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Man hat mich mal gebeten, was über das Gemini Programm zu schreiben, trotz meiner bekannten Abneigung gegen bemannte Raumfahrt. Nun ich fühle mich nicht kompetent genug, über das Gemini Programm in der von mir gewohnten epischen Breite zu schreiben. Ich habe lange überlegt und mich dazu entschlossen über das zu schreiben wovon ich etwas verstehe : Die Technik der Kapseln und dann noch kurz auf die bemannten Flüge einzugehen. Ich denke so ist es eine gute Ergänzung zu anderen Websites in denen man fast alles über die Flüge, aber wenig über die Technik erfährt.
Genehmigt wurde Gemini am 7.12.1961 als der erste Orbitalflug eines Amerikaners noch ausstand. Wie bei Mercury verkalkulierte man sich bei den Kosten. Ursprünglich sollte es 531 Millionen USD kosten, doch schließlich wurden 1354 Millionen daraus. Aus einem "improved" Mercury Programm wurde ein Zwischenschritt zwischen spektakulärer aber recht sinnfreier Erstleistung und den komplexen Anforderungen die Apollo mit seiner Technik des Rendezvous im Mondorbit vorgab.
Gemini wurde als Zwischenschritt zwischen Mercury (bei dem es prinzipiell nur darum ging einen Menschen ins All zu bringen) und Apollo konzipiert bei dem man über Erfahrungen und Technologien verfügen musste die man bei Mercury nicht gewinnen konnte. Gemini war die Chance diese mit einem viel kleineren Kostenaufwand als mit einigen zusätzlichen Apollo Raumflügen zu sammeln und zudem musste man nicht warten bis ein Apollo Raumschiff einsatzbereit war. Folgende Ziele wurden für Gemini angegeben:
Diese Vorgaben erscheinen heute sehr lasch und mehr ein Allgemeinplatz zu sein. Man muss bedenken was der Stand der Technik vor Gemini war: Bei Mercury war der Pilot in der meisten Zeit nur passiver Passagier. Er dürfte steuern, aber wesentliche Manöver wurden vom Boden aus durchgeführt. Bei Apollo hatte die Crew praktisch nach dem Start die Alleinverantwortung über das Raumschiff. So musste vieles erst erprobt werden und dies war Aufgabe von Gemini.
Die Hardware war eigentlich recht unspektakulär. Die Gemini Kapsel für 2 Personen war eine in den Dimensionen vergrößerte Mercury Kapsel mit einem zusätzlichen Versorgungsmodul. Bei einem 50 % höheren Gewicht gab es Platz für 2 Sitze. Für die beiden Besatzungsmitglieder gab es auch nicht viel mehr Platz als bei Mercury. Das Wohnvolumen betrug 2.3 m³ (pro Astronaut, sogar noch weniger als bei Mercury). Die Apollo Astronauten hatten pro Person etwa 3 mal mehr Platz..
Die Kapsel bestand aus 3 Teilen : Der Wiedereintrittseinheit, der Ausrüstungseinheit und der Bremseinheit. Vorne war die Wiedereintrittseinheit in der die Astronauten saßen. Dies war der kleinste Teil des Raumschiffes. Danach schloss sich die Bremseinheit an, ein Kegelstumpf. Er diente dazu die Kapsel vor dem Wiedereintritt zu drehen und dann abzubremsen, so dass der niedrigste Punkt der Bahn am Erdboden lag. Danach wurde er abgetrennt. Der Ausrüstungsteil, ebenfalls ein Kegelstumpf war der größte Teil des Raumschiffs. Er umfasste sämtliche Treibstoffe zur Lageregelung während des Fluges, Brennstoffzellen, das Lebenserhaltungssystem, Gase und so fort. Er wurde vor dem Wiedereintritt abgetrennt.
Die Kapsel wog nach der Landung noch etwa 2100 kg. Das Startgewicht war abhängig von der Missionslänge. Es werden oft 3200-3700 kg genannt, manchmal auch noch etwas höhere Werte (3798 - 3851 kg).
| Besatzung | 2 Mann |
| Startgewicht | 3200-3700 kg |
| Landegewicht | 2100 kg |
| Baulänge gesamt | 5.70 m |
| Baulänge Kabine | 3.5 m |
| Baulänge Ausrüstungseinheit | 2.3 m |
| maximaler Durchmesser | 3.3 m |
| minimaler Durchmesser | 1.0 m |
| Wohnvolumen | 2.3 m³ |
| Auftrieb/Widerstand | 0.19 |
Das Gemini Raumschiff wies eine hohe Anzahl von redundanten Bauteilen auf um ein Höchstmaß an Sicherheit zu gewährleisten. So gab es 6 Brennstoffzellen, obwohl selbst für eine 14 Tage Mission drei ausreichten. Das Gemini Raumschiff sollte die primären Missionsziele mit einer Zuverlässigkeit von 0.95 erfüllen können. (Anders ausgedrückt, bei 20 Flügen wäre es theoretisch einmal vorgekommen, dass nicht alle Missionsziele erfüllt wurden und der Flug wegen Ausfall einer Komponente abgebrochen werden muss). Die Sicherheit für die Besatzung wurde erheblich höher veranschlagt. Hier beträgt der Wert 0.995. Damit war Gemini erheblich sicherer als die 0.98 einen Space Shuttle bis zum Challenger Unglück hatte und selbst 1992 wies dieser mit 0.987 einen erheblich schlechteren Wert auf.
Dies war der Teil in der die Astronauten untergebracht waren. Sie zerfiel in 3 Teile: Dem Docking Adapter an der Nase, der Kabine und der Wiedereintrittskontrollsektion. (Reentry Control Systems, RCS). Das Wohnvolumen in der maximal 3.0 m breiten Kabine betrug 2.28 m³. Mercury bot 1.4 m³ Wohnvolumen und Apollo 6.0 m³. Im Vergleich zu diesen beiden Missionen war es in Gemini also am beengten.
Das RCS System ist zwischen der Bremseinheit und der Kabine angebracht und besteht aus einem Zylinder aus Magnesium, 8 Versteifungsleisten, 2 Trennböden und 8 Klammern an der Außenseite. An ihm sind 16 Düsen mit einem Schub von jeweils 25 Pfund (111 N) angebracht, mit welchen die Lage der Kapsel beim Wiedereintritt stabilisiert wird und der Flugpfad fein geregelt wird. Wie beim OAMS wurde der hypergolische Treibstoff MMH mit Stickstofftetroxid gewählt und die Tanks mit Stickstoff Kaltgas unter Druck gesetzt. Das Volumen betrug 8.9 l für den Oxidatortank und 7.1 kg für den Treibstofftank. Das System wog 84.3 kg betankt und 49.5 kg leer. Da die korrekte räumliche Lage der Kapsel beim Wiedereintritt lebenswichtig für die Besatzung war, wurde das System auf eine sehr hohe Zuverlässigkeit von 0.9999 ausgelegt.
Die Kabine besteht aus einem abgeschnittenen Kegelstumpf. Sie war für Innendrücke von 0.21 bis 0.84 Bar bei einem Außendruck von 0 ausgelegt. Sie bestand hauptsächlich aus Titan und Rene 41, einer ungewöhnlichen Legierung aus 60-65 % Nickel mit 19 % Chrom 11 % Kobalt 10 % Molybdän und 3 % Titan. Diese Hochtemperaturfeste Legierung wird auch für Gasturbinen verwendet und oxidiert selbst bei 1000 °C nicht. Sie wurde für die Abdeckungen verwendet. Sie wurden zur effektiven Temperaturabstrahlung schwarz angestrichen. Die Struktur bestand aus einer Halbhelix aus Titan aus Ringen mit Längs- und Querversteifungen von 4 mm Dicke. Eine Berylliumverkleidung am Heck war mit Gold überzogen um möglichst wenig Wärme aufzunehmen.
In ihr befanden sich 5 Buchten für die Ausrüstung: Zwei an der Seite und 3 am Boden der Kabine. Die Türen wurden mit 149 Bolzen befestigt und konnten abgesprengt werden. Sie befanden sich über den Sitzen. Beim Öffnen in den Weltraum wurden sie jeweils mit zwei Angeln gehalten. Die Türen konnten manuell abgesprengt werden bis zu einer Höhe von 20000 m, aber auch schon am Boden. Ein Schleudersitz mit einem Fallschirm brachte dann die beiden Besatzungsmitglieder in Sicherheit. Während der Startphase atmeten die Besatzungen Sauerstoff aus einer am Schleudersitz angebrachten Druckflasche. Die Fenster bestanden aus jeweils 2 Scheiben, einer inneren und einer äußeren mit Abstandstrennern. Sie bestanden aus "Vycon" einem Glas mit 96 % Silikatanteil. Das rechte Fenster, das bei nomineller Ausrichtung der Kapsel zur Erde zeigte hatte eine bessere optische Durchlässigkeit für Bodenbeobachtungen und Aufnahmen.
