Der Testpilot und das Raumfahrtprogramm

Als die USA das Mercury Programm initiierten, kam natürlich sofort eine Frage auf: Wer soll in die Kapsel rein?

Manche plädierten für die Ingenieure, die sie gebaut hatten, weil sie sich am besten mit den Systemen auskannten, doch die meisten fokussierten sich auf eine Berufsgruppe, die sie per se für am geeignetsten für den Job hielten: Testpiloten. Die Argumentation war einfach und logisch: Testpiloten fliegen schon unerprobte Flugzeuge sind also schon geschult, bei Gefahren schnell zu reagieren und einen kühlen Kopf zu behalten. Sie haben große Erfahrung mit Düsenflugzeugen, die man aufgrund der Geschwindigkeit für am vergleichbarsten mit einem Raumfahrzeug hielt. Aufgrund der Geschwindigkeit ist es bei Düsenflugzeugen am wahrscheinlichsten, das eine Störung oder ein Ausfall in einer Katastrophe endet.

Die sieben Mercury Astronauten wurden nach etlichen medizinischen Tests und Vorselektion aufgrund ihrer Vita schließlich offiziell vorgestellt und schon da zeigte sich schon das mediale Interesse. Die Astronauten wurden schnell zu Superhelden und bekamen einen 500.000 $ Vertrag mit dem Life Magazine das von nun an über ihr Leben und Ausbildung berichtete. Das stieg wohl einigen zu Kopf. Kelly schreibt in seinem Buch Moon Lander, das man bei Grumman, wenn ein Astronaut vorbeikam, sei es für Besprechungen, um etwas zu testen oder zur Ausbildung man ihm einen Testpiloten von Grumman zur Seite stellte, weil er sich mit „normalen“ Angestellten und sei es auch der Projektleiter (Kelly) nur ungern redete und sie von oben herab behandelte. Das war auch in der NASA so. Capccoms waren ebenfalls Astronauten und so war es bald so, dass die Astronauten sich nicht als ein Bestandteil des Programms ansahen, sondern als die wichtigste Person im Programm und damit auch in der Position zu entscheiden wie die Missionen gestaltet werden, und wie das Raumschiff gebaut werden muss.

Beim Mercuryprogramm konnten sich nicht mehr viel beeinflussen. Sie waren auch weitestgehend passive Passagiere. Mehr als die Steuerung der Lage und Aktivieren des Bremstriebwerks hatten sie nicht zu tun – zumindest im technischen Sinn. Doch selbst das konnte auch von der Missionskontrolle durchgeführt werden, schließlich startete man die Kapseln zuerst mit Affen als Besatzung, um sie zu testen. Trotzdem schaffte Scott Carpenter es, dass er durch zu hohen Treibstoffverbrauch seine Mission gefährdete, weil er seinem Experimentiertrieb nachging.

Eine größere Rolle kam den Astronauten im Geminiprogramm zu. Dieses sah schließlich Ankopplungen im Orbit vor und Arbeiten außerhalb des Raumschiffs vor, um diese beiden Punkte für das Apollo-Programm zu erproben. Schon hier zeigten sich aber die Grenzen: Als man bei Gemini 3 erstmals versuchte sich an eine Titan Zweitstufe zu nähern und Grissom, Veteran aus dem Mercuryprogramm probierte es, wie er es bei Flugzeugen machte – Geschwindigkeit aufnehmen. Aufgrund der Orbitalgesetze kam er aber dadurch auf eine elliptische Umlaufbahn mit einer höheren Umlaufszeit, womit er sich weiter von der Stufe entfernte. Das musste abgebrochen werden, als der Treibstoffverbrauch kritisch wurde. Alle folgenden Bahnänderungen wurden vom Bordcomputer durchgeführt. Die Pilotenausbildung nützte also nichts, war aber bis zum Ende des Shuttleprogramms Voraussetzung um Pilot oder Copilot eines Raumschiffs zu werden. Lediglich die Endankopplung führten im Gemini-Programm die Astronauten durch.

