Little Joe 1

Als die Space Task Group begann, dem Mercury-Programm Gestalt zu geben, stieß sie auf eine Frage, die keine Simulation jener Zeit vollständig beantworten konnte: Könnte der Rettungsturm die Kapsel abtrennen und ausreichend weit wegbringen, falls die Trägerrakete während des Aufstiegs versagte, und würde die Struktur diesem Ruck standhalten? Der kritische Punkt war weder der Start noch die hohe Flugphase, sondern der Bereich des maximalen aerodynamischen Drucks, in dem die Kombination aus Geschwindigkeit und Luftdichte das Gesamtsystem den härtesten Lasten der gesamten Flugbahn aussetzt. Ein Abbruch an dieser Stelle ist der denkbar schlimmste Fall: Die Kapsel muss sich von einem schnell fliegenden Fahrzeug losreißen, mitten in einer noch dichten Atmosphäre.

Dies mit einer Atlas zu prüfen, war wegen Preis und Verfügbarkeit undenkbar, und auch mit einer Redstone ließen sich die interessierenden Bedingungen nicht erreichen. Die Antwort war ein eigens für diesen einen Flugabschnitt gebautes Fahrzeug: billig, einfach und entbehrlich. So entstand Little Joe.

Little Joe verfügte über keine Lenkung. Es war ein Bündel aus Feststofftriebwerken – Pollux- und Recruit-Einheiten –, montiert auf einer Struktur mit Leitwerken, fähig, eine Mercury-Kapsel in das gewünschte Flugregime zu bringen, und das von einer bescheidenen Anlage aus: der auf Wallops Island an der Küste Virginias. Diese Bescheidenheit war die Tugend des Entwurfs: Man konnte mehrere bauen, sie mit relativer Häufigkeit starten und verlieren, ohne dass das Programm darunter litt. Die Nutzlast von LJ-1 war eine Boilerplate-Kapsel von McDonnell, also eine strukturelle Attrappe mit der Form, dem Gewicht und den Befestigungspunkten des echten Raumschiffs, instrumentiert zum Messen, nicht zum bemannten Fliegen.

Das zu erprobende System war der Rettungsturm: eine Gitterstruktur über der Nase der Kapsel, die ein Grand-Central-Feststofftriebwerk trug. Seine Aufgabe bestand darin, sich innerhalb von Sekundenbruchteilen zu zünden, die Kapsel nach oben und zur Seite zu ziehen und sie in einen Zustand zu versetzen, in dem sie ihre Fallschirme öffnen konnte. Sobald die Gefahr vorüber war, sollte eine kleine, unabhängige pyrotechnische Rakete den Turm abwerfen, damit er den Abstieg nicht behinderte.

Vor LJ-1 hatte es bereits Tests vom Strand aus gegeben – die Beach Abort Tests –, bei denen die Kapsel vom Boden aus durch ihren eigenen Turm ausgestoßen wurde. Am 28. Juli 1959 wurde der zweite dieser Tests mit einer instrumentierten Boilerplate gestartet, um Schalldruckpegel und Vibration zu messen – gerade um die akustische und vibratorische Umgebung zu kennen, der die Kapsel während der Zündung des Grand-Central-Rettungstriebwerks ausgesetzt war. Little Joe war der nächste Schritt: denselben Test bei realer Geschwindigkeit und Höhe durchzuführen.

Der Tag verlief wie geplant. Fünfunddreißig Minuten vor dem Startzeitpunkt schritt die Evakuierung des Geländes planmäßig voran, und die Batterien des Programmiergeräts und des Zerstörungssystems des Testfahrzeugs wurden geladen. Vier Minuten später, also eine halbe Stunde vor dem vorgesehenen Zeitpunkt, kam es zu einem explosionsartigen Aufblitzen.

Als sich der Rauch verzog, erzählte die Szene für sich selbst, was geschehen war: Nur die Kombination aus Kapsel und Turm war fortgeschleudert worden, auf einer Flugbahn, die einem Abbruch direkt von der Startrampe sehr ähnlich war. Die Trägerrakete und der Befestigungsring des Adapters blieben unversehrt auf dem Startgerät zurück, ohne dass ein einziges Triebwerk gezündet hätte. Das Gespann stieg auf etwa 610 Meter. Nahe dem Gipfelpunkt löste sich der Ring, der den Turm mit der Kapsel verband, und die kleine pyrotechnische Rakete zum Abwerfen des Turms zündete. Der gesamte Flug dauerte zwanzig Sekunden.

Eine Bergung fand nicht statt. Weder das Turm-Ausstoßtriebwerk noch die Fallschirm-Bergungsladung erfüllten mit der verfügbaren Energie ihre Funktion, sodass Kapsel und Turm ihre kurze Flugbahn ohne Abbremsung beendeten. Der vorgesehene Test – der Abbruch bei maximalem dynamischem Druck – wurde überhaupt nicht ausgeführt: Das Fahrzeug, das die Kapsel in diese Bedingungen hätte bringen sollen, blieb am Boden.

Der Unfallbericht wurde weniger als einen Monat später veröffentlicht. Seine Schlussfolgerung lautete, dass sich das Grand-Central-Rettungstriebwerk durch ein elektrisches Leck vorzeitig gezündet hatte: das, was Raketeningenieure als Transienten oder „Phantomspannungen" in einem Relaisstromkreis bezeichneten. Der Ursprung wurde in einer Spule verortet, die paradoxerweise dazu gedacht war, biologische Versuchsobjekte vor einem zu abrupten Abbruch zu schützen.