Der "Commander Pilot" der die Verantwortung für die Mission hatte saß auf der linken Seite, der "Pilot" auf der rechten Seite. Die Sitze waren um 8 Grad nach außen und 12 Grad nach vorne geneigt, damit sie nach dem Abtrennen von der Kapsel sich von dieser weg bewegten. Das Rettungssystem bestand aus zwei Schleudersitzen für Pilot und Copilot. Eine Rakete beförderte über ein Katapult die beiden Schleudersitze nach außen. Sie brannte 0.25 Sekunden lang. 0.4 Sekunden nach dem Auslösen haben die Besatzungsmitglieder die Kapsel verlassen, nach 1.5 Sekunden werden die Gurte für den Sitz gelöst. Innerhalb von diesen 1.5 Sekunden hat sich der Pilot bis zu 30 m in der Höhe und 210 m quer zur Kapsel bewegt. 2.3 Sekunden nach dem Abtrennen des Sitzes wird ein 8.5 m durchmessender Nylon Fallschirm entfaltet. Die Ursprünge dieses Systems lagen darin, das man in einem frühen Stadium die Gemini Kapsel mit einem Paraglieder auf einer Luftwaffenbasis wie z.B. Edwards Air Force Base in Kalifornien landen wollte. um der Besatzung bei einem Versagen des Paragliders die Chance für einen Ausstieg zu geben baute man die Schleudersitze ein. Gegen die Einwände der Verantwortlichen im Mission Control Center verzichtete man dann auf den Rettungsturm den es bei Mercury und später Apollo gab, obwohl das Rettungssystem bei einem auslösen auf der Startrampe weitgehend wirkungslos war (zu geringe Höhe und zu geringer winkel zur Horizontalen) und später wahrscheinlich bei einer Explosion die Astronauten durch die Beschleunigungsspitze von 20 G Schäden davon getragen hätten. Das Paragliderkonzept wurde bald fallen gelassen, weil es nicht gelang einen Schirm zu entwickeln, dessen Leinen sich bei Tests nicht verhedderten. Einen Rettungsturm baute man nicht ein, jedoch konventionelle Fallschirme.
Der Hitzeschutzschild entsprach einem Kugelschnitt von einer Kugel von 3.57 m Durchmesser bei einem maximalen Durchmesser von 2.44 m. Er bestand aus einer Basis aus Beryllium auf der eine gefüllte Struktur aus Fiberglas in Honigwabenbauweise wobei die Waben mit Phenolharz mit eingebrachten Siliziumstückchen ausgekleidet waren. Er verbrannte beim Wiedereintritt und nahm damit die Bewegungsenergie auf. Später bremsten zwei Fallschirme die Kapsel ab. Ein Pilotfallschirm von 5.5 m Durchmesser und ein Hauptfallschirm von 26.5 m Durchmesser.
Die Stromversorgung bestand aus zwei Systemen: Wie bei Mercury gab es vier Silber-Zink Batterie mit jeweils 45 Ah Leistung und 47 kg Gewicht. Primäres System waren jedoch Brennstoffzellen deren Gewicht je nach Missionsdauer zwischen 127 und 226 kg schwankte. Das Volumen entsprechend zwischen 0.226 und 0.452 m³. Sie lieferten zwischen 50 und 200 KWh Strom, wobei bis zu 90 kg Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser verbrannt wurden. Die Spannung pro Zelle betrug 0,8 V, die Bordspannung lag zwischen 24 und 26 V bei einer Leistung von 60 A über längere Zeiträume (Stunden) und 70-90 A für kurze Zeiträume. Nominell wurde eine Wechselspannung von 26 V mit 400 Hz verwendet. Die Maximalleistung beträgt 4.0 kWh.
Erstmals wurde ein Computer in einem Raumfahrzeug eingesetzt. Der Computer war jedoch noch gedacht zur Unterstützung der Besatzung, die notfalls auch ohne ihn auskommen konnte. Er hatte Abmessungen von 48 × 37 × 32 cm und eine Masse von 26.6 kg. Er bestand aus 5 Boards und war mit 510 Modulen aufgebaut. Der Speicher bestand aus 39 Modulen von Ringkernspeichern à 64 × 64 Bits, zusammen also 19968 Byte. Etwa 7000 Befehle pro Sekunde konnten ausgeführt werden. Da man die gesamte Software nicht in dem Speicher unterbringen konnte entschloss man sich zu der Hinzunahme eines Bandlaufwerkes als Massenspeicher. Um die mangelhafte Zuverlässigkeit verfügbarer Modelle zu umgeben speicherte man jedes Bit 3 mal ab. Die Speicherkapazität des 26 kg schweren Bandlaufwerks lag bei 1.17 Megabit, also 7 mal größer als der Hauptspeicher. Bedingt durch das dreifache Lesen dauerte es aber 6 Minuten um ein Programm in den Speicher zu lesen. Die Datenrate lag so nur bei 440 Bit/sec. Mehr über den Bordcomputer in einem separaten Aufsatz. Der Computer kontrollierte nicht das Raumschiff, er unterstützte die Besatzung aber durch Berechnungen für Kursänderungen.
Die Anzeigekonsole hatte Anzeigen für
Zur Kommunikation gab es 2 Empfänger, 1 Summier- und 1 Dekodierteil, 2 Sender im HF und UHF Bereich mit kreispolarisierten Antennen, 2 Peilsender im C und S Band zur Bahnverfolgung, ein Rendezvousradar im L-Band im Impulsbetrieb, und 3 Telemetriesender im C Band mit kreispolarisierten Antennen im Bereich von 5765 MHz. Die 3 Antennen waren im 120 Grad Abstand um die Kapsel angebracht. Sie sandten mit 1 KW Spitzenleistung im Pulsbetrieb und wurden zur Ortung der Kapsel genutzt. Übertragen wurden mit der Telemetrie 325 biomedizinische und technische Werte. Dazu dienten 3 Sender bei 230.4, 246.9 und 259.7 MHz Frequenz. Ein Magnetbandgerät zeichnete diese auf wenn man nicht im Empfangsbereich einer Bodenstation war. Eine redundante kreiselstabilisierte Plattform lieferte die Daten für die räumliche Ausrichtung der Kapsel. Sie wog 59 kg und beinhaltete 3 Kreisel und 3 Beschleunigungsmesser (jeweils einen für jede Raumrichtung). Wenn die Kapsel in eine Agena Rakete mit Adapter einrastete so konnte über einen Command Link auch die Agena vom Gemini Raumschiff aus gesteuert werden.
Für jeden Astronauten waren Nahrungsmittel mit einem Nährwert von 2250 kcal/Tag (9420 kJ) und 2.9 l Trinkwasser vorgesehen. Es gab weitere 0.5 l Wasser pro Tag aus den Brennstoffzellen. Alle Vorräte waren mit einer 2 Tages Reserve beaufschlagt worden.
Der Raumanzug war aus 3 Schichten gefertigt: Einer Dacron Schicht, einer Gummierten Schicht und einer Nylonschicht, überzogen mit Aluminium als Außenschicht. er war vergleichsweise leicht und wog nur 11 kg. Der Innendruck lag bei 0.2 bis 0.28 Bar. Die Wasserkühlung hatte eine Eingangstemperatur von 13-21 Grad und dabei wurden 0.283 m³ Wasser/min umgewälzt.
Das Klimasystem gewährleistete einen Kabinendruck von 0.35 Bar bei 100 % Sauerstoff. Kohlendioxid wurde chemisch durch Lithiumoxid gebunden. Der Partialdruck lag bei maximal 13.3 Hpa. Dazu wurden 2.5 m³ Luft pro Minute umgewälzt. Die Innentemperatur war regelbar zwischen 15.5 und 27°C. Ein Radiator mit einer 15.3 m² großen Fläche an der Außenseite gab überschüssige Wärme an das All ab. Kühlmittel für die beiden Kühlkreisläufe mit jeweils einer Pumpe waren Silikonester.
| System | Einheit |
| Länge | 3.35 m |
| maximaler Durchmesser | 2.32 m |
| Masse | 1983 kg |
| Strukturmasse | 638 kg |
| Hitzeschutzschild | 144 kg |
| Lageregelungssystem | 133 kg |
| Fallschirme | 98 kg |
| Navigationseinrichtungen | 62 kg |
| Telekommunikation | 51 kg |
| Elektrische Systeme | 125 kg |
| Bordcomputer | 26 kg |
| Sitze und Crewausrüstung | 426 kg |
| Verschiedenes | 99 kg |
Die Ausrüstungseinheit enthielt das Lebenserhaltungssystem, die Antriebssektion und die Stromversorgung für den größten Teil der Missionsdauer. Sie bestand vor allem aus einer leichtgewichtigen Aluminiumlegierung mit Magnesiumanteilen. Die einzelnen Streben hatten "I" Form. Der Heckteil bestand aus einem Fieberglasschild, dass zur maximalen Emission von Wärme mit Gold überzogen war.
