Zwillingstreffen in 291 km Höhe

Gemini Programm LogoWenn heute im Abstand von wenigen Wochen bemannte Sojus Raumschiffe, unbemannte Raumtransporter oder gar die großen Space Shuttle an der ISS andocken, gerät leicht in Vergessenheit, welche gewaltige Leistung dahinter steht. Zwei Objekte, die sich zu Beginn der Operationen noch auf sehr unterschiedlichen Bahnen befinden und die Erde mit einer Geschwindigkeit von mehreren Kilometern in der Sekunde umkreisen, müssen sich aneinander annähern, um schließlich sanft aneinander zu koppeln.
Bereits in der Frühzeit der bemannten Raumfahrt war den Ingenieuren und Wissenschaftlern bewußt, welche Bedeutung die Klärung der Rendezvous– und Kopplungsproblematik für den Fortgang der Eroberung des Weltraums haben würde. Träumte man anfangs noch von gewaltigen Raumstationen, die im Erdorbit aus einzelnen Segmenten montiert werden sollten, wendete man sich schon bald konkreteren Aufgabenstellungen zu. Die Maße der Raumstationen schrumpften auf ein Maß, das den Start eines Basismoduls mit einer einzelnen Schwerlastrakete zuließ. Doch das Problem des Rendezvousmanövers blieb. Und als die USA sich die Gemini SchnittzeichnungAufgabe stellten, als erste Nation Menschen auf dem Mond zu landen, ergaben alle Berechnungen, daß dies ohne ein oder mehrere Rendezvous– und Kopplungsmanöver nicht realisierbar war. Zeitweise lebte sogar die Idee wieder auf, die einzelnen Baugruppen des Mondraumschiffs getrennt bei mehreren Starts in eine Erdumlaufbahn zu befördern und erst dort miteinander zu verbinden. Fest stand jedenfalls, daß man ein Programm benötigte, daß der NASA die notwendigen Erfahrungen auf diesem Gebiet (und nicht nur diesem) liefern konnte. Denn nur wenige Wochen nach dem ersten bemannten ballistischen Flug des „Mercury“ Programms hatte US Präsident John F. Kennedy verkündet, daß das nächste große Ziel der amerikanischen Raumfahrt der Mond sei. Aus den ersten Studien entstand das „Apollo“ Projekt. Die komplette Neuentwicklung eines Dreimannraumschiffs für den Flug zum Mond, des zugehörigen Landers und einer Trägerrakete gewaltiger Dimensionen samt der zugehörigen Startanlagen bedeutete aber auch, daß bis zu den ersten bemannten Flügen des „Apollo“ Projekts Adaptersektion der Titan II GLV-6noch Jahre vergehen würden. Sollte das Ziel, bis zum Ende des Jahrzehnts einen Amerikaner als ersten Menschen auf dem Mond landen zu lassen, erreicht werden, mußten bis dahin ausreichend Erfahrungen mit Langzeitaufenthalten im All, Außenbordmanövern und eben auch Rendezvous– und Dockingtechniken vorliegen. Aus diesem dringenden Bedarf resultierte das „Gemini“ Programm der NASA. Bereits 1959 hatte die NASA mit Studien für ein Mercury Mk. II genanntes zweisitziges Raumschiff begonnen, das der Versorgung eines kleinen Raumlabors dienen sollte, welches die NASA zu diesem Zeitpunkt noch als nächsten logischen Schritt für ihr bemanntes Raumfahrtprogramm ansah. Zunächst wenig mehr als eine maßstäblich vergrößerte „Mercury“ Kapsel, entwickelte sich daraus allmählich ein anspruchsvolles Projekt. Größere Bahnmanöver, punktgenaue Landungen, Rendezvous– und Dockingoperationen, Langzeitflüge, die Erforschung künstlicher Schwerkraft durch eine konstante Rotation um die Längsachse und vieles andere mehr wurden im Zusammenhang mit dem Mercury Mk. II Projekt studiert. Schließlich gab es sogar das Konzept einer Mondlandung unter Verwendung des Mercury Mk. II Raumschiffs. Am 03.01.1962 erhielt das Projekt schließlich unter Bezug auf die Zweimann-​Crew den offiziellen Namen „Gemini“. Inzwischen war auch die Aufgabenstellung des Programms präzisiert worden. „Gemini“ sollte die entscheidenen Schlüsseltechnologien und –techniken für das „Apollo“ Projekt qualifizieren.
