Apollo 13, wir haben eine Lösung

Die Apollo 13 Saturn V
Zum Mond: Die Saturn V von Apollo 13 im Kennedy Space Center in Florida vor dem Start am 11. April 1970.

Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel wurde ursprünglich am 13. April 2005 veröffentlicht. Er wurde am 11. April 2018 mit geringfügigen Änderungen neu veröffentlicht.

„Houston, wir haben ein Problem.“

Heute vor 35 Jahren markierten diese Worte den Beginn einer Krise, bei der drei Astronauten im Weltraum fast ums Leben kamen. In den folgenden vier Tagen war die Welt wie gebannt, als die Besatzung von Apollo 13 – Jim Lovell, Fred Haise und Jack Swigert – gegen Kälte, Müdigkeit und Ungewissheit ankämpfte, um ihr verkrüppeltes Raumschiff nach Hause zu bringen.

Aber die Besatzung hatte einen Engel auf den Schultern – in der Tat Tausende von ihnen – in Form der Fluglotsen der Missionskontrolle der NASA und der unterstützenden Ingenieure, die über die gesamten Vereinigten Staaten verstreut waren.

Für Außenstehende sah es so aus, als würde ein Strom technischer Wunder aus dem Hut gezaubert, als die Missionskontrolle ein lebensbedrohliches Problem nach dem anderen auf dem langen Weg zurück zur Erde identifizierte, diagnostizierte und umging.

Angefangen bei der Navigation eines schwer beschädigten Raumschiffs bis hin zu einer drohenden Kohlendioxid-Vergiftung arbeitete das NASA-Bodenteam rund um die Uhr, um den Astronauten von Apollo 13 eine Chance zu geben. Doch was sich hinter den Türen des Manned Spacecraft Center in Houston – dem heutigen Lyndon B. Johnson Space Center – abspielte, war kein Trick oder gar eine unglaubliche Glückssträhne der Ingenieure. Es war das Ergebnis von jahrelangem Training, Teamarbeit, Disziplin und Weitsicht, das bis heute als perfektes Beispiel dafür dient, wie man risikoreiche Unternehmungen richtig angeht.

Viele Menschen sind mit Apollo 13 dank des gleichnamigen Films von Ron Howard aus dem Jahr 1995 vertraut. Doch wie Howard selbst bei der Veröffentlichung des Films betonte, handelt es sich um eine Dramatisierung und nicht um einen Dokumentarfilm, und viele der Elemente, die den Unterschied zwischen Hollywood und dem wirklichen Leben ausmachen, wurden weggelassen oder verändert. Anlässlich des 35. Jahrestages von Apollo 13 sprach IEEE Spectrum mit einigen der Schlüsselfiguren in der Missionskontrolle, um die wahre Geschichte zu erfahren, wie sie den Tag gerettet haben.

Zunächst eine kleine Auffrischung der Hardware für die Mondlandung: Eine mächtige, 85 Meter hohe, dreistufige Saturn V startete jede Mission von Cape Canaveral in Florida. An der Spitze der Saturn V befand sich der Apollo-Stack, der aus zwei Raumfahrzeugen bestand: einem dreiköpfigen Mutterschiff für den Hin- und Rückflug zum Mond, dem so genannten Command and Service Module (CSM), und einer zweiköpfigen Landefähre, dem so genannten Lunar Module (LM), die zwischen dem CSM und der Mondoberfläche hin- und herflog.

Diagramm der 3 Stufen der Saturn V Rakete
Foto: NASA
Booster-Grundlagen: Die Saturn V-Rakete bestand aus drei Stufen. Ihre Aufgabe war es, die Apollo-Raumfahrzeuge – Kommando- und Servicemodul sowie die Mondlandefähre – zum Mond zu bringen. Nur die Kommandokapsel konnte sicher zur Erde zurückkehren.

Die beiden Raumfahrzeuge bestanden ebenfalls aus zwei Teilen. Das CSM teilte sich in ein zylindrisches Servicemodul (SM) und ein konisches Kommandomodul (CM). Das Servicemodul beherbergte das Haupttriebwerk und versorgte die Besatzung mit Sauerstoff, Strom und Wasser, die sie für die lange Reise benötigte – für einen Hin- und Rückflug zwischen Erde und Mond brauchte sie etwa sechs Tage. Die Besatzung lebte in dem beengten Kommandomodul, in dem der Flugcomputer und die Navigationsausrüstung untergebracht waren. Das Kommandomodul war der einzige Teil des Apollo-Stapels, der für eine sichere Rückkehr zur Erde vorgesehen war. Es sollte durch die Atmosphäre stürzen, wobei das stumpfe Ende des Kegels so konstruiert war, dass es der immensen Hitze des Abstiegs standhalten konnte, um dann Fallschirme zu entfalten und im Meer zu versinken.

