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Das sowjetische Programm zur Erforschung des Weltraums benannte Sonden primär nach ihrem Ziel. So flogen die "Luna" Sonden zum Mond, die "Mars" Sonden zum Mars und die "Venera" Sonden zur Venus.
Das Zond Programm ist hier anders. Es handelt sich um ein heterogenes Programm. Dieses umfasste Flüge in den interplanetaren Raum, zur Venus und zum Mars und zum Mond. Zuerst war das Zond Programm gedacht für Tests von Raumsonden zu Mars und Venus. Damit dies nicht offensichtlich war, gab man als Ziel an, dass die Sonden die den interplanetaren Raum erforschen sollten (Zond heißt auf deutsch "Sonde"). Dann jedoch wurden vor allem Mondumflüge in dieses Programm integriert, um zu verschleiern, dass es sich in Wirklichkeit um Tests der Kapsel für einen bemannten Mondflug handelte. In der Summe haben alle Zond eines gemeinsam: Das was offiziell als Mission genannt wurde war niemals das echte Ziel der Sonden.
Wie bei anderen russischen Begriffen, die in kyrillischer Schrift geschrieben werden, gibt es Auseinandersetzungen über die Schreibweise. So heißt Gorbatschow in den USA "Gorbatchev". Die Zyklon Rakete heißt dort "Tsyklon". In den USA findet man daher auch die Bezeichnung "Sond" für diese Sonden. Die NASA verwendet allerdings auch den Begriff Zond.
Da die Sowjets in der Regel mehrere Sonden starteten um Fehlstarts abzufangen, gibt es mehrere Sonden mit identischem Aufbau. Ich habe diese zusammengefasst und gehe nur im Teil über die Mission auf die Unterschiede ein. Es gab bei den Sowjets ein System wie bei der Benennung vorgegangen wurde. Zuerst einmal wurde ein Start erst bekannt gegeben, nachdem dieser erfolgreich war. Bei den Amerikanern waren die Programme öffentlich. Jeder wusste Jahre vorher, wie viele Sonden das Ranger Programm umfasste. Wenn es einen Fehlstart gab, so bekam diesen die von Cape Canaveral filmende Presse mit. Auch die Ursache für einen Fehlstart wurde veröffentlicht. Bei den Sowjets erfuhr man von Fehlstarts nichts. Sobald eine Sonde erfolgreich den Erdorbit verlassen hatte, dies geschah in der Regel innerhalb einer Stunde nach dem Start, wurde ihr Start bekannt gegeben und die Sonde bekam den offiziellen Namen und meist eine Nummer.
Erreichte eine Sonde nur eine Erdumlaufbahn und strandete dort (meist durch Versagen der Oberstufe), so ließ sich die nicht verheimlichen. Die Sonde wurde dann einfach als Sputnik (bis 1964) oder Kosmos Satellit (ab 1964) deklariert. Von vielen Fehlstarts, aber auch von den erfolgreichen Flügen hat man im Westen erst nach der Öffnung der Sowjetunion durch Gorbatschow erfahren. Leider gibt es auch heute nur sehr wenige Informationen über die Zond Flüge. Ich habe mich bemüht in diesem Aufsatz diese zusammenzutragen.
Eine sehr lohnenswerte Seite für das sowjetische Planetenprogramm ist die von Don Mitchell: Don P. Mitchell: Sowjet Exploration of Venus
Als Zond-1 gestartet wurde, sah es zuerst so aus, als würden die Sowjetunion einen neuen Sondentyp starten : Sonden die nur interplanetare Messungen durchführen, aber keinen Planeten anflogen, vergleichbar mit der amerikanischen Pioneer Serie. Als später Zond 4-8 eine ganz andere Ausrichtung hatten begann im Westen das Rätselraten über die Natur von Zond 1-3.Heute weis man dank der Glasnost unter Gorbatschow mehr über dieses Projekt.
Man konstruierte eine gemeinsame Sonde für Mars und Venus Mission, bestehend aus einem gemeinsamen Bus und einer variablen Instrumentensektion, die auch ersatzweise durch einen Lander ersetzt werden konnte. Geplant waren je 3 Sonden zur Venus und zum Mars. Die drei Sonden teilten sich in eine technologische Erprobungssonde, eine Landesonde und eine Vorbeiflugsonde auf.
Später hat man diese Konzeption umgeworfen und geändert. Die Missionen wurden geändert und mehr Sonden gebaut um sich gegen einen Fehlstart abzusichern. Zur Venus starteten tatsächlich 3 Sonden, die jedoch allesamt in einem Erdorbit strandeten (Sputnik 19,20 und 21). Die drei Marssonden hat man gestrichen und als "Zond" gestartet.
Die
ersten Zond Sonden waren Missionen zur Venus. Gebaut wurden drei Sonden, von denen aber nur eine
erfolgreich startete. Die Sonde hatte eine Masse von 890-950 kg je nach Literaturquelle. Nach
offiziellen Angaben sollte die Sonde Untersuchungen des interplanetaren Raumes durchführen. In
Wirklichkeit handelte es sich jedoch um eine Venussonde mit einem Lander.