Die Bedeutung, die die NASA dem Rendezvousproblem beimaß, wurde u.a. daran deutlich, daß bereits beim zweiten bemannten Flug des „Gemini“ Programms ein erstes Rendezvous unternehmen wollte. Die Idee dazu war eher zufällig entstanden, als Berechnungen zeigten, daß die ausgebrannte Zweitstufe der Titan II GLV Rakete sich beim Eintritt des Raumschiffs in den Erdorbit als von der Sonne hell beleuchtetes Ziel präsentieren würde. Bei Gemini III wurde die Idee nicht weiter verfolgt. Doch die Crew von Gemini IV erhielt ein kurzes Training, um ihr Raumschiff, wenn möglich, nahe an die ausgebrannte Stufe heranzusteuern. Allerdings war bis zum Starttermin im Juni 1965 weder das Rendezvous-​Radar fertig entwickelt oder gar erprobt, noch existierte ein Simulator für das Besatzungstraining. Wenigstens brachte man Positionsleuchten als Navigationshilfe an der Titan-​Stufe an. Das sollte sich als nicht ausreichend erweisen. Nach einer 180° Drehung ihres Raumschiffs sahen die beiden Gemini IV Astronauten eine unkontrolliert taumelnde Stufe vor sich. Obwohl sie den Abstand unterschiedlich schätzten (James McDivitt auf 150 m, Edward White auf 70 bis 80 m), versuchten sie zunächst, ihre Position relativ zu der Stufe zu halten („stationkeeping“), um sich dann vorsichtig zu anzunähern. Nur nach Sichtflugregeln operierend, erwies sich das aber als undurchführbar. Der Abstand vergrößerte sich unaufhaltsam weiter. Als der Treibstoffverbrauch zu groß wurde, brach man das Experiment schließlich ab. Im Dezember 1965 erhielt die NASA jedoch eine vollkommen unerwartete Gelegenheit, die Leistungsfähigkeit der inzwischen entwickelten Rendezvousverfahren und –technologien unter Beweis zu stellen.
Start des GATV 5002 für Gemini VIDabei hatte alles mit einem herben Rückschlag begonnen. Nach der achttägigen Gemini V Mission, die vor allem von zahllosen Problemen geprägt gewesen war, aber eben auch einen neuen Flugzeitrekord aufgestellt hatte, sollte Gemini VI nun im Oktober 1965 erstmals ein Dockingmanöver mit einem GATV Zielsatelliten wagen. Der Flugplan sah vor, daß zunächst das Gemini Agena Target Vehicle mit einer Atlas-​SLV3 Agena-​D von Cape Canaveral startete. Ziel war eine 298 km Kreisbahn mit 28,87° Bahnneigung. Exakt 1 Stunde, 40 Minuten und 52 s später mußte die Titan II GLV mit Gemini VI von der wenige Kilometer entfernten Rampe 19 abheben. Aus einer 161×270 km Bahnellipse sollte das Raumschiff innerhalb der nächsten 3:48 h auf eine 270 km Kreisbahn manövrieren. Während der vertikale Abstand auf 28 km schrumpfte, flog Gemini VI nun laut Plan nur noch 259 km hinter dem GATV. Das war die Position, aus der die finale Annäherung beginnen sollte. Das Raumschiff würde nun eine Position 915 m hinter dem Zielsatelliten einnehmen und zu einem vorgegebenen Zeitpunkt sich, geführt von einem Radarsystem, diesem bis zum Docking nähern. Alles entscheidend war die exakte zeitliche Abfolge der Ereignisse. Sollte das Rendezvous wie geplant bereits während des vierten Erdumlaufs stattfinden, durfte sich der Gemini Start um nicht mehr als 100 s verzögern! Dann kam der 25.10.1965. Walter Schirra und Thomas Stafford arbeiteten bereits die Checklisten vor dem Start ihres Raumschiffs ab, als die Atlas-​SLV3 Agena-​D mit dem ersten GATV von Pad 14 abhob. Die Rakete nahm planmäßig Kurs auf den Atlantik, als plötzlich bei Zündung der Agena-​Stufe der Telemetrieempfang abbrach. Enttäuscht mußten die Astronauten ihr Raumschiff wieder verlassen.