Die Mondlandefähre bestand aus einer Aufstiegs- und einer Abstiegsstufe. In der Aufstiegsstufe waren die Astronauten untergebracht. Die Abstiegsstufe verfügte über ein leistungsstarkes Triebwerk, mit dem die Mondlandefähre auf dem Mond landete. Nach Abschluss der Oberflächenexpedition diente die Abstiegsstufe als Startrampe für die Aufstiegsstufe, die abhob und sich mit der Kommando- und Servicemodul in der Mondumlaufbahn traf.

Für den größten Teil des Weges zum Mond waren die Kommando- und Servicemodul und die Mondlandefähre – bei der Apollo-13-Mission Odyssee bzw. Aquarius genannt – Nase an Nase angedockt. Die Astronauten blieben jedoch in der Regel in der Kommandokapsel, da die Mondlandefähre abgeschaltet war, um Energie zu sparen.

Der größte Teil der Energie kam von einer Gruppe von drei Brennstoffzellen in der Servicekapsel. Die Brennstoffzellen wurden mit Wasserstoff und Sauerstoff aus zwei Paaren kryogener Tanks gespeist und kombinierten diese zur Erzeugung von Strom und Wasser.

Modulplan
Modulplan: Eine Schnittdarstellung des Servicemoduls. Die Brennstoffzellen (grün) lieferten Wasser und Strom durch die Kombination von Sauerstoff und Wasserstoff, die in kryogenen Tanks (rot bzw. blau) gespeichert waren. Der Sauerstofftank 2, hellrot, explodierte während der Apollo 13-Mission, wobei die Besatzung fast ums Leben kam.

Es gab zwar einige Batterien an Bord des Kommandomoduls, aber diese waren nur für einige Stunden während des Wiedereintritts vorgesehen, nachdem das Servicemodul in Erdnähe abgeworfen worden war.

Es war einer der Kryotanks, der sich als Achillesferse der Odyssee entpuppen sollte. Am 13. April 1970, gegen 21 Uhr Houstoner Zeit, also fast 56 Stunden nach dem Flug von Apollo 13, forderte die Missionskontrolle die Besatzung auf, die Ventilatoren in allen Kryo-Tanks einzuschalten, um den Inhalt umzurühren, damit genaue Messwerte ermittelt werden konnten. Aufgrund einer Reihe von Pannen vor dem Start löste das Einschalten des Gebläses einen Kurzschluss zwischen freiliegenden Drähten im Sauerstofftank zwei aus.

Die Odyssey lag im Sterben, aber niemand wusste es.

Foto der Missionskontrolle.

Die Ruhe vor dem Sturm: Die Missionskontrolle wenige Minuten vor der Explosion, die das Raumschiff von Apollo 13 zum Absturz bringen sollte. Im Vordergrund ist der Rücken von Flugdirektor Gene Kranz zu sehen, während Astronaut Fred Haise während einer Fernsehübertragung auf dem Wandbildschirm erscheint.

Auch die Besatzung war sich des Ernstes der Lage nicht bewusst. Im Film von Ron Howard wird die Explosion von Sauerstofftank zwei von einer ganzen Reihe von Knall- und Knarrgeräuschen begleitet, während die Astronauten wie Tischtennisbälle durch die Gegend geschleudert werden. Aber im wirklichen Leben „gab es einen dumpfen, aber eindeutigen Knall – keine große Vibration… nur ein Geräusch“, sagte der Kommandant von Apollo 13, Lovell, hinterher. Dann leuchteten die Warnlichter der Odyssey auf wie ein Weihnachtsbaum.

Am Boden zeigte sich die Missionskontrolle zunächst unbeeindruckt. Während des Umrührens der kryogenen Tanks hatte Sy Liebergot, der für die Brennstoffzellen und die Tanks zuständige Fluglotse, seine Aufmerksamkeit auf den Sauerstofftank eins gerichtet. Liebergot war EECOM, eine Berufsbezeichnung, die noch aus der Zeit des Mercury-Programms in den frühen 1960er Jahren stammte. Ursprünglich bedeutete sie, dass die Person für alle elektrischen, umwelttechnischen und kommunikationstechnischen Systeme an Bord des CSM verantwortlich war. Die Kommunikationsverantwortung war vor kurzem aus dem Aufgabenbereich des EECOM ausgegliedert worden, aber die Bezeichnung blieb bestehen.

Durch einen unglücklichen Zufall war der Sauerstoffsensor des zweiten Tanks zuvor ausgefallen, aber beide Sauerstofftanks waren miteinander verbunden, so dass Liebergot die von Tank eins gemeldete Menge beobachtete, um eine Vorstellung davon zu bekommen, was sich in Tank zwei befand.

