50 Jahre NASA. Wie die Erkundung von Mond und Planeten begann. Welt der Wissenschaft: Raumfahrt

Welt der Wissenschaft: Raumfahrt 50 Jahre NASA Wie die Erkundung von Mond und Planeten begann Die Weltraumbehörde NASA wird im Oktober 2008 fünf...
Author: Artur Graf
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Welt der Wissenschaft: Raumfahrt

50 Jahre NASA



Wie die Erkundung von Mond und Planeten begann

Die Weltraumbehörde NASA wird im Oktober 2008 fünfzig Jahre alt. In diesem Artikel blicken­wir in ihre Anfänge zurück und befassen uns mit der Geschichte der frühen Raumsonden zum Mond als Wegbereiter der bemannten Apollo-Flüge zum Erdtrabanten. Auch die ersten Sonden zu Mars und Venus entstanden aus den frühen Mondsonden. Von Harro Zimmer

I

n wohl nahezu allen Sprachen ist im

Vergangenheit betrachten, das fast schon

Laufe der zurückliegenden Jahrzehnte

in Vergessenheit geraten ist: Wie begann

die Abkürzung NASA zu einem festen

eigentlich die Erkundung des Mondes so-

Begriff für den Vorstoß des Menschen

wie der Nachbarplaneten Venus und Mars

in den Weltraum geworden. Die National Aeronautics and Space Administration,

durch unbemannte Raumsonden?

ziert, hat wie kaum eine andere staatliche

Die NASA »erbt« ein Mondflugprogramm

Einrichtung weltweit seit einem halben

Die neue Behörde trat schon am 7. Ok-

Jahrhundert nachhaltig Wissenschaft und

tober 1958 schlagartig in das Licht der

Technik geprägt und verändert. Ihre »Ge-

Öffentlichkeit mit der Ankündigung eines

burtsurkunde«, der vom Präsidenten der

Programms für den bemannten Raumflug,

USA, Dwight D. Eisenhower unterzeich-

das kurze Zeit später offiziell den Namen

nete National Aeronautics and Space Act,

»Projekt Mercury« erhielt. Praktisch zur

wurde am 29. Juli 1958 veröffentlicht; ihre

gleichen Zeit wurde der NASA auch das

Tätigkeit nahm die NASA am 1. Oktober

bislang vom Militär geführte unbemannte

1958 auf.

Mondflugprogramm Pioneer übertragen.

vom amerikanischen Steuerzahler finan-

Wie keine andere Institution hat die Oben: Präsident Dwight D. Eisenhower

das gesamte Sonnensystem erschlossen.

(1890 – 1969, Mitte) überreicht nach der

Eine umfassende Würdigung würde Bän-

Unterzeichnung am 29. Juli 1958 den »Space

de füllen. Spektakuläre Erfolge wurden

Act« den Gründungsmitgliedern der NASA,

mit Raumfahrzeugen erzielt, die Men-

Hugh L. Dryden (1898 – 1965, links) und

schen in den erdnahen Weltraum und

T. Keith Glennan (1905 – 1995, rechts).

später zum Mond transportierten. Diese

Unten: Die neue Behörde nahm ihren

Missio­nen überstrahlten die anderen Un-

Betrieb am 1. Oktober 1958 auf. Sie war an-

ternehmungen der NASA. Hier möchte ich

fangs in einem bescheidenen Bürogebäude

daher hauptsächlich ein Kapitel aus der

in Washington, DC, untergebracht.

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Oktober 2008

NASA

NASA in Astronomie und Weltraumforschung Maßstäbe gesetzt und dabei fast

Sterne und Weltraum

NASA NASA NASA/Don Davis

Lunar Orbiter 1 gelang 1966 die erste Aufnahme mit der Erde am Mondhorizont. Das Streifenmuster geht auf die Faksimile-Technik dieser Mondsonden zurück. Oben ist ein zeitgenössisches Bild aus den 1960er Jahren zu sehen, in der Mitte wurden die Daten mit dem Computer bearbeitet und in der unteren Version ausgefleckt und künstlich eingefärbt.

www.astronomie-heute.de

Oktober 2008

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Pioneer 3 sollte am 8. Dezember 1958 am

hatten die Konzepte und Pläne im Rahmen

Mond vorbeifliegen. Durch einen Fehler

des Apollo-Programms eine Chance zur

in der Trägerrakete erreichte sie nur einen

Realisierung. Hier möchte ich jene unbe-

Erdabstand von 102 000 Kilometern, bevor

mannten Missionen der 1960er Jahre zur

sie zur Erde zurückfiel.

Monderkundung betrachten, welche die Voraussetzungen für Apollo schufen und auch zu einem neuen Bild des Erdbegleiters beitrugen.

Wie bemannt auf dem Mond landen? Drei

Raumsondenprogramme

sollten

NASA

primär die Frage beantworten, ob und wo eine sichere bemannte Landung auf dem Erdtrabanten möglich sei. Wie es um die

Am 11. Oktober hob die Sonde Pioneer 1 erfolgreich ab, erreichte aber nicht den

erreichte eine maximale Erdentfernung

Feinstruktur der Oberfläche im Meterbe-

von 102 000 Kilometern.

reich bestellt war, sollten hart aufschla-

Erdtrabanten. Immerhin konnte sich

Pioneer 4 verfehlte den Erdtrabanten

die Sonde bis zu 115 000 Kilometer von

um 60 000 Kilometer und schlug eine

Doch wie war der Mondboden selbst

der Erde entfernen. Für eine Fluchtbahn

Bahn um die Sonne ein. Das glücklose Erbe

beschaffen, könnte er ein Landefahrzeug

reichte

ihre

Geschwindigkeit

gende Sonden vom Typ Ranger klären.

jedoch

des Militärs war allerdings schnell verges-

tragen? Diese Fragestellung erscheint uns

nicht aus, so dass sie im Schwerefeld der

sen, als die Weltraumbehörde am 9. April

heute etwas seltsam, doch in den frühen

Erde gefangen blieb und in die Atmo-

1959 sieben Astronauten für das Mercury-

1960er Jahren vertraten manche Forscher

sphäre zurückfiel. Verantwortlich für die

Programm auswählte, die bald die Schlag-

die Meinung, dass die Mondoberfläche

Entwicklung der Pioneer-Sonden war das

zeilen beherrschen sollten. Ende Juli 1960

mit meterdickem Staub oder eine Art von

seinerzeit für die US-Army arbeitende Jet

schrieb die NASA Vorschläge für ein leis­

Treibsand bedeckt sei, in dem ein Raum-

Propulsion Laboratory (JPL), angesiedelt

tungsfähiges bemanntes Raumfahrzeug

schiff auf Nimmerwiedersehen versinken

beim California Institute of Technology

aus: Apollo, geeignet für die Erdumlauf-

könnte. Weich landende Sonden mit der

in Pasadena bei Los Angeles. Diese Ein-

bahn und die Mondumrundung.

Bezeichnung Surveyor sollten hier schlüs-

richtung wurde am 3. Dezember 1958 der

Doch erst seit der historischen Rede des

sige Informationen liefern. Diese beiden

NASA zugeschlagen. Auch unter der Flagge der NASA war

Präsidenten John F. Kennedy vom 25. Mai

Projekte konnten die entscheidenden De-

1961, in welcher er die bemannte Mond-

tailfragen zur Oberfläche beantworten.

jedoch

Pioneer-Mondprogramm

landung bis zum Ende des Jahrzehnts als

Weiter galt es, optimale Landeplätze für

kein voller Erfolg beschieden. Die Sonde

nationales Ziel vorgab und dem Weltraum

die Apollo-Astronauten zu finden. Verbun-

Nummer 3, nur sechs Kilogramm schwer,

eine Schlüsselrolle für die Zukunft zumaß,

den mit einer umfassenden Kartierung

dem

50 Jahre NASA – Eine kleine Chronik

30. Mai 1966: Surveyor 1 landet weich auf der Mondoberfläche.

50er Jahre

14. Dezember 1962: Mariner 2 passiert die

1. Oktober 1958: Die NASA nimmt ihre

Venus.

beim Bodentest der

Tätigkeit auf.

 27. Januar 1967: Brand

14. Februar 1963: Mit Syncom 1 gelangt

Apollo-Kapsel, drei Astro-

5. März 1959: Pioneer 4 fliegt in

erstmals ein Satellit in den geostationären

nauten sterben

60 200 km Entfernung am Mond

Orbit.

9. November 1967: Un-

vorbei.

26. November 1963: Explorer 18 untersucht

bemannter Testflug von

die Magnetosphäre bis in 198 000 km

Apollo 4 im Erdorbit

Erdentfernung

All Bilder: NASA

60er Jahre

4. März 1968: Start von

4. September 1964: OGO 1 – Geophysika-

OGO 5, dem bis dahin größten geophysika-

lisches Observatorium im Orbit

lischen Observatorium mit internationaler

 23. März 1965: Gemini 3

Beteiligung.

