Die Mercury Missionen

Start von Alan Shepard mit MR-3 Mercury umfasste neben den sechs bemannten Missionen zahlreiche unbemannte Missionen als Vorbereitung. Bei MR-2, und MA-5 wurden Schimpansen als Passagiere gestartet, bei Little Joe 2 und 1B waren es Rhesusaffen.

Bei Mercury als erstes bemanntes Programm war die Zahl der unbemannten Tests besonders groß. Es gab sieben Tests mit der Little Joe zur Erprobung des Fluchtturms, ein Test mit einer Atlas zur Erprobung des Hitzeschutzschildes ("Big Joe"), drei unbemannte Tests mit der Redstone und fünf unbemannte Tests mit der Atlas.

Diesen 16 unbemannten Tests (plus zwei Starts des Fluchtturms alleine) standen nur sechs bemannte Flüge gegenüber. Es mussten vier Little Joe Flüge wiederholt werden, daneben die Missionen MA-1 und MA-3 und es gab die zusätzliche Mission Redstone MR-BD. Ursprünglich waren sogar noch mehr Starts geplant:

Träger	Geplant	Tatsächlich
Little Joe	4 + 1 Backup	7 (8 mit Little Joe 1)
Big Joe	0	1
Redstone	8, davon 2 unbemannt	5, davon 3 unbemannt
Jupiter	2	0
Atlas	9, davon 3 unbemannt	9, davon 5 unbemannt
Scout	0	1
Gesamt	23 bis 24	23 (25 mit Little Joe 1 / Beach Abort)

Der originale Plan sah nicht nur mehr bemannte Flüge vor (zwölf anstatt sechs), sondern war auch zeitlich erheblich anspruchsvoller. Der erste Little Joe Test sollte im Juli 1959 stattfinden. Im Februar 1960 sollte die erste bemannte Mercury-Redstone Mission abheben, im April 1960 schon die erste bemannte Mission mit der Atlas und im September 1960 das Programm abgeschlossen sein - der Plan dafür stammte vom Januar 1959, sah also praktisch einen Start alle 18 Tage vor. Das war selbst für die damalige Zeit enorm ambitioniert, vor allem wenn man bedenkt, dass weder Atlas noch Raumschiff qualifiziert waren.

Das Programm wurde vorzeitig nach Mercury-Atlas 9 beendet. Nachdem schon Mercury Atlas 8 alle Missionsziele erfüllt hatte und Wostok 3 einen Langzeitrekord im All gesetzt hatte, den Mercury nicht überbieten konnte, verzichtet man auf die folgenden Flüge, um das Gemini-Programm zu beschleunigen. Das erlaubte es, Alan Shepard auf seine Gemini-Mission zu trainieren. Er war für die erste bemannte Geminimission, Gemini 3, als Kommandant vorgesehen. Shepard sollte ursprünglich die nächste Mercurymission, MA-10, fliegen.

Die Missionen waren so ausgelegt, dass sie auch unbemannt geflogen werden konnte. Eine unbemannte Mercury-Orbitmission sah so aus:

3 s nach Brennschluss der Atlas zünden die Trennraketen. Sie beschleunigen die Kapsel, wodurch sie sich von der Atlas entfernt und das Apogäum etwas höher liegt. Alle folgenden Schritte werden nun von einem Zeitgeber an Bord der Kapsel ausgelöst, können aber durch ein Funkkommando "überstimmt" werden.
Etwa 30 s nach Abtrennung der Kapsel macht diese eine 180 Grad Drehung und dreht sich in Wiedereintrittsposition - die Nase um 34 Grad zur Horizontalen geneigt. In dieser Position liefert ein Horizontsensor, der die IR-Strahlung der Erde empfängt, ein Referenzsignal. Ist die Kapsel falsch geneigt, so liefert er ein abweichendes Signal, was zum Zünden der Triebwerke genutzt wird, bis die Kapsel wieder korrekt orientiert ist.
Die räumliche Orientierung im Raum wird durch Gyroskope überwacht. Diese schnell rotierenden Kreisel geben einen Impuls ab, wenn sie aus ihrer Rotationsachse verschoben werden, wenn z. B. die Kapsel sich neigt. Der Nachteil ist, dass sich die Rotationsachse langsam verschiebt, sodass die Kreisel regelmäßig neu ausgerichtet werden müssen. Man rechnete mit kleinen Fehlern während der nur drei Umläufe dauernden Missionen. Ein automatisches Steuersystem mit 12 Triebwerken, vier in jeder Raumachse, wird dann aktiv und zündet diese gegen die Störbewegung, bis die Rotationsachse der Kreisel wieder in der ursprünglichen Ebene liegt. Diese Systeme halten die Kapsel die nächsten zweieinhalb Umläufe in der korrekten Ausrichtung.
Steht der Wiedereintritt an, zündet ein Zeitgeber die drei Retroraketen. Sie werden 30 s später, ebenfalls durch ein Zeitsignal abgelöst, indem pyrotechnische Ladungen die drei Bänder, mit denen sie fixiert sind, durchtrennen. Die Zeitgeber mussten oft nachjustiert werden. Typisch waren 10 bis 20 s Abweichung in drei Umläufen. Dass lag daran, dass die Umlaufbahnen relativ erdnah waren, mit einem Perigäum von etwa 150 km und einem Apogäum von 250 km. Sinkt während eines Umlaufs das Apogäum um 10 km ab (entspricht einer Abbremsung durch die Atmosphäre um 3 m/s) so geht die Uhr um 6 s nach. Die Umlaufbahnen waren so gewählt, dass sie auch ohne Wiedereintrittszündung nur wenige Tage stabil waren. Die Atlas-Trägerraketen im selben Orbit verglühten meist am nächsten Tag.
Sobald das 0,05-G-Signal den Wiedereintritt signalisierte, brachte das automatische Kontrollsystem die Kapsel in eine langsame Rotation um die Längsachse, damit der Hitzeschutzschild gleichmäßig abgenutzt wurde.
Der nächste Schritt beim Wiedereintritt war die Auslösung des Pilotfallschirms in 6.100 m Höhe. Der Fallschirm mit einem Durchmesser von 2,0 m bremste die Mercurykapsel von 1.020 auf 322 km/h ab. Seine Hauptfunktion war es, den Flug zu stabilisieren. Das Auslösen geschah durch Druckmesser. Würden die Druckmesser für den Pilotfallschirm ausfallen, so würde der Pilotfallschirm durch die Druckmesser des Hauptfallschirms in 3.300 m Höhe entfaltet werden. Die Höhe für die Auslösung des Pilotfallschirms variierte und bei den unbemannten Missionen wurde er in größerer Höhe ausgelöst.
Es folgt dann in rund 3.000 m Höhe der Hauptfallschirm, ebenfalls getriggert durch einen Druckmesser. Wenn der primäre Hauptfallschirm sich nicht korrekt entfaltet oder gar nicht herausgeschossen wird, konnte bei bemannten Missionen der Astronaut einen gleich großen Reservefallschirm auslösen. Sobald die Leinen des Fallschirms gerafft sind, erzeugt die Verzögerung um 4 g das Signal zum Auslösen der SOFAR-Bombe. Sie trennt sich vom Raumschiff, fällt ins Wasser und detoniert, ebenfalls durch Druckmesser getriggert, in 760 m Tiefe. Der Ruck löst auch den Pilotfallschirm und den obersten Zylinder mit den Antennen ab.
Nach der Öffnung des Hauptfallschirms gab der Zeitgeber wenige Sekunden später erst das Signal zum Ablassen des Resttreibstoffs, dann zum Ausfahren des Landesacks. Der Hitzeschutzschild wurde abgelöst. Er zog den Landesack heraus und mit ihm als Luftkissen betrug die Aufschlaggeschwindigkeit auf dem Wasser nur noch 32 km/h. Auch Stanniolstreifen zur besseren Radarortung wurden abgeworfen.
Ein Zeitgeber trennte automatisch 10 Minuten nach der Landung den Hauptfallschirm ab und setzte Leuchtfarbe frei. Gleichzeitig wurden Peilsender zur Ortung aktiviert. Der Astronaut konnte dies abkürzen, indem er einen Schalter umlegte. Das Signal für die Postlandeoperationen lieferte ein Beschleunigungssensor, der bei einer Abbremsung von 7,5 ± 1,12 g aktiv wurde.