Das Orbit Altitude and Manöver System (OAMS) war verantwortlich für das fein tunen des Orbits, die räumliche Fixierung der Lage der Kapsel und Andockmanöver an einen GATV. Es war für zwei Aufgaben spezifiziert: Eine 2 Tages Mission mit Ankopplung an eine GATV und eine 14 Tage Mission ohne Kopplung. Für die Kopplungsmanöver brauchte man viel Treibstoff, weil man den Orbit an den der GATV angleichen musste. Das OAMS bestand aus 16 kleinen Düsen die jeweils mit hypergolen Treibstoffen (Monomethylhydrazin MMH und Stickstofftetroxid) arbeiteten, der Förderdruck kam durch Stickstoff Kaltgas. Das gewählte Mischungsverhältnis von MMH zu Stickstofftetroxid von 2.0 erlaubte es für beide Treibstoffe gleich große Tanks zu verwenden.
Diese hatten die Aufgabe sowohl Kurskorrekturen durchzuführen wie auch die räumliche Orientierung der Kapsel zu ändern. Die Düsen hatten 25 Pfund (Drehung der Kapsel), 85 Pfund (Bewegung in den 6 Raumrichtungen) und 100 Pfund Schub (Vorwärtsbewegung). Dies entspricht 111, 378 und 448 N Schub. Die 8 kleinen Düsen wurden von 6 Treibstofftanks mit einem Durchmesser von 38.6 cm Durchmesser und 27.8 l Volumen mit Stickstoff Kaltgas von einem Druck von 211 Bar (23 Bar Betriebsdruck in den Tanks) gespeist. Für die größeren Düsen (zwei mit 448 N , sechs mit 378 N) gab es größere sphärische Tanks von 56 cm Durchmesser und nutzbaren Volumen von 67.1 l für den Treibstoff und 87.7 l für den Oxidator. Der spezifische Impuls des Treibstoffs lag bei 2745 m/s. Maximal konnte die Geschwindigkeit um 222 m/s geändert werden. Die Querreichweite der Kapeel lag bei 1 Meile (1.6 km), was eine sehr genaue Einhaltung des Startzeitpunktes bei Rendezvous nötig machte.
In der Kapsel gab es zwei 3 stellige Anzeigen für den verbleibenden Treibstoff. Das Subsystem wog bei 2 Tages Mission 468 kg und bei 14 Tages Missionen 192.4 kg. Das erscheint widersprüchlich, doch bei den 14 Tages Missionen gab es keine Kurskorrekturen und nur geringe Änderungen der räumlichen Lage, während die 2 Tages Missionen mehrere Kopplungen durchführten. Es gab mehrere Modi mit denen die Astronauten die Düsen betätigen konnten. Die kleinste Brenndauer im Pulsbetrieb betrug 20 ms.
Das Stromversorgungssystem lieferte Strom mittels Brennstoffzellen mit einer Leistung von 21.6 KWh und einer Gesamtleistung von 151 kWh. Sie waren völlig neu und wurden erstmals bei einer Weltraummission eingesetzt.
An der Ausrüstungseinheit befand sich ein konusförmiger Adapter zur Bremseinheit der aus Magnesiumlegierungen bestand. Er war an drei Punkten an der Ausrüstungseinheit angebracht die dort mit Titan verstärkt waren. Nach dem Absprengen von der Bremseinheit verblieb der Adapter bei der Ausrüstungseinheit bis auf die 3 Befestigungspunkte an der Kapsel.
Zur Trägerrakete hin gab es einen zylindrischen Adapter von 3.05 m Durchmesser, der an 4 Punkten mit Edelstahlbolzen mit der Ausrüstungseinheit verbunden war. Dieser wurde 3.7 cm über der zweiten Stufe abgesprengt nachdem diese ausgebrannt war.
| System | |
| Länge | 1.40 m |
| Maximaler Durchmesser | 3.05 m |
| Masse | 1277 kg |
| Struktur | 250 kg |
| Lageregelungssystem | 60 kg |
| Telemetrieausrüstung | 40 kg |
| Elektrisches System | 294 kg |
| Verschiedene Ausrüstung | 75 kg |
| Lebenserhaltung | 117 kg |
| Haupttriebwerk | 120 kg |
| Triebstoffe | 322 kg |
Diese Einheit, im wesentlichen ein kleiner Zylinder zwischen Wiedereintrittseinheit und Ausrüstungseinheit hatte zwei Funktionen: Sie sollte im Falle eines Fehlstarts die Kapsel von der Titan 2 trennen. Die Schleudersitze in der Kapsel wurden in niedrigen Höhen ausgelöst, in einer Höhe von 25 bis in 91 km sollte die Kapsel mit den Retroraketen von der Ausrüstungseinheit abgesprengt werden. Bei größeren Höhen sollte eine suborbitale Bahn durchflogen werden.
Die zweite Aufgabe war die Durchführung des Wiedereintritts, dazu zündete die Rakete gegen die Flugrichtung und bremste das Raumschiff nach Abtrennen des Ausrüstungsteils um 101 m/s ab. Danach wurde die Bremseinheit selbst abgetrennt.
Es gab 4 Retroraketen mit einem festen Treibstoff auf der Basis von Polysufiden als Verbrennungsträger mit Ammoniumperchlorat als Oxidator. Jede Rakete hatte einen Schub von 2490 Pfund (11070 N) bei einer Brenndauer von 5.44 Sekunden. Der Gesamtimpuls einer Rakete betrug 61400 Ns. bei einem Gewicht von 29.5 kg, davon 25 kg. Zusammen mit einem Befestigungsteil wog dieses System 131 kg. Zusammen mit dem Treibstoff in der Ausrüstungseinheit konnte man den Landepunkt um 40 Meilen quer zu Flugrichtung und 500 Meilen längs der Flugrichtung verschieben.
Der Ring für die Wiedereintrittseinheit musste konnte weil er nicht wieder eintreten musste wie die Ausrüstungseinheit aus Aluminium gefertigt werden. Er bestand aus 8 Stringern zur Verstärkung und zwei Böden. Die Außenverkleidung bestand aus 8 Berylliumblechen
| System | |
| Länge | 0.92 m |
| maximaler Durchmesser | 2.59 m |
| Masse | 591 kg |
| Strukturmasse | 160 kg |
| Lagekontrolle | 200 kg |
| Bremsrakete | 131 kg |
| davon Treibstoff | 100 kg |
Heute ist das Gemini Programm fast vergessen, obgleich ohne es keine Mondlandung gegeben hätte und es im Bereich Kosten zu Nutzen wohl sicher eines der besten der bemannten Raumfahrt war. Die Ursprünge des Gemini Programms entstanden durch die geplanten Mondflüge. Mit den Mercury Kapseln konnte man nur in den Orbit fliegen, aber dort eigentlich nichts machen. Beim Apollo Programm war es notwendig im Erdorbit und Mondorbit zu koppeln, Filme aus dem Service Modul in einem "Weltraumspaziergang" zu bergen und die Missionsdauer war viel länger als bei Mercury, bei dem der längste Flug 34 Stunden dauerte.
Das bewog die NASA ein Zwischenprogramm einzuschieben, welches folgende Ziele hatte:
Die Hardware war eigentlich recht unspektakulär. Die Gemini Kapsel für 2 Personen war eine in den Dimensionen vergrößerte Mercury Kapsel mit einem größeren Versorgungsmodul. Bei einem 50 % höheren Gewicht gab es Platz für 2 Sitze. Für die beiden Besatzungsmitglieder gab es auch nicht viel mehr Platz als bei Mercury. Das Wohnvolumen betrug 2.3 m³. Die Apollo Astronauten hatten pro Person etwa 3 mal mehr Platz. Die Kapsel wog beim Start bis zu 3851 kg, (je nach Missionsdauer) wodurch als Träger nur die Titan 2 in Frage kam. Die NASA leistete dem Militär Schützenhilfe bei der Lösung einiger Probleme bei der Titan, die vor allem auf starke POGO Schwingungen zurückzuführen waren und installierte zusätzliche Ausrüstung um Fehlfunktionen zu erkennen. Dieses bewährte sich beim Startabbruch von Gemini 6.
Die Wahl der Titan 2 wahr zwar eine Zweckwahl - es gab einfach keine Alternative zu ihr. Doch erwies sie sich als ein Glücksgriff. Alle 12 Starts klappten - anders als die mit Atlas Agena zu startenden Zielkörper von denen 3 fehlschlugen. Der giftige, aber nicht explosive Treibstoff erlaubte es auf einen Fluchtturm zu verzichten und dafür wurden Schleudersitze in die Kapsel eingebaut. Für die damalige Zeit sehr hohe Ansprüche gab es an das Startfenster, dass bei den Kopplungsflügen nur 2-30 Sekunden lang war. In der Regel wurde der Zielkörper genau eine Erdumkreisung also 90-100 Minuten vor der Gemini Kapsel gestartet. Die Astronauten saßen schon in der Kapsel wenn von einer anderen Startrampe eine Atlas Agena D mit dem GATV abhob.