Die Sonde bestand aus einem 131 kg schweren Lander und einem Bus mit Experimenten. Der Lander dürfte Ähnlichkeiten zu dem der Luna Sonden gehabt haben, doch genaueres weiß man nicht. Der Lander und Bus waren hermetisch abgeschlossen und Luft sowie ein Kühlmittel welches an Radiatoren kondensierte sorgten für einen Temperaturausgleich.
Die Experimente waren folgende:
Die Experimente zeigen deutlich, dass die Sowjets durchaus recht hatten, wenn sie als Ziel der Sonde die technologische Forschung und die Erforschung des Interplanetaren Raumes angaben. Doch das war nur die halbe Wahrheit. Die Sonde sollte auf der Venus einschlagen und dabei den Lander freisetzen.
Das Prinzip des Mikrometeoritendetektors beruhte auf der Akustischen Detektion von Mikrometeoriten. Nahezu jede sowjetische Raumsonde verwandte derartige Detektoren, wenngleich sie im Laufe der Jahre verbessert wurden.
Innerhalb der Hülle waren Gasentladungsdetektoren (Geiger-Müller Zähler) montiert. Die Hülle diente als Schutz vor niedrigenergetischen Teilchen, da Geigerzähler jede Art von Strahlung inklusive Gammastrahlung detektieren. Der Zähler vom Typ STS-5 hatte eine Länge von 9 cm bei einem Durchmesser von 1 cm. Luna 2 hatte 6 dieser Detektoren an Bord die sich in der Dicke einer zusätzlichen Kupferummantelung unterschieden. Dadurch konnte man Aussagen über die Energieverteilung der kosmischen Strahlung machen.
Dazu kamen als Szintillationsdetektoren Sie maßen niedrigenergetische Elektronen, die einen Blitz im Kristall erzeugten, welcher von Photomultipliern verstärkt wurde.
Weiterhin wurde ein Cerenkov Detektor eingesetzt. Bei diesem Detektor verursacht ein hochenergetisches Teilchen wenn es ein transparentes Medium durchquert einen Blitz, da die Lichtgeschwindigkeit im Medium geringer als im Vakuum ist (vergleichbar einem Überschallknall). Der Detektor war von 5 Raumseiten abgeschirmt, an der offenen Seite befand sich die Öffnung einer Photomultiplierröhre, die den Blitz detektierte. Als Medium diente eine darüber liegende Halbkugel aus Plexiglas die wiederum von einem Aluminiumschild gegen niedrigenergetische Teilchen abgeschirmt war. Mit diesem Detektor wurden hochenergetische Teilchen und schwere Ionen bestimmt.
Die Detektoren für Protonen und Elektronen bestanden aus einer halbkugelförmigen Abschirmung und einem Metallgitter aus Wolfram das eine Spannung gegen eine darunter liegende Nickelplatte von +50 V aufwies. Die Spannungsdifferenz wurde durch eine Schaltung auf 0 gebracht und ein einschlagendes Teilchen induzierte eine Spannung die gemessen werden konnte.
Das mitgeführte Magnetometer war ein Fluxgate Magnetometer, bei dem zwei Permanentmagneten innerhalb eines Spulenpaares sitzen. Diese induzieren einen Strom und die beiden Spulen sind so verschaltet, dass die beiden Ströme sich aufheben. Ein äußeres Magnetfeld beeinflusst das Magnetfeld der Kerne, wodurch eine Spannung entsteht. Gemessen kann so die Stärke des Magnetfeldes in einer Raumrichtung. Zond 1 hatte jeweils 3 Sensoren die senkrecht aufeinander standen um die Stärke in allen 3 Raumrichtungen zu messen.
Das Messgerät für atomaren Wasserstoff maß die Lyman-Alpha Emission dessen. Es bestand aus einem Teleskop mit UV durchlässigen Lithiumfluorid Linsen die an eine Röhren, geführt mit Stickstoffoxid angeschlossen waren. Dazu kam eine Abschirmung. Dahinter war eine Zelle mit Wasserstoff angeschlossen, die durch die UV Strahlung zur Emission angeregt wurde und diese Strahlung wurde mit einem Photometer detektiert.
Der Lander hatte folgende Experimente:
Es gibt auch die Version, dass zumindest die erste der Sonden keinen Lander mitführte und dafür folgende Experimente:
Das Photometer soll im Bereich von 0.01 bis 10000 Lux die Intensität in verschiedenen Spektralbereiche gemessen haben. Die Geigerzähler waren baugleich zu denen von an Mars 1. Sie dienten auch dem Nachweis von Strahlung während des Flugs. Sie bestanden aus einem STS-5 Geigerzähler umgeben von 7 Antikonzidenzdetektoren die auch als Schild für diese Raumrichtungen fungierten.
Von den 4 gebauten Sonden startete nur eine erfolgreich. Alle Starts fanden mit der Molnija Rakete statt. Der erste Startversuch fand am 11.11.1963 statt. Dies war zu früh für das Venus Startfenster, man entsandte die etwa 800 kg schwere Sonde daher zum Mond. Die ersten zwei Stufen der Molnija Rakete transportieren die Oberstufe Block L in einen Erdorbit. Doch kurz nach der Zündung explodierte das Triebwerk. Die Mission wurde als "Kosmos 21" bezeichnet um ihre wahre Natur zu verschleiern. Der zweite Start fand am 19.2.1964 statt, 36 Tage vor dem optimalen Startdatum zur Venus, so dass vermutet wird, dass diese Sonde nur 800 kg wog und keinen Lander hatte, dafür die oben angegebenen weiteren Experimente. Bei der dritten Stufe führte ein Leck im Sauerstofftank zum zufrieren der Leitungen für Kerosin, Wodurch diese brachen und die dritte Stufe explodierte. Es konnte kein Orbit erreicht werden.
