Skylab: Erste US-Raumstation

Im Skylab Orbital Workshop kam es zu einem Fehler, der zu einem Ersatzschild zum Schutz vor Solarerwärmung führte.





Im Skylab Orbital Workshop kam es zu einem Fehler, der zu einem Ersatzschild zum Schutz vor Solarerwärmung führte.(Bildnachweis: NASA.)

Skylab war die erste von den Vereinigten Staaten betriebene Raumstation. Es verbrachte sechs Jahre damit, die Erde zu umkreisen, bis es durch seine zerfallende Umlaufbahn wieder in die Atmosphäre eintrat. Es verstreute Trümmer über den Indischen Ozean und dünn besiedelte Gebiete Westaustraliens.

Drei aufeinanderfolgende dreiköpfige Besatzungen lebten 28, 56 und 84 Tage im Orbit an Bord der Station – ein amerikanischer Rekord, der bis zur Shuttle-Ära Bestand hatte. Astronauten an Bord der Station führten 270 Experimente in den Bereichen Biomedizin und Biowissenschaften, Sonnenastronomie, Erdbeobachtung und Materialverarbeitung durch. Zu den wichtigsten gehörten Untersuchungen zur physiologischen Reaktion der Astronauten auf Langzeitflüge ins All.



Apollos Schatten

Verschiedene NASA-Zentren hatten vor dem Start von Skylab jahrelang Ideen für eine Raumstation geworfen. Die Agentur konzentrierte sich jedoch sehr auf das Weltraumrennen und die Mondschüsse, die in den 1960er Jahren das öffentliche Bewusstsein dominierten.

Als Apollo in den frühen 1970er Jahren zu Ende ging, startete die NASA ein Apollo-Anwendungsprogramm, um ungenutzte Hardware aus dem Mondprogramm zu fliegen. Eine Idee, die der berühmte Apollo-Raketeningenieur Wernher von Braun vorgeschlagen hat, wäre, aus einer ungenutzten Raketenstufe eine Raumstation zu bauen. Das Design entwickelte sich im Laufe der Jahre, als die NASA mit geringeren Mitteln zu kämpfen hatte.

Komponenten

Skylab bestand aus vier Hauptkomponenten: dem Orbital Workshop (OWS), dem Airlock Module (AM), dem Multiple Docking Adapter (MDA) und der Apollo Telescope Mount (ATM). Das Apollo-Kommando- und Servicemodul, das die Besatzungen zum Skylab transportierte, blieb während der Besatzungszeit mit der Station verbunden.



Die OWS, die den Besatzungen als Hauptarbeits-, Wohn- und Schlafraum diente, wurde aus der Oberstufe einer Saturn-Rakete umgebaut. Es enthielt Trainingsgeräte, eine Kombüse und viele der wissenschaftlichen Experimente, insbesondere für die Lebenswissenschaften. Zwei große Solaranlagen des OWS versorgten die Station mit 12,4 Kilowatt Leistung.

Der AM ermöglichte es Astronauten, Weltraumspaziergänge durchzuführen, und der MDA enthielt einen Haupt- und Backup-Docking-Port für das Apollo-Raumschiff. Der zweite Docking-Port ermöglichte eine Rettungsfunktion. Eine zweite Apollo-Kapsel mit zwei Astronauten könnte der ortsansässigen Besatzung zu Hilfe kommen, wenn ihr Raumfahrzeug außer Betrieb gesetzt wird und alle fünf Astronauten mit dem neuen Raumschiff zur Erde zurückkehren. Das MDA beherbergte auch das Earth Resources Experiment Package.

Der ATM enthielt Teleskope für Sonnenbeobachtungen und vier Solaranlagen für zusätzliche Energie. Im Orbit wog die Station 170.000 lbs. [ Fotos: Skylab, die erste US-Raumstation ]



Felsiger Start

Skylab startete am 14. Mai 1973 ins All . Allerdings öffnete sich etwa 63 Sekunden nach dem Start versehentlich ein Mikrometeoroid-Schild, der Skylab vor Trümmern schützen und auch als Wärmedecke dienen sollte. Der Schild und eine Solaranlage rissen ab und eine weitere Solaranlage wurde beschädigt. 'Als sich der Meteoritenschild löste, störte er die Montage des Flügels Nr. 2 der Werkstatt-Solaranlage und führte dazu, dass er teilweise ausgefahren wurde', schrieb die NASA. 'Die Abgasfahne der Retro-Raketen der zweiten Stufe prallte auf die teilweise entfaltete Solaranlage und schleuderte sie buchstäblich in den Weltraum.'