Start von Gemini VIIUm die Mission dennoch zu retten, stellte man bei der NASA daraufhin Überlegungen an, das GATV Testmodell in einen flugfähigen Zustand zu versetzen. Das Warten auf das nächste Serienmodell hätte das gesamte „Gemini“ Programm noch weiter verzögert, als dies ohnehin bereits der Fall war. Alternativ wurde untersucht, ob die startbereit stehende Titan II GLV genutzt werden konnte, im Dezember 1965 die für einen 14 Tage Langzeitflug bereitstehende Gemini VII Kapsel zu starten. Gemini VI hätte dann im März 1966 das geplante Rendezvous mit einem neuen GATV nachgeholt. Doch Gemini VII erwies sich für GLV-​6 als zu schwer. Dann entwickelte jedoch eine vollkommen andere Idee eine ungeahnte Eigendynamik. Walter F. Burke, Chef des „Gemini“ Programms bei der McDonnell Aircraft Co., stellte die Frage in den Raum, warum man nicht anstelle des GATV ein zweites „Gemini“ Raumschiff als Zielobjekt startete. Der designierte Gemini VII Kommandant Frank Borman und sein Pilot James Lovell wurden Zeuge bei der Geburt dieser eigenwilligen Idee und starke Befürworter. Natürlich erschien eine Umsetzung zunächst wenig realistisch. Andererseits waren die Voraussetzungen gar nicht so schlecht. Eine Studiengruppe hatte bereits die Verkürzung der Startfolge der „Gemini“ Missionen untersucht. Allerdings war man dabei von einem Intervall von zwei Monaten ausgegangen. Die maximale Flugdauer des „Gemini“ Raumschiffs von etwa 14 Tagen limitierte aber nun den Abstand zwischen den Starts auf weniger als zwei Wochen. Und dies bei lediglich einer verfügbaren Startrampe! Auch aus dem Flugkontrollzentrum kam die Rückmeldung, daß man sich dort in der Lage sah, gleichzeitig zwei bemannte Raumschiffe zu betreuen. Allmählich wich die anfängliche Skepsis trotz aller Risiken einer zunehmenden Euphorie. Schließlich wurde die Idee US Präsident Lyndon B. Johnson vorgelegt, der am 28.10.1965 verkünden ließ, daß die NASA nun plante, während des Fluges von Gemini VII mit Gemini VI ein weiteres Raumschiff zu starten und ein Rendezvous zwischen beiden zu unternehmen. Am selben Tag wurde ebenfalls damit begonnen, das „Gemini“ Raumschiff und die Stufen der Titan II GLV Rakete zu trennen und unter kontrollierten Bedingungen Thomas Stafford in der Gemini VI Kapselso einzulagern, daß eine verkürzte Startvorbereitung im Rahmen des nächsten Countdowns möglich war. Unmittelbar im Anschluß daran wurde GLV-​7 zum Startkomplex transportiert, aufgerichtet und mit den Tests zur Flugzertifizierung begonnen. Wenig später wurden auch die elektrischen Verbindungen zum Raumschiff hergestellt. Trotz der hohen Arbeitsbelastung liefen die Vorbereitungen weitgehend reibungslos ab. Pünktlich am 04.12.1965 hob Gemini VII von Cape Canaveral ab. Extra für diese zweiwöchige Mission waren neue, leichtgewichtige Raumanzüge des Typs G5C entwickelt worden. Im Vergleich zum Standardmodell G4C wogen sie nur etwa die Hälfte und verfügten über einen in die weiche Außenhaut integrierten Helm. Das sollte es der Crew ermöglichen, Handschuhe und Helm abzulegen sowie den Helm zurückzuklappen, oder auch den Anzug komplett abzulegen. Eine wichtige Voraussetzung für das Wohlbefinden der Astronauten während eines so langen Raumflugs. Ansonsten standen eine Reihe von wissenschaftlichen Experimenten auf dem Flugplan. Wichtigstes Ziel war aber zu zeigen, daß Menschen einen zweiwöchigen Raumflug (enstprechend einer typischen bemannten Mondmission) physisch und psychisch bei guter Verfassung überstehen konnten sowie wichtige Bordsysteme (z.B. die neuartigen Brennstoffzellen) für diese Dauer zu erproben. Bereits unmittelbar nach dem Erreichen der Umlaufbahn wiederholte Borman ein Experiment, daß sechs Monate zuvor noch mißlungen war. Nach einem kleinen Absetzmanöver vollführte er eine 180° Wende, um sich aus etwa 60 m Entfernung wieder der ausgebrannten zweiten Stufe der Trägerrakete zu nähern. In 15 bis 18 m Abstand hielt er dann die Position. Lovell maß unterdessen die Infrarot-​Signatur der Stufe und filmte den dramatisch wirkenden Ausstoß von Resttreibstoff und –oxidator aus dieser.
