Apollo program · NASA · Bemannt

Apollo 13

11.04.1970, 19:13
Startdatum
3
Besatzungsgröße
5 Tg. 22 Std.
Dauer
Teilerfolg
Ergebnis

Apollo 13 war der siebte bemannte Flug des Apollo-Programms und sollte die dritte Mondlandung sein. Die Mission startete am 11. April 1970 vom Kennedy Space Center an Bord der Saturn V AS-508, mit James A. Lovell als Kommandant, John L. „Jack" Swigert als Pilot des Kommandomoduls und Fred W. Haise als Pilot der Mondlandefähre; Swigert hatte Ken Mattingly zwei Tage vor dem Start ersetzt, nachdem die Besatzung Röteln ausgesetzt gewesen war. Ziel war die Fra-Mauro-Formation, ausgewählt, weil man annahm, dass sie Material bewahrte, das durch den Einschlag freigelegt wurde, der das Imbrium-Becken bildete. Bei 55:54:53 Missionszeit, zwei Tage nach dem Start, entzündete sich der Sauerstofftank Nummer 2 des Servicemoduls und platzte. Die Explosion riss ein komplettes Außenpaneel ab, beschädigte die Hochgewinnantenne und ließ den Inhalt beider Sauerstofftanks ins All entweichen, was das Raumschiff um Strom, Wasser und Lebenserhaltung brachte. Die Mondlandung wurde innerhalb von Minuten abgesagt, und die Mission wurde zu einem Überlebensproblem: Drei Männer mussten von einer zum Mond gerichteten Flugbahn zurückgeholt werden, wobei das Kommandomodul abgeschaltet blieb, um seine Batterien zu schonen. Die Lösung bestand darin, die Mondlandefähre Aquarius als Rettungsboot zu nutzen. Mit ihrem Abstiegstriebwerk wurde die freie Rückkehrbahn wiederhergestellt, und zwei Stunden nach dem Durchgang durch das Perizynthium wurde die „PC+2"-Zündung ausgeführt, die die Rückkehr verkürzte und die Wasserung in den Pazifik verlegte. Unterwegs musste ein Adapter für Lithiumhydroxid-Kartuschen improvisiert werden — der „Briefkasten" —, damit das System der Mondlandefähre das Kohlendioxid dreier Männer entfernen konnte, das Wasser wurde auf 200 Milliliter pro Person und Tag rationiert, und es musste eine Kabine bei 3 °C ausgehalten werden. Die Odyssey wasserte am 17. April unbeschädigt im Südpazifik, nach 5 Tagen, 22 Stunden, 54 Minuten und 41 Sekunden Flugzeit. Die von Edgar Cortright geleitete Untersuchungskommission fand die Ursache fernab des Weltraums: Die Thermostate des Tanks, ausgelegt für die 28 Volt des Kommandomoduls, hatten bei den 65 Volt einer Bodenerwärmung während des Countdown-Tests versagt, was die Teflonisolierung der internen Verkabelung beschädigte. Der Tank, die Thermostate und die Sauerstoffventile wurden für Apollo 14 und die folgenden Missionen neu konstruiert. Apollo 13 wird als das am besten bewältigte operative Scheitern des Programms in Erinnerung behalten: Sie erfüllte keines ihrer wissenschaftlichen Hauptziele, brachte aber ihre Besatzung zurück und veränderte die Notfallverfahren der bemannten Raumfahrt.

Nutzlast

Die wissenschaftliche Nutzlast von Apollo 13 entsprach der einer H-Mission zur Monderkundung. In der Bucht der Mondlandefähre befand sich ein Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP), das Lovell und Haise beim ersten Weltraumausstieg aufstellen sollten: ein Seismometer (Passive Seismic Experiment) ähnlich dem von Apollo 12, ein Wärmefluss-Experiment (Heat Flow Experiment), das das Bohren zweier 3,0 Meter tiefer Löcher erforderte, ein Experiment für geladene Teilchen der Mondumgebung (CPLEE) zur Messung von Protonen und Elektronen solaren Ursprungs, ein Mondatmosphären-Detektor (LAD) und ein Staubdetektor. Das Wärmefluss-Experiment und das CPLEE flogen bei dieser Mission zum ersten Mal. Die Stromversorgung der Anlage übernahm ein Radioisotopen-Thermogenerator vom Typ SNAP-27, der bei Apollo 12 erstmals eingesetzt worden war; seine Plutoniumoxid-Kapsel befand sich in einem Behälter mit Hitzeschilden aus Graphit und Beryllium und einer Struktur aus Titan und Inconel, ausgelegt, um den Wiedereintritt zu überstehen, ohne bei einem Abbruch Plutonium freizusetzen. Die Mission führte zudem die für Fra Mauro vorgesehene geologische Probenausrüstung sowie eigene fotografische Ziele mit, darunter das Gegenschein-Phänomen aus der Mondumlaufbahn. Das Fahrzeug brachte zwei weitere Nutzlastteile mit wissenschaftlicher oder operativer Funktion mit: die dritte Stufe S-IVB, absichtlich auf den Mond gerichtet, damit ihr Einschlag das von Apollo 12 zurückgelassene Seismometer kalibrierte, sowie zusätzlichen Treibstoff, der als Test im Hinblick auf die künftigen J-Missionen mitgeführt wurde, die mehr davon für ihre schwereren Nutzlasten benötigen würden. Die Mondlandefähre befand sich während der ersten Flugstunden im Adapter SLA-16. Nach der Absage der Mondlandung gingen das ALSEP und die übrige Oberflächenfracht mit der Aquarius verloren, die wieder in die Atmosphäre eintrat und zerstört wurde; der Plutoniumbehälter fiel, wie für diesen Fall vorgesehen, über dem Tongagraben herab.