Die 10 bemannten Gemini Flüge fanden in dem kurzen Zeitraum vom 23.3.1965 bis zum 11.11.1966 statt. Dem ersten bemannten Start gingen zwei unbemannte Testflüge des Raumschiffes (Gemini 1+2) voraus. Sie dienten zur Erprobung der Kapsel und der Titan als bemannten Träger. Gemini 1 startete am 8.4.1964, also fast ein Jahr vor dem ersten bemannten Flug. Die Kapsel wurde während 3 Umläufen getestet und weitere 61 bis zum Verglühen verfolgt. Sie war noch fest mit der zweiten Stufe der Titan verbunden. Gemini 2 sollte ursprünglich am 24.8.1964 starten. Doch verschiedene Probleme wie ein Blitzscheinschlag in die Rakete, ein Hurrikan und ein Startabbruch verzögerten den Start auf den 19.1.1965. Ursache des letzteren waren Gewichtseinsparungen: Um die Titan sicherer zu machen gab es redundante Systeme in kritischen Teilen der Rakete. Um das zusätzliche Gewicht wieder einzusparen wurde ein Ventil einer Treibstoffleitung dünner gefertigt und es brach bei der ersten Druckspitze. Daraufhin schaltete das System zur Überwachung der Funktionen der Rakete 3 Sekunden nach der Zündung vor dem Abheben die Triebwerke wieder ab. Die Rakete konnte nach einem Austausch der Ventile dann schließlich abheben. Diesmal wurde die Kapsel von der zweiten Titanstufe abgetrennt und nach einem suborbitalen Flug geborgen. Sie wurde aufgearbeitet und am 3.11.1966 erneut mit einer Titan 3C zu einem suborbitalen Flug gestartet.
Das Gemini Programm bewog die Sowjets die sehr riskanten Woschod Flüge durchzuführen: Woschod 1 mit einer Dreimann Crew (also ein Mann mehr als bei Gemini) und Woschod 2 mit einem Weltraumspaziergang um dem von White zuvorzukommen. Dabei hätte man zuerst jedoch fast Leonow beim Wiedereinstieg verloren und später konnte die Besatzung nur mit Mühe 3200 km vom Zielgebiet entfernt in der Taiga notlanden, so dass man weitere Flüge (Woschod 3-6 mit Frauencrews und bis zu 21 Tagen Dauer) strich. Hier eine Übersicht der bemannten Flüge:
Besatzung: Virgil "Gus" Grissom und John Young. Ziel dieser nur knapp 5 Stunden dauernden Mission war die Erprobung der neuen Kapsel. Es waren noch nicht alle Systeme einsatzbereit und daher strebte man nur eine kurze Mission wie bei Mercury an, auch weil die Brennstoffzellen noch nicht an Bord waren. 3 Experimente sollten durchgeführt werden, doch dies gelang nur teilweise. So unterschätzte man die Einflüsse die Manöver auf die Kapsel hatten. eine Aufgabe war das Annähern an die Gemini Zweitstufe. Als Grissom die Gemini Kapsel auf einen Kurs zum Rendezvous brachte entfernte sich die Zweitstufe jedoch langsam von der Kapsel. Grissom korrigierte nach und näherte sich der Stufe, musste dies dann im Erdschatten jedoch einstellen. Als sie wieder auftauchten war die Gemini Stufe wieder 2 km entfernt. Der Grund: Gemini 3 kam durch den Annäherungskurs auf einen niedrigeren Orbit. In diesem Orbit war sie aber schneller als die Zweistufe und so entfernte sich diese wieder von ihr. Man musste schließlich an die Treibstoffreserven denken und eine weitere Annäherung abbrechen. Es war die erste Lektion die man bei Rendezvous lernen musste: Manövrieren im Raum ist nicht wie in der Luft wo dasselbe Manöver ein Flugzeug näher an das Ziel gebracht hätte.
Erstmals änderte man den Orbit und zündete die Triebwerke erst um den Orbit zu zirkularisieren, dann um die Kapsel um 1 Meile zu verschieben. Beide Manöver klappten und der Bordcomputer der Gemini berechnet nicht nur Vorgaben für die Zündung genau, er ermittelte auch den neuen Orbit mit hoher Genauigkeit.
Viel mehr Aufregung als die eigentliche Kurzzeitmission verursachte ein von John Young in die Kapsel geschmuggeltes Cornedbeef Sandwich. Es war Inhalt der Berichterstattung am nächsten Tag und dies lenkte nach NASA Offiziellen zu sehr von dem Flug ab. Man verbot den Besatzungen solche "Pilotenscherze" für die Zukunft.
Bei Gemini 3 hatte man den Luftwiderstand der Kapsel falsch eingeschätzt, so wasserte diese 84 km vom Zielpunkt entfernt und es dauerte 30 Minuten bis ein Hubschrauber vor Ort war. Ursache war dass der Auftriebspunkt falsch justiert war und so Grissom trotz manueller Justage nicht am korrekten Landepunkt niederkam. Die Möglichkeit durch leichte Veränderung des Winkels zur Atmosphäre den Landepunkt leicht zu verschieben war eine der Neuerung von Gemini.
Mercury Veteran Grissom, dessen Mercury Kapsel bei der Landung im atlantischen Ozean versunken war weigerte sich die Luke zu öffnen bis Taucher sie durch Bänder gesichert hatten. Schon vorher hatte er sich bei der NASA mit der Taufe der Kapsel auf den Namen "Titanic" in Ahnlehnung an die versunkene Liberty Bell 7, unbeliebt gemacht. Die NASA hatte auf eine Namensänderung bestanden und die Kapsel hieß dann "Molly Brown" in Anlehnung an das Musical "The unsinkable Molly Brown".
Gemini 4 (3.6-4.6.1965)Besatzung: James McDivitt und Edward White. Ziel dieser 97 Stunden Mission (über 4 Tage - ein Riesensprung im Vergleich zu Mercury) war der erste Weltraumspaziergang. Doch kamen diesem die Sowjets mit Woschod 2 zuvor. Der Start verlief zuerst dramatisch, weil sich der Montageturm an der Startrampe wegen eines elektrischen Defekts nicht wegschwenken ließ. Fieberhaft arbeiteten Techniker an dem Turm, und erst kurz bevor die Temperaturschwelle erreicht war, bei dem man den Treibstoff abpumpen und den Start abbrechen musste war der Start möglich.
Ursprünglich sollte Edward White nur ein sogenanntes EVA Standup durchführen: Er sollte sich in der Kabine aufrichten und durch die offene Luke ins Weltall herausschauen. Unter dem Eindruck von Alexej Leonows Ausstiegs ins All mit Woschnod 2 hat man diesen Plan aber geändert und White sollte einen Weltraumspaziergang durchführen, bei dem er anders als Leonow mit einer in kurzer Zeit konstruierten "Zip-Pistole" auch manövrieren konnte, Sie verschoss reinen Sauerstoff aus dem Lebenserhaltungssystem durch Düsen. Der Plan war eigentlich geheim und sollte nur durchgeführt werden wenn der Start erfolgreich war und es keinerlei Probleme bei anderen Tests der Kapsel gab. Man gab dazu den Leitern der Bodenstationen verschlossene Umschläge mit den Anweisungen mit welche diese nur auf Befehl öffnen sollten. Doch sickerte dies zur Presse durch und man machte es vor dem Start öffentlich. Verbunden war White mit dem Gemini Raumfahrzeug durch eine 17 m lange Verbindungsleine von 2.5 cm Stärke, durch die Kabelverbindungen zum Kühlmechanismus und dem Mikro liefen, ein Stahlzugseil die Leine vor dem Reisen schützte und im inneren der Schnur Sauerstoff zu White aus dem Lebenserhaltungssystem strömte.
Es gab nach dem Start ein Rendezvous Manöver mit der Core 2 Stufe der Titan, welches aber nicht erfolgreich war. Innerhalb von wenigen Minuten verbrauchte McDivitt 40 % des Treibstoffs für die Lageregelung, weil Treibstoff aus einer Leitung aus der Titan 2 Stufe austrat und diese verlangsamte und sie langsam zum rotieren brachte. Wegen geringerer Treibstoffzuladung kam es dann zu keinem anderen Manöver. Geplant war, dass White nach dem Ausstieg die zweite Stufe fotografieren sollte. Am ersten Tag stieg dann White für 23 Minuten aus und schwebte gesichert durch eine Leine und beweglich durch eine Rückstoßpistole durchs Weltall. Beim Einsteigen hatte er wie Leonow Probleme mit dem um Vakuum aufgeblasenen Anzug. Weniger weil er nicht durch die Luke passte, sondern weil jede Bewegung im Anzug enorme Anstrengung erforderte und es sehr schwierig war die Luke zu schließen. Für die folgenden Flüge plädierten die Astronauten für ein Druckventil bei dem sie beim Einstieg den Druck vermindern konnten, man begnügte sich jedoch mit einem leichter schließenden Luckenmechanismus. Eine zweite Öffnung bei der White die 1 Zoll dicke Verbindungsleine über Bord werfen sollte, die ihn im Raumfahrzeug behinderte musste deswegen ebenfalls entfallen. Man wollte nicht nochmals ein Problem mit der Lucke riskieren.