1. April 1960: Der erste Wettersatellit –

startet mit Gus Grissom

21. Dezember 1968: Apollo 8 startet be-

TIROS 1 – startet.

und John Young an Bord.

mannt zum Mond.

12. August 1960: Der Ballonsatellit Echo 1

16. Dezember 1965: Pioneer

24. Februar 1969: Mariner 6 startet zum

gelangt in den Orbit.

6 gelangt in eine Umlauf-

Mars, Mariner

5. Mai 1961: Alan Shepard absolviert mit

bahn um die Sonne

7 folgt am 27.

Mercury-Freedom einen ballistischen Flug.

8. April 1966: OAO 1 – Start des ersten

Februar.

20. Februar 1962: John Glenn umkreist als

Astronomiesatelliten.

21. Juli 1969: Apollo 

erster Amerikaner dreimal die Erde.

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Oktober 2008

11 auf dem Mond

Sterne und Weltraum

des Mondes aus der Umlaufbahn ließ sich dieses Vorhaben mit dem Programm Lunar Orbiter realisieren. Die Programme Ranger und Surveyor

Die Ranger-Sonden Ranger 3 bis 5 (Block-2-Sonden) Start:

26. Januar 1962 (verfehlt Mond);

biter übertrug die NASA-Leitung überra-



23. April 1962 (zerschellt auf

schend dem Langley Research Center in



der Rückseite des Mondes)

Virginia, das sich bis dahin primär durch



und 18. Oktober 1962 (verfehlt

einen exzellenten Ruf in der Aeronautik



Mond)

und in der Behandlung aerodynamischer

Aufschlagort: (Ranger 4): 15,°5 Süd, 130,°5 West

Probleme ausgezeichnet hatte. Wie sich

Masse:

330 Kilogramm, davon

bald herausstellen sollte, hatte man hier



entfallen 43 Kilogramm

die richtige Wahl getroffen.



auf eine mit Balsaholz



ummantelte Landekapsel.

Anfang 1961 herrschte in Pasadena

NASA

gingen an das JPL. Das Projekt Lunar Or-

Hochstimmung. Man ahnte damals noch nicht, dass das Ranger-Programm die

Wissenschaftliche Geräte: TV-Kamera, Seismometer

zeitliche Zielsetzung von Apollo – noch

Ergebnisse: Alle drei Sonden des Typs Block-2 waren Fehlschläge

vor Ende des Jahrzehnts Menschen zum

und sendeten keine Bilder und wissenschaftliche Messdaten zur Erde.

Mond und sicher wieder zurückzubringen – beinahe torpedieren würde. Die Ranger-Sonden, so die Vorstellungen im

Ranger 6 bis 9 (Block-3-Sonden)

JPL, sollten so ausgelegt werden, dass sich

Start: 30. Januar 1964; 28. Juli 1964; 17. Februar 1965 und 21. März 1965

daraus eine weitere Variante entwickeln

Aufschlagorte: Ranger 6: 9,°4 Nord, 21,°5 Ost (Mare Tranquillitatis);

ließ, die Planetensonden vom Typ Mari-

Ranger 7: 10,°7 Süd, 20,°7 West (Mare Nubium);

ner. Für 1961/62 plante man fünf Ranger-

Ranger 8: 2,°6 Nord, 24,°8 Ost (Mare Tranquillitatis); Ranger 9: 13,°3 Süd, 3,°0 West (Krater Alphonsus)

Starts. Zwei Sonden der Version Block 1 sollten

Masse: 366 Kilogramm, davon entfielen 173 Kilogramm auf die Kamera-Nutzlast

als technischer Systemtest in Richtung Mond ohne harte Landung fliegen. Drei

Wissenschaftliche Geräte: zwei Kamera­systeme mit insgesamt sechs TV-Kameras

Sonden des Typs Block 2 wurden dann

mit unterschiedlichen Brennweiten.

bereits üppig instrumentiert: Ein Gamma-

Ergebnisse: bei Ranger 6 versagten die Kameras bei der Aktivierung, Ranger 7 bis 9

strahlenspektrometer, ein Seismometer

übermittelten jeweils bis zum Aufschlag mehrere Tausend qualitativ hochwertige

sowie ein Korrektur- beziehungsweise

Bilder. Kurz vor dem Aufschlag erreichten die besten Bilder eine Auflösung von unter

Bremstriebwerk waren an Bord (siehe Kas­

zwei Metern.

ten rechts).

70er Jahre

2. Dezember 1974: Pioneer 11 startet zu

11. April 1970: Apollo 13 havariert beim Flug

Jupiter und Saturn.

in Richtung Mond, kann aber nach Umrun-

15. Juli 1975: Start von Apollo 18 zum Ge-

den des Erdtrabanten glücklich zur Erde

meinschaftsflug mit Sojus 19.

zurückkehren.

20. August 1975: Viking 1 startet zum Mars,

30. Mai 1971: Start der Raumsonde Mariner

Viking 2 folgt am 9. September.

9, die am 13. November in eine Marsumlauf-

16. Oktober 1975: GOES 1 – Erster geostatio-

bahn einschwenkt.

närer Wettersatellit.

 3. März 1972: Pioneer 10



20. Juli 1976: Viking 1 landet weich in der

zum Jupiter gestartet.

Region Chryse des Mars.

23. Juli 1972: Landsat 1 –

12. August 1977: HEAO – Astronomiesatellit

Erster Erderkundungssa-

für den Röntgen- und Gammastrahlenbe-

Sonne-Erde-Explorer (ISEE-3), der später

tellit im Orbit

reich.

zum Kometen Giacobini-Zinner gesteuert

7. Dezember 1972: Mit

20. August 1977: Voyager 2 startet zur

wird.

Apollo 17 bricht die letzte

Gro­ßen Tour: Jupiter, Saturn, Uranus und

5. März 1979: Voyager 1 passiert Jupiter,

Expedition zum Mond auf.

Neptun

Voyager 2 folgt am 9. Juli

14. Mai 1973: Skylab gelangt in die Erdum-

5. September 1977: Voyager 1 folgt zu Jupiter

11. Juli 1979: Skylab tritt unkontrolliert in

laufbahn, bis zum 8. Februar 1974 sind drei

und Saturn.

die Atmosphäre ein. Zahlreiche Fragmente

Besatzungen an Bord.

20. Mai 1978: Pioneer Venus Orbiter bricht

gehen über Australien nieder.

3. November 1973: Mariner 10 startet zu

zum inneren Erdnachbarn auf.

1. September 1979: Pioneer 11 erreicht Saturn

Venus und Merkur.

12. August 1978: Start des Internationalen

und passiert ihn in 20800 km Abstand.

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Oktober 2008

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Die Block-2-Sonden sollten zwar hart

seite des Erdtrabanten auf. Ranger 5 setzte

aufsetzen, aber dabei nicht zu Bruch ge-

die Pannenserie fort. Nach einem per-

hen. Damit nicht genug; Ende Juni 1961

fekten Start am 18. Oktober 1962 schien

schob das JPL noch einen Vorschlag nach:

der Erfolg zum Greifen nahe. Doch auch

Eine Version »Block 3«, nur mit TV-Kame-

hier sorgten Fehler in der Raketenoberstu-

ras bestückt, die beginnend bei 2000 bis

fe und in der Sonde dafür, dass nach weni-

3000 Kilometer Höhe bis zum Aufschlag

gen Stunden die Funkverbindung abriss.

Bilder des Mondbodens zur Erde funken sollte. Wenige Wochen später genehmigte

Das JPL vor dem Aus?

die NASA-Führung den Bau von vier dieser

Sowohl in Pasadena als auch in der NASA-

Sonden, deren Starts ab Januar 1963 vorge-

Zentrale herrschte nun Alarmstimmung.

sehen waren.

»Künstlerkolonie« und »Exzentrikerclub« waren in Washington noch die schmeichel-

gust 1961 begann das Programm. Die Son-

haftesten Bezeichnungen für das JPL. War

de endete durch ein Versagen der Raketen­

die »Chaos-Truppe« um William Pickering

oberstufe bereits in der Erdumlaufbahn.

(1910 – 2004) wirklich in der Lage, Entschei-

Ranger 2 erging es am 18. November 1961

dungshilfen für das Apollo-Programm zu

nicht anders. Der erste Flugkörper vom

liefern? Untersuchungsausschüsse wur-

ditorium des JPL versammelt und hörten

Typ Block 2 gab unter dem Namen Ranger

den eingesetzt, die nicht mit harter Kritik

mit Begeisterung die Nachricht vom Be-

3 am 26. Januar 1962 sein Debüt. Probleme

an den technischen Standards und dem

ginn der Aufwärmphase der Kameras.

mit der Trägerrakete und ihrer Oberstufe

nachlässigen Management sparten.

