Dies ist die Geschichte, wie die Regierung in den USA nach und nach immer weniger Einfluss auf die Industrie hatte. Doch beginnen wir am Anfang. Nämlich bei der A‑4, die vom Heereswaffenamt in Peenemünde entwickelt wurde. Doch nicht nur dort: Beteiligt waren Firmen aus ganz Deutschland, denn die A‑4 beinhaltete auch Feinwerktechnik (Gyroskope), Elektrik (Kabel, Potentiometer) und Teile aus vielen anderen Industrien. Das alles war eng verflochten, und das Heereswaffenamt musste sich nicht darum kümmern, alles zu kontrollieren – das taten die Firmen von selbst. Wahrscheinlich, weil die A‑4 als kriegswichtig eingestuft wurde und Fehler oder nicht korrespondierende Probleme drastische Konsequenzen haben konnten, und eben weil es die deutsche Gründlichkeit gab – der Begriff schaffte es dann auch ins amerikanische Vokabular.
Die USA suchten nach den Experten und verfrachteten sie in der Operation „Paperclip“ in die USA. Dort durften sie ebenfalls erbeutete A‑4 starten, wobei der tiefere Zweck war, dass die US‑Spezialisten die Rakete kennenlernten und befähigt wurden, etwas Ähnliches zu bauen. Russland baute sie sogar unverändert nach. Danach drehten sie Däumchen. Kurz nach dem Kriegsende in Europa zündeten die USA die erste Atombombe, und mit ihr wähnten sie sich unbesiegbar. Sie brauchten ihrer Ansicht nach keine Rakete.
Die Einstufung änderte sich erst 1949. Da brach nicht nur der Koreakrieg aus, bei dem die von den USA geführten UN‑Truppen schnell an den Rand einer Niederlage gerieten, sondern die UdSSR zündete ihre erste Atombombe. Weil man nun zumindest an den Einsatz von Atombomben in Europa dachte, wurde die Redstone genehmigt. Und hier beginnt unsere Geschichte in den USA.
Wernher von Braun wurde Chef des Army Ballistic Missile Agency in Alabama (ABMA), einer Forschungs‑ und Entwicklungsabteilung der US‑Army, also das Gegenstück zu dem, was er schon in Peenemünde leitete. Ebenso war die Arbeitsteilung identisch: Im ABMA wurde geforscht und entwickelt, und das fertige Produkt – die Redstone – wurde extern produziert. Nur war dafür der Autobauer Chrysler zuständig und nicht die SS. Die ersten Redstones entstanden noch im ABMA, dann wurde die Produktion ausgelagert. Und hier merkte Wernher von Braun, dass es einen bedeutenden Unterschied gab:
Der erste Testflug der Redstone fand am 20. 8. 1953 statt. Am 3. 5. 1954 explodierte die dritte Redstone beim Start. Als General Toftoy fragte: „Wernher, why did the rocket explode?“ wusste von Braun zunächst keine Antwort. Nach gründlicher Untersuchung stellte sich heraus, dass jemand bei der Fertigung geschlampt hatte. Von Braun antwortete Toftoy: „It exploded, because the damn son of a bitch blew up!“.
Wernher von Braun lernte, dass die US‑Produktion eine deutlich schlechtere Qualität ablieferte als das, was er in Deutschland selbst von Zwangsarbeitern von der A‑4 gewohnt war. Er drängte bei Chrysler auf eine qualitativ bessere Arbeit und führte ein rigides Qualitätsmanagement ein. Das behielt er auch bei allen folgenden Trägern bei. Das Ziel war: „Maximum reliability will be achieved, when the target area of the missile becomes more dangerous than the launching area.“
Das Grundproblem – und das ist es bis heute – ist, dass Arbeiter in den USA eine viel geringere Sicherheit bei der Beschäftigung haben, eben das berühmte „Hire and Fire“. Es werden Arbeiter eingestellt, wenn man Redstones baut, angelernt und wieder entlassen, wenn die Produktion ausläuft. Es gibt keine dauerhaft angestellte Belegschaft die immer mehr Erfahrung sammelt. So kann man produzieren, dann muss man eben vor der Auslieferung Fehler erkennen und korrigieren – eben das, was man Qualitätssicherung nennt.
Wernher von Braun lernte daraus, und wenn er in einem Projekt involviert war, dann schaute er zum einen, dass intern möglichst viel durchgeführt wurde – auch die ersten Saturn I, IB und V wurden zuerst im ABMA, das dann aber schon zur NASA gehörte und seitdem Marshall Space Flight Center heißt, gebaut; erst danach übernahm die Industrie. Und er vertraute nicht auf deren Kontrollen: Vom ABMA schwärmten Kontrolleure und Inspektoren aus, ebenso Ingenieure, die eigentlich das Know‑how in die Firmen transferieren sollten.