Damit war der Raumanzug, die Halteleine und die Pistole erprobt. Die folgenden Tage dienten vor allem dazu Erfahrungen mit Langzeitflügen zu sammeln. White gab in der Folge allen Astronauten die EVA durchführen mussten den Rat Krafttraining vor allem für die Arme durchzuführen. White hatte anders Leonojow kaum Probleme mit dem Ausstieg und konnte auch problemlos zurück in die Kapsel. Auf die Frage wie es ihm gefalle antwortete White "I feel as i was born up here". Die TV Aufnahmen wurden einen Tag später im US Fernsehen veröffentlicht und verursachten Begeisterungsstürme - sie sind heute noch beeindruckend. White und Divitt bekamen danach einen triumphalen Empfang mit der obligatorischen Konfetti Parade durch New York.
Damit konnte man für die nächsten Flüge das Thema Arbeit außerhalb des Raumschiffs angehen. Bei Gemini gab es keine Luftschleuse. Stand eine EVA an, so legten beide Astronauten ihre Raumanzüge mit eigener Klimaanlage und Luftversorgung an. Undichtigkeiten der Anzüge konnten so im Raumschiff getestet werden wo man schnell wieder die Atmosphäre herstellen konnte. Erst wenn dies erfolgreich öffneten Sie eine Luke, so dass einer von Ihnen aussteigen konnte. Die Atmosphäre in der Kapsel entwich und die Luke musste wegen der Sicherheitsleine auch offen bleiben. Erst nach dem Ende der Eva konnte man wieder die Atmosphäre in der Kapsel herstellen. Problematisch bei der Gemini Kapsel erwies sich die Geräuschkulisse. Die Astronauten schliefen kaum während ihrer 4 Tage Mission.
Erstmals gab es bei einem 4 Tage Flug auch die Problematik ungestört sprechen zu können, wünschte ein Astronaut dies so setzte die Bodenkontrolle ein "UHF-6" Manöver auf die Liste. Dies war der Code für den Mediziner am Cape auf eine gesicherte Leitung in einen anderen Raum zu gehen. Die Presse bekam jedoch sehr bald Wind davon und lüftete das Geheimnis.
Auch bei Gemini 4 klappte die geplante Punktlandung nicht: Der Bordcomputer zog während der Mission dauerhaft Strom und gefährdete so die geplante 4 Tages Mission, weil die Stromreserven zu gering wurden. Mehrfaches Ein/Ausschalten sowohl von der Konsole in der Gemini aus, wie auch durch Funkkommandos von der Erde aus änderten daran nichts. Schließlich wies man McDivitt an den Stecker zu ziehen - dies half, doch nun musste man ohne die Hilfe des Computers landen und erreichte so wiederum nicht die gewünschte Genauigkeit bei der Landung.
Besatzung: Gordon Cooper und Charles Conrad. Ziel dieser 8 Tage Mission war die Erprobung des Raumschiffs über diese Zeit und die Untersuchung des Einflusses der Schwerelosigkeit auf die Astronauten. Erstmals überholten die USA die UdSSR bei der Aufenthaltsdauer im Weltall (in den sechziger Jahren gab es ein regelrechtes Rennen wer länger im All ist, höher fliegt oder mehr Mann startete). Neu war auch die Stromversorgung der Kapsel durch Brennstoffzellen anstatt Batterien.
Das Kopplungsmanöver mit dem speziell ausgesetzten REP Zielsatelliten musste entfallen als man einen Spannungsabfall in einer der Brennstoffzellen feststellte. Der Druck sank immer weiter und unterschritt schon den minimalen Druck von 200 psi ab dem die Zelle Probleme hatte Strom zu erzeugen. Man bereitete sich am Boden schon auf eine Notlandung vor. Die Besatzung reduzierte um dies zu verhindern den Stromverbrauch auf ein Minimum, wodurch die Kapsel anfing zu taumeln, weil das Kontrollsystem nun keinen Strom mehr hatte. Dies stabilisierte sich jedoch nach einem Tag. Der Druck in den Brennstoffzellen blieb dann stabil bei 70 psi und Brennstoffzellen beim Hersteller arbeiteten zuverlässig bei diesem Druck. so verlängerte man die Mission auf die ursprüngliche Dauer. Später machte der Wassertank Probleme, der das von den Brennstoffzellen erzeugte Wasser auffangen sollte. Die Brennstoffzellen erzeugten wesentlich mehr Wasser als die Besatzung zum Trinken brauchte und der Tank war falsch dimensioniert worden. So wies man Cooper und Conrad erst an soviel zu trinken wie möglich und später das Wasser in Tüten einzulagern. Die folgenden Gemini Kapseln erhielten dann ein Überdruckventil, mit welchem der Tank entleert werden konnte. Eine weitere Änderung, die man jedoch erst bei Apollo umsetzen konnte waren nach den Problemen mit dem Druck der Zellen, das man die Zellen so konstruierte, dass man sie im Flug an und ausschalten konnte.
Das erste waren Tests mit dem Rendezvous. Da der REP Zielsatellit inzwischen außer Reichweite war und seine Batterien erschöpft kam man auf eine zweite Idee: Man machte dann Rendezvous Manöver mit einem imaginären Ziel. Dies klappte sehr gut. Das erstmals an Nord befindliche Radar hatte auch keine Probleme sich auf einen Radarsender von Cape Canaveral einzulocken und Geschwindigkeit und Entfernung zu berechnen.
In der Folge standen 17 Experimente auf dem Programm. Das spektakulärste war die Verifikation von Beobachtungen der Mercury Astronauten die feinere Details am Boden ausmachen konnten als es das menschliche Auge eigentlich zuließ. Cooper und Conrad konnten spezielle Bodenmarkierungen zwar nicht erkennen, jedoch eine startende Rakete in Vandenberg und das Bergungsschiff.
Die Bergung verlief dann wiederum unplangemäss. Obwohl Cooper genau nach den Vorgaben des Bordcomputers steuerte und auch seine Bahn mit den Berechnungen der Bahnfachleute am Boden übereinstimmte kam die Kapsel deutlich zu kurz am Boden an. Des Rätsels Lösung: Die Bahnfachleute hatten bei der Berechnung vergessen, dass sich die Erde während des Eintritts weiterdreht, was für Jahe für "Running Jokes" bei den Splash Down Parties nach der Landung sorgte.
Besatzung:
Walter Schirra und Tom Stafford. Hier gibt es einen Bruch in der Chronologie der Gemini. Die Mission sollte
unter der Bezeichnung Gemini 6 ursprünglich Ende Oktober 1965 starten. Am 25.10.1965 startete eine Atlas Agena mit einem unbemannten Zieltarget zum Koppeln (GATV-6), der jedoch nicht die
Umlaufbahn erreichte. Nach der Zündung der Agena wurden 5 Teile vom Radar
registriert. Die Agena hatte entweder nicht gezündet und war verglüht oder
sie zerbrach bei der Zündung. Mc Donnel Douglas bekam als Folge den
Auftrag einen von ihm vorgeschlagenen vereinfachten Zielsatelliten zu bauen,
den man starten könnte wenn wieder eine Agena versagt. Dieser sollte noch
zum Einsatz kommen.
Die Mission wurde daher gestrichen. Die NASA kam nun auf die Idee, stattdessen ein Rendezvous mit Gemini 7 durchzuführen und änderte die Flugbezeichnung in "Gemini 6A". Der Flug von Gemini 6A fand daher nach dem von Gemini 7 statt. Dies erprobte zahlreiche Dinge die für Gemini 6 vorgesehen waren wie die Annäherung an ein Ziel, nur eben kein Ankoppeln. Gleichzeitig bereitete es die Mannschaft am Boden vor 2 Raumfahrzeuge zu betreuen, was man bei Apollo ja auch machen musste. Die Genehmigung kam sehr rasch und durchlief die ganze NASA Hierarchie innerhalb von nur 4 Tagen im frühen November 1965.
Da es nur eine Startrampe für die Titan gab, musste sofort nach dem Start von Gemini 7 am 4.12.1965 eine neue Titan aufgerichtet, startbereit gemacht und eine Gemini Kapsel installiert und der Start vorbereitet werden. Man schaffte dies in der Rekordzeit von 8 Tagen. Dies gelang indem man Gemini 6 vollständig durchcheckte, dann abbaute und in einer Halle zwischenlagerte. Danach wurde Gemini 7 gestartet und die Startrampe für Gemini 6 vorbereitet. Dieser Plan war eigentlich für den Fall das ein Hurrican sich näherte vorbereitet worden.
Problematisch war auch die Bahnverfolgung. Es gab zwar zwei Mission Control Zentren in Houston wovon immer eines zum Training für die nächste Mission genutzt wurde, aber nur eine Leitung in den Bodenstationen rund um den Erdball. Man verfiel dann darauf das alte Mercury Equipment zu benutzen: Eine Raumkapsel sandte jeweils nur Daten und empfing sie über Fernschreiber, die andere über die regulären Datenleitungen.
Der erste Startversuch am 12.12.1965 verlief dramatisch. Nach dem Starten der Triebwerke löste sich ein Kabel von der Rakete. Dieses Kabel war der Kontakt für das Startsignal der Borduhr. Eine vergessene Staubschutzkappe in einer Treibstoffleitung führte aber zum automatischen Abschalten der Triebwerke nach 1.2 Sekunden, bevor diese vollen Schub erreicht hatten und die Rakete abheben konnte.