BesatzungFunktionAgenturAußenbordeinsatz
James Arthur Lovell Jr.KommandantNASA · Vereinigte Staaten
John Leonard "Jack" Swigert Jr.Kommandokapsel-PilotNASA · Vereinigte Staaten
Fred Wallace Haise Jr.Mondlandefähre-PilotNASA · Vereinigte Staaten

Geschichte

Eine am Vorabend des Starts neu zusammengestellte Besatzung

Die Besatzung, die mit Apollo 13 flog, war nicht die durch die übliche Rotation vorgesehene. James A. Lovell, Veteran von Gemini 7, Gemini 12 und Apollo 8, kommandierte eine Besatzung mit Fred W. Haise als Pilot der Mondlandefähre und Thomas K. „Ken" Mattingly als Pilot des Kommandomoduls; das Trio war Ersatzbesatzung von Apollo 11 gewesen und ursprünglich für Apollo 14 vorgesehen, bis Deke Slayton, Leiter der Flugbesatzungsoperationen, seinen Turnus mit dem der Besatzung von Alan Shepard tauschte.

Sieben Tage vor dem Start steckte sich Charles Duke — Mitglied der Ersatzbesatzung — beim Sohn eines Freundes mit Röteln an. Von den fünf exponierten Männern besaß nur Mattingly keine vorherige Immunität. Die übliche Regel hätte den Austausch der gesamten Stammbesatzung gegen die Ersatzbesatzung bedeutet, doch Dukes eigene Erkrankung machte dies unmöglich; zwei Tage vor dem Start wurde Mattingly daher durch John L. „Jack" Swigert ersetzt, den Piloten des Kommandomoduls der Ersatzbesatzung. Mattingly entwickelte nie Röteln und flog später mit Apollo 16; vom Boden aus spielte er beim Rettungseinsatz eine entscheidende Rolle.

Apollo 13
Apollo 13 Mission Emblem

Das Missionsemblem musste nicht neu gestaltet werden: Das von Apollo 13 ist, zusammen mit dem von Apollo 11, eines von nur zwei Apollo-Emblemen ohne die Namen der Besatzung. Die mitgeführten Robbins-Medaillen dagegen wurden nach dem Flug eingeschmolzen und neu geprägt, um die tatsächliche Besatzung und das Fehlen eines Landedatums widerzuspiegeln. Lovell wählte die Rufnamen: Aquarius für die Mondlandefähre — nach dem Wasserträger Wassermann — und Odyssey für das Kommandomodul, wegen seines homerischen Klangs und des Films 2001: Odyssee im Weltraum, aber auch wegen der Wortbedeutung selbst, einer langen, von vielen Wendungen des Schicksals geprägten Reise. Das Raumschiff bestand aus dem Kommando- und Servicemodul CSM-109, Odyssey, und der Mondlandefähre LM-7, Aquarius.

Wissenschaftliche Ziele: die Fra-Mauro-Formation

Der zugewiesene Landeplatz lag beim Krater Fra Mauro. Man nahm an, dass die Fra-Mauro-Formation Material enthielt, das durch den Einschlag ausgeworfen wurde, der in den frühen Phasen der Mondgeschichte das Mare-Imbrium-Becken ausgehoben hatte: Es zu beproben, bedeutete, eines der bedeutendsten Ereignisse des Mondes zu datieren. Die primären Missionsziele lauteten, in einer vorab ausgewählten Region der Fra-Mauro-Formation eine selenologische Untersuchung, Erkundung und Beprobung des Materials durchzuführen, ein Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP) auszubringen und zu aktivieren sowie Fotografien möglicher künftiger Erkundungsstandorte zu gewinnen. Hinzu kamen ergänzende fotografische Ziele, darunter das Gegenschein-Phänomen aus der Mondumlaufbahn und der Mond selbst während des Rückflugs.