Doch beides kam in der US‑Industrie an, die von der Regierung völlig anderes gewohnt war: Die Regierung schrieb einen Auftrag aus, was sie denn gerne hätte, die Industrie legte detaillierte Vorschläge vor, die begutachtet und nach einem Punktesystem beurteilt wurden, und dann bekam die beste Firma den Zuschlag – oder nicht, wenn es z. B. politische Gründe für die Wahl gab. Bei Beginn der Raumfahrt selektierte man z. B. bewusst Firmen, die in anderen Programmen nicht involviert waren, um eine möglichst breite Basis von Betrieben zu haben, die die benötigte Kompetenz und Kapazitäten hatten. Bei der Saturn V baute z. B. jede Stufe ein anderer Flugzeughersteller.
Anders als beim Kommandomodul (North American) und dem Mondlander (Grumman) wurde die Saturn V vom MSFC entwickelt und nicht von den beiden obigen Firmen. Dafür funktionierte sie auch und tötete weder drei Astronauten, noch lag sie im Zeitplan zurück oder fiel bei der Qualitätskontrolle durch, wobei der Leiter von Cape Kennedy ihr bescheinigte, sie wäre ein „piece of junk, leaking like a sieve“.
Das System hatte den grundlegenden Nachteil, dass die Firma auf Staatskosten das meiste Know‑how erwarb und der Staat – in diesem Falle die NASA – den kleineren Teil, dafür aber alles bezahlte.
Die enge Verzahnung mit den Herstellern wurde von der NASA abschätzig „Kontraktoreninfiltration“ und von den Auftragnehmern als „technische Übernahme durch die Regierung“ bezeichnet. Im Mercury‑Programm war das ABMA nur wenig beteiligt. Sie fertigten eigentlich nur die Redstones für die ersten Testflüge. Der Hauptträger war die Atlas. Doch Wernher von Braun juckte das nicht. So bekam auch bald McDonnell als Kapselhersteller Besuch von Inspekteuren der ABMA. Sie stellten fest, dass man dort mit Verfahren arbeitete, die im ABMA als veraltet und riskant angesehen wurden. So schrieb von Braun am 9. 10. 1959 Robert Gilruth an, um ihn auf diese Umstände hinzuweisen.
Das machte von Braun und das ABMA bei der STG nicht gerade beliebt. Allerdings waren alle Flüge seiner Raketen erfolgreich, nicht nur die Redstone, sondern auch die Saturn. Im Mercury‑Projekt bestand von Braun darauf, dass die Redstone, die Chrysler baute, nicht wie die Atlas zum Cape verschifft wurde, sondern zuerst nach Huntsville. Dort wurden sie nochmals eingehend überprüft. Es gab Probezündungen des Triebwerks. Er wollte dasselbe mit der Kapsel durchführen. Das wurde als zeitraubend und die Kosten in die Höhe treibend kritisiert.
Die Kritik verstummte schlagartig, als bei MR‑1 die Rakete abhob und wieder landete, weil ein Kabel zu kurz war – nun wurde erst vielen klar, dass es rund 800 Änderungen gab, die überprüft werden mussten, bevor die Redstone startete.
Auch bei der Atlas brauchte man „Deutsche“, damit dort die Probleme aufhörten. Die Atlas sollte die Mercury‑Kapsel in den Orbit befördern, damit konnte die Regierung durchsetzen, dass eine unabhängige Behörde sie überprüft. Das war die Aerospace Corporation, später in TRW umbenannt. Unter der Leitung von Bernhard Hohmann, der schon Testpilot des Raketenjägers Me‑163 war, erarbeitete die Aerospace Corporation das Flugabbruchsystem ASIS und führte ein Review der Atlas durch. Die Aerospace Corporation schlug Maßnahmen vor, um die Rakete sicherer zu machen. Unterstützt wurde Hohmann von Ernst Letsch von der STG. Nicht alle Maßnahmen wurden umgesetzt, so gab Hohmann die Empfehlung, bewährte anstatt neue High‑Tech‑Teile einzusetzen; dem folgten NASA und STG nur teilweise.