Die Analyse legte die gesamte Kette offen. Das Schnellabbruchsystem war direkt mit der Scharfschaltleiste des Zerstörungssystems verdrahtet. Die Batterien waren – wie es ihr Transport vorschrieb – entladen und kurzgeschlossen aus dem Vereinigten Königreich eingetroffen und wurden gerade auf der Startrampe selbst geladen; als sie ein bestimmtes Ladeniveau erreichten, aktivierten sie den Sequenzer des Abbruchsystems. Der Sequenzer tat, wofür er konstruiert war: Er erkannte, dass die Höhe unzureichend war, und löste die Zünder des Abbruchtriebwerks aus. Danach verhinderte eben diese unzureichende Energie, dass sich das Turm-Ausstoßtriebwerk und die Fallschirm-Bergungsladung aktivierten.

So betrachtet lag der Fehler nicht bei einer einzelnen Komponente, sondern in der Art, wie drei Systeme miteinander verknüpft worden waren, die getrennt bleiben sollten: die Batterieladung am Boden, die Scharfschaltung des Zerstörungssystems und die automatische Abbruchlogik. Keines der drei war defekt; das Problem war, dass sie sich einen elektrischen Pfad teilten.

Die Antwort des Programms bestand nicht darin, anzuhalten, sondern die Testreihenfolge neu zu ordnen. Am 4. Oktober 1959 wurde LJ-6 erfolgreich von Wallops Island gestartet, mit einer Boilerplate-Kapsel und bewusst grundlegenden Zielen: die Unversehrtheit des Rumpfes und des Triebwerkssystems der Trägerrakete zu prüfen, die Funktion des Startgeräts zu verifizieren, die berechneten Windkorrekturen zu validieren, Leistungs- und aerodynamische Widerstandsdaten zu gewinnen und das Zerstörungssystem zu prüfen. Anders gesagt: Bevor man der Abbruchelektronik erneut vertraute, vertraute man zunächst wieder der Rakete selbst.

Am 4. November 1959 folgte LJ-1A, in der Programmchronik ausdrücklich als Wiederholung des für den 21. August geplanten Flugs beschrieben. Bei ihm sollte ein Drucksensorsystem das Signal geben, sobald der vorgesehene Abbruch-Staudruck erreicht war. Der Test wurde durchgeführt, doch der Anstieg der dynamischen Last während des Manövers erwies sich als zu gering, sodass das Ziel erneut nicht vollständig erreicht wurde.

Am 21. Januar 1960 wurde LJ-1B mit einer Rhesusäffin an Bord gestartet, „Miss Sam", mit denselben Testzielen wie LJ-1 und LJ-1A sowie einer physiologischen Studie des Primaten, die sich auf die Auswirkungen des schnellen Manöverbeginns konzentrierte. Bei dieser Mission funktionierten alle Sequenzen wie vorgesehen, und alle Testziele wurden erfüllt; eine halbe Stunde nach dem Start setzte ein Bergungshubschrauber der Marines die Kapsel und ihre Insassin auf der Station Wallops ab, die Äffin wohlauf. Was LJ-1 nicht hatte beweisen können, war nun endlich bewiesen.

Die Geschichte endete damit jedoch nicht. Am 8. November 1960 startete LJ-5 – die erste der Serie, die mit einer in Serie gefertigten Mercury-Kapsel von McDonnell flog – planmäßig, bis sich das Triebwerk der Rettungsrakete während des Aufstiegs vorzeitig zündete; die Kapsel trennte sich erst beim Aufprall von der Trägerrakete und wurde zerstört. Am 18. März 1961 wiederholte LJ-5A eine beunruhigend ähnliche Szene: normaler Start und vorzeitige Zündung des Rettungsturms wenige Sekunden später. Erst LJ-5B, gestartet am 28. April 1961, schloss das Kapitel des Rettungstests bei maximalem dynamischem Druck ab, und selbst dann mit einer verzögerten Zündung eines der Fahrzeugtriebwerke, die das Manöver auf höhere dynamische Drücke brachte als im Flugplan vorgesehen.

LJ-1 taucht in Mercury-Zusammenfassungen meist nur als Fußnote auf: eine Rakete, die nie zündete, und eine unbemannte Kapsel, die in zwanzig Sekunden verloren ging. Genauer betrachtet ist das genau das Gegenteil einer Anekdote. Es war die erste ernsthafte Warnung, dass sich das System, das das Leben des Astronauten retten sollte, von selbst aktivieren konnte – am Boden, während noch Personal im Bereich arbeitete – und dass die Ursache weder in einem Triebwerk noch in einer Struktur liegen würde, sondern in einem gemeinsam genutzten Kabel und einer sich ladenden Batterie.

Genau diese Art von Wissen muss ein bemanntes Programm erwerben, bevor es jemanden hineinsetzt, und das lässt sich nur durch echtes Fliegen gewinnen. Der bewusst billige Entwurf von Little Joe erlaubte es, diesen Preis ohne Konsequenzen zu zahlen: Verloren gingen eine strukturelle Attrappe und ein Rettungsturm, kein Serienraumschiff und erst recht kein Menschenleben. Die Lektion wurde in Dollar und Zeitplan bezahlt – genau das Geschäft, für das Little Joe geschaffen worden war.

Es lohnt sich auch, daran zu erinnern, was LJ-1 nicht war. Es war kein Versagen des Rettungsturmkonzepts – der Turm funktionierte tatsächlich: Er riss die Kapsel los und schleuderte sie fort, nur eben zum falschen Zeitpunkt – und auch kein Versagen der Little-Joe-Rakete, die gar nicht erst zum Einsatz kam. Es war ein Versagen der elektrischen Integration und der Bodenverfahren, jene Art von Problem, das in Komponententests nicht auftaucht und sich erst zeigt, wenn alle Systeme gleichzeitig montiert, verbunden und scharfgeschaltet sind.