Der Plan sah die erste der beiden vierstündigen Außenbordeinsätze für die ALSEP-Aufstellung vor und die zweite für die Untersuchung des Kraters Cone in der Nähe des Landepunkts. Die Stammbesatzung absolvierte mehr als 1.000 Stunden spezifisches Training — mehr als fünf Stunden je Stunde der zehn geplanten Missionstage —, mit geologischer Ausbildung unter Leitung von Lee Silver vom Caltech und Training in Beobachtung und Orbitalfotografie unter Farouk El-Baz.

Der Start am 11. April 1970 und die Abschaltung des Mitteltriebwerks

Die Saturn V AS-508 startete zur vorgesehenen Zeit, 14:13 Uhr EST (19:13 Uhr UTC) am 11. April 1970, vom Kennedy Space Center. Die Rakete führte als Test zusätzlichen Treibstoff mit, da die künftigen J-Missionen für ihre schwereren Nutzlasten mehr benötigen würden; das machte sie zur bis dahin schwersten von der NASA gestarteten Rakete und sichtlich zur langsamsten beim Verlassen des Startturms. Bei Apollo 13 kam zudem erstmals aufgesprühte Isolierung an den kryogenen Tanks der zweiten Stufe S-II zum Einsatz, anstelle der aufgeklebten Paneele früherer Missionen.

Apollo 13
Portrait - Astronaut James A. Lovell Jr.

Wenige Minuten nach dem Start trat die erste Anomalie auf. Das mittlere (innere) Triebwerk der S-II schaltete sich etwa zwei Minuten früher als vorgesehen ab, verursacht durch schwere Pogo-Schwingungen, die durch Kavitation der Turbopumpe verstärkt wurden. Das Phänomen war bereits bei den Titan-Raketen des Gemini-Programms und bei früheren Apollo-Missionen aufgetreten, und es gab bereits eine Lösung dafür, doch der Zeitdruck verhinderte deren Einbau in das Apollo-13-Fahrzeug. Das seit Apollo 10 so ausgelegte Leitsystem, das das Triebwerk bei Druckschwankungen in der Brennkammer abschaltet, funktionierte wie vorgesehen; eine spätere Untersuchung zeigte, dass das Triebwerk nur noch einen weiteren Zyklus überstanden hätte, bevor es katastrophal versagt wäre. Die vier äußeren Triebwerke und die dritte Stufe S-IVB brannten zum Ausgleich länger, und der Verband erreichte eine Parkbahn, die der geplanten kreisförmigen Bahn von 190 Kilometern sehr nahekam. Die Trans-Lunar-Injektion erfolgte etwa zwei Stunden später.

Auf dem Weg zum Mond: Hybridbahn und die Übertragung, die niemand sendete

Nach der Trans-Lunar-Injektion führte Swigert die Trennung und Transposition durch und dockte die Odyssey an die Aquarius an, woraufhin sich der Verband von der dritten Stufe entfernte. Die Flugleitung schickte die S-IVB anschließend zum Einschlag auf dem Mond in Reichweite des von Apollo 12 hinterlassenen Seismometers, was bei 77:56:40 Missionszeit geschah.

Bei 30:40:50 Flugzeit, mit eingeschalteter Fernsehkamera, führte die Besatzung die Zündung durch, die Apollo 13 auf eine Hybridbahn brachte. Die Entscheidung hatte einen klaren operativen Grund: Eine freie Rückkehrbahn erlaubt nur das Erreichen von Landeplätzen nahe dem Mondäquator, während eine Hybridbahn, die zu jedem Zeitpunkt nach der Trans-Lunar-Injektion eingeleitet werden kann, höhere Breiten wie Fra Mauro erschloss. Der Preis war bekannt und akzeptiert: Der Verzicht auf die freie Rückkehr bedeutete, dass das Raumschiff ohne zusätzliche Zündungen die Erde bei der Rückkehr nicht treffen würde.

Der dritte Tag brachte eine für 55:00:00 Missionszeit geplante Fernsehübertragung, bei der Lovell als Zeremonienmeister das Innere von Odyssey und Aquarius zeigte. Kein amerikanischer Sender strahlte sie live aus: Das öffentliche Interesse an Mondreisen war erloschen. Haise schloss gerade das Abschalten der Mondlandefähre nach dem Test ihrer Systeme ab, und Lovell räumte die Kamera weg, als der Flug aufhörte, dem Plan zu ähneln.