erster Startversuch von Gemini VI-AAm Boden waren unterdessen die Bodenmannschaften damit beschäftigt, den Zustand von Startkomplex 19 zu ermitteln. Glücklicherweise waren die Schäden diesmal vergleichsweise gering, so daß nur 45 min nach dem Start von Gemini VII der GLV-​6 Träger zum Startkomplex ausgerollt wurde. Die hoch motivierten Teams setzten alles daran, den geplanten Starttermin 13.12.1965 einzuhalten. Die Arbeiten gingen zügig und ohne nennenswerte Problem voran. Außerplanmäßig mußte am 07./08.12.1965 lediglich der Bordcomputer getauscht werden, nachdem ein Speicherproblem festgestellt worden war. Tatsächlich schritten die Arbeiten so gut voran, daß der Starttermin um einen Tag vorverlegt werden konnte. Am 12.12.1965 lief auch der Countdown reibungslos durch, so daß alles nach einem perfekten Auftakt für die „Gemini“ Doppelmission aussah. Die Triebwerke der Titan II GLV zündeten pünktlich auf die Sekunde, doch Gemini VII gesehen von Gemini VI-Adann überstürzten sich die Ereignisse. Während die Crew meldete „Borduhr läuft!“, zeigten die Instrumente im Kontrollzentrum Brennschluß an. Als sich die Wolke aus Rauch, Staub und Wasserdampf gelegt hatte, stand die Rakete noch immer auf der Rampe. Verwundert registrierten Schirra und Stafford im Inneren des Raumschiffs die Plötzlich Stille, die dem Zünden der Triebwerke folgte. Aus dem Lautsprecher drang die Stimme von Flugdirektor Christopher C. Kraft: „Kein Start, kein Start!“. Das Ticken der Borduhr sagte zwar etwas anderes, doch die meisten Instrumente bestätigten den Startabbruch. Angespannt starrten die beiden Astronauten auf die Anzeigen, die Hände am Auslösegriff ihrer Schleudersitze. Hätten sie diese jetzt aktiviert, wäre die Chance auf einen baldigen Start vertan gewesen. Doch beide behielten die Nerven. Am Boden sicherten mehrere Teams von Technikern die Rakete, während die Instrumente das Absinken des Treibstoffdrucks anzeigten. Die unmittelbare Gefahr war gebannt. 1½ Stunden nach der Zündung der beiden Gemini VII nur wenige Meter von Gemini VI-A entfernt Erststufentriebwerke verließen die enttäuschten und doch erleichterten Astronauten ihr Raumschiff. An einen raschen zweiten Startversuch noch vor dem Ende der Gemini VII Mission wagte zunächst niemand zu denken. Doch erwies sich die Ursache für den Startabbruch als unbedeutende Kleinigkeit ohne grundsätzliche Bedeutung. Ein nicht ordnungsgemäß gesicherter Steckkontakt hatte sich bei der Triebwerkszündung vorzeitig gelöst, was den automatischen Abbruch der Startsequenz nach sich zog. Doch bei der Ursachenforschung entdeckten die Inspektionsteams noch eine weitaus ernstere Anomalie. In der Oxidatorzuleitung einer Turbine entdeckten sie eine wohl bereits im Oktober vergessene Plastikabdeckung. Diese hätte zweifellos die Treibstoffzufuhr derart verringert, daß daß die Rakete, sollte das Fehlerdetektionssystem das Problem nicht rechtzeitig gemeldet haben (was die Experten für wahrscheinlich erachteten) aus geringer Höhe auf die Rampe zurückgestürzt wäre. Am 14.12.1965 wurde diese besorgniserregende Erkenntnis auch offiziell bekanntgegeben. Von diesem Problem abgesehen zeigte sich GLV-​6 aber in gutem Zustand. Einem neuen Startversuch stand technisch gesehen nichts im Wege. Und die NASA war bereit, das Risiko Gemini VIIeinzugehen. Pünktlich auf die Sekunde zündeten am 15.12.1965 