USIS/NASA

Mit dem Start von Ranger 1 am 23. Au-

Doch dann passierte nichts. Die Bild-

ließen die Sonde in einem Abstand von

Am 30. Januar 1964 war es dann wieder

schirme blieben dunkel. Nur das Abreißen

36 500 Kilometern nutzlos am Mond vor-

soweit: Ranger 6, nun nur mit zwei TV-

der Funkverbindung signalisierte den Ein-

beifliegen. Die Air Force, für die Rakete

Systemen ausgerüstet, ging nach einem

schlag. Schlimmer hätte es kaum kommen

verantwortlich, wollte jedoch den Fehl-

perfekten Start auf Mondkurs. Allerdings

können. Nicht nur das 252-Millionen-Dol-

schlag nicht allein auf ihre Kappe neh-

registrierte man etwa zwei Minuten nach

lar-Projekt stand nun kurz vor dem Aus,

men, sondern ließ verlauten, dass auch

dem Abheben eine kurze Aktivierung der

auch das JPL geriet in eine existentielle

der Hauptcomputer und der Sequencer

Statusüberwachung des Fernsehsystems.

Krise. Im Kongress wurden Stimmen laut,

von Ranger 3 ausgefallen seien.

Der Absturz sollte am 2. Februar kurz

Ranger 4, gestartet am 23. April 1962,

nach Mitternacht kalifornischer Ortszeit

den bemannten Mondflug zu verschieben. Drei Tage lang mussten sich die NASA-

erreichte zwar den Mond, doch durch den

im Mare Tranquillitatis erfolgen. Zahl-

Oberen und die Verantwortlichen aus Pasa-

Ausfall des zentralen Zeitgebers, der »Ma-

reiche NASA- und Medien-Prominenz so-

dena vor einem Ausschuss des Repräsentan-

ster Clock«, ließen sich keine ihrer Geräte

wie der Chefwissenschaftler des Projekts,

tenhauses verantworten. Mit einiger Mühe

aktivieren. Schweigend schlug die Sonde

der bekannte Astronom Gerald P. Kuiper

entging die Weltraumbehörde der Einstel-

64 Stunden nach dem Start auf der Rück-

(1905 – 1973), waren im von-Kármán-Au-

lung des Programms, musste aber einer

80er Jahre

3. Oktober 1985: Die Raumfähre Atlantis

90er Jahre

14. Februar 1980: Solar Max, der bis dahin

gibt ihr Debüt.

25. April 1990:

größte Sonnenforschungssatellit wird

24. Januar 1986: Voyager 2 fliegt in nur

Das Weltraumte-

gestartet.

80 000 km Abstand an Uranus vorbei.

leskop Hubble

12. November 1980: Voyager 1 passiert

28. Januar 1986: 74 Sekunden nach dem

wird mit der

Saturn in 124 200 km Abstand.

Start explodiert die Raumfähre Challenger.

Discovery ins All

Die siebenköpfige Besatzung kommt ums

gebracht.

des Spaceshuttles.

Leben.

5. April 1991: Compton, ein Satellit zur

25. August 1981: Voyager

29. September 1988: Nach 976 Tagen Pause

Untersuchung der kosmischen Gamma-

2 fliegt an Saturn in

wird mit der Discovery der Shuttle-Flugbe-

strahlung und ihrer Quellen, gelangt in den

101 300 km Distanz

trieb wieder aufgenommen.

Orbit.

vorbei.

4. Mai 1989:

7. Mai 1992: Erstflug der Raumfähre Endea-

4. April 1983: Jungfern-

Start der

vour. Der defekte Satellit Intelsat VI wird

flug der Raumfähre Challenger.

Radarsonde

eingefangen und zur Erde zurückgebracht.

18. Juni 1983: Sally K. Ride wird erste US-

Magellan zur

25. September 1992: Start des Mars Obser-

Astronautin im Orbit.

Venus.

ver. Am 22. Oktober 1993 reißt der Funkkon-

6. April 1984: Der Besatzung von STS 11 ge-

24. August

takt ab.

lingt erstmals die Reparatur eines Satelliten

1989: Voyager 2 fliegt in nur 5000 km Ab-

26. April 1993: Spacelab D-2 startet mit der

– Solar Max – im Orbit.

stand an Neptun vorbei.

Raumfähre Columbia.

30. August 1984: Erstflug des Shuttles

18. Oktober 1989: Start der Jupitersonde

1. August 1993: Galileo liefert Bilder des

Discovery.

Galileo von Bord der Atlantis

Asteroiden Ida und seinem Mond Dactyl.

All Bilder: NASA

 12. April 1981: Erster Flug

50

Oktober 2008





Sterne und Weltraum

Am 24. März stürzte Ranger 9 in den Krater

berechneten Zielpunkt entfernt, übertrug

werden kann. Die hier erstmals eingesetz-

Alphonsus am rechten Bildrand. Eine Vier-

die Sonde innerhalb von 17 Minuten rund

ten Technologien für die Untersuchung

telstunde vor dem Einschlag begann die

4300 Aufnahmen in bester Qualität. Nicht

der Oberfläche und für das Landeverfahren

Sonde, Tausende von Bildern der Mond-

nur die NASA, sondern auch die hohe Po-

finden sich weiter entwickelt bei den Mars-

oberfläche zu funken, bis sie zerschellte.

litik war erleichtert: Präsident Lyndon B.

landesonden Viking (1976) und Phoenix

Das Bild entstand aus 412 Kilometer Höhe,

Johnson gratulierte sofort und empfing

(2008) wieder.

knapp drei Minuten vor dem Aufschlag.

einen Tag später die Spitzen aus der NASA-

Die Federführung für das Projekt eines

Zentrale und aus Pasadena im Weißen

umfangreich instrumentierten Landers

Haus.

lag ebenfalls in Pasadena. Wegen der Be-

Ranger 8 startete am 17. Februar 1965

schäftigung mit den Ranger- und Mariner-

und sendete bis zum Einschlag im Mare

Sonden lief hier das Surveyor-Programm

Tranquillitatis 7137 Bilder. Kurz vor dem

zunächst auf Sparflamme. Ohnehin hatte

Aufschlag zeigten die Aufnahmen Details

die NASA am 19. Januar 1961 den Auftrag

von weniger als anderthalb Metern Größe.

für den Bau der sieben Sonden an die

Das Vertrauen in die Sonden war inzwi-

Raumfahrtfirma Hughes Aircraft vergeben.

schen so groß, dass man das Finale von

Die nachlässige Behandlung des Projekts

Ranger 9, der am 21. März 1965 von Cape

mündete beinahe in eine Katastrophe für

strengeren Kontrolle des JPL sowie der Ein-

Canaveral auf die Reise ging, live im ameri-

das JPL. Forderungen, es zwangsweise zu

setzung eines Stellvertreters für Pickering

kanischen Fernsehen übertrug. So konnten

»verstaatlichen« oder die Führungsspitze

zustimmen. Dieser sollte für die täglich zu

Millionen von Zuschauern den Einschlag

komplett zu entlassen, verfehlten ihre Wir-

treffenden

Management-Entscheidungen

der Sonde im Krater Alphonsus verfolgen;

kung nicht. Auch die Entwicklung der Cen-

des Projekts verantwortlich sein. Nach dem die Fehlerquelle bei Ranger

sie übermittelte beim Abstieg 5814 Auf-

taur, einer leistungsfähigeren Oberstufe

nahmen. Der Erfolg des Programms kam

für die Atlas-Trägerrakete, wurde nun mit

6 – ein Kurzschluss durch das unvorher-

spät – zu spät, um noch relevante Infor-

Nachdruck vorangetrieben.

gesehene Einschalten des TV-Systems kurz

mationen für die Entwicklung der Apollo-

nach dem Start – eliminiert werden konn-

Mondlandefähre beizusteuern.

te, ging es am 28. Juli 1964 mit Ranger 7

Die als Systemtest deklarierte Sonde Surveyor 1 startete am 30. Mai 1966 und landete knapp 64 Stunden später im Süd-

weiter. Man riskierte erneut sowohl in Pa-

Surveyor – das Erfolgsprogramm

sadena als auch in Washington große Pu-

Streng genommen trifft dies auch für das

des Kraters Flamsteed. Während der ersten

blizität. Diesmal wurden die Erwartungen

Projekt Surveyor zu. Für die bemannte

beiden Mondtage übermittelte Surveyor 1

nicht enttäuscht: Exakt zum berechneten

Landung selbst jedoch waren Daten und

bis zum 14. Juli mehr als 11 000 hoch auf-

Zeitpunkt begann die Bildübertragung. Bis

Ergebnisse des Unternehmens von größter

gelös-te Bilder sowie umfangreiche Daten

zum Einschlag mit einer Geschwindigkeit

Wichtigkeit. Rückblickend lässt sich fest-

über die Oberfläche und die nahe Umge-

von 2,6 Kilometern pro Sekunde im Mare

stellen, dass der Stellenwert des Surveyor-

bung. Wichtig war für Apollo die Infor-

Nubium, nur etwa zwölf Kilometer vom

Programms nicht hoch genug eingeschätzt

mation, dass die Belastbarkeit des Bodens

2. Dezember 1993: Erste Wartungsmis­

15. Oktober 1997: Start der Cassini-Huygens-

Ab 2000

sion des Weltraumteleskops Hubble, der

Mission

11. Februar 2000: Mit dem Flug STS-99 wird

optische Fehler wird mit Korrekturoptik

7. Januar 1998: Die Mondsonde Lunar Pro-

eine erfolgreiche Radarmission absolviert.

behoben.

spector wird gestartet

2. November 2000: Eine gemischte russisch-

18. August 1994: Der Satellit WIND zur Ma-

24. Oktober 1998: Mit der Mission Deep

amerikanische Besatzung betritt die ISS, die

gnetosphärenforschung wird in eine Bahn

Space 1 wird erfolgreich ein Ionentriebwerk

seit dem permanent bemannt ist.

um den Librationspunkt L 1 gebracht.

getestet.