Während er in der Missionskontrolle an seiner Konsole mit ihrem Mosaik aus Drucktasten und Schwarz-Weiß-Computeranzeigen saß, kümmerte sich Liebergot nicht allein um die elektronischen und lebenserhaltenden Systeme der Odyssey. Er stand in Sprechkontakt mit drei anderen Fluglotsen in einem Raum auf der anderen Seite des Ganges. Jeder Fluglotse in der Missionskontrolle war über so genannte Sprachschleifen – zuvor eingerichtete Audiokonferenzkanäle – mit einer Reihe von Spezialisten in den hinteren Räumen verbunden, die das eine oder andere Teilsystem überwachten und an ähnlichen Konsolen saßen wie die in der Missionskontrolle.

Liebergots Flügelmänner an diesem Tag waren Dick Brown, ein Spezialist für Energiesysteme, sowie George Bliss und Larry Sheaks, beide Spezialisten für Lebenserhaltung. Als der Druck in Sauerstofftank zwei schnell anstieg und dann innerhalb von Sekunden abrupt abfiel, waren ihre Augen auf die Anzeigen der anderen Kryotanks gerichtet, und sie alle übersahen die Anzeichen dafür, dass Tank zwei gerade explodiert war.

Plötzlich knisterte die Funkverbindung der Besatzung auf. „Okay Houston, wir haben hier ein Problem“, meldete Kommandomodulpilot Swigert, während er die Instrumente der Odyssey überprüfte. „Houston, wir haben ein Problem“, wiederholte Lovell einige Sekunden später und fügte hinzu, dass die Spannung in einem der beiden Hauptstromkreise, die die Systeme des Raumschiffs versorgten, zu niedrig war. Wenige Sekunden später war die Spannung wieder in Ordnung, und die Besatzung begann mit der Suche nach dem vermeintlichen Hauptproblem: Die Erschütterung durch die Explosion hatte den Computer zurückgesetzt und eine Reihe von Ventilen im Lageregelungssystem geschlossen, das die Odyssey in die richtige Richtung lenkte.

In der Missionskontrolle stimmte jedoch etwas nicht. Die Richtantenne mit hoher Verstärkung hatte aufgehört zu senden, und die Odyssey war automatisch auf ihre Rundstrahlantennen mit geringer Verstärkung zurückgefallen. Liebergot und sein Team sahen eine Menge fehlerhafter Daten, Dutzende von Messungen, die aus dem Ruder liefen. Die Brennstoffzellen eins und drei hatten ihren Druck verloren und lieferten keinen Strom mehr, so dass nur noch die Brennstoffzelle zwei die Last aufnehmen konnte; der Druck in Sauerstofftank zwei lag bei Null; der Druck in Sauerstofftank eins fiel rapide ab; und Odyssey hatte einen seiner elektrischen Verteilerbusse komplett verloren, zusammen mit allen Geräten, die von ihm versorgt wurden. Die Besatzung schloss eine ihrer Wiedereintrittsbatterien an den verbleibenden Bus an, um die Systeme des Kommandomoduls am Laufen zu halten.

Liebergots Ausbildung kam zum Tragen. Eine Simulation nach der anderen hatte die Fluglotsen gelehrt, dass sie keine voreiligen Entscheidungen auf der Grundlage einiger Sekunden merkwürdiger Daten treffen sollten – die Messungen wurden von unvollkommenen Sensoren vorgenommen und mussten eine Menge Raum durchqueren, mit vielen Möglichkeiten, sich zu verheddern, bevor sie auf dem Bildschirm eines Fluglotsen auftauchten. „Ingenieure, die in diesem Bereich arbeiten, sind darauf trainiert, zuerst an die Instrumentierung zu denken“, erklärt Arnold Aldrich, Leiter der Systemabteilung des Kommando- und Servicemoduls bei Apollo 13. Er war zum Zeitpunkt der Explosion in der Missionskontrolle und erinnert sich, dass „es nicht sofort klar war, wie eine bestimmte Sache dazu führen konnte, dass so viele Dinge anfingen, seltsam auszusehen.“

Als Gene Kranz, der für die Mission verantwortliche Flugdirektor (in den Sprachschleifen als „Flight“ bezeichnet), Liebergot pointiert fragte, was an Bord der Odyssey geschah, antwortete der EECOM: „Wir hatten vielleicht ein Problem mit den Instrumenten, Flight.“

Fünfunddreißig Jahre später erinnert sich Liebergot noch immer reumütig an seine erste Einschätzung. „Das war die Untertreibung des bemannten Raumfahrtprogramms. Das habe ich nie verwunden“, lacht er.