Walter Schirra, Veteran des Mercury Programms bemerkte die laufende Uhr, aber auch das Abschalten der Triebwerke und hätten nun die Schleudersitze auslösen müssen, da bei einer abgehobenen Rakete diese wieder auf den Startplatz zurückfallen würde - mit etwa 130 t giftigem Treibstoff in den Tanks. Da er jedoch noch keine Beschleunigung verspürt hatte, löste er die Sitze nicht aus. Das rettete die Mission.
Nach einer Inspektion, bei der man die Staubschutzhaube entdeckte, fand der Start am 15.12.1965 statt. Am selben Tag näherte sich Gemini 6A der Gemini 7 Kapsel die zu diesem Zeitpunkt schon 11 Tage im Orbit war. Gemini 7 diente als passives Ziel da sich ihre Treibstoffvorräte dem Ende näherten. Gemini 6A näherte sich zuerst auf 40 m an Gemini 7 und umrundete dann die Kapsel um Heck und Nase zu inspizieren. Eine weitere Annäherung fand dann bis auf 30 cm statt. Ankoppeln konnten die Raumschiffe nicht, da es keine Koppeladapter gab. Nachdem das Rendezvous so reibungslos klappte landete Gemini 6A schon nach einem Tag am 16.12.1965. Das Radar und die Ansteuerung per Bordcomputer wie auch die manuelle Steuerung von Hand in der Endphase hatten perfekt funktioniert, so konnte man bei Gemini 8 an die Ankopplung und Veränderung der Umlaufbahn durch die Agena gehen.
Besatzung:
Frank Borman und Jim Lovell. Gemini 7 hatte zwei Aufgabenstellungen: Einen Test von Kapsel und Besatzung
über die Dauer eines Mondfluges. Der Flug dauerte 13 Tage 18 Stunden, länger als eine Mondmission. Es war
der längste im Gemini Programm. Die zweite war die Ankopplung mit Gemini 6A. Nach dem Start näherte sich
Gemini 7 der zweiten Stufe der Titan um ein Rendezvous durchzuführen. Diese begann aber zu taumeln, weil
Resttreibstoff austrat, so dass man sich nur auf 15 m näherte. Die Besatzung von Gemini 7 hatte anfangs
einige Probleme beim Schlafen, weil die Flugkontrolle darauf bestand, dass immer ein Astronaut im Raumanzug
mit Helm blieb und der andere in langer Unterwäsche arbeitete oder schlief. Bormann erklärte sich
bereit den Raumanzug über 14 Tage zu tragen. Die Klimaanlage konnte es aber
nur einem recht machen. Weiterhin war der Raumanzug nicht bequem, er war steif, jede Bewegung war
nur unter Kraftaufwand möglich. Später bekamen Sie die Erlaubnis die Raumanzüge beide abzulegen, außer bei
kritischen Manövern wie der Kopplung mit Gemini 6A. Der Flugrekord von fast 14 Tagen hatte Bestand bis zum
Jahr 1970, als er von Sojus 9 überboten wurde.
Nach der Landung von Gemini 6 bat Bormann darum die Kapsel landen zu dürfen. 12 Tage in der engen Kapsel waren genug und er machte sich Sorgen um die Brennstoffzellen, bei denen die Druckwerte stark gefallen waren. Das Missionskontrollzentrum machte eine Telefonkonferenz mit Mc Donnell-Douglas und bekam die Zusicherung, dass diese noch mindestens weitere 48 Stunden durchhalten würden. Dies wurde Lovell und Bormann mitgeteilt. Danach wurde die Besatzung gefragt ob sie WIRKLICH nicht länger aushalten kann und bei dieser provokativen Frage, bekam man natürlich die erwartete Antwort "Natiürlich halten wir noch durch!".
Bewundern kann man nur die Astronauten, die in dem Volumen einer Duschkabine 14 Tage ausgehalten haben, versorgt mit Essen aus der Tube ohne richtige Toilette und ohne Möglichkeit sich zu waschen. Auch bei Gemini 7 fiel früh in der Mission eine Brennstoffzelle aus und man schaltete daraufhin das Orbitalkontrollsystem ab. Wie bei Gemini 5 beruhigte sich das Taumeln um die Längsachse von alleine nach einem Tag.
Erprobt waren nach Gemini 7 nicht nur die Brennstoffzellen, welche eine völlig neue Technologie waren und die Kapsel für Langzeitmissionen. Die USA hatten nun auch Langzeiterfahrungen im Orbit die über die Dauer einer Mondmission hinausgingen. Die letzten Bedenken, dass man körperlich rapide abbaut waren nun weggewischt.
Besatzung: Neil Armstrong und David Scott. Nachdem das Ziel mit den Langzeitaufenthalten gelöst war, ging es nun an das nächste, das Ankoppeln an einen unbemannten Zielsatelliten. Ziel war eine 70 Stunden Mission mit Kopplung an die GATV 8. Danach sollte Scott aussteigen und aus dem Gepäckraum einen Rucksack holen,. Erde und Sternhimmel fotografieren, mit einer Manövrierpistole sich zur GATV 8 bewegen und dort ein Gerät zur Mikrometeoritendetektion aktivieren und einige Werkzeuge im Weltraum erproben. Weitere 3 Koppel- und Abkoppelmanöver mit der GATV 8 waren geplant. Insgesamt war die Gemini 8 Mission die bisher anspruchsvollste Mission im Programm.
Anders als bei Gemini 6 gelang der Start des GATV 8 am selben Tag, nur eine Erdumkreisung früher gestartet. Kurz daraus koppelte Gemini 8 an den GATV 8 (Gemini Agena Target Vehicle, ein Gespann aus Agena D Oberstufe und Kopplungsadapter) an. Die radargesteuerte Annäherung und das Ankoppeln gelangen problemlos. Vom Boden aus übermittelte man die Kommandosequenz für das Anheben des Orbits zur Agena. Man hatte allerdings nicht die Bestätigung durch Auslesen des Speichers des Computers.
Bald nach dem Ankoppeln begann die Kombination immer rascher zu rotieren und erreichte 6 Umdrehungen pro Minute. Da die Agena bislang nur Probleme gemacht hatte und die Astronauten ihr nicht trauten schalteten Scott und Armstrong zuerst abwechselnd die Agena an und ab (Codes 401 und 400) wie von der Bodenstation geraten. Die Gemini Kapsel hatte jedoch während der kritischen Phase nur Kontakt über ein Boot mit Empfangsantennen, etwa 5 Minuten pro Umlauf und war so auf sich alleine gestellt.
Die Rotation war nicht zu stoppen und wurde schneller. Armstrong koppelte ab, weil er den Fehler in der Agena vermutete. Es war jedoch die Gemini Kapsel, bei der eine Düse alle 3 Sekunden feuerte. Sie reagierte völlig unberechenbar unabhängig von einem Ein- oder Ausgeschaltetem Steuersystem schaltete sie sich laufend an und aus.
Als Folge wurde durch die verringerte Masse die Rotation noch stärker und erreichte eine Umdrehung pro Sekunde, nahe an der Grenze wo die Astronauten bewusstlos werden. Zusätzlich torkelte die Kapsel durch den veränderten Schwerpunkt nun auch noch. Die Astronauten bekamen einen Tunnelblick und es blieb ihnen nur noch eine Wahl: Auf das Wiedereintrittssystem umzuschalten und das Steuerungssystem völlig abzuschalten. Armstrong schaltete das komplette Orbitalsystem für die Korrekturen ab und nahm das Wiedereintrittssystem in Betrieb und konnte so die Rotation in der 6.ten Erdumkreisung stoppen. Dadurch hatte man jedoch nun 75 Prozent des vorhandenen Treibstoffs verbraucht, dass nun an eine weitere Kopplung nicht zu denken war. War das Wiedereintrittssystem einmal in Betrieb genommen, so sahen auch die Anweisungen vor so rasch wie möglich zu landen, hatte es keinen Treibstoff mehr, so würde die Kapsel im Orbit bleiben müssen Man leitete für den nächsten Orbit eine Notlandung ein und die Mission war nach nur 11 Stunden beendet. Die Bergung der Kapsel, die dann in der Nähe von Okinawa niederging, 10000 km vom primären Zielgebiet entfernt, war wegen eines Wellengangs von 6 m Höhe ebenfalls problematisch. Die Punktlandung, nur 2 km vom errechneten Zielpunkt entfernt war die wohl beste Nachricht der Mission.
Die NASA veröffentlichte zuerst nur eine lapidare Pressemitteilung und die Tonprotokolle der Astronauten 3 Tage später. Offizielle Begründung war, dass man den Eindruck vermeiden wollte, dass die wegen der 0.35 Bar Sauerstoffatmosphäre höher klingenden Stimmen für hysterisch gehalten werden würden. Armstrong hatte sich mit seinem überlegten Verhalten jedoch für eine weitere Aufgabe qualifiziert: Sicher spielte dies auch eine Rolle, warum er Kommandant des ersten Fluges wurde der auf dem Mond landen sollte. Anders als bei früheren kritischen Augenblicken bei der Mission hatte Gemini 8 kaum Bodenunterstützung, da nachdem 3 Orbit für 13 Orbits nur Funkkontakt über ein Boot möglich war. Armstrong und Scott lösten das Problem also alleine Mein Buchtipp dazu: Man erfährt einiges über die Missionen aber auch das Leben der beiden Astronauten. Sehr kurzweilig zu lesen.