12. Februar 2001: NEAR setzt nach Ende der

29. Juni 1995: Erste Kopplung Shuttle –

4. Dezember

Raumstation Mir

1998: Die Disco-

8. August 2001: Die Sonde Genesis zur

7. Dezember 1995: Galileo schwenkt in eine

very bringt das

Sammlung von Sonnenwind-Material wird

Jupiterumlaufbahn ein.

Unity-Modul für

gestartet.

den Aufbau der

18. Februar 2002: Mars Odyssey beginnt mit

Start der Sonde

Internatio­nalen

den Beobachtungen aus der Umlaufbahn.

NEAR zum Astero-

Raumstation ISS

1.Februar 2003: Die Raumfähre Columbia

iden Eros.

in die Umlaufbahn Orbit.

wird bei der Rückkehr in 63 km Höhe durch

3. Januar 1999: Erfolgreicher Start der Ko-

einen defekten Hitzeschild

4. Dezember 1996: Pathfinder mit Sojourner

metensonde Stardust.

zerstört. Die siebenköpfige Crew

beginnt die Reise zum Mars.

23. Juli 1999: Das große Röntgenobserva-

kommt ums Leben.

4. April 1997: Vorzeitiger Abbruch der Mis-

torium Chandra wird während der Mission

10. Juni 2003: Start des Mars-Ro- 

sion STS-83 wegen einer defekten Brenn-

STS-93 ausgesetzt.

vers Spirit, am 8. Juli folgt Rover

 17. Februar 1996:

stoffzelle

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westen des Oceanus Procellarum nördlich

perfekten Mission weich auf Eros auf.

Opportunity.

Oktober 2008

51

Am 2. Juni 1966 landete Suveyor 1 als erste

Surveyor-Sonden 1 bis 7

US-Raumsonde auf dem Mond und über-

Ankunft:

Surveyor 1: 2. Juni 1966;

fläche.



Surveyor­2: 22. September 1966 (Sonde­zerschellt);



Surveyor 3: 20. April 1967;



Surveyor 4: 17. Juli 1967 (Sonde zerschellt);



Surveyor 5: 11. September 1967; Surveyor 6: 10. November 1967



und Surveyor 7: 7. Januar 1968

mittelte das erste Farbbild der Mondober-

Landeorte: Surveyor 1: 2,°4 Süd, 43,°3 West (Oceanus Procellarum);

Surveyor 3: 3,°0 Nord, 23,°3 West (Oceanus­Procellarum);



Surveyor 5: 1,°5 Nord, 23,°2 Ost (Mare Tranquil­litatis);



Surveyor 6: 0,°5 Nord, 1,°4 West (Sinus Medii);



Surveyor 7: 40,°9 S; 11,°5 West (nördlich des Kraters Tycho).

Masse:

1000 Kilogramm beim Start, beim Aufsetzen 300 Kilogramm

Wissenschaftliche Geräte: TV-Kamera, ab Surveyor 3 Geräte zur Bodenana­lyse und Probengreifarm Ergebnisse: Fünf von sieben Sonden landeten weich auf der Mondober­fläche und übermittelten rund 87 000 Bilder. Erste Analysen der chemischen Zusammensetzung NASA

der Mondober­fläche, Bestimmung der Festigkeit des Mondbodens.

mindes­tens 340 Gramm pro Quadratzen-

satz, wobei man bis in eine Tiefe von 17,5

Surveyor 5 landete am 11. September

timeter betrug, so dass eine Mondfähre

Zentimetern vorstieß. Bis zum 4. Mai 1967

1967 im Mare Tranquillitatis am Rand

sicher aufsetzen konnte. Überraschender-

übermittelte die Sonde rund 6300 Bilder.

eines kleinen Kraters. Erstmals kam ein

weise ließ sich der Kontakt zur Sonde bis

Im Rahmen des Mondflugs von Apollo

Experiment zur Analyse der chemischen

zum Januar 1967 aufrechterhalten.

12 im November 1969 demontierten die

Zusammensetzung des Bodens zum Ein-

Surveyor 2, gestartet am 30. September

Astronauten einige Elemente der Sonde,

satz. Ein wichtiger Test für die bemannten

1966, machte aufgrund des Ausfalls eines

darunter die Kamera und brachten sie wie-

Missionen stand ebenfalls auf dem Pro-

Teils der Lageregelung eine Bruchlandung

der zur Erde zurück.

gramm: Für rund eine halbe Sekunde zün-

im Sinus Medii. Ein voller Erfolg wurde

Analog ausgestattet ging am 14. Juli

dete eines der Lageregelungstriebwerke,

dann wieder Surveyor 3, die am 20. April

1967 Surveyor 4 auf die Reise. Zweiein-

um zu sehen, ob und wie viel Staub aufge-

1967 im Oceanus Procellarum niederging.

halb Minuten vor dem Aufsetzen riss der

wirbelt wird. Über zwei Mondtage hinweg

Hier kam erstmals ein Gerät zur gezielten

Funkkontakt ab. Er ließ sich nicht wieder

übermittelte die Sonde mehr als 19 000

Entnahme von Bodenproben zum Ein-

herstellen, da die Sonde zerschellt war.

TV-Bilder zur Erde. Absolut perfekt verlief auch die Mission von Surveyor 6, die mit einer Punkt-

17. Februar 2007: Start von fünf Satelliten

landung am 10. November 1967 im Sinus

Spirit im Gusev-Krater. Opportunity setzt

im Rahmen des Projekts Themis zur simul-

Medii, einem von vier zunächst vorgese-

am 25. Januar im Meridiani Planum auf.

tanen Untersuchung der Entstehung von

henen Apollo-Landeplätzen begann. Bis

3. August 2004: Die Sonde Messenger

Polarlichtern.

zum Sonnenuntergang am 24. November

startet zum Merkur.

4. August 2007: Start des Marslanders

lieferte die Sonde fast 30 000 Bilder sowie

Phoenix

Analysedaten zur Bodenzusammenset-

auf dem Wege zum Kometen

22. September 2007: Die

zung. Voller Spannung erwarteten die Mis-

Tempel 1; Einschlag des »Ge-

Sonde Dawn bricht zu

sionskontrolleure am 17. November einen

schosses« am 4. Juli.

Vesta und Ceres auf.

aufregenden Versuch: Für zweieinhalb

26. Juli 2005: Wiederaufnah-

7. Februar 2008: Mit der

Sekunden feuerten die kleinen Lagerege-

me der Shuttle-Flüge zur ISS

Atlantis – STS 122 – wird

lungstriebwerke, hoben dabei Surveyor

mit der Discovery.

das europäische Columbus-Modul zur ISS

6 leicht an und versetzten die Sonde seit-

12. August 2005: Start des Mars Recon-

transportiert.

wärts. Dieser kleine Sprung verschob die

naissance Orbiter.

31. Mai 2008: Die Discovery – STS 124 -

Sonde um 2,4 Meter. Das Resultat war nicht

15. Januar 2006: Stardust bringt erfolg-

bringt das japanische Kibo-Modul zur ISS

nur als Test für die bemannte Mondlan-

reich Proben von Kometenstaub zurück.

31. Juli 2008: 

dung von Bedeutung. Vielmehr ließen sich

19. Januar 2006: Die Sonde New Horizons

Phoenix

durch den seitlichen Versatz Stereobilder

startet zum Zwergplaneten Pluto.

weist Wasser

aufnehmen und photogrammetrische Ver-

3. November 2006: Nach zehn Jahren

auf dem

erfolgreicher Beobachtung stellt Mars

Mars in Form

Surveyor seine Arbeit ein.

von Eis nach.