Eine Krise beginnt: Dieser Ton stammt von den Missionskontrollbändern von Sy Liebergots EECOM-Intercom-„Schleife“, in der Liebergot mit seinen „Hinterzimmer-Jungs“ sprechen konnte. Der Ton wurde verbessert, damit die Übertragungen der Astronauten besser zu hören sind. Es beginnt mit einem Knistern, das den Moment markiert, als die Explosion des Tanks die Hauptantenne von Apollo 13 außer Betrieb setzte. Nach dem Knacken hört man, wie Liebergot den Ausfall der Antenne bemerkt, während Flugdirektor Gene Kranz im Hintergrund über einige Routine-Updates spricht. Dann meldet die Crew: „Okay, Houston, wir haben hier ein Problem“, und die Probleme häufen sich. Am Ende der Schleife hört man, wie Liebergot eine erste Einschätzung abgibt, für die er hinterher heftig gerügt wurde: „

Für Kranz klang die Antwort vernünftig, denn er hatte während seiner Schicht bereits einige elektrische Probleme mit der Odyssey gehabt, unter anderem mit der Hochantenne. „Ich dachte, wir hätten eine weitere elektrische Panne und würden das Problem schnell lösen und wieder auf Kurs kommen. Diese Phase dauerte 3 bis 5 Minuten“, sagt Kranz. Dann „wurde uns klar, dass wir hier ein Problem haben, das wir nicht ganz verstehen, und dass wir verdammt vorsichtig vorgehen sollten.“

Kranz‘ Wort war Gesetz. „Der Flugdirektor hat wahrscheinlich die einfachste Stellenbeschreibung in ganz Amerika“, sagte Kranz gegenüber Spectrum. „Sie ist nur einen Satz lang: ‚Der Flugdirektor kann alle Maßnahmen ergreifen, die für die Sicherheit der Besatzung und den Erfolg der Mission erforderlich sind.'“ Die einzige Möglichkeit für die NASA, einen Flugdirektor während einer Mission zu überstimmen, bestand darin, ihn auf der Stelle zu entlassen.

Die Regel, die dem Flugdirektor während einer Mission die ultimative Autorität verleiht, ist Chris Kraft zu verdanken, der als erster Flugdirektor der NASA die Missionskontrolle gründete und während Apollo 13 stellvertretender Direktor des Manned Spacecraft Center war. Er hatte die Regel nach einem Zwischenfall während des Mercury-Programms aufgestellt, als Kraft als Flugdirektor vom Management überstimmt worden war. Diesmal hatte niemand Zweifel daran, wer das Sagen hatte, als sich die Krise entfaltete. Während andere Flugdirektoren während Apollo 13 Schichten übernehmen würden, trug Kranz als leitender Flugdirektor die Hauptverantwortung dafür, die Besatzung nach Hause zu bringen.

Die Missionskontrolle und die Astronauten versuchten, die Odyssey mit verschiedenen Brennstoffzellen- und Energiebus-Konfigurationen wieder in Gang zu bringen, aber die Hoffnung, dass das Problem einfach so behoben werden könnte, wurde enttäuscht, als Lovell sich per Funk meldete: „Wenn ich aus der Luke schaue, sieht es so aus, als ob wir etwas in den Weltraum ablassen.“ In Wahrheit war es flüssiger Sauerstoff, der aus dem verletzten Servicemodul austrat.

Die Probleme häuften sich vor Liebergots Tür. Obwohl seine Stimme in den Aufzeichnungen der Sprachschleifen von der Missionskontrolle beeindruckend ruhig ist, gibt Liebergot zu, dass er fast überwältigt war, als er erkannte, „dass es sich nicht um ein Instrumentenproblem handelte, sondern um eine Art Monster-Systemfehler, den ich nicht in den Griff bekam… Es war wahrscheinlich die stressigste Zeit meines Lebens. Es gab einen Punkt, an dem mich fast die Panik überkam.“

Liebergot verdankt es dem endlosen Training für Notfallsimulationen, dass er diesen Moment überstanden hat – ebenso wie den großen Griffen, die jede Missionskontrollkonsole flankierten und die die Wartung erleichtern sollten und von den Kontrolleuren scherzhaft als „Sicherheitsgriffe“ bezeichnet wurden. „Ich schob die Panik beiseite, griff mit beiden Händen nach den Sicherheitsgriffen und hielt mich fest. Ich beschloss, mich zu beruhigen und das Problem mit meinen Leuten im Hinterzimmer zu lösen. Aber der Gedanke, aufzustehen und nach Hause zu gehen, ging mir nicht aus dem Kopf“, erinnert er sich.

Die Notfallsimulationen hatten die Fluglotsen auch gelehrt, „sehr vorsichtig zu sein, wie man Entscheidungen trifft, denn wenn man bis zum Ende voreilig handelt, hat man in den Simulationen gelernt, wie verheerend das sein kann. Man könnte etwas Falsches tun und es nicht mehr rückgängig machen“, erklärt Kraft.