Der dritte Startversuch am 27.3.1964 statt. Die nun 948 kg schwere Sonde ereichte einen Erdorbit, doch versagte dann die Oberstufe Block-L. Sie zündete nicht, wahrscheinlich durch einen Kurzschluss in der Elektronik. Dadurch fiel das Lageregelungssystem aus. Die Sonde wurde als "Kosmos 27" ausgegeben und durch die geringe Bahnhöhe verglühte sie am folgenden Tag in der Erdatmosphäre. Ursache der beiden Fehlstarts der als "Kosmos" firmierten Sonden war ein Konstruktionsfehler in der Steuerung "I-100" der Oberstufe Block-L. Er führte in der Regel zu einem Kurzschluss eines Inverters der Stromversorgung. Dadurch fiel die Lageregelung aus und die Stufe kann nicht gezündet werden oder wurde nach kurzer Zeit abgeschaltet.
Am 2.4.1964 glückte der Start von Zond 1. Die Sonde erreichte auch einen Orbit der sie zur Venus führte, doch dann begannen die Probleme. Ein Glas eines Sternsensors zerbrach und die Sonde verlor das Druckgas. Dadurch wurden die Sender automatisch aktiviert, das ausströmende Gas führte aber zu einer Entladung und damit zum Ausfall der Sender. Damit war der Bus ohne Kommunikation mit der Erde. Dies geschah am 14.5.1964. Kurz vorher gelang noch eine Kurskorrektur welche die Sonde bis auf 100,000 km an die Venus heranführte.
Der Lander konnte noch angesprochen werden bis zum 25.5.1964, dann blieb er stumm. Aus der Bahn konnte geschlossen werden, dass die Sonde am 19.7.1964 die Venus in 110.000 km Entfernung passiert hatte. Die Sonde war zwar nicht erfolgreich, jedoch führte sie die ersten Bahnkorrekturen einer sowjetischen Sonde im Flug aus. Es gab zwei Manöver, eines in 560.000 km Entfernung und eines in 13-14 Millionen km Entfernung. Veröffentlich wurden Daten welche die Strahlendetektoren an Bord von Zond 1 gesammelt hatten.
| Sonde | Startdatum | Bemerkung |
|---|---|---|
| Kosmos 21 | 11.11.1983 | Mondsonde, strandet in einem Erdorbit |
| Zond 1A | 19.2.1964 | Explosion der Drittstufe durch ein Leck in einer Treibstoffleitung |
| Kosmos 27 | 27.3.1964 | Ausfall der Lageregelung von Block L |
| Zond 1 | 2.4.1964 | Verlust der Funkverbindung am 25.5.1964 |
Bei
Zond 2 handelte es sich nach den Daten die man von der Sonde hat, um ein Modell, das große
Ähnlichkeiten mit Zond 1 hat. Die Instrumentierung war wahrscheinlich in weiten Teilen identisch. Weiterhin war Zond 2 ein Einzelstart, dies war sehr untypisch für die damaligen sowjetischen Sonden. Wie oben
erläutert hatte Zond 2 seinen Ursprung in 3MV Programm. Nachdem man das 1965-er Startfenster für
die Marssonden nicht nutzen wollte, setzte man nun die Sonden als Zond 2 ein.
Zond 2 setzte neben dem bei Mars 1 erprobten Impulstransmitter auch einem Sender im 8 cm Band ein. Die Sendeleistung betrug 20 W bei 5 cm Wellenlänge (entsprechend 200 Pixel/Sec) oder variable Datenraten bei 8 cm Wellenlängen (je nach Entfernung 512, 1024, 2048 oder 4096 Bit/sec).
Von der UdSSR wurde nur mitgeteilt, dass die Sonde die Aufgabe hatte technische Systeme zu testen (es befanden sich unter anderem sechs Ionentriebwerke nach dem Prinzip der Erzeugung von Plasma mit Lichtbögen an Bord) und den interplanetaren Raum bis zum Mars erforschen sollte.
Experimente
Über die Kamera von Zond 2 gibt es heute einige technische Details. Es war eine
miniaturisierte Weiterentwicklung der Mars-1 Kamera. Anstatt mit 70 mm Film arbeitete die Kamera
nun mit 25.4 mm Film (manchen noch von den Pocket-Kameras aus den siebziger Jahren bekannt). Das
Gewicht konnte von 32 auf 6.5 kg gedrückt werden. 40 Bilder gingen auf den Film. Abgetastet
konnte er mit 550 oder 1100 Zeilen/Bild. Detektor war ein Logarithmischer Photomultiplier
(FEU-54).
Angeschlossen war wie bei Mars-1 und Zond-3 ein Fernes UV Spektrograph. Das Spektrum von 190 bis 275 nm wurde auf einen von der Kamera nicht benutzten Teil des Films projiziert und mit übertragen. 150 Punkte konnten unterscheiden werden. Ein zweites Spektrometer arbeitete mit einem Photometer als Detektor und einem Gitter zum zerlegen des Lichts in das Spektrum. Es deckte den Bereich von 285 bis 355 nm ab.