Besatzung:
Tom Stafford und Eugene Cernan. Bei Gemini 9 startete erstmals die Reservemannschaft. Die Primärcrew (See
und Bassett) kam am 28.2.1966 durch einen Pilotenfehler von See bei der Landung mit einem Jet beim Absturz
ums Leben. Gemini 9 sollte das bei Gemini 6A ausgesetzte und bei Gemini 8 abgebrochene Ankoppeln mit einem
Zielsatelliten erproben. Die Agena wurde am 17.5.1966 gestartet, ging jedoch schon nach wenigen Minuten
verloren, als die Atlas Triebwerke nicht mehr reagierten und die Rakete vom
Sicherheitsoffizier gesprengt wurde. Ursache war ein Kurzschluss in einem Draht der
Triebwerkssteuerung. Vorsorglich hatte man bei Douglas schon bei Gemini 5 eine
Ausweichlösung in Auftrag gegeben: Ein vereinfachter Zielsatellit (Augmented Target Docking Adapter, ATDA) wurde auf einer Atlas
ohne Agena Stufe am 1.6.1966 gestartet. Die ATDA erlaubte alle
Kopplungsmöglichkeiten der Agena, hatte jedoch kein Triebwerk um den Kurs zu
korrigieren. Nach dem Start gab es von dem ATDA widersprüchliche Angaben
über das Abtrennen der Nutzlasthülle. einige Sensoren meldeten das Öffnen,
andere meldeten, dass ein Band sich nicht geöffnet hatte. Bei Versuchen die
Hülle durch Betätigen der Korrekturdüsen des ATDA abzustreifen verbrauchte
man einen Teil des Treibstoffs. Natürlich konnte so auch Gemini 9 nicht 90
Minuten nach dem ATDA starten. Der Flug von Gemini 9 musste nach einem Startabbruch am 1.6.1966
auf den 3.6.1966 verschoben werden. Besonders frustrierend war dies für Thomas Stafford - Es war sein
dritter Startabbruch in Folge.
Der Start am 3.6.1965 klappte dann reibungslos. Als die Besatzung sich dem ATDA näherte stellten sie fest, dass sich die Nutzlastverkleidung an der Basis nicht gelöst hatte und ein Koppeln nicht möglich war. Ein Plastikband sollte durch Pyropatronen durchtrennt werden und wurde es nicht. Alle Versuche dieses vom Boden aus zu lösen scheiterten. Man brachte die Gemini auf einen neuen Orbit die sie nach 90 Minuten wieder zum ATDA bringen sollte und versuchte erneut durch Zünden der Korrekturdüsen die Verkleidung abzustreifen. Dies gelang jedoch nicht. Dem Hersteller des Plastikbandes war dies jedoch recht - er machte daraufhin Werbung für sein "unverwüstliches" Produkt.
Die Astronauten nannten den ATDA wegen der Ähnlichkeit zu einem geöffneten Krokodilmaul "angry alligator". Es gab einige Annäherungen, aber keine Kopplung. Eine erste EVA musste abgesagt werden, weil die Astronauten wegen starken Sonneneinfalls nicht schlafen konnten. Es gab dann Diskussionen um die Vorgehensweise. Edwin Aldrin war für eine EVA: Cernan sollte dann zur ATDA gehen und versuchen von Hand die Verkleidung zu lösen. Dies stieß bei den Flugleitern auf Widerstand wegen des Risikos. Man nahm jedoch von dem Vorschlag Abstand, weil man befürchtete die scharfen Kanten könnten ein Loch in den Weltraumanzug reisen. Da man mittlerweile durch die Manöver zu viel Treibstoff verbraucht hatte sagte man jegliche weitere Kopplungsmanöver ab. Sie waren auch nur einer von 3 Punkten die Gemini 9 erproben sollte. Aldrin behauptete dann später, dass sein Vorgehen (welches er aggressiv unter Umgehung der Hierarchie vortrug) ihn den Job des Kommandanten von Apollo 11 kostete und damit das Privileg als erster auf den Mond auszusteigen.
Am dritten Tag verließ Cernan die Kapsel um außerhalb derer einige Experimente der Luftwaffe, im wesentlichen Arbeiten durchzuführen. Es zeigte sich, dass dies fast unmöglich war. Die Haltegriffe und Klettbänder an der Außenseite der Kapsel nicht ausreichten um ein Arbeiten zu ermöglichen. Cernan hatte nur eine Hand frei und jeder Handgriff erzeugte ein Gegenmoment das er kompensieren müsste. Wichtigstes Experiment war die Erprobung des AMU, eines 27.5 kg schweren und 24 Millionen Dollar teuren Tornisters. Er hatte ein autonomes Lebenserhaltungssystem und 12 Düsen mit denen sich der Astronaut bewegen konnte. Dieses Antriebssystem arbeitete mit der Zersetzung von Wasserstoffperoxid und man musste den Raumanzug verstärken um eine Beschädigung durch die Düsen zu verhindern. Die USAF wollte das AMU sogar ohne Sicherheitsleine erproben. Die NASA bestand jedoch auf einer Sicherheitsleine.
Es dauerte lange bis Cernan den Tornister aus dem Heck geholt hatte. Danach sollte Stafford die Verkleidung lösen. Dies funktionierte nicht und Cernan musste es von Hand machen. Danach verschlechterte sich die Sprechverbindung bis zur Unkenntlichkeit und gerade als sie wieder da war, trat das Raumschiff in den Erdschatten ein. Nach einer Stunde beschlug nun sein Visier, weil die Klimaanlage Feuchtigkeit nun die Abkühlung nicht mehr bewältigen konnte und das Wasser fror am Visier zu Eis. Cernan stand erst im Nebel und dann schaute er durch ein vereistes Visier. Ohne Manövrierpistole fühlte sich Cernan vollkommen hilflos, schließlich begann sich die Sicherheitsleine um ihn zu wickeln. Hilfe hatte Cernan nicht zu erwarten. Stafford hatte die Anweisung bekommen, wenn Cernan nicht von alleine in die Kapsel zurückkehren konnte die Sicherheitsleine zu kappen und ohne ihn zur Erde zurückzukehren. Stafford schlug vor die EVA abzubrechen. Nun hatte Cernan Probleme in die Kapsel zurückzukehren. In 128 Minuten konnte er nur einen Teil der Experimente durchführen, war aber völlig erschöpft als er in die Kapsel zurückkletterte. Zu allem Überdruss schloss die Luke nicht dicht und erst nach 4 Minuten war das Raumschiff wieder dicht. Trotz Modifikationen nach Gemini 4 war die Luke nur schwer zu schließen.
Der Tornister verglühte beim Wiedereintritt mitsamt der 38 m langen Sicherheitsleine. Im wesentlichen hatte Gemini 9 keines der Missionsziele erreicht. Cernan sprach später nur von seinem "Weltraumspaziergang durch die Hölle". Dem Missionskontrollzentrum dämmerte allmählich, das EVA Arbeiten durchaus schwieriger waren als sie nach dem Ausstieg von White aussahen (der allerdings nur schwerelos schwebte und keinerlei Arbeit verrichten musste). Die NASA bekam auch Kritik von der Presse, die von der zweiten gescheiterten Mission in Folge sprach.
Besatzung:
John Young und Mike Collins. Gemini 10 sollte nun das Koppeln mit dem GATV-10 endlich durchführen. Dieser
wurde am selben Tag wie Gemini 10, nur 100 Minuten vor der Kapsel erfolgreich gestartet. Erstmals sollten
Astronauten ihren Kurs mithilfe eines Sextanten und des Bordrechners ermitteln. Dies war auch als
Absicherung für Apollo geplant. Die Ergebnisse waren jedoch so ungenau, dass die Bodenkontrolle wieder die
Steuerung des Raumschiffs übernahm.
Am selben Tag koppelte die Kapsel an das GATV an, verbrauchte dafür aber zu viel (neunmal so viel wie geplant) Treibstoff. Gegenüber Gemini 9 koppelte man eine Umkreisung früher an, nach der dritten Umkreisung. Gemini sollte zu Apollo überleiten und Apollo koppelte während der ersten Erdumkreisung an. Gemini sollte dies auch erreichen, damit man in der Missionskontrolle den Zeitablauf von Apollo erproben konnte.
Die Agena Oberstufe des GATV wurde gezündet und Gemini 10 erreichte eine elliptische Umlaufbahn von 763 km Erdferne. Die höchste bisher erreichte. Eine weitere Zündung des GATV brachte die Kapsel wieder in die vorherige Umlaufbahn. Man wollte keine EVA in großer Höhe riskieren. Gegenüber Gemini 9 hatte man den Raumanzug verbessert und flexibler gemacht. Fingerkuppen hatten nun eine geriffelte Oberfläche für ein besseren Halt und das Visier wurde durch ein Spray so behandelt, das es nicht beschlug.
