Mondlandung: Das steckt hinter Apollo 11 und der Saturn V

50 Jahre Mondlandung : Die Technik hinter Apollo 11

Wernher von Braun baute ein Raumschiff, das auf mehr als 40.000 Kilometer pro Stunde beschleunigen konnte: die Saturn V. Die Rakete war gewaltig — der Platz für die Astronauten in der Kommando-Kapsel dagegen sehr beengt.

Schon auf den ersten Blick wirkte sie wie nicht von dieser Welt. Mehr als 110 Meter erhob sich die Saturn V zum Himmel. Schließlich war es ihre einzige Aufgabe, die engen Fesseln der Schwerkraft zu überwinden, mit denen die Erde ihre Bewohner und die Apollo-11-Kapsel an den Heimatplaneten bindet. Dafür musste sie indes in der Lage sein, auf mehr als 40.000 km/h zu beschleunigen. Zudem sollte sie in der Rekordzeit von nur sieben Jahren fertiggestellt werden. Damit gab es keinen Spielraum für Fehler. Die erste Lösung, die der Chef-Entwickler Wernher von Braun wählte, musste auch die richtige sein.

Am 20. Januar 1962 wurde schließlich das Konzept der Saturn V ausgewählt und ihr Bau beschlossen. Und schnell entschied man sich, mehrere Stufen zu verwenden, um den Mond zu erreichen. Das Gesamtgewicht würde aufgrund der großen Menge Treibstoff bei rund 3000 Tonnen liegen. Die Apollo-11-Kapsel, das Service-Modul und die Mondlandefähre würden knapp 47 Tonnen dazu beitragen — also gerade mal 1,6 Prozent.

In der ersten Stufe entschied man sich für ein Sauerstoff-Kerosin-Gemisch, das die Energie für die fünf Triebwerke liefern sollten. Nach der Zündung sollten sie 161 Sekunden lang brennen und eine Schubkraft wie 6000 Düsenflugzeuge entwickeln. Der Lärm, den sie erzeugte, soll so laut wie der Ausbruch eines Vulkans gewesen sein. Trotzdem würde die Saturn V damit indes nicht weit kommen. Eine Höhe von 68 Kilometer war angepeilt. Dafür erreichte die erste Stufe eine Geschwindigkeit von fast 10.000 Kilometer pro Stunde. Das Problem bei der Konstruktion dieser ersten Stufe war nicht nur die enorme Materialbelastung. Die Ingenieure bei Boeing, die sie bauen sollten, standen aufgrund der schieren Größe des 42 Meter langen "Triebwerks" vor einer großen Herausforderung: In kurzer Zeit mussten sie dafür völlig neue Montage-Techniken entwickeln.

Nachdem die erste Stufe ausgebrannt und abgeworfen worden war, sollte die nächste zünden: Ihr Antrieb wurde mit Wasserstoff und Sauerstoff versorgt, die sechs Minuten lang bis in 176 Kilometer Höhe brennen sollten. Am Ende sollte eine Geschwindigkeit von mehr als 25.000 Kilometer pro Stunde erreicht werden. Für den Weg zum Mond war das indes nicht genug. Dafür wurde noch eine dritte Stufe benötigt, die zweimal zünden musste: Im ersten Schritt brachte sie die Kapsel auf eine niedrige Umlaufbahn um die Erde. Im zweiten dann beschleunigte sie auf die erforderlichen 40.000 Kilometer pro Stunde. Damit war der Mond greifbar geworden.

40 Minuten danach begann dann eins der schwierigsten Manöver der Raumfahrt: Die Apollo-11-Kapsel und ihr Versorgungsmodul wurden abgekoppelt, mussten auf ihrer Bahn um 180 Grad drehen und anschließend an der Mondlandefähre in der dritten Stufe andocken. Erst danach konnte sich auch die letzte Antriebseinheit der Saturn V endgültig lösen. Doch weil im Vakuum des Weltraums nichts diese Stufe abgebremst hätte, wäre sie ihrer Flugbahn stur weiter gefolgt — und hätte den Kurs von Apollo 11 kreuzen können. Das Risiko war zu groß, dass sich die Stufe zum gefährlichen kosmischen Querschläger entwickeln würde. Darum musste der restliche Treibstoff gezündet werden, um die Stufe so weit wie möglich von der Kapsel zu entfernen.

Dieser komplexe Flugplan, die Entwicklung der Rakete und der einzelnen Manöver waren indes noch relativ leicht verglichen mit der Mondlandefähre "Eagle" (Adler). Sie hatte eine Höhe von sieben Meter und einen Durchmesser von 9,5 Meter. Zumindest wenn die vier Landebeine ausgestreckt waren. Dafür bestand sie aus mehr als einer Million Teile, die verbauten Kabel erreichten eine Länge von 65 Kilometer.

Mehrmals wurde das Design geändert, um Konstruktionsfehler zu korrigieren. Am Ende mussten auch die Sitze weichen, um Gewicht zu sparen. Gurte würden die Astronauten sichern, während sie stehend arbeiten und die Fähre steuern müssten. Angesichts der geringen Anziehungskraft des Mondes hielt man das beim Start von der lunaren Oberfläche für vertretbar. Schließlich würden Neil Armstrong und Edwin Aldrin dort nur etwa ein Sechstel ihres normalen Körpergewichts spüren.

In der konisch geformten Kommando-Kapsel dagegen verbrachten die Astronauten die meiste Zeit in den Kontursitzen. Viel Platz, um sich zu bewegen, bot sie ohnehin nicht: Sie war 3,23 Meter hoch und hatte am unteren Ende einen Durchmesser von 3,91 Meter. Während der achttägigen Apollo-11-Mission war sie Zentrale, Büro, Küche, Bad und Schlafzimmer.

Vor den Astronauten entfaltete sich dabei ein dreigeteiltes Armaturenbrett mit insgesamt 566 Schaltern und 111 Anzeigen. Auf einer Steuerkonsole befanden sich die 24 wichtigsten Instrumente, die ständig beobachtet werden mussten — weil sie über den Kurs des Raumschiffs informierten.

Links vor den Armaturen saß Kommandant Neil Armstrong, in der Mitte der Pilot des Kommando-Moduls Michael Collins — mit zwei Steuerknüppeln, sechs Drucktasten und 34 Kippschaltern für die Steuerung. Rechts von ihm nahm Edwin Aldrin Platz, der Pilot der Mondlandefähre Eagle.

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(RP)