55:54:53 — „Okay, Houston, we've had a problem here"

Der Drucksensor eines der Sauerstofftanks des Servicemoduls hatte verdächtige Werte geliefert, weshalb Sy Liebergot, der für die Überwachung des elektrischen Systems des CSM zuständige EECOM-Controller, das Einschalten der Rührventilatoren der Tanks anforderte. Es war ein Routinevorgang, üblicherweise täglich: Das Rühren löste die Schichtung des Inhalts auf und lieferte wieder verlässliche Druckwerte. Flugleiter Gene Kranz ließ Liebergot einige Minuten warten, damit sich die Besatzung nach der Übertragung erst wieder einfand; CAPCOM Jack Lousma übermittelte die Anfrage, und Swigert betätigte die Schalter der Ventilatoren und schaltete sie einige Sekunden später wieder aus.

Apollo 13
Portrait - Astronaut Fred W. Haise Jr.

Der Unfall ereignete sich bei 55:54:53 Missionszeit (03:08 Uhr UTC am 14. April; 22:08 Uhr EST am 13. April). Sechsundzwanzig Sekunden später meldete Swigert: „Okay, Houston, we've had a problem here" — „Okay, Houston, wir hatten hier gerade ein Problem" —, und um 55:55:42 wiederholte es Lovell: „Houston, we've had a problem. We've had a Main B Bus undervolt", also eine Unterspannung auf der Hauptsammelschiene B. Der Satz, den die Populärkultur in Erinnerung behält, „Houston, wir haben ein Problem", ist eine Erfindung des Films von 1995: Er änderte die Zeitform des Originals und unterschlug, dass zuerst Swigert und nicht Lovell sprach.

Was die Telemetrie noch aufdecken sollte, war schlimmer als eine Unterspannung. Liebergot, der sich auf Tank 1 konzentrierte und darauf vertraute, dass dessen Wert als Orientierung für Tank 2 dienen würde, erkannte die beunruhigenden Signale von Tank 2 erst spät, ebenso wie die Controller im Unterstützungsraum. Die Brennstoffzellen benötigten Sauerstoff zum Funktionieren; sobald Tank 1 leer wäre, würde die letzte noch aktive Zelle ausfallen, und die einzigen nennenswerten Energie- und Sauerstoffquellen des CSM wären dann die Batterien des Kommandomoduls und dessen Sauerstoff-Reservetank, der Surge Tank, die für die letzten Flugstunden vorgesehen waren. Kranz ordnete an, den Surge Tank zu isolieren, um dessen Inhalt zu retten, wohl wissend, dass dies die überlebende Zelle zum Ausfall binnen weniger Stunden verurteilte.

Was wirklich versagte: der 28-V-Thermostat und die Erwärmung am Boden

Die Ursache lag nicht im Flug, sondern in der industriellen Vorgeschichte des Sauerstofftanks Nummer 2. Er wurde von Beech Aircraft in Boulder (Colorado) als Unterauftragnehmer von North American Rockwell in Downey (Kalifornien), dem Hauptauftragnehmer für das Kommando- und Servicemodul, gefertigt. Der Tank wurde zunächst in ein für das Servicemodul von Apollo 10, das SM-106, bestimmtes Sauerstoffregal eingebaut, aus dem er wegen eines möglichen Problems mit elektromagnetischen Störungen wieder ausgebaut werden musste. Beim Ausbau fiel das Regal mindestens 5 Zentimeter herab, weil eine Halteschraube nicht entfernt worden war. Nach einem erneuten Test, bei dem der Tank nicht mit flüssigem Sauerstoff befüllt wurde, wurde das Regal im November 1968 in das SM-109 — das von Apollo 13 — eingebaut, das im Juni 1969 zum Kennedy Space Center geschickt wurde.

Apollo 13
Portrait - Astronaut John L. Swigert Jr.

Der latente Schaden wurde beim Countdown-Demonstrationstest ausgelöst, der begann, als das SM-109 am 16. März 1970 bereits nahe der Spitze der Saturn V montiert war. Die kryogenen Tanks wurden befüllt, doch Tank Nummer 2 ließ sich nicht über die normale Ablassleitung entleeren, was so dokumentiert wurde. Zum Entleeren griff man auf seine internen, von der Bodenversorgung gespeisten Heizelemente zurück. Genau darin lag die Falle: Die beiden thermostatischen Schalter des Tanks waren für die 28 Volt Gleichstrom des Kommandomoduls ausgelegt und konnten bei den am Kennedy Space Center für Bodentests verwendeten 65 Volt versagen. Die Thermostate sollten verhindern, dass die Heizelemente die Temperatur über 27 °C steigen ließen, versagten jedoch bei 65 Volt. Die Temperatur des Heizrohrs konnte bis zu 540 °C erreichen — genug, um die Teflonisolierung der internen Verkabelung zu beschädigen —, und niemand bemerkte es, weil die Temperaturanzeige nicht für Werte über 29 °C ausgelegt war. Die verlängerte Erwärmung war von Lovell und Mattingly aus der Stammbesatzung sowie von Managern und Ingenieuren der NASA genehmigt worden.