Die wichtigste Maßnahme war es, ein rigides Qualitätsmanagement bei Convair einzuführen, jeden Arbeitsschritt zu dokumentieren und, wo immer es möglich war, Teile zu kontrollieren. Das fing bei den Rohmaterialien an, die bisher noch nicht kontrolliert wurden, und endete mit einer formalen „Flight Readiness“-Abnahme der Rakete nach dem Rollout. Es dauerte zwei Jahre, bis das Qualitätsmanagement in der Produktion umgesetzt war. Die Redstone wurde schon nach solchen Standards produziert. Das war allerdings in der US‑Industrie die Ausnahme.
Wenige Jahre später bezog die NASA ihre Trägerraketen von dem Flugzeughersteller Martin. Es waren Titan‑II‑ICBM. Sie wurden umgerüstet, so bekamen sie eine neue Avionik, aber auch mehr redundante Systeme, wo dies gewichtsmäßig möglich war. Martin fertigte keine besondere Titan für Gemini, sondern entnahm die Titan für diesen Auftrag aus der laufenden Produktion in Denver für die Air Force und ließ sie in einer weiteren Fabrik bei Middle River, Maryland, umrüsten.
Die dortigen Martin‑Ingenieure waren erstaunt über das, was angeliefert wurde, und nach Ansicht von Don Caldwell, der dort angestellt war, waren die Raketen für die Air Force von „schlechter Qualität und sub‑standard“. So waren die ersten angelieferten Triebwerke versehen mit nachträglichen Schweißnähten und wurden prompt retourniert. Dasselbe passierte mit den nächsten beiden Triebwerken. Es wurden beschädigte Kühlröhren in den Düsen gefunden. Die Lösung war eine Röntgenstrahlendurchleuchtung der Düse. Die Beschwerden von Middle River führten dazu, dass man in Denver die Produktion wesentlich verbesserte und auch die Air Force zuverlässige Träger ausgeliefert bekam.
Das ist nun schon über 60 Jahre her. Mit dem Ausscheiden von Wernher von Braun hörte die enge Verzahnung zwischen NASA und Firmen auf, es läuft so wie in anderen Projekten und oben erwähnt: Die NASA schreibt aus, die Firmen entwickeln. Inzwischen entwickelt die NASA oder Universitäten nur noch wenig weitestgehend selbst. Raumsonden sind da eine Ausnahme. Normal ist, dass man bei der Industrie den eigentlichen Body eines Projektes bestellt und nur die Instrumente oder andere Nutzlast selbst entwickelt. Beim Mondprojekt Artemis ist es jetzt so, dass im Prinzip die NASA die Verantwortung für den Mondlander komplett an SpaceX und Blue Origin abgegeben hat und Isaac Jaredman eigentlich nur durch dumme Ratschläge glänzt – wie nach der Explosion einer New Glenn, dass Blue Origin doch den Blue Moon-Mondlander mit einer anderen Trägerrakete starten soll, völlig ignorierend, dass der zwei bis drei Starts braucht, um voll gefüllt zu werden, und vom Durchmesser her in keine andere einsetzbare Rakete passt.
Boeings Probleme bei den Passagierflugzeugen zeigen auch ganz deutlich, wie empfindlich das System des „Hire and Fire“ ist und wie hier ganz schnell gefährliche Qualitätsmängel entstehen. Vor allem klappt nicht mal bei Auslagerung der Technikarbeit alles in der Zusammenarbeit. Das zeigt ein Vorfall, der das Zeug zur Posse hat.
Der Mars Climate Orbiter (MCO) war eine Sonde des Discovery‑Programms. Als der Orbiter am 23. 9. 1999 in die Marsumlaufbahn eintreten sollte, begann er sein Triebwerk zu feuern. Fünf Minuten später verschwand er hinter dem Mars. Nach 29 Minuten trat MCO aus dem Funkschatten heraus, doch er antwortete nicht mehr.
Was war schiefgegangen? Bei Mars Climate Orbiter wurde die Ursache schon am selben Tag gefunden. Man musste nur die Telemetrie der Sonde auswerten. So ist die Geschwindigkeit Erde–Sonde durch die Dopplerverschiebung erkennbar. Die Analyse der letzten Telemetrie ergab sofort, dass die Sonde nicht auf Kurs war und der marsnächste Punkt bei 57 km Höhe über der Marsoberfläche anstatt bei 140–150 km lag. In dieser Höhe wurde die Raumsonde zerstört.
