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.
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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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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
www.astronomie-heute.de
westen des Oceanus Procellarum nördlich
perfekten Mission weich auf Eros auf.
Opportunity.
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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
dkiF heY[ bb
')
des Oberflächenmaterials.
CWh[?cXh_kc ( '+
CWh[ I[h[d_jWj_i (' '-
CWh[ JhWdgk_bb_jWj_i
' ) '(
, '*
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Raumfahrtfirma Boeing Aerospace mit
CWh[ 9h_i_kc (*
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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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nahmen, die sich an Bord der Lunar Orbi-
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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
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New York Chicago San Francisco
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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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