Magnetometer, Strahlungsdetektoren entsprachen weitgehend denen von Zond 1. Das Spektroreflexometer war eine vornehme Umschreibung für ein "Vorhandensein von Leben" Experiment, welches auch auf Mars-1 fliegen sollte, dort aber wieder demontiert wurde. Es handelte sich um ein IR Spektrometer, dass bei 2.4 bis 4.1 Mikrometern im CH Band die Strahlung maß und diese mit der Strahlung daneben verglich. Organische Materie hätte in diesem Spektralbereich absorbiert. Auf Zond 3 flog ein analoges System mit und stellte auf der Erde leben fest.
Zond 1 startete am 30.11.1964 erfolgreich, allerdings konnte die Entriegelung eines Solarpanels nicht gelöst werden. So hatte die Sonde nur die Hälfte des Stroms zur Verfügung. Dieses Problem konnte nicht mehr behoben werden. Am 18.12.1964 wurden die elektrischen Triebwerke erfolgreich getestet. Durch die zunehmende Sonnendistanz wurde die Energieversorgung kritischer und schließlich reichte die Energie nicht mehr aus um die Sonde ausreichend mit Strom zu versorgen. Am 14.5.1964 wurde der Kontakt verloren. Am 6.8.1965 passierte die Sonde den Mars in einer Entfernung von 1500 km, der bis zum Jahre 1974 geringsten Distanz, in der ein Raumfahrzeug einen Planeten besuchte. Die Relativgeschwindigkeit zu Mars betrug 5265 m/s.
Bei
Zond 3 handelt es sich wie bei Zond 2 um ein Einzelexemplar. Nach allen bisherigen Daten dürfte
Zond 3 identisch zu Zond 2 gewesen sein. Da diese Sonde erfolgreich war, gibt es über Sie etwas
mehr Details.
Die Experimente an Bord:
Die Sonde verwandte wie Zond 1-2 auch Plasmatriebwerke. Das
Kamerasystem verwandte ein Objektiv mit 106 mm Brennweite. Es wurde wie bei Luna 3 und den
Lunar Orbitern fotographischer Film verwendet, der an Bord
entwickelt und danach digitalisiert wurde. Am Anfang und Ende des Films gab es Muster zur Eichung
die bei der Belichtung mit abgebildet wurden. Ein Bild wurde alle 150 Sekunden abwechselnd mit
1/100 und 1/300 Sekunde Belichtungszeit angefertigt.
Ein Bild wurde in 1100 Zeilen zerlegt, digitalisiert und zur Erde gesandt. Es gab neben dem normalen Übertragungsmodus der 1100 x 860 Pixel übertrug auch einen Vorschaumodus, der das Bild nur mit 67 Zeilen abtastete. Neben dem bei Mars 1 eingesetzten Impulstransmitter (der bei 6 GHz die Grauwerte als eine zeitlich variierende Impulsfolge übertrug) wurde erstmals auch ein 3.7 GHz Sender mit Amplitudenmodulation eingesetzt. Im hochauflösenden Modus dauerte es 2 Sekunden um eine 1100 Pixel lange Scanzeile zu übertragen. Die Übertragung eines kompletten Bildes dauerte 34 Minuten.
Angeschlossen an die Kamera war ein UV Spektrometer, das UV Spektrum von 285 bis
355 nm wurde auf 3 Bilder des Filmes belichtet. Ein zweites UV Photometer maß zwischen 190 und
270 nm die Intensität und übertrug diese Signale digital.
Anders Zond 2 startete die Sonde acht Monate nach dieser als das Startfenster zum Mars schon geschlossen war. Bis heute ist nicht klar warum. Da damals die Sowjetunion alle Raumsonden mindestens in zwei Exemplaren startete ist die heute am verbreiteteste Erklärung, das Zond 3 ein Schwesterexemplar von Zond 2 war, welche aus unbekannten Gründen das Startfenster zum Mars verpaste.
Am 18.7.1965 startete die (je nach Quelle zwischen 959 und 996 kg schwere) Sonde problemlos Richtung Mond. Sie passierte den Mond 33 Stunden später. Bei einer Distanz von 11570 km noch auf der erdzugewandten Seite begann die Sonde Fotographien zu machen. Die geschah während der nächsten 68 Minuten, bis zu einer Distanz von 9968 km. Der geringste Abstand betrug 9200 km. Der Flugpfad führte über ein Gebiet von 60 Grad in der Länge und 12 Grad in der Breite.
Die Übertragung begann erst 9 Tage später aus einer Entfernung von 2.2 Millionen km. Zum Test interplanetarer Kommunikation wurde dies in einer Distanz von 31.5 Millionen km wiederholt. Es wurden 25 Fotographien im sichtbaren und 3 im UV Bereich übermittelt. Eines davon ist rechts abgebildet. Diese zeigten 19 Millionen km² der Mondoberfläche oder 30 % der Oberfläche in einer Qualität, die deutlich über der von Luna 3 lag, dabei wurde vor allem die Mondrückseite abgelichtet und die Sowjetunion konnte nach Luna 3 nun erheblich bessere Fotos der Mondrückseite vorlegen, welche zeigten, dass diese weitaus verkrateter war als die von der Erde sichtbare Seite.