Der Ausgang im Flug war die mechanische Folge dieses Schadens. Das Rühren verursachte einen Kurzschluss in der beschädigten Isolierung der Verkabelung im Inneren von Tank 2 und entzündete sie; der Innendruck stieg, bis die Kuppel des Tanks barst, und füllte Sektor 4 des Servicemoduls, in dem sich die Brennstoffzellen befanden, mit schnell expandierendem gasförmigem Sauerstoff und Verbrennungsprodukten. Der Druckanstieg riss die Nieten der äußeren Aluminiumverkleidung von Sektor 4 heraus und schleuderte sie ins All, wodurch der Sektor dem Vakuum ausgesetzt wurde und das Feuer erlosch. Die abgesprengte Verkleidung traf die Hochgewinnantenne, machte den Schmalstrahlmodus unbrauchbar und unterbrach die Kommunikation mit der Erde für 1,8 Sekunden, während das System automatisch auf den breiten Ersatzstrahl umschaltete. Der plötzliche Ausfall von Tank 2 beeinträchtigte auch Tank 1, dessen Inhalt in den folgenden 130 Minuten entwich — möglicherweise durch eine beschädigte Leitung oder ein beschädigtes Ventil —, bis der Sauerstoffvorrat des Servicemoduls vollständig erschöpft war. Die Sektoren des Moduls waren nicht gegeneinander abgedichtet: Hätte genug Zeit bestanden, damit das gesamte Servicemodul den Druck von Sektor 4 erreicht hätte, hätte die Kraft auf den Hitzeschild die beiden Module voneinander getrennt.

Aquarius, Rettungsboot

Da die Brennstoffzellen zum Ausfall verurteilt und die Mondlandung ausgeschlossen waren — die Missionsregeln verboten den Eintritt in die Mondumlaufbahn, ohne dass alle Zellen betriebsbereit waren —, blieb nur noch eine lebende Reserve: die Mondlandefähre. Die Aquarius verfügte über geladene Batterien und volle Sauerstofftanks für die Mondoberfläche, sodass Kranz anordnete, sie zu aktivieren und als Rettungsboot zu nutzen — ein vorgesehenes, aber als unwahrscheinlich eingestuftes Szenario. Die Verfahren existierten, weil die Controller der Mondlandefähre sie nach einer Trainingssimulation von Apollo 10 entwickelt hatten, bei der sich die Mondlandefähre als überlebensnotwendig erwies und nicht rechtzeitig aktiviert werden konnte.

Die Übertragung musste von Hand und gegen die Uhr erfolgen. Während das Kommandomodul heruntergefahren wurde, kopierte Lovell die Ausrichtungsdaten seines Navigationssystems und führte die manuellen Berechnungen durch, um sie auf den Computer der Mondlandefähre zu übertragen, der ausgeschaltet war; auf seine Bitte hin überprüfte die Flugleitung seine Zahlen. Das Kommandomodul blieb im Ruhezustand, seine Verbrauchsgüter aufgespart für das Einzige, was jetzt noch zählte: den Wiedereintritt.

Die freie Rückkehr und die PC+2-Zündung

Der direkte Abbruch wurde bald verworfen; er hätte das Haupttriebwerk des Servicemoduls, das Service Propulsion System, genutzt, um vor Erreichen des Mondes umzukehren: Der Unfall könnte das SPS beschädigt haben, und die Brennstoffzellen hätten mindestens eine weitere Stunde durchhalten müssen, um es zu versorgen. Kranz entschied sich für die lange Route: um den Mond herum und dann zurück zur Erde. Doch Apollo 13 befand sich auf der Hybridbahn Richtung Fra Mauro und musste auf die freie Rückkehr zurückgeführt werden: Bei 61:29:43,49 Missionszeit gelang dies mit einer 34,23 Sekunden langen Zündung des Abstiegstriebwerks der Mondlandefähre.