Die Raumstation hatte infolge des Vorfalls Kommunikationsprobleme mit der Antenne, aber das war die geringste Sorge der NASA. Ohne den Schutz durch den Mikrometeoroid-Schild stiegen die Temperaturen in der Station auf ein unerträgliches Niveau. Auch die verbleibenden Solarzellen erzeugten laut NASA nur 25 Watt. Fluglotsen standen vor einem Dilemma. Wenn sie die Station zur Sonne ausrichteten, um die Stromerzeugung zu maximieren, stiegen die Temperaturen für Besatzung und Ausrüstung zu hoch. Aber eine Einstellung, die die Hitze minimierte, reduzierte die Stromerzeugung erheblich.

Arbeiter des Marshall Space Flight Center der NASA versuchten, die Station zu stabilisieren. Sie beschlossen schließlich, die Station in eine Haltung zu versetzen, die eine Überhitzung minimiert.

Unterdessen verzögerte sich der Start der ersten Besatzung – Commander Charles 'Pete' Conrad, Pilot Paul J. Weitz und Wissenschaftspilot Joseph P. Kerwin – als die Astronauten mit dem Training für die neue Mission begannen, um die Station bewohnbar zu machen. Beim Start 10 Tage später, am 25. Mai, bestand die erste Herausforderung der Besatzung nur wenige Stunden nach dem Start darin, die Solaranlage während eines Weltraumspaziergangs einzusetzen. Erste Versuche waren jedoch erfolglos, da ein Metallstreifen, der ihn festhielt, nicht nachgab.

Laut einem offiziellen NASA-Bericht über die Mission kamen Besatzungsmitglieder in schlechter Stimmung aus einem erwarteten Kommunikationsausfall. 'Die Astronauten machten ihrer Frustration mit Wörtern aus vier Buchstaben Luft, während Houston wiederholt versuchte, sie daran zu erinnern, dass die Kommunikation wieder aufgenommen wurde', schrieb die NASA.

Als Conrad erkannte, dass die Werkzeuge, die sie an diesem Tag bei sich hatten, nicht funktionieren würden, brach er die Übung ab und konzentrierte sich darauf, sein Raumschiff an die Station anzudocken. Leider versagte der Andockmechanismus und die Besatzung musste das Raumfahrzeug drucklos machen und elektrische Verbindungen umgehen, um dies zu erreichen.

In den folgenden Tagen, Conrads Crew einen Sonnenschirm aufgestellt , setzte das festsitzende Array erfolgreich ein und begann die operative Arbeit an Bord der Station. Der Vorfall war zwar frustrierend für die beteiligten Teams, zeigte aber auch, dass es möglich war, eine stark beschädigte Raumstation im Orbit zu reparieren.

Schnittansicht des Skylab

Schnittansicht des Skylab(Bildnachweis: NASA)

Die Psychologie der Astronauten

Nachdem die schlimmsten mechanischen Probleme hinter sich lagen, konzentrierten sich die NASA und die drei Skylab-Crews auf Fragen der Langzeit-Raumfahrt. Alles, von der Trainingszeit der Crew über den Ernährungsbedarf bis hin zur Terminplanung, wurde unter die Lupe genommen und diskutiert.

Die zweite Crew von Skylab – angeführt von Apollo 12 Moonwalker Alan Bean, mit dem Piloten Jack R. Lousma und dem Wissenschaftler Owen K. Garriott – beeindruckte die NASA mit ihrer Produktivität. Die Crew erledigte ihre zugewiesenen Aufgaben viel schneller als erwartet und verlangte nach mehr. Das Tempo war zwar beeindruckend, aber es gab bei der NASA einige falsche Erwartungen darüber, wie viel eine Gruppe von Astronauten erreichen könnte.

Es war nicht immer so glatt zwischen Boden und Weltraum. Vor allem die dritte Crew von Skylab klagte immer wieder über Überfrachtung mit Aufgaben und übermenschlichen Erwartungen. Einige haben gesagt, dass die Besatzung im Orbit eine Meuterei begangen hat, während andere sie eher als vorübergehende Weigerung charakterisieren, mehr Arbeit zu leisten.

Wie auch immer die Situation war, die Unzufriedenheit führte zu einer Diskussion zwischen Boden und Raum, bei der beide Seiten ihre gegenseitigen Bedenken auf den Tisch brachten. So schlimm wurde es zwischen der Crew und den Bodenlotsen nie wieder, aber keiner der Astronauten – Commander Gerald P. Carr, Pilot William R. Pogue und Wissenschaftler Edward R. Gibson – flog wieder ins All.