Flog ein Astronaut mit, so konnte er das Raumschiff steuern und das automatische System korrigieren oder ganz abschalten. Ebenso konnte er manuell die Retroraketen auslösen. Ansonsten hatte er wenig zu tun, wenn nicht, wie bei den letzten Missionen, Experimente anstanden. Meistens musste er beim Überfliegen der Bodenstation die Körpertemperatur oral messen und seinen Blutdruck bestimmen und diese Werte dann per Funk durchgeben. John Glenns Start mit MA-6

Mission	Datum	Träger/Kapsel	Bahn (Höhe / Weite)	Dauer	Gewicht
Little Joe 1	21.8.1959	1 / Boilerplate	0,61 × 0,8 km	00:00:20	1.159 kg
Big Joe 1	9.9.1959	10D / Prototyp	153 × 2.292 km	00:13:00	1.159 kg
Little Joe 6	4.10.1959	1 / Boilerplate	60 × 127 km	00:05:10	1.134 kg
Little Joe 1A	4.11.1959	2 / Boilerplate	14,5 × 18,5 km	00:08:11	1.194 kg
Little Joe 2	4.12.1959	3 / Boilerplate	85 × 312 km	00:11:06	1.197 kg
Little Joe 1B	21.1.1960	4 / Boilerplate	15 × 18,9 km	00:08:35	1.304 kg
Beach Abort	9.5.1960	#1	0,8 × 1,6 km	00:01:16	1.002 kg
Mercury Atlas 1	29.7.1960	50D / #4	9,7 × 13 km	00:03:18	1.154 kg
Little Joe 5	8.11.1960	5 / #3	16,2 × 22,4 km	00:02:22	1.141 kg
Mercury Redstone 1	21.11.1960	MRLV-1 / #2	0,0001 km / 0 km	00:00:02	1.230 kg
Mercury Redstone 1A	19.12.1960	MRLV-3 / #2	210,3 × 378,2 km	00:15:45	1.230 kg
Mercury Redstone 2	31.1.1961	MRLV-2 / #5	253 × 679 km	00:16:39	1.203 kg
Mercury-Atlas 2	21.2.1961	67D / #6	183 × 2.305 km	00:17:56	1.154 kg
Little Joe 5A	18.3.1961	6 / #14	12,3 × 28,8 km	00:22:02	1.141 kg
Mercury Redstone BD	24.3.1961	MRLV-5 / Boilerplate	182,7 × 494 km	00:08:23	1.315 kg
Mercury-Atlas 3	25.4.1961	100D / #8	1,8 × 7,2 km	00:07:19	1.179 kg
Little Joe 5B	28.4.1961	7 / #14A	14 × 4,5 km	00:05:25	1.141 kg
Mercury Redstone 3	5.5.1961	MRLV-7 / #7	187,5 × 487,4 km	00:15:22	1.225 kg
Mercury Redstone 4	21.7.1961	MRLV-8 / #11	190,31 × 486,15 km	00:15:37	1.286 kg
Mercury-Atlas 4	13.9.1961	88D / #8A	149 × 240 × 32,54 °	01:49:20	1.225 kg
Mercury Scout 1	1.11.1961	D-8 / MNTV	Fehlstart	00:00:43	68 kg
Mercury-Atlas 5	29.11.1961	93D / #9	158 × 238 × 32,58 °	03:20:59	1.315 kg
Mercury-Atlas 6	20.2.1962	109D / #13	149 × 249 × 32,54 °	04:55:20	1.354 kg
Mercury Atlas 7	24.5.1962	107D / #18	154 × 260 × 32,53 °	04:45:05	1.349 kg
Mercury Atlas 8	3.10.1962	113D / #16	156 × 287 × 32,55 °	09:13:55	1.370 kg
Mercury Atlas 9	15/16.5.1963	130D / #20	163 × 254 × 32,54 °	34:19:49	1.372 kg

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.

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