Apollo 13
Astronaut Thomas Mattingly während eines Wasserausstiegstrainings

Diese Route brachte das Raumschiff in etwa vier Tagen zur Erde zurück, mit Wasserung im Indischen Ozean, wo die NASA über wenige Bergungsmittel verfügte. Jerry Bostick und die übrigen Flugdynamik-Offiziere wollten die Reise verkürzen und die Wasserung in den Pazifik verlegen, wo sich die Hauptkräfte befanden. Die Lösung war eine zweite Zündung des Abstiegstriebwerks zwei Stunden nach dem Perizynthium, dem Punkt der größten Annäherung an den Mond: die „PC+2"-Zündung. Beim Perizynthium am 14. April befand sich die Besatzung 400.171 Kilometer von der Erde entfernt — die größte von Menschen erreichte Entfernung bis zum Mondvorbeiflug von Artemis II im Jahr 2026; der Rekord kam zustande, weil der Mond sich fast an seinem entferntesten Punkt befand und die freie Rückkehrbahn die Kapsel weiter vom Mond wegführte als bei jeder anderen Apollo-Mission. Die Genauigkeit der Zündung konnte nicht mit der üblichen Methode sichergestellt werden — die von Lovell übertragene Ausrichtung gegen die Position eines Navigationssterns zu prüfen —, da das Funkeln der zahlreichen Trümmerteile, die das Raumschiff begleiteten, dies unpraktikabel machte. Während sie das Manöver vorbereiteten, erfuhr die Besatzung, dass die S-IVB planmäßig auf dem Mond eingeschlagen war, was Lovell zu einem resignierten Kommentar veranlasste: Wenigstens habe bei diesem Flug etwas funktioniert. Nach der Durchführung der PC+2-Zündung wurde fast alles an Bord abgeschaltet, um die Vorräte zu strecken.

Das Kohlendioxid und der „Briefkasten"

Die Aquarius verfügte über ausreichend Sauerstoff, doch das löste nicht das umgekehrte Problem: die Entfernung des Kohlendioxids, das drei Männer in einer für zwei Personen ausgelegten Kabine über zwei Tage ausatmeten. Das CO2 wurde von Lithiumhydroxid-Kartuschen absorbiert, und die des Kommandomoduls passten nicht in das System der Mondlandefähre. Die Lösung improvisierten Bodenpersonal und Besatzung mit dem, was an Bord vorhanden war: ein Adapter, den die NASA-Ingenieure „den Briefkasten" tauften. CAPCOM Joseph Kerwin las der Besatzung das Bauverfahren über eine Stunde hinweg vor; Swigert und Haise bauten ihn zusammen, und die Kohlendioxidwerte begannen sofort zu sinken. Lovell beschrieb diese Improvisation später als ein gutes Beispiel für die Zusammenarbeit zwischen Boden und Weltraum.

Kälte, Durst und Minimalverbrauch

Der Strom des CSM stammte von Brennstoffzellen, die Wasser als Nebenprodukt erzeugten; die Mondlandefähre dagegen wurde von Silber-Zink-Batterien gespeist, die keines produzierten. Energie und Wasser — benötigt sowohl zum Trinken als auch zur Kühlung der Geräte — wurden zu den kritischen Ressourcen. Der Verbrauch der Mondlandefähre wurde auf das Minimum reduziert. Swigert gelang es, einige Beutel mit Wasser aus dem Wasserhahn des Kommandomoduls zu füllen, doch selbst bei rationiertem persönlichem Verbrauch berechnete Haise zunächst, dass ihnen etwa fünf Stunden vor dem Wiedereintritt das Kühlwasser ausgehen würde; das Risiko wurde akzeptiert, weil die Systeme der Mondlandefähre von Apollo 11, bereits in der Mondumlaufbahn abgetrennt, nach Abschalten der Wasserversorgung sieben bis acht Stunden weiterfunktioniert hatten.

Apollo 13
Ausrollen vor dem Start von Apollo 13 im KSC

Die Ration wurde auf 200 Milliliter Wasser pro Person und Tag festgelegt. Die drei Astronauten verloren zusammen 14 Kilogramm, und Haise zog sich eine Harnwegsinfektion zu. Im dunklen Raumschiff fiel die Temperatur bis auf 3 °C, und Wasser kondensierte an den Wänden; die Kondensation, die sich hinter den Geräteverkleidungen gebildet haben könnte, verursachte keine Probleme, was großteils den Verbesserungen der elektrischen Isolierung zu verdanken war, die nach dem Brand von Apollo 1 eingeführt worden waren. Bei 133 Stunden Flugzeit erkannte die Flugleitung, dass Kälte und Schlafmangel den Start des Kommandomoduls erschweren würden, und genehmigte das vollständige Einschalten der Mondlandefähre, um die Kabinentemperatur anzuheben, was auch den erneuten Start ihres Leitcomputers einschloss.