 12. Januar 2005: Deep Impact

All Bilder: NASA

4. Januar 2004: Erfolgreiche Landung von

messungen der nahen Umgebung durchführen. Neu im Programm war auch der Blick zum Himmel: Hier standen die Erde und die Sonnenkorona sowie ausgesuchte

52

Oktober 2008

Sterne und Weltraum

Sterne auf dem Programm. Bis zum 14. Dezember 1967 konnte die NASA den Kontakt zur Sonde aufrechterhalten. Alle Informationen, welche die Planer für Apollo benötigten, lagen nun vor. Daher konnten die Forscher vom JPL das Landegebiet von Surveyor 7 nach rein wissenschaftlichen Kriterien auswählen. Sie entschieden sich schließlich für ein raues Terrain fernab der Maria, 30 Kilometer nördlich des jungen Strahlenkraters Tycho. Für eine sichere Landung mussten die Forscher das Zielgebiet auf einen Radius von nur zehn Kilometern eingrenzen. Am 10. Januar 1968 setzte die Sonde knapp zweieinhalb Kilometer entfernt vom Zielpunkt auf. Ein umfangreiches Arbeitsprogramm lief an, das allein rund 30 000 Bilder lieferte. Die Sonde untersuchte vier BoNASA

denproben im Detail, ihr Greifarm zog eine Anzahl von Furchen im Mondboden und führte umfangreiche Materialtests mit dem Bodengestein durch. Von den

Surveyor 3 ist bislang die erste Sonde auf einem fremden Himmels-

astronomischen

körper, die Besuch von Astronauten erhielt. Am 20. November 1969

Beobachtungen

sind

Aufnahmen der Sonnenkorona mit einer

nahm Alan Bean, Astronaut der Mission Apollo 12, dieses Bild auf,

Ausdehnung von bis zu 50 Sonnenradien

bevor er Teile der Sonde abmontierte und zur Erde zurückbrachte,

erwähnenswert. Am 21. Februar 1968 brach

darunter die Kamera (Inset).

schließlich die Funkverbindung ab. Die Bilanz des Surveyor-Programms ist eindrucksvoll: Fünf erfolgreiche Missi-

'

onen waren insgesamt 17 Monate auf dem

''

Erdtrabanten aktiv, übermittelten mehr

(

Ikhl[oeh#C_ii_ed[d 7febbe#C_ii_ed[d BkdW#C_ii_ed[d

als 87 000 Bilder, führten sechs detaillierte Bodenanalysen durch und produzierten

Im Jahr 1966 war auch das dritte Mondprogramm – Lunar Orbiter – einsatzbereit, das Ende Januar 1963 genehmigt wurde.

/

EY[W

Lunar Orbiter – Der Mond aus der Vogelperspektive

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des Oberflächenmaterials.

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Raumfahrtfirma Boeing Aerospace mit

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',

Das Projekt wurde vom Langley Research Center der NASA koordiniert, das die

Mondbild: Tobias Kampschalte/SuW-Grafik nach Archiv Harro Zimmer

lischen und mechanischen Eigenschaften

Whkc

'-

umfangreiche Daten über die physika-

CWh[ DkX_kc

',

dem Bau von fünf Sonden und drei Testmodellen beauftragte. In der Planung des Programms gab es weder zeitliche noch technische Probleme, und man konnte den

-

JoY^e

finanziellen Rahmen einhalten. Zunächst wollte man die Aufnahmetechnik, die auch in den streng geheimen Aufklärungssatelliten der Luftwaffe Verwendung fand, nicht ausführlich vorstellen (siehe Kasten

19 erfolgreiche weiche Landungen auf dem Mond zählt die Raumfahrtge-

auf Seite 54).

schichte bislang. Sechsmal landeten die USA mit den Apollo-Missionen

Das Ziel der Lunar-Orbiter-Sonden be­

bemannt auf dem Erdtrabanten, vorher hatten fünf unbemannte Surveyor-

stand darin, aus unterschiedlichen Hö­hen

Sonden das Terrain erkundet. Ebenfalls eingezeichnet sind die acht Lande-

und Bahnneigungen sowohl Übersichts-

plätze der russischen Luna-Raumsonden.

www.astronomie-heute.de

Oktober 2008

53

aufnahmen als auch Detailfotos der Mondoberfläche zu gewinnen. Zusätzlich waren

Kopernikus

die Sonden mit Sensoren für den Nachweis von Mikrometeoriten und ionisierende Strahlung ausgerüstet. Am 10. August 1966 startete Lunar Orbi-

Fauth

ter 1 mit einer Trägerrakete des Typs AtlasAgena-D. In einer elliptischen Umlaufbahn mit einer Neigung von zwölf Grad gewann die Sonde insgesamt 207 Bilder von großenteils exzellenter Qualität, die sie bis Mitte September übertrug. Lunar Orbiter 1 nahm alle neun potenziellen Landeplätze für Apollo sowie speziell ausgesuchte Regionen auf der Vorder- und Rückseite des Erdtrabanten auf. Ein eindrucksvolles Bild der Erde am Mondhimmel machte welt-

Beide Bilder: USIS/NASA

weit die Runde. Die Steuerung der Sonde war eine komplexe Operation mit rund 5000 Kommandos und 700 Bahnmanövern, welche die Mission begleiteten. Erstmals offenbarte sich hier die Rauheit des lunaren Schwerefelds, vor allem die Wirkung der »Mascons«, der lokalen Massenkonzentrationen in Kruste und Mantel des Mondes. Die Mas-

Lunar Orbiter 2 ging am 6. November

perspektive zeigt. Bis zum 11. Oktober 1967

cons erzeugen lokal erhöhte Schwerefelder,

auf die Reise. Auch hier wählten die Mis-

blieb die Sonde in Betrieb, um ausführ-

welche die Sonden auf ihrer Umlaufbahn

sionskontrolleure noch eine elliptische

liche Informationen über das Schwerefeld

um den Erdtrabanten ablenken und über

Umlaufbahn mit einer Neigung von 11,2

zu erhalten. Danach wurde sie gezielt zum

längere Sicht ihre Bahnen instabil werden

Grad gegen den Mondäquator. Die Sonde

Absturz gebracht.

lassen. Um nicht ungeplant auf der Mond-

übermittelte 609 Aufnahmen mit hoher

Mit dem Flug von Lunar Orbiter 3 am 5.

oberfläche aufzuschlagen, muss die Flug-

und 208 mit mittlerer Auflösung zur

Februar 1967 strebte die NASA eine größere

höhe ständig mit Hilfe von Steuerdüsen

Erde, die teilweise eine Auflösung von bis

Bahnneigung von 20,9 Grad an. Die Sonde

nachgeregelt werden. Am 29. Oktober 1966

zu einem Meter erreichten. Von dieser

übertrug insgesamt 626 Bilder, darunter

wurde Lunar Orbiter 1 gezielt zum Absturz

Mis­sion stammt ein berühmtes Bild des

eines, das die Landesonde Surveyor 1 an

gebracht.

Kraters Kopernikus, das ihn aus der Vogel-

ihrer Landestelle erkennen ließ. Das waren

Wie Lunar Orbiter den Mond fotografierte

A

ls die fünf Lunar-Orbiter-Sonden Mitte der 1960er Jahre

Filmaufwickelspule

zum Mond flogen, lieferten elektronische Kameras noch

keine hochaufgelösten Aufnahmen in der gewünschten Qualität. Um dennoch zur Kartierung geeignete Bilder zu erhalten, schickte man gleich ein ganzes Fotolabor ins All. Dieses entwickelte den in der Mondumlaufbahn belichteten Film gleich vor Ort und tastete ihn danach elektronisch ab. Die Aufnahme der Bilder erfolgte simultan mit einer

Filmentwicklungsund Trocknungsgerät

Weitwinkel- und einer Telekamera auf einen 70-MillimeterSpezialfilm, der für die Satellitenaufklärung der US-Luftwaffe entwickelt worden war. An Bord jedes Lunar Orbiters befan-

Filmvorrat

BIMATAufwickelspule

Vorratsspule BIMATEntwicklungsfilm

den sich 80 Meter Film, der nach der Belichtung mit dem Umlenkspiegel

BIMAT-Verfahren von Kodak verarbeitet wurde. Dabei wurde Entwickler- und Fixierlösung präpariert war (sie­he Grafik). Pro Minute ließen sich so 6,1 Zentimeter Film bei einer Temperatur von 29,5 Grad Celsius bearbeiten. Danach wurden die

80-MillimeterWeitwinkelkamera 610-MillimeterTelekamera

Filme getrennt, das entwickelte Material aufgespult, bei 35

54

Oktober 2008

Sterne und Weltraum

NASA

der belichtete Film gegen einen zweiten gepresst, der mit

Lunar Orbiter 2 gelang 1966 diese an ein

Aufnahmen zur Erde, die 99 Prozent der

Basis für bemannte Erkundung des Erd-

Luftbild erinnernde Aufnahme (links) mit

uns zugewandten Mondhälfte abdeckten.

trabanten, sondern haben bis heute noch

dem Krater Kopernikus am Horizont. Un-

Technische Probleme im Kamerasystem

Bedeutung für die Planung eines neuen

terhalb von ihm ist der Doppelkrater Fauth

beendeten das Programm der Sonde frü-

Aufbruchs zum Mond, den die NASA im

zu erkennen. In der Draufsicht (unten) ent-

her als geplant. Die Sonde wurde bis zur

Jahr 2009 mit der neuen Sonde Lunar Re-

hüllte die Schwestersonde Lunar Orbiter 5

ihrem natürlichen Absturz Ende Oktober

connaissance Orbiter beginnen wird.

bis zu zehn Meter kleine Details in dem fast

telemetrisch verfolgt.