Als die Fluglotsen sich bemühten, die Quelle der Entlüftung ausfindig zu machen, gab Flugdirektor Kranz allen seinen Fluglotsen diesen Gedanken mit auf den Weg. „Okay, lasst uns alle einen kühlen Kopf bewahren… Lasst uns das Problem lösen, aber lasst es uns nicht noch schlimmer machen, indem wir raten“, rief er über die Sprachschleifen, wobei er das Wort „raten“ praktisch ausspuckte, und er erinnerte sie daran, dass sie für den Fall der Fälle eine unbeschädigte Mondlandefähre an der Odyssey befestigt hatten, die zur Versorgung der Besatzung verwendet werden konnte.

Vorerst konzentrierten sich Liebergot und sein Team darauf, das Energieproblem des kränkelnden Kommandomoduls zu lindern, bis sie herausgefunden hatten, was los war, und die Crew begann, nicht benötigte Geräte abzuschalten, um die Belastung vorübergehend zu verringern. Das Ziel war es, die Situation zu stabilisieren, bis eine Lösung gefunden war, die die Odyssee wieder auf Kurs bringen würde.

Aber Liebergot, der langsam das ganze Ausmaß des Problems erkannte, sagte unglücklich zu Kranz: „Flight, ich habe das Gefühl, wir haben zwei Brennstoffzellen verloren. Ich sage es nur ungern, aber ich weiß nicht, warum wir sie verloren haben.“

Liebergot begann zu vermuten, dass das von Lovell gemeldete Entlüftungsgeräusch vom kryogenen Sauerstoffsystem stammte, ein Gedanke, der sich verstärkte, als Bliss, einer von Liebergots Spezialisten für die Lebenserhaltung im Hinterzimmer, Liebergot besorgt fragte: „Werden Sie den Zusatztank isolieren?“ Der Zusatztank war der kleine Reservetank mit Sauerstoff, den die Besatzung während des Wiedereintritts atmen würde, aber das massive Leck im Kältesystem des Servicemoduls bedeutete, dass die verbleibende Brennstoffzelle anfing, den kleinen Sauerstoffvorrat des Zusatztanks zu verbrauchen, um die Energieversorgung aufrechtzuerhalten.

Auf die begrenzten Reserven des Kommandomoduls zurückzugreifen, wie z.B. die Batterieleistung oder den Sauerstoff, war in der Regel eine vernünftige Maßnahme in heiklen Situationen – vorausgesetzt, das Problem war relativ kurzlebig und die Reserven konnten später aus dem Servicemodul wieder aufgefüllt werden. Doch Liebergot befürchtete nun, dass dem Servicemodul dauerhaft die Energie und der Sauerstoff ausgingen. Nachdem er sich vergewissert hatte, dass der Zusatztank angezapft worden war, änderte er seine Prioritäten und konzentrierte sich nicht mehr auf die Stabilisierung der Odyssee, sondern auf die Erhaltung der Wiedereintrittsreserven des Kommandomoduls. Das überraschte Kranz für einen Moment.

„Lassen Sie uns den Zusatztank im Kommandomodul isolieren“, sagte Liebergot zu Kranz. „Warum das? Das verstehe ich nicht, Sy“, entgegnete Kranz und stellte fest, dass die Isolierung des Tanks genau das Gegenteil von dem war, was getan werden musste, um die letzte Brennstoffzelle am Laufen zu halten.

In der Tat war Liebergots Forderung ein Misstrauensvotum gegenüber dem Servicemodul, und wenn man sich nicht auf das Servicemodul verlassen konnte, war die Mission in großen Schwierigkeiten. „Wir wollen das Wasserschloss retten, das wir für den Einstieg brauchen“, forderte Liebergot. Die Andeutung verstand er sofort. „Okay, ich bin dabei. Ich bin dabei“, sagte Kranz resigniert und befahl der Besatzung, das Wasserschloss über den CAPCOM, den Kapselkommunikator, zu isolieren, die einzige Person in der Einsatzleitung, die normalerweise befugt ist, direkt mit der Besatzung zu sprechen.

Der Wendepunkt: Dieser Ton aus der Schleife des Flugleiters Gene Kranz markiert den Moment, in dem die Missionskontrolle nicht mehr versucht, Apollo 13 wieder auf den Weg zur Mondlandung zu bringen, sondern nur noch daran arbeitet, die Besatzung lebend nach Hause zu bringen. EECOM Sy Liebergot bittet Kranz, einen kleinen Reservesauerstofftank im Kommandomodul zu isolieren, der dann angezapft wird, um die kränkelnden Brennstoffzellen im Servicemodul am Laufen zu halten.

Noch ein paar Minuten lang kämpften Liebergot und seine Leute im Hinterzimmer darum, die verbleibende Brennstoffzelle am Laufen zu halten, aber es sah düster aus. Ohne die Brennstoffzelle würde er noch mehr Systeme des Kommandomoduls abschalten müssen, um das wichtigste am Laufen zu halten: das Leitsystem. Das Leitsystem bestand in erster Linie aus dem Bordcomputer und einem gyroskopbasierten Trägheitsmesssystem, das die Ausrichtung des Raumschiffs festhielt. Ohne dieses System wäre die Besatzung nicht in der Lage, im Weltraum zu navigieren. Aber wenn man fast alles andere im Kommandomodul ausschaltet, wird es zu einem ziemlich unwirtlichen Ort.