Kommunikation konnte zur Sonde bis Anfang März 1966 aufrecht erhalten werden. Die Sonde befand sich dann in 153.5 Millionen km Entfernung. Damit konnte die Sowjetunion mit ihrer Mission vollauf zufrieden sein, denn es hatte alles funktioniert. Dies war damals beileibe nicht selbstverständlich. Nun konnte die Sowjetunion an den Bau der schweren Marssonden "Mars 69" gehen.
Waren die ersten Zond Sonden mit einem Planeten als Ziel, oder zumindest dem
interplanetaren Raum, so hatten Zond 4-8 eine andere Mission. Die Sowjets waren zwar im Bau ihrer
Mondrakete "Herkules" im Verzug, doch sie hofften die Amerikaner
noch publizistisch schlagen zu können. Eine Proton Rakete sollte eine abgespeckte Sojus Kapsel
mit nur einem oder zwei Astronauten und ohne den Aufenthaltsraum der normalen Sojus Kapseln in
einem Bahn um den Mond befördern. Dieser wäre umrundet worden, ohne in einen Orbit
einzuschwenken.
Das hätte zwei Vorteile gehabt: Wären die Amerikaner vor der Sowjetunion gelandet (wofür schon 1967 viel sprach), so hätte man sich auf den Standpunkt zurückziehen können, man hätte nie ein Mondprogramm verfolgt sondern nur die schon erprobte Sojus Kapsel als Mondraumschiff umgebaut, anstatt wie die Amerikaner für 25.5 Mrd. USD ein eigenes Mondprogramm aufzulegen.
Wäre man trotzdem erster gewesen, so hätte man den USA nicht die Genugtuung gelassen wenigstens als erster den Mond umkreist zu haben. Dieses Programm "L-1" wurde 1965 genehmigt und zusätzlich zum Programm der Mondlandung "L-3" durchgeführt. Dies war auch ein Ergebnis der Rivalität der beiden führenden Köpfe Koroljow (Bau der Mondrakete N-1) und Gluschko (Bau der Proton). Die heutige Sojus Kapsel ging aus dem Entwurf für das Mondprogramm L-1 hervor. Sie sollte auch im Programm L-3 eingesetzt werden. Die einzelnen Ausführungen unterscheiden sich aber in der Zuladung des Versorgungsteils, dem Hitzeschutzschild und dem Fehlen eines Orbitalmoduls bei den Varianten die zum Mond fliegen sollten.
Dazu mussten diese Kapseln jedoch erst einmal unbemannt getestet werden. Damit dies nicht so offensichtlich war, wurden diese als Zond 4-8 gestartet. Trägerrakete war die Proton D.
Die Kapseln waren ca. 5375-5390 kg schwer, (Zond 4 nur 5140 kg) hatten mit Versorgungsmodul eine Länge von 4.5 m und einen maximalen Durchmesser von 2.72 m. Sie bestanden aus einem Versorgungsmodul, das bei den Zond Kapseln etwa 400 kg Treibstoff beinhaltete und einer Rückkehrkapsel.
Der Durchmesser des Versorgungsmoduls betrug 2.2 m. Zwei Solarpanel hatten eine Spannweite von 9 m mit einer Fläche von 11.5 m². Es gab anders als bei der Sojus einen Reservefallschirm und Navigationsinstrumente für den interplanetaren Raum. Ansonsten war es eine normale Sojus Kapsel. So war auch bei den Zond Flügen immer das Sojus Rettungssystem an Bord, welches erst nach Ausbrennen der zweiten Stufe abgetrennt wurde. Dadurch konnten zumindest einige Kapseln wieder geborgen werden. Die Versorgungseinheiten gingen bei Fehlstarts aber immer verloren.
Erstmals verfügte eine sowjetische Raumsonde über einen Computer. (Im übrigen noch vor den USA, welche erstmals 1975 bei der Viking Mission einen Computer einsetzten). Der Argon-11 Computer hatte einen sehr kleinen Instruktionssatz von 15 Befehlen. Die Kommandolänge betrug 17 Bit. Datenworte waren 14 Bit lang. Der Argon-11 Computer hatte einen Speicher von 4096 x 17 Bit ROM und 128 x 17 Bit RAM. Er hatte 25 Eingänge und 40 Ausgänge und konnte maximal 64 Messdaten auf einmal verarbeiten. Eine Addition dauerte 30 ms, eine Multiplikation 160 ms. Gebaut wurde er mit MSI Schaltungen. Er wog bei Abmessungen von 305 x 305 x 550 mm 34 kg und zog 75 Watt Strom. Kontinuierlich konnte er 160 Minuten lang betrieben werden. Die Ausfallwahrscheinlichkeit für 2 Kanälen innerhalb von 8 Tagen lag bei 0.001. Der Computer wurde dreifach redundant installiert. Er war vorgesehen für die sowjetische Mondmission und da die die Sojus aus diesem Programm stammte führten auch die unbemannten Sonden diesen Computer mit. Ein Nachfolgegerät, der Argon-16 Computer der 1974 eingeführt wurde steuerte noch bis 2009 die Sojus-Raumschiffe.