Auch dass die Sonde einem Navigationsfehler aufsaß, war noch am selben Tag klar. Es gab Warnungen des Navigationsteams an die Missionsleitung. Diese waren jedoch nicht eindringlich genug, um diese zum Handeln zu bewegen. Zudem rechnete das Missionsteam noch mit einer Kurskorrektur vor dem Eintreten in den Orbit, die aber nicht erfolgte. Man rechnete deswegen mit einer Korrektur, weil nach den Bahnvermessungen nach der Korrektur sich der MCO bis auf 110 km dem Mars näherte. Das war eine so hohe Abweichung, dass die Flugkontrolleure an ein weiteres Manöver dachten. Die Projektleitung sah zwar, dass der Wert sehr nah am Planeten war, aber doch noch außerhalb der Gefahrenzone, die bei 85 km Höhe beginnt.
Als man nach der Ursache forschte, wurde Unglaubliches bekannt: Ursache war ein Verfahren namens Angular Momentum Desaturation (AMD). Durch das große, einteilige Solarpanel bei kleiner Masse des Orbiters bekam die Sonde durch den Sonnenwind einen Drall. Die Drallräder kompensierten das Moment. Man musste sie zyklisch herunterfahren und dann langsam wieder beschleunigen. Also korrigierte man von Zeit zu Zeit mit den Lagekontrolldüsen nach, da das Herunterfahren der Räder die Sonde sonst drehte. Dies war das AMD‑Manöver. Bei MCO kam dies 10‑ bis 14‑mal häufiger vor.
Der häufige Einsatz dieser Düsen beeinflusste aber den Kurs. Man musste dies bei der Navigation berücksichtigen. Dazu gab es vom Hersteller des MCO, Lockheed Martin, eine AMD‑Einheitentabelle, die AMD Small Forces Files. Die Zahlen in dieser Tabelle waren bei Lockheed in amerikanischen (imperialen) Einheiten erstellt worden, d. h. Impulse waren in der Einheit Pfund × Sekunde angegeben. Bei der NASA wurde das international gebräuchliche SI‑System verwendet (Newton × Sekunde). Diese beiden Systeme differieren um den Faktor 4,45. Diese Tabellen wurden in ein Softwareprogramm zur Berechnung der erwarteten Abweichung eingelesen.
Während der ersten vier Monate nach dem Start konnte man die AMD‑Tabellen wegen zahlreicher Softwarefehler nicht nutzen. Man ließ sich von Lockheed Martin, der die AMD‑Manöver durchführte, per E‑Mail informieren. Als man nach vier Monaten erstmals mit der Software arbeiten konnte, stellte sich heraus, dass man den Effekt wohl drastisch unterschätzt hatte (der Faktor 4,45 schlug nun zu). Da aber der Haupteffekt der Düsenzündungen senkrecht zur Sichtlinie erfolgte, konnte man den tatsächlichen Effekt nicht durch Dopplermessungen verifizieren.
So korrigierte man bei den Kurskorrekturmanövern nicht nur den AMD‑Effekt, sondern um den Faktor 4,45 mehr und lenkte dadurch den MCO auf eine zu nahe Marsbahn. Als man die Werte korrigiert um den Faktor 4,45 neu berechnete, zeigte sich sofort, dass der MCO sich bis auf 57 km anstatt 110 km dem Mars nähern würde. Auf dieser Bahn verglühte er schließlich.
Das Problem ist dabei nicht das Verwenden von amerikanischen Einheiten bei Lockheed Martin (entgegen den Vorschriften der NASA), sondern dass der Fehler nicht entdeckt wurde. Es war die mangelnde Zusammenarbeit, die beim Discovery‑Programm durch die engen finanziellen und zeitlichen Spielräume noch verschärft wurde.
Bis heute sind die USA noch eines von drei Ländern weltweit, die imperiale Einheiten einsetzen – selbst England, von dem diese Einheiten ursprünglich stammen, hat sie längst durch SI‑Einheiten ersetzt. So misst man in den USA, die sich von der englischen Krone durch einen Bürgerkrieg lösten, 250 Jahre nach der Unabhängigkeitserklärung die Länge immer noch in der Einheit „Fuß“, die den Mythen nach aufgrund der Fußgröße eines englischen Königs definiert worden sei.
Durch New‑Space scheint es so zu sein, als wäre inzwischen auch bei der NASA der Fachverstand, die Angebote richtig zu beurteilen, abhandengekommen zu sein. Anders kann man die Entscheidung für das „Lunar Starship“ beim HLS‑Vertrag nicht verstehen. Und wie wir sehen, haben alle Kritiker dieser Entscheidung auch recht behalten, ja sogar die Unfähigkeit von SpaceX weit unterschätzt. Selbst ich hätte nicht gedacht, dass sie nach drei Jahren und drei Generationen immer noch Testflüge durchführen und kein einsatzbereites Schiff haben.