„Sie sollten besser darüber nachdenken, in das LM zu gehen“, sagte Liebergot zu Kranz. Seit der Explosion waren etwa 45 Minuten vergangen, und Liebergots Team schätzte, dass bei der derzeitigen Zerfallsrate des Sauerstoffvorrats die letzte Brennstoffzelle in weniger als zwei Stunden leer sein würde. „Das ist das Ende“, sagte Liebergot.

Kranz rief Bob Heselmeyer in seine Schleife. Heselmeyer saß zwei Konsolen weiter als Liebergot, und seine Berufsbezeichnung lautete TELMU, was für Telemetery, Environmental, eLectrical, and extravehicular Mobility Unit stand. Die TELMU war das Äquivalent des EECOM für die Mondlandefähre, mit der zusätzlichen Aufgabe, die Raumanzüge der Astronauten zu überwachen. Wie Liebergot hatte auch Heselmeyer eine Reihe von Mitarbeitern im Hintergrund – Bob Legler, Bill Reeves, Fred Frere und Hershel Perkins – und Kranz wollte ihnen allen einen Auftrag erteilen. „Ich möchte, dass ihr ein paar Jungs dazu bringt, das Minimum an Energie im LM herauszufinden, um Leben zu erhalten“, befahl Kranz Heselmeyer.

Das hört sich nicht nach einer großen Aufgabe an – die Mondlandefähre hatte große, geladene Batterien und volle Sauerstofftanks, die für die Dauer des Mondausflugs von Apollo 13, etwa 33 Stunden auf der Oberfläche, ausgelegt waren – also sollte es eine einfache Angelegenheit sein, in die Aquarius zu springen, ein paar Schalter umzulegen, um den Strom einzuschalten und das Lebenserhaltungssystem zum Laufen zu bringen, richtig?

Leider funktionieren Raumschiffe nicht so. Sie haben komplizierte, voneinander abhängige Systeme, die in genau der richtigen Reihenfolge eingeschaltet werden müssen, wie es in langen Checklisten vorgeschrieben ist. Wenn man einen Schritt verpasst, kann man einen irreparablen Schaden anrichten.

Was nun folgt, ist eine wenig bekannte Geschichte, selbst für viele, die an der Apollo 13-Mission beteiligt waren. Während sie dafür gelobt wurden, dass sie die Mondlandefähre so schnell in den Rettungsmodus versetzen konnten, um die Besatzung für die Rückreise zur Erde am Leben zu erhalten, wissen nur wenige, dass die Kontrolleure der Mondlandefähre zunächst ein noch grundlegenderes Problem lösen mussten: wie sie die Mondlandefähre überhaupt zum Laufen bringen konnten. In den letzten 35 Jahren sind die unglaublichen Anstrengungen der Flugkontrolleure der Mondlandefähre etwas in Vergessenheit geraten – ironischerweise, weil die Aquarius so gut funktionierte. Sie hat alles getan, was von ihr verlangt wurde, ob sie nun dafür ausgelegt war oder nicht. Daher konzentrierte sich die Aufmerksamkeit auf den titanischen Kampf um die verkrüppelte Odyssey. Aber ohne das Engagement, die Weitsicht und die jahrelange Arbeit der Mondlandeflieger hätten Lovell, Haise und Swigert keine Chance gehabt.

Ein grundlegendes Problem stand der Inbetriebnahme der Mondlandefähre im Weg. Nennen wir es das Schritt-Null-Problem. Sie konnten nicht einmal das erste Gerät auf der Checkliste für das Rettungsboot einschalten, weil die Aquarius so konstruiert war, dass sie die Küste zwischen Erde und Mond bewältigen konnte.

Erinnern Sie sich daran, dass die Mondlandefähre und das Kommando- und Servicemodul während des größten Teils dieser Küste angedockt waren, verbunden durch einen engen Transfertunnel, wobei fast alles an der Mondlandefähre ausgeschaltet war, um Energie zu sparen. Eine Reihe kritischer Systeme in der Mondlandefähre wurden durch thermostatisch gesteuerte Heizungen vor dem Einfrieren geschützt. Während der Landung wurden diese Heizungen über zwei Versorgungskabel vom Kommandomodul gespeist, das wiederum vom Servicemodul mit Strom versorgt wurde.

Innerhalb der Odyssee waren die Versorgungskabel mit einem Stromverteilungsschalter verbunden, der die Mondlandefähre zwischen dem Strombezug von der Odyssee und dem Strombezug aus ihren eigenen Batterien, die sich größtenteils in der Abstiegsstufe befanden, umschaltete. Hier lag der Haken. Der Verteilerschalter selbst benötigte zum Betrieb Strom, den die Odyssee nicht mehr liefern konnte. Und so konnte die Aquarius nicht eingeschaltet werden.