Ungleich komplexer sollte das Apolloprogramm werden. Astronauten waren hier aktiver beteiligt als bei den anderen beiden Programmen. Sie waren am Innendesign der Raumschiffe beteiligt. So beamen die Mondlander kleine dreieckige Fenster anstatt eines großen Fensters, da diese nach Tests mit den Astronauten sich als ausreichend erweisen. Die Luke wurde rechteckig anstatt rund und Sitze entfielen. Bei allen Entscheidungen waren Astronauten beteiligt bzw. bei der Luke wurde die Änderung durchgeführt, nachdem sich in Versuchen zeigte, das die Astronauten mit dem Tornister kaum durch die runde Luke kamen. Es zeigte sich aber auch, dass die Astronauten nun alles taten, um ihren Arbeitsplatz zu sichern. Das Apolloprogramm war so komplex, das es ohne Computer nicht ging. Doch die Astronauten bestanden darauf die volle Kontrolle zu basalten. So wurden zwar alle Daten an den Computer durch die Bodenstationen überspielt, doch die Astronauten mussten dazu einen Schalter umlegen, damit er sie auch akzeptierte. Bei allen Bahnmanövern wurden die Ausgaben des Computers zur Besatzung mündlich übermittelt, dann von diesen aufgeschrieben, vorgelesen und nach dem Manöver mit der realen Anzeige vergleichen – reine Arbeitsbeschaffungsmaßnahme, denn die Daten lagen auch über die Telemetrie bei der Bodenstation vor. Es zeigte sich bald, dass eine Apollomission mehrere Tausend Tastendrücke erforderte und die Missionskontrolle schlug vor einen Fernschreiber zu installieren – abgelehnt. Die Astronauten wollten nicht „Befehlsempfänger“ werden. Dabei ging es nur darum sei von dem manuellen Aufscheiben von Werten zu entlasten. Es gab genügend Dinge an Bord die nur von der Besatzung erledigt werden konnten, wie das Ankoppeln der Mondfähren im Erd- und Mondorbit, die Navigation mittels Sexanten etc. Prinzipiell war aber die gesamte Mission unbemannt möglich. Bei der Mondlandung waren sie nur in der letzten Phase beteiligt, wenn die Mondfähre von dem Computer in 200 m Höhe auf nahezu null abgebremst wurde, dürften sie die Steuerung übernehmen – musste aber nicht. Es gab einen automatischen Landemodus, der aufgrund des Radars sogar das Bodenprofil berücksichtigte. Lovell wollte ihn ausprobieren, doch bekanntlicherweise landete er nie. Shepard verhinderte bei Apollo 14 den Test einer Toilette für Skylab. Immerhin wurde der Druck seitens der Wissenschaft so groß auf die NASA, dass sie eine eigene Astronautengruppe aus Wissenschaftlern aus der Taufe hob. Doch Slayton Ex-Astronaut teilte diese keiner Mission zu. So wandten sich die Wissenschaft an den NASA-Chef und so wurde bei der letzten Mission Apollo 17 dann von oben herab bestimmt, das Harrison Schmidt als Einziger der Gruppe noch auf dem Mond landen dürfte.

Bei Skylab war der Einfluss weitaus geringer. Zum einen war das Programm mehr wissenschaftlich orientiert. Es ging weniger um das Fliegen. Stattdessen gab es an die 100 Experimente durchzuführen. Zudem war auch im Chor wenig Interesse an dem Programm teilzunehmen, sodass hier die Wissenschaftsastronauten zum Einsatz kamen und auch der Fernschreiber, gegen den sich die Astronauten bei Apollo so vehement wehrten.