Der Wiedereintritt und die Funkstille

Ein Kommandomodul aus der vollständigen Abschaltung heraus wieder zu starten, war für den Flug nicht vorgesehen, erst recht nicht unter den Energie- und Zeitbeschränkungen von Apollo 13. Das Verfahren wurde vom Controller John Aaron zusammen mit Mattingly und mehreren Ingenieuren und Konstrukteuren erarbeitet, und die Besatzung führte es ohne erkennbare Schwierigkeiten aus; Kranz schrieb ihr Überleben später zum Teil der Erfahrung der drei als Testpiloten in kritischen Situationen zu. Den Computer der Mondlandefähre wieder in Betrieb zu haben, ermöglichte es Lovell, eine Navigationsvisierung durchzuführen und die Trägheitsmesseinheit zu kalibrieren; da die Mondlandefähre nun ihre Position und Ausrichtung kannte, wurde der Computer des Kommandomoduls anschließend kalibriert, indem das normale Verfahren umgekehrt wurde, was Startschritte einsparte und die Genauigkeit des durch das PGNCS geführten Wiedereintritts verbesserte.

Die letzte Bahnkorrektur berücksichtigte zudem ein Anliegen der Atomenergiekommission, die wollte, dass die Kapsel mit dem Plutoniumoxid des SNAP-27-Generators an einem sicheren Ort niedergeht. Die Trennung der Mondlandefähre warf ein eigenes Ingenieurproblem auf: Grumman, ihr Hersteller, beauftragte ein von Bernard Etkin geleitetes Team der Universität Toronto damit zu berechnen, wie viel Luftdruck im Andocktunnel belassen werden sollte, anstatt ihn vollständig zu entlüften, um die Module zu trennen. Da das Leitsystem der Mondlandefähre nach der PC+2-Zündung abgeschaltet worden war, wurde der Besatzung angewiesen, sich an der Linie zwischen Tag und Nacht über der Erde zu orientieren — eine Technik, die bei Missionen in der Erdumlaufbahn verwendet wurde, aber nie bei einer Rückkehr vom Mond.

Die Ionisierung der Luft um das Kommandomodul während des Wiedereintritts verursacht normalerweise eine etwa vierminütige Funkstille. Die von Apollo 13 dauerte länger als üblich, und dieses Warten war der letzte öffentliche Akt der Rettung. Die Odyssey nahm den Funkkontakt wieder auf und wasserte unbeschädigt im Südpazifik, bei 21°38′24″S 165°21′42″W, südöstlich von Amerikanisch-Samoa und 6,5 Kilometer vom Bergungsschiff USS Iwo Jima entfernt, nach 5 Tagen, 22 Stunden, 54 Minuten und 41 Sekunden Flugzeit. Schätzungsweise 40 Millionen Amerikaner verfolgten die Wasserung live über die drei Sender, weitere 30 Millionen sahen zumindest einen Teil der Übertragung. Die Mondlandefähre trat wieder in die Atmosphäre ein und wurde zerstört, ihre Überreste fielen in tiefes Wasser: Der Einschlagpunkt lag über dem Tongagraben, einer der tiefsten Stellen des Pazifiks, und die Plutoniumkapsel sank 10 Kilometer bis zum Grund.

Die Cortright-Kommission und die Konstruktionsfolgen

Gleich nach der Rückkehr der Besatzung setzten NASA-Verwalter Paine und der stellvertretende Verwalter George Low eine Untersuchungskommission ein. Den Vorsitz führte Edgar Cortright, ihr gehörten unter anderem Neil Armstrong und sechs weitere Mitglieder an; ihr Abschlussbericht erreichte Paine am 15. Juni. Die Kommission kam zu dem Schluss, dass das von Swigert auf Anweisung der Missionsleitung ausgelöste Einschalten des Rührventilators im Sauerstofftank 2 einen Lichtbogen verursachte, der den Tank in Brand setzte, und machte dafür den Test vor dem Flug sowie die Verwendung von Teflon im Inneren des Behälters verantwortlich. Der Bericht stellte den Einsatz von Teflon und anderen brennbaren Materialien, darunter Aluminium, in überkritischem Sauerstoff innerhalb des Tanks infrage. Zur Untermauerung der Rekonstruktion testete die Kommission einen mit Glühdraht-Zündern ausgestatteten Tank, der einen raschen Temperaturanstieg und einen Ausfall mit einer der Telemetrie des Tanks 2 von Apollo 13 ähnlichen Signatur erzeugte, und prüfte zudem Paneele ähnlich dem im Sektor 4 fehlenden, die sich auf dem Prüfstand ebenso lösten wie im Flug.