100 Kilometer großen Einschlagkrater.

Die letzte Mission startete am 1. August

Aufbruch zu Venus und Mars

1967, also fast genau ein Jahr nach dem

Auch die ersten Exkursionen zu den Nach-

Auftakt des Orbiter-Programms. Lunar Or-

barplaneten nahmen ihren Ausgang vom

biter 5 sollte aus einer annähernd polaren

JPL. Dessen Wissenschaftler Robert Parks

Bahn ergänzende Aufnahmen von den

hatte bereits im Juli 1960 der Zentrale in

Apollo- und Surveyor-Landeplätzen so-

Washington ein umfassendes Konzept zur

wie von bis dahin nicht oder nur schlecht

Erkundung von Mars und Venus vorge-

erfassten

Erdtrabanten

schlagen. Das nächste günstige Startfens­

ma­chen. Strahlungsmessungen und der

ter für einen Flug zum roten Erdnachbarn

Nachweis von Mikrometeoriten standen

sei zwar nicht mehr zu nutzen, doch ein

ebenso auf der Agenda wie der Einsatz der

Vorbeiflug an der Venus ließe sich im Jahr

Sonde als Testobjekt für die Apollo-Funk-

1962 durchaus noch realisieren.

Regionen

des

überwachungsstationen auf der Erde. 884

Dabei dachte Parks an die in Pasadena

Bilder hoher Qualität sorgten dafür, dass

in der Entwicklung befindlichen Mariner-

nun durch die Ausbeute aller fünf Sonden

Sonden, bei denen allerdings die Ziele zu

insgesamt 99 Prozent der Mondoberfläche

hoch gesteckt waren. In der Annahme,

abgelichtet worden waren. Die Bilder lie-

dass die schubstarke Centaur-Oberstufe

ferten die Grundlage für eine zuverlässige

alsbald für die Starts zur Verfügung stehen

allerdings nur 75 Prozent der Ausbeute, der

Kartierung, die erst 1994 durch Aufnah-

würde, hatten die Ingenieure eine üppig

Rest ging durch einen Brand im Filmtrans-

men der Sonde Clementine übertroffen

ausgestattete Sonde konzipiert, die wie

portmotor verloren. Am 9. Oktober 1967

wurde (siehe SuW 8/2008, S. 52 – 61). Mes-

ein Vorgriff auf den Standard der späten

wurde auch diese Sonde in den Mondbo-

sungen des Mikrometeoritenflusses und

1970er Jahre anmutete. Bereits im Sommer

den »versenkt«.

der Strahlungsintensitäten in Mondnähe

1961 war aber abzusehen, dass die Centaur so schnell nicht einsatzbereit sein würde.

Für eine umfassende Bestandsaufnah-

zeigten, dass beide Störquellen sich durch

me der Mondoberfläche trat Lunar Orbiter

die geplanten Isolierungen der Apollo-

4, gestartet am 4. Mai 1967, in eine fast po-

Systeme ausreichend abschirmen ließen.

Die Entwicklungen in der UdSSR, so zum Beispiel der Flug von German Ti-

lare Umlaufbahn mit einer Neigung von

Ranger, Surveyor, Lunar Orbiter: Diese

tow Anfang August 1961, erhöhten den

85,5 Grad ein. Aus Höhen zwischen 6100

drei Programme, die insgesamt 905 Millio­

politischen Druck auf die NASA. Daher

und 2700 Kilometern funkte die Sonde 546

nen Dollar kosteten, legten nicht nur die

fiel Ende August die Entscheidung, eine Anzeige

Grad Celsius anderthalb Minuten getrocknet und anschließend zwischenge-

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lagert. Die elektronische Abtastung mit einem Scanner erfolgte streifenweise, wobei pro Millimeter Film 286 Datenpunkte in Form von Helligkeitswerten erhalten wurden. Für die Übertragung eines Weitwinkel- und Telebilds benötigte die Sonde 43 Minuten. Auf der Erde entstanden die Aufnahmen direkt aus dem Datenfluss, der die Belichtung eines 35-Millimeter-Films steuerte. So entstand Punkt für Punkt, Zeile für Zeile ein Abbild der Mondauf-

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ter befanden. Diese Übertragungsweise

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wird als Faksimile-Verfahren bezeichnet.

www.galileo.cc  [email protected]

nahmen, die sich an Bord der Lunar Orbi-

Limmattalstr. 206  CH-8049 Zürich  Tel.: + 41 (0)44 340 23 00  Fax: + 41 (0)44 340 23 02 Rue de Genève 7  CH-1003 Lausanne  Tel.: + 41 (0)21 803 30 75  Fax: + 41 (0)21 803 30 77

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Oktober 2008

55

abgespeckte Mariner-Version, eigentlich nutzen. Den Wissenschaftlern standen

Die Mariner-Sonden 1–4

nur 19 Kilogramm Nutzlast für ihre Ex-

Mariner 1 und 2

perimente zur Verfügung, die daher so

Start: 22. Juli 1962 (Fehlstart) und 27. August 1962

einfach wie möglich ausfallen sollten: Ein Mikrowellen-Radiometer zur Bestim-

Vorbeiflug

mung der Oberflächentemperatur, ein

an Venus 14. Dezember 1962

In­frarotsystem zur Untersuchung des

Masse: 204 Kilogramm

Mariner 2

Wärmehaushalts der Venusatmosphäre,

NASA

eine modifizierte Ranger-Mondsonde, zu

ein Magnetometer sowie einige kleine

Wissenschaftliche Geräte:

Sen­soren. Der Finanzrahmen war eng,

Mikrowellen-Radiometer, Infrarot-Radiometer, Magnetometer, Ionenkammer und

knapp 14 Millionen Dollar, doch er konnte

Detektor für kosmischen Staub, Sensoren für geladene Teilchen

eingehalten werden.

Ergebnisse: Erste erfolgreiche Planetensonde, Venus wurde als äußerst heißer

Zum Start von Mariner 1 am 22. Juli 1962 war viel politische Prominenz am

und lebensfeindlicher Planet mit Oberflächentemperaturen um 400 Grad Celsius und giftiger Kohlendioxid-Atmosphäre mit mehr als 60 bar Druck erkannt.

Cape Canaveral versammelt. Um 4:26 Uhr Ortszeit hob die Atlas-Agena vor dem fast

Mariner 3 und 4

nachtdunklen Himmel ab. Doch nur we-

Start: 5. November 1964 (Fehlschlag) und 28. November 1964

nig später erhellte ein Brillantfeuerwerk

Vorbeiflug

die Szene. Der Sicherheitsoffizier hatte

an Mars:

die Rakete wegen einer Kursabweichung

Masse: 261 Kilogramm

gesprengt.

Wissenschaftliche Geräte: TV-Kamera, Meteoriten-Detektor, Sensor für kosmische

15. Juli 1965

Mariner 2. Der Flug verlief keineswegs

Strahlung, Ionenkammer, Magnetometer, Sensoren für geladene Partikel Ergebnisse: Erste erfolgreiche Marssonde, übermittelte 21 Nahaufnahmen von einem

reibungslos – erwähnt sei der Totalausfall

Prozent der Marsoberfläche, der Planet erscheint wegen seiner vielen Krater dem

einer der beiden Solarzellenflächen am

Erdmond sehr ähnlich. Die Kohlendio­xid-Atmosphäre des Mars ist mit rund 5 Millibar

15. November. Die Energie reichte jedoch

Druck sehr dünn, der Planet hat kein Magnetfeld.

Am 17. August 1962 startete dann

aus, um am 14. Dezember 1962 beim Venus-Vorbeiflug in einer Distanz von rund 35 000 Kilometern jene Daten der

lich Planungsgrundlage. Erst im Herbst

Experimente zur Erde zu übermitteln,

1962 begannen die Ingenieure beim JPL

die das bis dahin landläufige Bild der Ve-

mit der Entwicklung der Sonden. Für den

nus zu Makulatur werden ließen. Bis dato

Transport der 260 Kilogramm schweren

geisterte die Vorstellung eines warmen

Marsspäher

und feuchten, lebensfreundlichen Schwe-

Atlas-Agena-D-Trägerrakete

sterplaneten durch die Köpfe der Forscher.

Am 5. November 1964 erfolgte der mit

Die Messdaten enthüllten die Venus als

Spannung erwartete Start von Mariner 3.

eine wahre Höllenwelt, mehr als 400 Grad

Es kam zu einem kuriosen und bisher ein-

heiß und der Druck der fast nur aus Koh-

maligen Fehlschlag: Die neuartige Nutz-

lendioxid bestehenden Atmosphäre an

lastverkleidung aus glasfaserverstärktem

der Oberfläche lag deutlich oberhalb von

Kunststoff verformte sich stark durch die

60 bar. Heutige Werte geben eine Durch-

Reibungshitze beim Aufstieg und ließ sich

schnittstemperatur von 450 Grad Celsius

nicht absprengen. Nach wenigen Stunden

und einen Druck von 90 bar an.

ging der Kontakt mit der Agena-Oberstufe

Mariner-Mars – die Exobiologen reden mit

die

leistungsfähige vorgesehen.