Diagramm des Aktivierungsverfahrens der Mondlandefähre
Foto-Illustration: NASA/Stephen Cass
Rätsel der Checkliste: Bei der Aktivierung der Mondlandefähre wurde davon ausgegangen, dass noch vor dem Umlegen eines einzigen Schalters Strom von der Kommandokapsel über die Versorgungskabel zur Mondlandefähre fließen würde. Da die Kommandokapsel keinen Strom mehr hatte, war diese erste Annahme nun hinfällig.

Da der letzten Brennstoffzelle der Sauerstoff ausging, brauchten die Astronauten eine andere Möglichkeit, um die Batterien der Mondlandefähre schnell wieder in Betrieb zu nehmen.

Die Kontrolleure der Mondlandefähre waren bereits bei der Sache, als Kranz‘ Befehl eintraf. Im Personalraum befanden sich die Konsolen der Mondlandefähre direkt neben den EECOM-Konsolen, getrennt durch einen Papierstreifen, der die Aktivität der Heizungen der Mondlandefähre aufzeichnete. Von Beginn der Krise an saßen sie in der ersten Reihe, als Brown, Bliss und Sheaks mit Liebergot versuchten, das Kommando- und Servicemodul zu retten. Es dauerte nicht lange, bis Brown sich an die Kontrolleure der Mondlandefähre wandte und sagte: „Ich wette, dass der Sauerstofftank explodiert ist“, erinnert sich der Kontrolleur der Mondlandefähre, Legler. „Bill Reeves und ich schenkten dem, was Dick Brown sagte, viel Glauben, und wenn das stimmte, würde das CSM bald keinen Strom mehr haben und wir müssten das LM als Rettungsboot benutzen.“

Bei einem Blick auf ihre Streifentabelle konnten Legler und Reeves sehen, dass die Aktivität der Heizung der Mondlandefähre abgeflacht war – was bedeutete, dass der elektrische Bus in der Odyssey, der mit den Versorgungsleitungen verbunden war, keinen Strom mehr an die Aquarius lieferte. „Wir hatten den Strom für den Schalter verloren, mit dem der Strom von den Batterien der Landefähre übertragen wurde. Daher konnten sie das Landemodul nicht mehr einschalten“, sagt Legler.

Die großen Batterien in der Abstiegsstufe waren für die Stromversorgung der meisten Systeme der Mondlandefähre unerlässlich. Sie waren über Relais mit dem Stromverteilungssystem der Mondlandefähre verbunden – Relais, die zum Betrieb Strom benötigen, der über die Anschlussbox nicht mehr zur Verfügung stand. Glücklicherweise konnten kleinere Batterien in der Aufstiegsstufe der Mondlandefähre unabhängig vom Schalter in der Odyssee angezapft werden, aber diese Batterien konnten einige Systeme nur für eine begrenzte Zeit mit Strom versorgen. Um wichtige Systeme wie das Lebenserhaltungssystem und den Computer in Betrieb zu nehmen, mussten die Aufstiegsbatterien an das Stromverteilungssystem angeschlossen werden, wodurch die Relais aktiviert und die Abstiegsbatterien in Betrieb genommen werden konnten.

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Image: NASA/Stephen Cass/Michele Hadlow
Hotwiring A Spaceship: Dieses zusammengesetzte Diagramm aus den Grumman-Archiven in der Cradle of Aviation in Garden City, New York, zeigt, wie das elektrische Energiesystem der Mondlandefähre angeordnet war. Die Mondlandefähre hatte in ihrer Abstiegsstufe große Batterien (rot hervorgehoben). Diese wurden über Relais ein- und ausgeschaltet, die von einem Verteilerkasten (grün) gesteuert wurden. Der Verteilerkasten wurde auf der Reise zum Mond über Stromkabel versorgt, die von einem Schalter in der Kommandokapsel (blau) gesteuert wurden. Um die Mondlandefähre einzuschalten, musste der Strom von den kleinen Aufstiegsbatterien (gelb) zu den Relais geleitet werden.

Niemand hatte mit dieser Situation gerechnet. Legler und Reeves begannen mit der Ausarbeitung einer Reihe von Ad-hoc-Verfahren – Schritt für Schritt, Schalter für Schalter, Anweisungen für die Astronauten -, die etwas Strom durch das Labyrinth der Schaltkreise in der Aquarius von den Aufstiegsbatterien zu den Relais leiten sollten. Anhand von Verdrahtungs- und Ausrüstungsplänen der Mondlandefähre benötigten sie etwa 30 Minuten, um die Liste der Anweisungen ab dem Zeitpunkt von Browns Warnung über den Zustand der Kommandokapsel abzuarbeiten. Die endgültige Liste umfasste etwa „10 bis 15“ Schalter und Unterbrecher für die Besatzung, erinnert sich Legler. Sobald die Relais mit Strom versorgt waren, konnte die Besatzung von den nun toten Versorgungskabeln der Odyssey umschalten und die Lebenserhaltungssysteme der Mondlandefähre im Rettungsbootmodus einschalten, ein noch komplizierterer Prozess.