Apollo 13
Start von Apollo 13 im KSC

Die Konstruktionsfolgen betrafen Apollo 14 und die nachfolgenden Missionen. Der Sauerstofftank wurde neu konstruiert, und die Thermostate wurden durch Modelle ersetzt, die der richtigen Spannung standhielten. Die Rührventilatoren, deren Motoren nicht abgedichtet waren, wurden entfernt — auf Kosten der Genauigkeit der Sauerstoffmengenanzeige. Und die Sauerstoffzufuhrventile zu den Brennstoffzellen wurden neu konstruiert, um die teflonummantelte Verkabelung vom Sauerstoff zu isolieren.

Was tatsächlich gemessen wurde, und das Vermächtnis

Obwohl es keine Mondlandung gab, wurden mehrere Experimente abgeschlossen. Der Einschlag der dritten Stufe S-IVB auf dem Mond — ab Apollo 13 vorgesehen, um stärkere Erschütterungen als die von Mikrometeoriten auszulösen und die Kruste zu untersuchen — ereignete sich bei 77:56:40 Missionszeit und setzte so viel Energie frei, dass die Verstärkung des Seismometers von Apollo 12, das 117 Kilometer vom Einschlagpunkt entfernt stand, gedrosselt werden musste. Ein nach dem Blitzeinschlag bei Apollo 12 hinzugefügtes Experiment maß atmosphärische elektrische Phänomene während des Aufstiegs und lieferte Daten, die auf ein erhöhtes Risiko bei grenzwertigem Wetter hindeuteten.

Apollo 13 weckte das weltweite Interesse am Programm neu: Schlagzeilen rund um den Globus, Sender, die ihr Programm unterbrachen, und Menschenmengen vor den Fernsehern; Papst Paul VI. führte vor zehntausend Menschen ein Gebet für die Astronauten an, und in Indien betete eine zehnmal größere Zahl während eines religiösen Festes für sie. Präsident Richard Nixon verlieh der Besatzung die Presidential Medal of Freedom und machte auf Vorschlag Paines in Houston Halt, um dieselbe Auszeichnung dem Team der Missionsleitung zu überreichen. Das wissenschaftliche Ziel von Apollo 13 erfüllte Apollo 14: Am 5. Februar 1971 landete dessen Mondlandefähre Antares nahe Fra Mauro mit Alan Shepard und Edgar Mitchell an Bord. Das von Max Ary restaurierte Kommandomodul Odyssey ist im Cosmosphere in Hutchinson (Kansas) ausgestellt. Die Lehre, die die Mission hinterließ, fasste der Historiker W. D. Compton zusammen: Nur eine heroische Improvisationsleistung der Einsatzteams in Echtzeit rettete die Besatzung.

Bilder

Apollo 13
Apollo 13 - Prime Crew Portrait (Lovell, Swigert, Haise)
Apollo 13
Apollo 13 Mission Emblem
Apollo 13
Portrait - Astronaut James A. Lovell Jr.
Apollo 13
Portrait - Astronaut Fred W. Haise Jr.
Apollo 13
Portrait - Astronaut John L. Swigert Jr.
Apollo 13
Astronaut Thomas Mattingly während eines Wasserausstiegstrainings
Apollo 13
Ausrollen vor dem Start von Apollo 13 im KSC
Apollo 13
Start von Apollo 13 im KSC
Apollo 13
Apollo 13 Launch - Lunar Landing Mission - KSC
Apollo 13
Ansicht des Mission Control Center während des Starts von Apollo 13
Apollo 13
Ansicht des Mission Control Center während des Ausfalls der Sauerstoffzelle von Apollo 13
Apollo 13
Ansicht des Mission Control Center während der Notrückkehr von Apollo 13
Apollo 13
Mission Control Center View - Apollo 13 Oxygen Cell Failure
Apollo 13
Ansicht des beschädigten Servicemoduls von Apollo 13 aus dem Kommandomodul
Apollo 13
Ansicht des beschädigten Servicemoduls von Apollo 13 aus dem Kommandomodul (alternativer Blickwinkel)
Apollo 13
Innenansicht des improvisierten „Briefkasten"-Adapters für den CO2-Filter
Apollo 13
Astronaut James Lovell an seiner Position in der Mondlandefähre
Apollo 13
Bergung des Apollo-13-Kommandomoduls nach der Wasserung
Apollo 13
Wasserung des Apollo-13-Raumschiffs im Südpazifik
Apollo 13
Die Apollo-13-Besatzung trifft auf dem Bergungsschiff USS Iwo Jima ein
Apollo 13
Präsident Nixon und die Besatzung von Apollo 13 auf der Hickam AFB

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Quellen: NASA — Apollo by the Numbers (SP-2000-4029)