell dafür, wieder zum Mond zurückzukehren, wie die Nasa das mit ihrem „Artemis“-Programm auch vorhat. „Der Mond ist nur 240 000 Meilen weit weg, aber der Mars Millionen. Es ist zu riskant, dorthin zu fliegen, ohne vorher mehr Zeit damit verbracht zu haben, zum Mond zu fliegen.“

Dass er selbst nicht auf dem Mond gelandet sei, habe ihn damals frustriert und enttäuscht, sagt Lovell. „Aber über die Jahre bin ich zu der Überzeugung gekommen, dass dieser Unfall das beste war, was der Nasa je passieren konnte. Nach dem frühen Erfolg der Apollo-Missionen war man dort selbstgefällig geworden. Und dann gab es auf einmal eine mögliche Katastrophe, die unterstrichen hat, dass Raumfahrt einfach immer gefährlich ist.“

Die Nasa spricht inzwischen von einem „erfolgreichen Scheitern“. Die Erfahrungen, die aus der Beinahe-Katastrophe gezogen wurden, schlagen sich weiteren Projekten nieder. Kontrollen werden gründlicher, mehr Redundanzsysteme werden geplant – und es wird genauer darauf geachtet, so weit wie möglich standardisierte und kompatible Bauteile zu verwenden, um die vorhandenen Reserven auch effizient nutzen zu können.

Mathematikerin Northcutt ist sogar überzeugt davon, dass Apollo 13 die erfolgreichste aller „Apollo“-Missionen war - noch vor der ersten Mondumrundung von Apollo 8 und der ersten bemannten Mondlandung von Apollo 11.

„Da habe ich keinen Zweifel dran. Apollo 8 war die herausforderndste Mission, Apollo 11 war die dankbarste Mission und "Apollo 13" war die erfolgreichste Mission, denn sie hat deutlich gemacht, dass wir einen verheerenden Notfall überstehen können“, sagt sie. „Auch wenn wir nicht alle Ziele der Mission erfüllt haben, haben wir trotz einer echten Katastrophe an Bord das ultimative Ziel erreicht und das lautet: die Astronauten gesund nach Hause bringen. Denn der wichtigste Schritt ist nicht der auf einem anderen Planeten, sondern der, den die Astronauten wieder auf der Erde machen.“

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