um 13:37:26 UTC die Triebwerke der Rakete. Sechs Minuten später hatte Gemini VI-​A präzise die vorausberechnete Bahn erreicht. Gegen 15:15 UTC begann mit einer Triebwerkszündung die Aufholjagd auf Gemini VII. Um 17:08 UTC empfing Gemini VI-​A erstmals das Signal des Radartransponders an Bord von Gemini VII. Der Abstand der beiden Raumschiffe betrug zu diesem Zeitpunkt noch 372 km. Während der nächsten zwei Stunden schrumpfte der Abstand immer weiter, wobei Gemini VI-​A den aktiven Teil im Annäherungsprozeß übernahm. Um 19:16 UTC meldete Pilot Stafford schließlich nach Houston: „35 m Abstand und Stillstand“. Die Geschwindigkeitsdifferenz beider Raumschiffe war jetzt praktisch gleich Null. Vorsichtig tastete sich Gemini VI-​A noch weiter an Gemini VII heran. Zeitweise waren beide Raumschiffe nur noch 1,5 m voneinander entfernt. Am Boden wie auch an Bord herrschte eine euphorische Stimmung. Die Mannschaften fotografierten sich gegenseitig und es entwickelte sich ein reger Sprechfunkverkehr. Nach über fünf Stunden mehr oder minder engem Formationsflug manövrierte Schirra am Morgen des 16.12.1965 Gemini VI-​A allmählich von Gemini VII weg. Schließlich flog man rund 70 km vor Gemini VII. Jetzt endlich konnte sich die Crew eine erste Schlaf– und Essenspause genehmigen.
Während sich auf der Erde die Pressemeldungen zu dem Unternehmen überstürzten, bereiteten sich im All die beiden Mannschaften bereits auf ihre Rückkehr zur Erde vor. Gemini VI-​A wasserte am 16.12.1965 nach nur 25:51 h im Atlantik. Zwei Tage später ging in diesem Seegebiet auch Gemini VII nieder. Beide Mannschaften wurden vom Flugzeugträger USS „Wasp“ aufgenommen.
Bergung von Gemini VI-AAllen Beobachtern war klar, daß die NASA mit dieser Doppelmission dem Ziel bemannter Mondflug ein gewaltiges Stück näher gekommen war. In Verbindung mit dem ersten Außenbordmanöver eines Amerikaners durch Edward White sechs Monate zuvor waren die wichtigsten Elemente einer Mondmission nun praktisch erprobt. Zwar war man von Routineoperationen noch weit entfernt, und tatsächlich sollten sich vielfältige Probleme erst bei späteren Missionen zeigen, doch das Ziel lag in greifbarer Nähe. Interessanterweise würdigten auch die sowjetischen Medien ausgiebig die beiden Missionen. Sowohl der Langzeitflug von Gemini VII als auch das Rendezvous von Gemini VI-​A wurden unumwunden als herausragende Leistungen anerkannt. Dabei hatte man sowohl das erste Außenbordmanöver als auch den ersten Gruppenflug noch kurze Zeit zuvor als sowjetische Erstleistungen für sich reklamiert. Tatsächlich war es den sowjetischen Technikern gelungen, der NASA, die angekündigt hatte, bei einer der ersten „Gemini“ Missionen eine EVA zu unternehmen, um einige Wochen zuvorzukommen. Es gelang jedoch nicht, darauf weiter aufzubauen. Noch viel zweifelhafter war der Nutzen der beiden „Gruppenflüge“ innerhalb des „Wostok“ Programms. Logistisch unbestritten eine Meisterleistung, basierten sie ausschließlich darauf, den Bahneinschuß des zweiten Raumschiffs derart präzise vorzunehmen, daß beide Raumschiffe für einen kurzen Augenblick im Abstand von nur 5 km zueinander flogen. Denn manövrieren oder gar die Position relativ zueinander halten konnten sie nicht. Erst mit dem „Sojus“ Raumschiff, das ab Ende der 1960er Jahre einsatzbereit war, konnte die Sowjetunion diese Fähigkeit erlangen.