NASA

war

verloren. Sie gelangte, verbunden mit der »verpackten« Sonde, in eine Umlaufbahn um die Sonne.

Für die Marserkundung existierte früh-

Mit einer neuen Metallverkleidung an

zeitig eine strategische Planung. 1962 war

der Spitze ging Mariner 4 am 28. November

am Ames Research Center der NASA in für Exobiologie eingerichtet worden, die

Mariner 4 nahm am 14. Juli 1965 als erste

intensiv darauf drängte, dass zukünftige

Raumsonde Marsbilder auf. Auf dem Bild

Marsmissionen auch unter dem Aspekt

oben ist der 155 Kilometer große Krater

der Suche nach Leben und seinen Voraus-

Mariner zu sehen, der nach dieser Sonde be-

setzungen stehen müssten.

nannt wurde, das untere Bild gelang Viking

Vorbeiflug – Orbitalmission – Landung: Dieses dreistufige Konzept wurde letzt-

56

Oktober 2008

Orbiter im Februar 1978. Der Fortschritt in der Kameratechnik ist beeindruckend.

NASA/JPL

Moffett Field, Kalifornien, eine Abteilung

50 Kilometer

Sterne und Weltraum

1964 auf die Reise und erreichte mit 9846 Kilometer am 15. Juli 1965 ihren kleinsten Abstand zum Roten Planeten. Auf den 21 übermittelten Bildern war etwa ein Prozent der Oberfläche der Südhalbkugel zu Mars unserem Mond ähnlicher sähe als der Erde. Weniger bekannt ist die Tatsache, dass das JPL den Kontakt mit Mariner 4 bis zum 21. Dezember 1967 halten konnte; die Sonde lieferte nach dem Mars-Rendezvous interessante Messergebnisse aus dem interplanetaren Raum.

NASA / Bildbearbeitung: Ted Stryk

sehen, die den Eindruck vermittelte, dass

Venus – der zweite Vorbeiflug

Mit Hilfe der modernen Bildverarbeitungs-

Ein Reserve-Exemplar der Marssonden

technik wurde es möglich, aus Aufnahmen

stand noch wohl konserviert im JPL. Ende

der Raumsonden Mariner 6 und 7, die durch

Dezember 1965 gab das NASA-Haupt-

Rot-, Grün- und Blaufilter entstanden, Farb-

quartier grünes Licht für den Einsatz in

bilder des Roten Planeten zu erzeugen. Die

Richtung Venus. Die TV-Kamera wurde

Bilder nahm Mariner 7 beim Anflug auf den

gegen ein Ultraviolett-Photometer aus-

Mars am 4. August 1969 auf.

getauscht, die vier Solarzellenausleger gekürzt, ein Hitzeschild angebracht sowie ein Zweiband-Empfänger installiert. Am sierte rund fünf Monate später den inne-

Die beiden Sonden Mariner 6 und 7 nahmen

ren Erdnachbarn in einem Abstand von

bei ihrer größten Annäherung an den Mars

rund 4000 Kilometern. Die Mission war

55 Detailfotos auf, die rund 20 Prozent der

ein voller Erfolg. So lieferte die Radioson-

kraterübersäten Südhalbkugel enthüllten.

NASA

14. Juni 1967 startete Mariner 5 und pas-

dierung ein Temperatur-Druckprofil der Atmosphäre, welche die zunächst seltsam

wollte unbedingt die Sonden in eigener

offiziellen Programm, 43 Millionen Dollar

anmutenden Messdaten der sowjetischen

Regie entwerfen und bauen. Die NASA-

wurden in den Etat eingestellt.

Venussonde Venera 4 bestätigten. Bei ih-

Oberen in Washington waren da aller-

Die »schlechten« Nachrichten von

rem Landeabstieg einen Tag zuvor hatte

dings ganz anderer Meinung: Mehrere

Mariner 4 hinsichtlich des niedrigen

diese einen enormen Druck und eine ex-

NASA-Zentren und die Industrie sollten

Luftdrucks an der Marsoberfläche, er lag

trem hohe Temperatur übermittelt, bevor

beim Programm mitwirken, Pasadena nur

zwischen vier und sieben Millibar, lösten

der Funkkontakt plötzlich abriss. Sie war

für das Management verantwortlich sein.

leichte Panik aus, denn für die Planung

von der dichten Atmosphäre regelrecht

Dieses Programm steht in keinem Zusam-

der Landekapseln war man von 10 bis 30

zerquetscht worden. Das Zweiwege-Funk-

menhang mit den beiden Voyager-Sonden,

Millibar ausgegangen.

experiment von Mariner 5 erbrachte um-

die von 1979 bis 1989 die Gasriesen im äu-

fangreiche Daten unter anderem über die

ßeren Sonnensystem erkundeten.

Hingegen sorgte eine positiv klingende Mitteilung aus dem NASA-Hauptquartier

Konzentration von Elektronen im interpla-

Planziele waren nun jeweils eine Mis­

zunächst für Hochstimmung: Die Ent-

netaren Raum. Im November 1967 riss die

sion zur Venus (1967) und zum Mars (1969).

wicklung der Saturn IB-Centaur sollte ein-

Verbindung endgültig ab.

Für die nächste Etappe diskutierte man

gestellt werden, dafür stünde für Voyager

den Einsatz so leistungsfähiger Raketen

später – nach Apollo also – die Mondrake-

wie die Saturn IB mit Centaur-Oberstufe

te Saturn 5 zur Verfügung. Eine vergiftete

Mars-Planung in großen Dimensionen

und auch die Titan 3C. Alle bedeutenden

Praline, denn infolgedessen musste das

Inzwischen arbeiteten die Forscher in

Luft- und Raumfahrtkonzerne reichten

Programm zeitlich noch weiter gestreckt

Pasadena weiter intensiv an einem Mars­

im März 1963 entsprechende Vorschläge

werden. Außerdem war die Saturn 5 war

programm, das alles bisher Dagewesene

ein. Vorrangig konzentrierte sich das In-

einfach zu leistungsstark und zu teuer für

in den Schatten stellen sollte: Das Projekt

teresse auf Mars, vor allem waren es die

die geplanten Sonden. Damit war die anvi-

Voyager, bereits im Frühjahr 1960 konzi-

Exobiologen, die Druck machten. Konnte

sierte Voyager-Mission zum Mars im Jahr

piert, sah Sonden vor, die aus einer Kombi-

man nicht mit einer verbesserten Mari-

1971 geplatzt.

nation von Orbiter und Lander bestanden.

ner-Version das Startfenster des Jahres

Für die NASA tauchten Etatprobleme

Entsprechend modifiziert eigneten sie

1966 nutzen, um eine kleine Landekapsel

am Horizont auf, denn Apollo durfte nicht

sich auch zur Venuserkundung. Rund 1100

abzusetzen? Die Entscheidung der NASA:

beschnitten werden. Das Voyager-Groß-

Kilogramm sollten die Voyager-Sonden

frühestens 1969 wäre dies technisch

projekt, ohnehin mit technologischen und

schwer sein, wobei 100 bis 120 Kilogramm

machbar. Trotz vieler Unklarheiten wur-

organisatorischen Fragezeichen behaftet,

auf die Landeeinheiten entfielen. Das JPL

de Voyager im Dezember 1964 zu einem

hatte nun politisch keine Chance mehr. Im

www.astronomie-heute.de

Oktober 2008

57

Herbst 1967 wurde das Programm, in das

der Hellas-Region. Bis zum Frühjahr 1971

in die Rubrik »technisch machbar« ohne

bereits erhebliche Mittel und Arbeitskraft

bestand Funkkontakt mit den Sonden, der

Zeitrahmen heruntergestuft war.

geflossen waren, schließlich gestoppt.

zur experimentellen Überprüfung der

Zu dieser Entscheidung trugen nicht

Doch die Arbeit war nicht umsonst: Vieles

allgemeinen Relativitätstheorie genutzt

zuletzt die Bilder von Mariner 6 und 7

davon fand sich später im äußerst erfolg-

wurde.

bei, die den Nachbarplaneten erneut un-

reichen Viking-Marsprogramm wieder.