Carr sagte später, er bedauere es, mehrere Wochen gewartet zu haben, bevor er seine Bedenken geäußert habe. 'Wir haben viele Tage lang viele Probleme geschluckt, weil wir nicht öffentlich zugeben wollten, dass wir die Dinge nicht richtig gemacht haben', sagte er in einem NASA-Bericht über Skylab. 'Das ist lächerlich, [aber] das ist menschliches Verhalten.'

Zwischen der Anpassung an eine längere Mission konzentrierten sich die Besatzungen auf die Wissenschaft. Ein auf der Station montiertes Sonnenteleskop ermöglichte es den Astronauten, Sonneneruptionen in Aktion zu beobachten, obwohl ein frühes Besatzungsmitglied scherzte, dass er sich 'übernormale' Flares wünschte. Eine Besatzung beobachtete auch den Kometen Kohoutek, als er der Erde am nächsten schwang.

Die letzte Besatzung von Skylab verließ im Februar 1974 die Station und verließ die Umlaufbahn. Die NASA hatte geplant, mehr Besatzungen in den Orbit zu bringen, aber finanzielle Bedenken und die Vorbereitung des Shuttle-Programms lenkten die Aufmerksamkeit auf andere Bereiche. Auch der Versuch, das Shuttle dorthin zu schicken, scheiterte.

Die Umlaufbahn der Raumstation zerfiel schneller als erwartet aufgrund der intensiven Sonnenaktivität, die die Erdatmosphäre aufheizte. Angesichts des Unvermeidlichen stellte die NASA die Station so gut wie möglich ein, damit sie beim Wiedereintritt am 11. Juli 1979 nicht besiedelte Gebiete traf. Ein mathematischer Fehler führte dazu, dass in Australien Teile fielen, aber glücklicherweise wurde niemand verletzt.

Das Erbe von Skylab

Während das Ende von Skylab eine vorübergehende Unterbrechung der Arbeit der NASA an der langfristigen Raumfahrt bedeutete, nahm die Agentur während des Shuttle-Mir-Programms in den 1990er Jahren in Partnerschaft mit Russland und seiner Raumstation Mir lange Flüge wieder auf. Diese Arbeit legte einen Teil der Grundlage für die 16-Nationen-Kooperation auf der Internationalen Raumstation. In den Jahren 2015-16 verbrachten der NASA-Astronaut Scott Kelly und der russische Kosmonaut Mikail Kornienko fast ein Jahr im Orbit. Die meisten Crews bleiben jedoch fünf oder sechs Monate dort.

Anders als zu Zeiten von Skylab haben Astronauten heute regelmäßig private Sitzungen mit einem zugewiesenen Arzt, in denen sie Sorgen über die Arbeitsbelastung, das Familienleben oder alles andere, was sie stören könnte, äußern können – ohne Rückwirkungen und ohne die Angst, dass die Öffentlichkeit mithört. Der Arzt kann dann unter den Managern vor Ort nach Lösungen suchen, um den Besatzungen Zeit für die Arbeit im Orbit zu geben.

Astronauten folgen auch einem strengen Trainingsprogramm und erhalten etwa zwei Stunden pro Tag, um auf einem Laufband zu laufen, einen Heimtrainer zu benutzen oder mit einer Maschine zu heben, die Gewichtheben simuliert. Medizinische Studien haben gezeigt, dass diese Art von Übung Knochenschwund, Muskelschwund und andere Probleme in der Raumfahrt reduziert.

Die NASA plant in den 2020er Jahren den Bau einer Mondraumstation, die als Deep Space Gateway bezeichnet wird. Dies würde es Astronauten ermöglichen, längere Aufenthalte an einem Ort zu machen, der weiter von der Erde entfernt ist – eine wertvolle Übung für die Besiedlung des Mars, während sie immer noch nah genug sind, um schnell umzukehren und nach Hause zu gehen, wenn ein Problem auftritt. Es ist unklar, wer sich noch an diesem Projekt beteiligen wird, aber die NASA sucht internationale Mitarbeiter.

Im Jahr 2018 ein Dokumentarfilm ' Suche nach Skylab ' wurde auf Kickstarter vollständig finanziert. Die Filmemacher argumentierten, dass Skylab keine gut in Erinnerung gebliebene Mission in der Öffentlichkeit . In dem Film erklären Skylab-Astronauten und Bodenarbeiter die Arbeit, die hinter den Missionen steckte und das Erbe der ersten US-Raumstation.