Eine Mission hätte typischerweise 7 Tage gedauert. Weiterhin gab es in jeder Kapsel zwei Experimente: Ein Kamerasystem, welches Aufnahmen der Erde und des Mondes machte. Die Kameras schwankten bei den Missionen. Zond 6+8 verwandten Kameras mit 400 mm Brennweite und 13 x 18 cm Schwarzweißfilm. Zond 7 verwandte ein 300 mm Objektiv und 5.6 x 5.6 cm Farbfilm und Schwarzweißfilm. Nach der Rückkehr wurde dieser entwickelt und die guten Aufnahmen veröffentlicht. Neben einem S-Band Sender mit einer Hochgewinnantenne gab es für die Sprachkommunikation einen UHF Band Sender/Empfänger.
Ein zweites Experiment maß Protonen mit zwei Detektoren. Der eine bestand aus
Silicon-Lithium Detektor und bestimmte Protonen im Energiebereich von 1.5 bis 10 MeV und 10-21
MeV. Seine Fläche betrug 3.9 cm². Der zweite Detektor hatte eine Blende der das Gesichtsfeld auf
100° einschränkte. Auch er basierte auf Silizium - Lithium Detektoren und bestimmte Protonen im
Energiebereich von 30-35 MeV und 45-50 MeV.
Zuerst wurden die Kapseln in lang gestreckten Erdorbits getestet. Diese Starts firmierten als Kosmos 147 und Kosmos 154 fanden am 10.3.1967 und 8.2.1967 statt. Der erste Test funktionierte, der zweite jedoch nicht. Die Block D Oberstufe zündete nicht und die Kapsel verglühte zwei Tage später. Es ging hier nicht um den Test der Kapsel, sondern der Trägerakete und des Bahnprofils.
Am 27.9.1967 fand der erste Startversuch statt, doch die Rakete geriet außer Kontrolle. Nur 5 der 6 Triebwerke der ersten Stufe hatten gezündet. Sie wurde nach 97.4 Sekunden gesprengt und schlug 65 km vom Startplatz auf. Das Rettungssystem konnte die Kapsel rechtzeitig von der Rakete absprengen und diese wurde wieder verwendet.
Am 22.11.1967 fand der nächste Startversuch statt. Wieder versagte die Trägerrakete. Bei der zweiten Stufe zündete eines der 4 Triebwerke durch ein Leck nicht. Nach 129.2 Sekunden wurde die Rakete vom Boden aus gesprengt. Sie schlug 3300 km Startplatz entfernt auf. Durch das Rettungssystem konnte auch hier die Kapsel geborgen werden. Allerdings zündete eine Rakete die erst in 1 m Höhe die Restenergie abfangen sollte, schon hoch in der Luft, so dass die Kapsel hart aufschlug.
Der dritte Startversuch glückte und Zond 4 startete am 2.3.1968. Die
Sonde wurde zwar in einen 191 × 330.000 km Orbit geschossen, aber in einen 180° vom Mond
entfernten. Ziel war es die Kapsel zu bergen, aber nicht den Mond zu erreichen, wahrscheinlich um
das eigentliche Ziel des Programms geheim zu halten.
Nach 5.22 Tagen Flug sollte Zond 4 am 7.3.1968 in der Sowjetunion landen, doch das Lageregelungssystem versagte, Als Folge davon trat die Sonde zu steil in die Erdatmosphäre ein und erlitt Belastungen von bis zu 20 g. Vor allem aber landete die Sonde nicht in der Sowjetunion, sondern ging über dem Golf von Guinea (Westafrika) nieder. Die politisch Verantwortlichen entschlossen sich die Sonde in einer Höhe von 10-15 km zu sprengen, damit niemand anderer sie bergen könnte und man so auf die geheimen Pläne aufmerksam werden könnte.
Dies blieb nicht ohne Nachspiel. Maßgebliche Projektverantwortliche wiesen darauf hin, dass man die Kapsel von der Marine hätte bergen lassen können und die Untersuchung der Kapsel wichtig für die weiteren Flüge gewesen war. Es wurde beschlossen in der Folge keine Kapsel mehr zu sprengen, wenn sie vom Kurs abwich.
Offiziell gab man nicht zu, dass die Sonde gesprengt wurde sondern behauptete keck, Zond 4 hätte eine interplanetare Bahn eingeschlagen !
Schon am 22.4.1968 fand der nächste Start statt. Diesmal sandte die Sonde selbst ein falsches Signal an die Rakete, welches 194.6 Sekunden nach dem Start zum vorzeitigen Abschaltens der zweiten Stufe führte. Das Rettungssystem erlaubte aber auch hier eine Bergung der Kapsel, die in 520 km Entfernung vom Startplatz niederging.
Der nächste Flug von Zond 5 klappte jedoch am 27.9.1968. Die Sonde umflog den Mond, nachdem Sie in 328.000 km Entfernung von der Erde eine Kurskorrektur gemacht hatte. Aus einer minimalen Entfernung von 1950 km gelangen Aufnahmen des Mondes. Auch Sprachverkehr wurde simuliert. Bei dem Rückflug versagte jedoch ein Ausrichtungssensor. Als Folge schaltete das Kontrollsystem das Wiedereintrittskontrollsystem ab. Damit flog die Sonde ungelenkt in das sekundäre Zielgebiet im indischen Ozean, anstatt den Kurs anzupassen und gesteuert auf dem Gebiet der Sowjetunion niederzugehen.