Die Bilder kamen mitten im Begeiste-

attraktiv mondähnlich erscheinen ließen

rungssog für Apollo 11 an, in einer Phase,

und damit ein zusätzliches gewichtiges

in der die Optimisten bei der NASA noch

Argument gegen eine bemannte Mission

glaubten, das nächste große Vorhaben sei

in naher Zukunft lieferten. Damit waren

Parallel zu Mars-Voyager hatte das JPL

der bemannte Flug zum Mars. Noch im

für Jahrzehnte endgültig die Weichen in

im Dezember 1965 grünes Licht für eine

August 1967 hatte das Manned Spaceflight

Richtung unbemannter Marsforschung

aufwändigere Vorbeiflugmission der Ma­

Center in Houston 28 Raumfahrtfirmen

gestellt.

riner-Klasse erhalten, ausschließlich in-

aufgefordert, Vorschläge für bemannte

strumentiert für die Arbeit am Roten Pla-

Missionen zu Mars und Venus auf der

Mariner-9: Ein neuer Mars

neten. Mit der Atlas-Centaur-Trägerrakete

Basis der Saturn 5 einzureichen. Mitte Fe-

Im Jahr 1971 stand eine besonders günstige

war es möglich, das Gewicht der Sonden

bruar 1969 setzte Präsident Richard Nixon

Marsopposition bevor, mit einen Erdab-

zu erhöhen, ein besseres Kamerasystem

eine Space Task Group ein, eine hochkarä-

stand von nur 55,6 Millionen Kilometern.

zu installieren und einen schnelleren Kurs

tige Expertengruppe unter Vorsitz seines

Im November 1968 bekam das JPL die Ge-

zu wählen. Mariner 6 und 7 hoben am 24.

Vizepräsidenten Spiro T. Agnew. Eine ihrer

nehmigung, mit der Entwicklung von zwei

beziehungsweise 27. Februar 1969 ab.

zentralen Feststellungen lautete: »Wir

Orbiter-Sonden gleicher Bauart zu begin-

Mariner 6 und 7 – Gute Bilder, schlechte Nachrichten

Nach nicht ganz störungsfreiem Flug

empfehlen, dass die Vereinigten Staaten

nen, allerdings mit einem sehr knappen

von Mariner 7 erreichten die beiden Son-

zum frühest möglichen Zeitpunkt mit

Etat.

den am 31. Juli beziehungsweise 4. August

den Vorbereitungen für einen bemannten

Die optimale Konstella­tion Erde-Mars

1969 den äußeren Erdnachbarn mit einer

Marsflug beginnen.« Später las man in

erlaubte es, mit der Atlas-Centaur-Träger-

geringsten Annäherung von etwa 3400

einem weiteren Bericht: »Bemannte Mis-

rakete etwas mehr als 1000 Kilogramm

Kilometern. Rund 50 Stunden vorher wur-

sionen zum Mars könnten schon 1981

Nutzlast zum Erdnachbarn zu transpor-

de bereits mit den Aufnahmen begonnen.

beginnen.« Hierbei war jedoch an den

tieren; mit 998 Kilogramm Gesamtmasse

Aufgrund der ersten Bilder von Mariner

Einsatz von Nukleartriebwerken gedacht,

blieben die Sonden knapp darunter. Die

6 korrigierten die Missionskontrolleure

an denen im Rahmen des Projekts Nerva

Missionsplanung sah vor, zwei unter-

den Kurs der folgenden Sonde geringfügig,

gearbeitet wurde.

schiedliche Bahnen um den Planeten zu

um mehr Details von der Südhalbkugel

Doch diese Technologie war noch weit

wählen. Mariner 8 sollte aus einer stark

des Planeten zu erhalten. Insgesamt konn-

von jeder praktischen Anwendung ent-

elliptischen Zwölf-Stunden-Bahn etwa 70

ten die beiden Sonden 143 Anflug- und 55

fernt und ließ astronomisch hohe Kos­ten

Prozent der Planetenoberfläche erfassen.

Nahbilder aufnehmen, die etwa 20 Pro-

erwarten. Auf dieser Basis, so sah es Nixon

Dagegen sollte Mariner 9 in eine Umlauf-

zent der Oberfläche abdeckten. Auch sie

zu jener Zeit ganz richtig, war der be-

bahn einschwenken, aus der die Forscher

zeigten zum größten Teil nur Kraterland-

mannte Marsflug in absehbarer Zeit abso-

gezielt nach zeitlichen Veränderungen in

schaften und ließen nur andeutungsweise

lut unrealistisch, was er seinem Vize unter

drei ausgewählten Gebieten auf der Ober-

erkennen, dass Mars wesentlich abwechs-

vier Augen nachdrücklich klar machte.

fläche suchen wollten.

lungsreicher gestaltet ist.

Im September 1969 leitete die Space Task

Als am 8. Mai 1971 Mariner 8 von Cape

Mariner 7 lieferte auch Informationen

Group dem Präsidenten ihren Schlussbe-

Canaveral abhob, schien zunächst alles

über den Luftdruck: 5,3 bis 5,9 Millibar,

richt zu, in dem die bemannte Marslan-

glatt zu laufen. Sechs Minuten später

mit einem Minimum von 3,5 Millibar über

dung von der Kategorie »Empfehlungen«

jedoch schaltete die Centaur-Oberstufe

Durch Zufall befand sich der innere Marsmond Phobos im Blickfeld der Weitwinkelkamera von Mariner 7, als er über die

58

Oktober 2008

Marsoberfläche im Hintergrund hinwegzog ESA/DLR/FU Berlin (Gerhard Neukum)

NASA

Phobos

(links). Erstmals ließ sich seine unregelmäßige Gestalt erkennen. Der schwarze Punkt rechts im Inset ist ein Messpunkt im Kamerasystem. Auch heute noch gelingen den modernen Marssonden solche Schnappschüsse, wie hier zum Beispiel der europäi­ schen Sonde Mars Express im Januar 2007 (rechts). Sterne und Weltraum

MEADE ETX MEADE ETX

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New York Chicago San Francisco

Washington

ETX

Miami

Mariner 9 kartierte in den Jahren 1971 und 1972 den roten Planeten Mars vollständig und erfasste erstmals auch das später nach dieser Sonde benannte Talsystem der Valles Marineris. Auf diesem Fotomosaik ist als Größenvergleich der Umriss der kontinentalen Vereinigten Staaten eingezeichnet. Die Täler sind mehr als 100 Kilometer breit und bis zu neun Kilometer tief. Sie entstanden durch Bewegungen in der Marskruste.

plötzlich ab und stürzte verbunden mit

der Swingby-Technik stand schon seit den

der Sonde vor Puerto Rico ins Meer.

1960er Jahren auf der Wunschliste des JPL.

Nach dem die Fehlerquelle erkannt und

Im Jahr 1969 genehmigte die NASA die

eliminiert worden war, startete am 30.

Mission für 1973. Unter Verwendung von

Mai 1971 Mariner 9 und schwenkte am 13.

übrig gebliebener Hardware der Missio­nen

November in eine Marsumlaufbahn ein.

Mariner 6, 7 und 9 baute Boeing zwei Son-

Diese wurde nun durch eine Neudefinition

den und ein Testmodell.

des Arbeitsprogramms bestimmt: Nach

Entscheidend für die finale Planung des

einigen Korrekturen flog Mariner 9 auf ei-

Flugs war im Frühjahr 1970 der Hinweis

ner Bahn mit einer Neigung von 64,4 Grad

des italienischen Astronomen Giuseppe

gegen den Marsäquator und einer Umlauf-

Colombo, dass bei einem geschickt gewähl-

zeit von zwölf Stunden.

ten Starttermin im Jahr 1973 eine zweite

Die Sonde übermittelte 7329 Aufnah-

Begegnung mit Merkur erreicht werden

men und umfangreiche Messdaten in

könnte. Das Unternehmen Mariner 10

den 349 Tagen ihrer Mission zur Erde. Sie

wurde schließlich mit dem ersten Nah-

veränderten für immer unser Bild vom

blick auf Merkur ein voller Erfolg. Lange

Mars und zeigten ihn unerwartet vielge-

musste danach das JPL warten, bis es wie-

staltig mit Canyons und Vulkanketten.

der eine Mission zu den Nachbarplaneten

Seine Monde Deimos und Phobos nahmen

verantworten konnte: 1989 die Radarson-

erstmals in wahrstem Sinne des Wortes

de Magellan zur Venus mit faszinierenden

Gestalt an. Dennoch: Auch dieser »neue«

Ergebnissen und 1992 den Mars Observer,

Mars konnte keine konkretere Planung für

der unmittelbar vor dem Ziel scheiterte.

eine bemannte Mission in Gang bringen.

Doch das ist eine andere Geschichte.

Tempi passati. Alles konzentrierte sich nun auf die Viking-Sonden, die vier Jahre

Harro Zimmer, Jahrgang

später zu einer der aufwändigsten und er-

1935, studierte an der

folgreichsten Planetenmissionen werden

TU Berlin Chemie und

sollten.

1966 als NASA-Stipendiat Weltraumwissenschaften

Mariner 10 – ein erfolgreiches Finale

Von 1973 – 1986 war er erster Vorsitzender der

Mit der Sonde Nummer 10, gestartet am

Wilhelm-Foerster-Sternwarte Berlin. Bis 1995 ar-

3. November 1973, ging das Mariner-Pro-

beitete er als leitender Redakteur bei RIAS Berlin

gramm nach zwölf Jahren zu Ende. Ein Flug

und dann bei der Deutschen Welle TV. Heute ist

zu Venus und Merkur unter Ausnutzung

er als Space Consultant und Publizist aktiv.

an der Universität Miami.

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NASA / JPL

Los Angeles

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