Glücklicherweise hatte jemand bereits seit Monaten an diesem Problem gearbeitet.

Ein Jahr zuvor, im Vorfeld der Apollo 10-Mission, waren die Flugkontrolleure und Astronauten während einer Simulation auf die Nase gefallen. „Die Simulationsleute ließen die Brennstoffzellen fast an der gleichen Stelle ausfallen“, als der Sauerstofftank von Apollo 13 in Wirklichkeit explodierte, erinnert sich James („Jim“) Hannigan, der Leiter der Mondlandefähre: „Es war unheimlich.“

Legler war bei der Apollo-10-Simulation dabei gewesen, als die Mondlandefähre plötzlich als Rettungsboot gebraucht wurde. Es waren zwar bereits einige Verfahren für Rettungsboote für frühere Missionen ausgearbeitet worden, aber keines sah vor, die Mondlandefähre als Rettungsboot zu benutzen, wenn ein beschädigtes Kommandomodul daran befestigt war. Obwohl Legler Verstärkung von den anderen Flugkontrolleuren der Mondlandefähre anforderte, gelang es ihnen nicht, das Raumschiff rechtzeitig mit Strom zu versorgen, und die Apollo-10-Simulation endete mit einer toten Besatzung.

„Viele Leute hatten die Verwendung der Mondlandefähre als Rettungsboot diskutiert, aber wir fanden in dieser Simulation heraus“, dass die genaue Vorgehensweise nicht in Echtzeit ausgearbeitet werden konnte, sagt Legler. Damals wurde die Simulation als unrealistisch abgelehnt und geriet bald in Vergessenheit. Die NASA „hielt das nicht für einen authentischen Fehlerfall“, weil es um den gleichzeitigen Ausfall so vieler Systeme ging, erklärt Hannigan.

Aber die Simulation ging den Kontrolleuren der Mondlandefähre auf die Nerven. Man hatte sie unvorbereitet erwischt und eine Besatzung war gestorben, wenn auch nur virtuell. „Wenn man eine Besatzung verliert, selbst in einer Simulation, ist das der Untergang“, sagt Hannigan. Er beauftragte seinen Stellvertreter Donald Puddy, ein Team zu bilden, das eine Reihe von Verfahren für das Rettungsboot ausarbeiten sollte, die auch mit einem verkrüppelten Kommandomodul funktionieren würden.

„Bob Legler war eine der Schlüsselfiguren“ in diesem Team, erinnert sich Hannigan. Im Rahmen seiner Arbeit fand Legler heraus, wie man den Stromfluss umkehren konnte, so dass er durch die Versorgungsleitungen vom LM zurück zum CSM geleitet werden konnte“, sagt Hannigan. „Das war noch nie gemacht worden. Nichts war dafür konzipiert worden.“ Die Umkehrung des Energieflusses war ein Trick, der letztlich für die letzten Phasen der Rückkehr von Apollo 13 zur Erde entscheidend sein sollte.

In den nächsten Monaten nach der Simulation von Apollo 10, noch während der ersten Mondlandung von Apollo 11 und der Rückkehr von Apollo 12 zum Mond, arbeitete Puddys Team an den Verfahren, untersuchte viele verschiedene Fehlerszenarien und erarbeitete Lösungen. Obwohl die Ergebnisse noch nicht offiziell zertifiziert und in die offiziellen Verfahren der NASA aufgenommen worden waren, wurden sie nach der Explosion von Apollo 13 von den Kontrolleuren der Mondlandefähre schnell aus dem Regal geholt. Die Besatzung hatte eine Kopie der offiziellen Checkliste für die Aktivierung der Mondlandefähre an Bord, aber die Kontrolleure mussten die 30-minütige Prozedur auf das absolute Minimum reduzieren.

Der Vorsprung des Teams der Mondlandefähre kam ihnen zugute. Obwohl Liebergot und sein Team ursprünglich von zwei Stunden verbleibender Lebenszeit in der letzten Brennstoffzelle ausgegangen waren, als Kranz Heselmeyer und sein Team gebeten hatte, mit den Vorbereitungen für den Betrieb der Lebenserhaltungssysteme in der Mondlandefähre zu beginnen, verschlechterte sich die Situation rasch. Als die Besatzung tatsächlich in die Aquarius einstieg und mit dem Einschalten begann, schätzten die Kontrolleure, dass die letzte Brennstoffzelle an Bord der Odyssey nur noch 15 Minuten lebensfähig war.

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