Die Sonde wasserte so unplangemäß bei 32.38° Süd und 65.33° Ost im indischen Ozean, 105 km vom nächsten Bergungsschiff entfernt. Am nächsten Tag konnte die Kapsel geborgen werden. Die Kapsel enthielt auch Pflanzen, Kleinlebewesen und Insekten welche die Landung überstanden, Menschen hätten sich aber bei der harten Landung wahrscheinlich die Knochen gebrochen.
Der Flug von Zond 5 veranlasste die NASA, die diese Details nicht kannte, anzunehmen der nächste Flug wäre bemannt. Als Folge davon wurde Apollo 8 zum Mond geschickt, um den Sowjets keine Gelegenheit zu geben das Prestige zu gewinnen, der erste zu sein, der den Mond umrundet hat. Der Apollo Lander war damals noch nicht reif für einen Flug und sollte zuerst im Erdorbit getestet werden, dann erst sollte es zum Mond gehen. Zond 5 änderte diesen Plan.
Die nächste Zond Mission startete am 10.11.1968. Doch auch hier gab
es Probleme. Als erstes entfaltete sich die Hauptantenne nicht. Man konnte jedoch auf den UHF
Reserve Empfänger ausweichen.
Nach der Passage des Mondes in einer minimalen Entfernung von 2420 km traten erneut Probleme auf. Die Temperatur im Wasserstoffperoxidtank sank unter ein akzeptables Maß. Man versuchte ihn zu erwärmen indem man die Sonde drehte, so dass er dem direkten Sonnenlicht ausgesetzt war.
Das half zwar, machte aber wiederum die Gummidichtungen der Kapsel spröde und die Luft entwich aus der Kapsel. Die technischen Systeme beeinflusste dies jedoch nicht. Ein Astronaut wäre jedoch erstickt oder hätte den Rest der Reise im Anzug im Helm verbringen müssen.
Beim Wiedereintritt schien zuerst alles zu funktionieren. Die Kapsel hüpfte nach einem Eintauchen nochmals über die Atmosphäre, so dass die Belastung auf 4-7 g sank und die Eintauchstrecke über 9000 km betrug.
Zond 6 landete zwar im korrekten Zielgebiet, doch ein Radar Abstandsmesser bewirkt das verfrühte Abtrennen des Fallschirms. Die Kapsel zerschellte bei der harten Landung. Die Filmkassette konnte jedoch geborgen werden. Die Schwarz-weiß Fotos wurden zwischen 11000 und 3300 km Abstand gewonnen, einige erlaubten sogar das Erstellen stereoskoper Bilder.
Trotzdem war das Raumschiff nach 3 nur teilweise erfolgreichen Missionen nicht ausreichend ausgereift für einen Flug von Menschen zum Mond. Mindestens 3 erfolgreiche Flüge sollten einem bemannten Flug vorausgehen. Daran war nun nicht zu denken.
Als im Dezember 1968 die Apollo 8 Mannschaft den Mond umkreiste, wurde das
bemannte Mondumrundungsprogramm eingestellt. Der propagandistische Nutzen war nun nicht mehr
gegeben. Immerhin dürften die noch verbliebenen Raumschiffe aber gestartet werden. Es waren 10
Exemplare gebaut worden. Davon waren bislang 5 gestartet worden.
Am 20.1.1969 fand der sechste Start einer Zond zum Mond statt. Doch es gab Unregelmäßigkeiten beim Aufstieg. Nach 331.66 Sekunden schaltete sich eines der vier Triebwerke der zweiten Stufe vorzeitig ab. Die anderen drei konnten diese Fehlfunktion jedoch noch auffangen. Doch nach 500 Sekunden versagte auch der Gasgenerator der dritten Stufe und die Kapsel ging nach einem ballistischen Flug nahe der Grenze zur Mongolei nieder.
Man nahm sich nun mehr Zeit die Flüge vorzubereiten. Schließlich war das Wettrennen gelaufen. So startete Zond 7 erst am 7.8.1969 also schon nach der Mondlandung von Apollo 11. Zond 7 sollte die einzige vollständig erfolgreiche Mission des Programms werden. Nach einem Kurskorrekturmanöver errichte die Sonde am 10.8.1969 den Mond. Zwar scheiterte auch hier die Kommunikation über die Hauptantenne, aber dies beeinflusste die Mission nicht.
Die Sonde war nun auch mit Farbfilm ausgestattet. Aus 70.000 km Entfernung zum Mond wurden die ersten Bilder gemacht. Diese erste Aufnahmeperiode dauerte 10 Minuten. In 10.000 km Entfernung gab es eine zweite Reihe. Der Mond wurde in 1200 km Entfernung am 11.8.1969 passiert. Schon am 8.8.1969 hatte die Sonde Aufnahmen der Erde gemacht. Die Sonde ging planmäßig nach 6 Tagen und 18 Stunden in Kasachstan nieder.
Die Fotos von Zond 7 waren eindrucksvoll und zeigten wie bei Apollo 8 auch die Erde über dem Mondrand. Mit an Bord war auch eine Schildkröte welche die fast 7 tätige Reise ohne Wasser gut überstand. Die meisten Bilder auf dieser Seite wurden von Zond 7 gemacht.