Die Astronauten setzen auf das seit 1969 geplante Space Shuttle. Das sollte eine Art Flugzeug im Orbit sein, eigentlich das ideale Gefährt für Testpiloten. Slayton votierte stark für das Programm und verwies auf die bemannten Gleitflüge, die man mit F-104 durchführte. Die NASA evaluierte das Konzept selbst mit dem X-24 Gleitflugzeug. Das Problem: Das Space Shuttle sieht aus wie ein Flugzeug ist aber nur im letzten Bereich der Landung auch ein Flugzeug. Es ist anders als die Kapseln in allen anderen Phasen des Aufstiegs und Wiedereintritts instabil und muss sowohl beim Start wie auch beim Weidereintritt vom Computer laufend in der stabilen Lage gehalten werden. Erstmals waren Astronauten nicht mal als Backup-Systeme bei Start und Landung beteiligt. Damit gab es auch keine Notwendigkeit mehr für einen Testpiloten. Stattdessen wurden immer mehr ingenieurtechnische und wissenschaftliche Qualifikationen gefordert. Der Einfluss der Astronauten war aber noch groß. So gab es beim Space-Shuttle den Piloten und Copiloten. Sie waren Testpiloten und mit dem Shuttle als Raumfahrzeug vertraut. Dann gab es die Missionsspezialisten sie waren für die Mission verantwortlich, kannten sich z. B. mit dem Spacelab aus. Noch eine Nummer kleiner im Anspruch waren die Nutzlastspezialisten, die sich nur mit einer Nutzlast auskannten. Wenn z. B. einen Satelliten, der ausgesetzt wurde oder einigen Experimenten, die durchgeführt wurden. In der Reihenfolge nahm auch der Trainingsaufwand ab. Immerhin eines konnten die Astronauten noch durchsetzen: Das Space Shuttle konnte komplett unbemannt fliegen, genauso wie dies Russland mit der Buran tat. Damit das nicht vorkam, setzten sie einen Hebel durch, der das Landefahrwerk ausfuhr. Als nach dem Verlust der Columbia man über Rettungen im Orbit nachdachte und dann das Shuttle bei einer Beschädigung unbemannt landen wollte mussten die Astronauten vorher die Bodenplatte öffnen und von Hand die Drähte mit denen der Fahrwerksteuerung verbinden, damit dies klappen konnte.

Trotzdem behielten die Testpiloten ihre Altitude. Ulf Merbold schreibt in seinem Buch über die STS-9 Mission, wie er auch von den US-Astronauten meist von oben herab behandelt wurde, er war ja „nur“ Missionsspezialist. Die Testpiloten verloren nun aber rasch an Einfluss, auch weil das Chor unheimlich aufgebläht wurde. Slayton meinte mit den vorhandenen Astronauten könnte man alle Flüge absolvieren. Beherrscht man das Shuttle einmal, so muss man nichts mehr neu trainieren und sich nur noch an die Nutzlast anpassen, doch die NASA sah das anders und rekrutiere enorm viele Astronauten. Die meisten flogen nur wenige Male ins All, obwohl sich das Shuttle Programm über 3 Jahrzehnte hinzog. Zudem standen sie nicht mehr so im öffentlichen Interesse. Damit wurde aber auch die Qualifikation als Testpilot immer unwichtiger.

In Russland, wo der Einzelne sowieso einen anderen Stellenwert hatte, verlief die Entwicklung völlig anders. Auch hier wurden Piloten die ersten Kosmonauten – aber normale Piloten aus dem Militär. Sie waren in der Wostok nur passive Passagiere. Sie konnten nichts selbst steuern. Auch später setzte man weitestgehend auf Automatismen, entwickelte z. B. Für die Progress und Sojus das Igla-System zur automatischen Ankopplung und später das bedeutend zuverlässigere Kurs-System, das bis heute eingesetzt wird. Nur einmal wollte man davon abkommen, das endete in einer Katastrophe: Kurs wurde in der Ukraine gebaut und nach dem Zerfall der Sowjetunion war dies Ausland. So sollte die Mir-Besatzung eine manuelle Ankopplung der Progress erprobte, was schließlich zur Kollision der Mir mit Progress M-34 führte.