Dort näherte sich Gemini 10 nur mit optischer Navigation dem Zieladapter von Gemini 8. Young machte Aufnahmen bei offener Luke (Stand-Up EVA). Doch wie bei Gemini 9 gab es Probleme als die eigentliche EVA anstand. Collins sollte von dem 2 m entfernten Docking Adapter der Agena eine Platte abmontieren mit der man die Mikrometeoritenzahl im Weltall bestimmen wollte. Das gelang wegen der glatten Oberfläche erst beim zweiten Mal und beim Zurückkehren verhedderte sich die Sicherheitsleine und Collins verlor die Kamera. Die Leine wickelte sich um seinen Körper und das Anbringen einer Ersatzplatte musste abgesagt werden. Die EVA musste wegen eines zu hohen Treibstoffverbrauchs seiner Manövrierpistole nach 40 Minuten vorzeitig zur Kapsel zurückkehren. Die weiteren Experimente - insgesamt 16 - waren vorgesehen - funktionierten. Probleme gab es mit einer geplatzten Kohlendioxidkassette deren Chemikalien in den Sauerstoffkreislauf gerieten. Die Astronauten klagten über brennende und tränende Augen.
Gemini 10 war trotzdem ein voller Erfolg, jedoch sah man erneut die Probleme bei der EVA, vor allem wenn man keine Fixierung des Astronauten hat. Das führte zur Modifikation der Kapsel für Gemini 12.
Besatzung: Charles Conrad und Richard Gordon. Der Start von Gemini 11 verzögerte sich mehrfach. Zuerst fand man in der Titan Trägerrakete ein Leck, danach schaltete sich die Selbststeueranlage des GATV-11 bei einem Bodentest ab. Schließlich klappte der Start am 12.9.1966 nach einer 8 Minuten Verzögerung als sich eine der Luken nicht hermetisch schloss. Erstmals schaffte man das Ankoppeln an die Agena in der ersten Erdumrundung - der Zielvorgabe für Apollo.
Erneut sollte an eine GATV Stufe gekoppelt werden und Außenbord Aktivitäten durchgeführt werden. Anders als bei den bisherigen Kopplungen hatte Conrad nur 44 % des vorgesehenen Treibstoffs verbraucht und so waren weitere Kopplungen möglich. Conrad schaffte dies obwohl der Radarabstandsmesser des GATV 11 ausgefallen war und er sich nur auf die Augen verlassen konnte. Nach dem Ankoppeln an das GATV brachte dieses Gemini 11 in eine Höhe von 1374 km. Das war umstritten, weil in dieser Höhe die Strahlungsaktivität schon beträchtlich höher als auf den sonst nur 200 km hohen Umlaufbahnen ist. Die Astronauten waren jedoch dafür und dies gab den Ausschlag. Es gab mehrere Kopplungen mit dem GATV, da man recht sparsam mit dem Treibstoff umging. Darunter auch ein Experiment bei dem beide Flugkörper durch eine 30 m lange Leine verbunden waren und um den gemeinsamen Schwerpunkt rotierten. Da eine Rotation 6 Minuten dauerte war die Mikrogravitation aber gering. Wieder standen Außenbordaktivitäten an. Gegenüber Gemini 9 hatte man mehr Haltegriffe an der Kapsel angebracht und die Halteleine von 15 auf 9 m verkürzt. Doch dies reichte nicht aus. Auch diesmal war es sehr beschwerlich und Gordons Helm beschlug durch den Schweiß, der wiederum ein Maß für die anstrengende Arbeit war. Seine Augen begannen zu brennen, und er konnte sich den Schweiß nicht abwischen. Conrad strich zwei Experimente und holte Gordon zurück ins die Kapsel. Auch ein Putzen der Fensterscheiben von Außen, durch die man kaum etwas sehen konnte, wurde abgesagt. Der Ausstieg musste verkürzt werden. Die restlichen Experimente im Flugplan wurden dagegen nach Flugplan abgearbeitet.
Nach 3 Tagen wasserte die Kapsel 4.6 km vom Zielpunkt entfernt, erstmals vollautomatisch vom Bordcomputer gesteuert.
Besatzung:
Jim Lovell und Edwin Aldrin. Bei Gemini 12 war das wesentlichste ausstehende Ziel die EVA Arbeit. Wiederum
koppelte die Gemini Kapsel an einen GATV an, der vorher gestartet war. Da es Probleme beim Start der Atlas
gab verzichtete man aber auf ein Zünden des Triebwerks um die Bahn zu ändern. Man hatte nun die Zahl der
Haltemöglichkeiten an der Kapsel drastisch vergrößert. Unter anderem konnte der Astronaut nun seinen Fuß in
einer Halteklammer fixieren und so den Impuls beim Arbeiten an das Raumschiff übertragen, der bisher immer
zur Bewegung des Astronauten führte und die Arbeit so erschwerte.
Erstmals hatte man auch die ganzen EVA Aktivitäten am Boden in einem überdimensionalen Wassertank an einer Nachbildung der Gemini Kapsel erprobt. Der Astronaut wird dabei durch Ausgleichsgewichte vom Auftrieb befreiet, so das er im Waser schwerelos ist - Auch wenn man nicht das Vakuum nachbilden kann hat sich diese Trainingmethode seither bewährt und ist Basis jeden Astronautentrainings. Aldrin und Lovell galten dann auch als die beiden am besten trainierten Astronauten im Corps.
Aldrin machte zuerst eine Stand-Up EVA die über 140 Minuten dauerte um die Reaktionen auf Bewegungen zu beobachten. Er fotografierte dabei eine Sonnenfinsternis. Am nächsten Tag stand dann die eigentliche EVA an, die problemlos verlief und bei dem Aldrin auch zum GATV kletterte. Er kam sogar dazu ein Fenster zu putzen - verschmutzte Fenster waren bislang immer ein Ärgernis im Gemini Programm gewesen. Eine weitere Stand-Up EVA fand am nächsten Tag statt. Damit hatte Gemini 12 nun auch den letzten Programmpunkt, die Arbeit außerhalb des Raumfahrzeugs erfolgreich absolviert. Die gute Arbeit bei der EVA führte sicher mit zu seiner Nominierung als Pilot des LM von Apollo 11. Insgesamt hatte er in den 4 Tagen 5.5 Stunden außerhalb der Kapsel zugebracht.
Einzige Panne war der Ausfall von zwei Steuerdüsen kurz vor Missionsende. Sie blieben der Schwachpunkt im Gemini Programm, denn auch bei Gemini 10 gab es Probleme mit der Steuerdüse Nr. 3 und dieselbe Steuerdüse verursachte das Scheitern der Mission von Gemini 8.
Das Gemini Programm war gemessen an den Kosten sehr erfolgreich. Es kostete zwar mit 1.354 Milliarden Dollar mehr als das Doppelte des Mercury Programms, doch dem standen 10 ausgedehnte anstatt 4 kurzen Orbitalflügen mit einem enormen Erkenntnisgewinn gegenüber. Wesentliche Techniken die man bei Apollo beherrschen musste wie das Ankoppeln im Weltraum konnte man nun. Man wusste, das Aufenthaltsdauern von bis zu 14 Tagen kein Problem darstellten. Diese 1.3 Milliarden USD sparten so einige Apollo Testflüge ein (bei dem es schon beim zweiten Flug zum Mond ging) und damals vor allem wichtig: Man war im öffentlichen Bewusstsein an den Sowjets vorbeigezogen. Die zwar mehr Erstleistungen vorweisen konnten, jedoch keine solche Erfahrung und Präsenz im Weltraum.
Als Folge der Probleme bei den Außenbordarbeiten vergab die NASA einen neuen Auftrag für die Apollo Anzüge. Die bei Gemini eingesetzten waren offensichtlich dafür nicht geeignet. Sie sollten nun nicht mehr flexibel aus Nylongewebe gefertigt werden, sondern starr aus Glasfasergewebe nur mit beweglichen Gelenken, dazu kam eine viel leistungsfähigere Kühlung die 2100 KJ an Wärme pro Stunde abführen konnte (dies ist in etwa die Energiemenge die man auf der Erde beim Gehen aufwendet).
Das Gemini Programm konnte sogar früher beendet werden als vorgesehen. Die NASA hatte ursprünglich 15 Kapseln in Auftrag gegeben, dann aber nur 12 gestartet, weil nur 2 unbemannte Testflüge notwendig waren und auch das bemannte Programm trotz einiger Probleme recht reibungslos verlief.
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.
Mein erstes Buch,
Das Gemini Programm: Technik und Geschichte
Mein zweites Buch,
Das ATV und die Versorgung der ISS: Die Versorgungssysteme der Raumstation
Das Buch
Die ISS: Geschichte und Technik der Internationalen Raumstation
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.
Das bisher letzte Buch
Skylab: Amerikas einzige Raumstation
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
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