Zond 8Nach mehr als einem Jahr Pause starteten die Sowjets die letzte Zond Sonde, wahrscheinlich um die letzte verbliebene Kapsel noch sinnvoll zu nutzen. So erfolgte der Start erst am 20.10.1970. Die Sonde passierte den Mond am 23.10.1970 in 1110.4 km Entfernung und machte Aufnahmen des Mondes in Schwarz-weiß und Farbe. Wieder gab es zwei Aufnahmeserien. Einmal aus großer Distanz, wo der ganze Mond sichtbar war (siehe rechts) und eine kurz vor der größten Annäherung. Auf dem Weg gab es in 250.000 km Entfernung ein Kurskorrekturmanöver und zwei Korrekturmanövern auf dem Rückflug. Doch wie bei Zond 5 versagte das Wiedereintrittssystem und die Sonde landete ballistisch 24 km vom sekundären Zielgebiet entfernt 730 km südöstlich von den Chagos Inseln im indischen Ozean. Sie konnte dort von sowjetischen Bergungsschiffen geborgen werden.
Die Bilder von Zond 8 hatten eine sehr gute Qualität und konnten so mit 6.000 x 8.000 Pixeln digitalisiert werden. Sie sind die besten Aufnahmen des Mondes die man bis heute von unbemannten Sonden hat. Das abgebildete Bild zeigt nur einen kleinen Ausschnitt (wie man an dem relativ großen Kreuz sehen kann) und ist qualitativ genauso hochwertig wie die meisten Apollo Aufnahmen die ich kenne.
Heute ist das Zond Programm weitgehend vergessen. Es konnte nicht wie das Luna oder Venera Programm eindrucksvolle Erfolge wie das Landen auf der Venus oder den Einsatz eines Rovers auf dem Mond und die Rückführung von Mondproben vorweisen. Es war auch kein Programm, sondern bestand aus zwei Sondentypen: Interplanetaren Sonden und unbemannten Tests von bemannten Raumschiffen.
Es gibt wenige Hinweise, das die Ergebnisse der frühen Zond Sonden Auswirkungen auf andere Programme hatten. So wurden Plasmatriebwerke selten in Raumflugkörpern eingesetzt. Da das bemannte Mondumrundungsprogramm nach der Mondumkreisung von Apollo 8 eingestellt wurde, war auch die Entwicklung der Kapsel die man mit Zond 4-8 testete umsonst gewesen. Zwar war die Kapsel aus dem Sojus Raumschiff hervorgegangen, jedoch erforderte der Eintritt mit höherer Energie und die Gewichtsbeschränkung auf 5.4 t ( etwa 2 t weniger als bei Standard Sojus mit Orbitalsektion) weitgehende Änderungen, so dass man auch im Sojus Programm keinen Nutzen von den Mondumflügen von Zond hatte.
Es blieben noch zwei Zond Raumschiffe übrig, welche heute in Museen ausgestellt sind.
| Sonde | Startdatum | Mission | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Zond 1A | 19.2.1964 | Venusvorbeiflug | Fehlstart |
| Zond 1B (Kosmos 27) | 27.3.1964 | Venusvorbeiflug | Strandet im Erdorbit |
| Zond 1 | 2.4.1964 | Venusvorbeiflug | Ausfall der Sender am 14.5.1964 |
| Zond 2 | 30.11.1964 | Marsvorbeiflug | Verlust von einem Solarpanel führte zum Abbruch der Funkverbindung am 14.5.1964 |
| Zond 3 | 18.7.1965 | Mondvorbeiflug | Erfolgreich. Funkverbindung bis zum März 1966 |
| Zond 4A | 27.9.1967 | Mondumrundung | Fehlstart |
| Zond 4B | 22.11.1967 | Mondumrundung | Fehlstart |
| Zond 4 | 2.3.1968 | Mondumrundung | Sprengung nach Abweichung vom Kurs über Afrika |
| Zond 5 | 27.9.1968 | Mondumrundung | Harte Landung im sekundären Zielgebiet |
| Zond 6 | 10.11.1968 | Mondumrundung | Kapsel zerschellt am Boden durch verfrühte Abtrennung des Fallschirms |
| Zond 7A | 20.1.1969 | Mondumrundung | Fehlstart |
| Zond 7 | 7.8.1969 | Mondumrundung | Erfolgreiche Mission |
| Zond 8 | 20.10.1970 | Mondumrundung | Harte Landung im sekundären Zielgebiet |
NSSDC Query: NASA's Katalog der Raumsonden und Satelliten Zond 1
NSSDC Query: NASA's Katalog der Raumsonden und Satelliten Zond 2
NSSDC Query: NASA's Katalog der Raumsonden und Satelliten Zond 3
NSSDC Query: NASA's Katalog der Raumsonden und Satelliten Zond 4
NSSDC Query: NASA's Katalog der Raumsonden und Satelliten Zond 5
NSSDC Query: NASA's Katalog der Raumsonden und Satelliten Zond 6
NSSDC Query: NASA's Katalog der Raumsonden und Satelliten Zond 7
NSSDC Query: NASA's Katalog der Raumsonden und Satelliten Zond 8
Don P. Mitchell: Sowjet Exploration of Venus
Dieser Text stammt von Bernd Leitenberger| Sitemap | Kontakt | Neues | Bücher vom Autor | Buchempfehlungen |