Bei der Orion wird die Ankopplung erstmals auch in den USA durch den Computer erfolgen. Ähnliches ist bei den kommerziellen Zubringern geplant, anders könnte SpaceX zwei Touristen ohne „Berufsastronauten“ nicht auf eine Mondbahn schicken.

Was wäre passiert, wenn der Einfluss der Testpiloten kleiner gewesen wäre? Ich denke bei den ersten Programmen waren die Auswirkungen gering. Bei Apollo bekamen alle Astronauten einen geologischen Kurs um Gesteine unterscheiden und einordnen zu können. Das reicht bei den Tätigkeiten (Proben nehmen) aus, zumal die Aufenthaltsdauer auf wenige Stunden begrenzt war. Geologiekenntnisse braucht man später für die Auswertung. Beim Space Shuttle denke ich hat der Einfluss der Astronauten auch verhindert, dass ein unbemannter Shuttle als reines Startgefährt, z. B. um nur Satelliten auszusetzen, niemals aus dem Planungsstadium herauskam. Hätte ein solcher „Carrier Shuttle“existiert, so hätte man nach dem Challenger und Columbia-Desaster den Flugbetrieb zumindest unbemannt weiterführen können. Daneben hätte diese Option den Flugplan entlastet und wäre kosteneffizienter gewesen. Es gab ja mehrere Optionen, die einfachste war, einfach alle Systeme für die Besatzung auszubauen schon das hätte die Nutzlast um 15 t angehoben, mehr als die Hälfte der Maximalnutzlast in einem niedrigen Orbit. Für einen polaren Orbit wäre sie sogar verdoppelt worden. Wer weiß, vielleicht würde das Shuttle noch heute fliegen, müsste es nicht unbedingt bemannt sein, was mit die Schuld der Astronauten ist, die bei Beginn der Planung noch fast alle Testpiloten waren.

3 thoughts on “Der Testpilot und das Raumfahrtprogramm

  1. Hallo Bernd,
    ich weiß Du bist ein Anhänger der unbemannten Raumfahrt, die kostengünstiger verschiedene Dinge im Raum erledigen kann, als eine bemannte Sonde, mit all den zusätzlichen Einrichtungen zur Lebenserhaltung, Sicherheitsauflagen etc….

    Aber der Mensch im Weltall hat auch Vorteile:

    1. Publicity, die Aufnahmen der Raumfahrer freisschwebend im Orbit, auf dem Mond oder irgendwann auf dem Mars sind halt „eindrucksvoller“ als die Aufnahmen der selben Qualität von einer „schnöden“ Sonde…
    2. Medizin: Einige Dinge wie Knochenschwund, Herz-Kreislauf oder ähnliches können durch die Einwirkung der Schwerelosikkeit
    vielleicht besser erforscht werden.
    3. Reaktion auf unvorhergesehenes: Bei Apollo 13 hätte man halt auf das Raumschiff verzichtet und es nicht auf eine Rückkehrbahn zur Erde gebracht… so konnte man vielleicht einen Fehler „wieder zurück zur Erde bringen“ und dort finden und
    ausmerzen….

    Deshalb finde ich auch die bemannte Raumfahrt wichtig, allerdings erst dann, wenn Maschinen und Roboter alles ihnen mögliche erledigt haben, und es „nur durch den Menschen“ neuen Erkenntnisgewinn gibt.

  2. Naja. Hühnerkacke.

    Aber wenn du schon unbedingt berichtigen willst, dann mit ‚K‘. Korps.
    Ist schliesslich nen deutschsprachiger Blog.

    Aber ich bin mir ziemlich sicher, das jeder verstanden hat, was oder wen Bernd meinte.

    Der andere Bernd

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