Bemannte Raumflüge

Internationale Flug-Nr. 30

Apollo 10

USA

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Start-, Bahn- und Landedaten

Startdatum:  18.05.1969
Startzeit:  16:49 UTC
Startort:  Cape Canaveral (KSC)
Startrampe:  39-B
Bahnhöhe Erde:  185 - 186 km
Bahnhöhe Mond:  111 - 315 km
Inklination Earth:  32,55°
Inklination Moon:  174,4°
Abkopplung CSM-LM:  22.05.1969, 19:00:57 UTC
Ankopplung CSM-LM:  23.05.1969, 03:11:02 UTC
Landedatum:  26.05.1969
Landezeit:  16:52 UTC
Landeort:  15° 2' S, 164° 39' W

Crew auf dem Weg zum Start

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alternatives Crewfoto

alternatives Crewfoto

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alternatives Crewfoto

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Besatzung

Nr.   Name Vorname Position Flug-Nr. Flugdauer Erdorbits
1  Stafford  Thomas Patten "Tom"  CDR 3 8d 00h 03m  1,5 
2  Young  John Watts  CMP 3 8d 00h 03m  1,5 
3  Cernan  Eugene Andrew "Gene"  LMP 2 8d 00h 03m  1,5 

Sitzverteilung der Besatzung

1  Stafford
2  Young
3  Cernan

Ersatz-Besatzung

Nr.   Name Vorname Position
1  Cooper  Leroy Gordon, Jr. "Gordo"  CDR
2  Eisele  Donn Fulton  CMP
3  Mitchell  Edgar Dean "Ed"  LMP

Unterstützungs-Mannschaft

  Surname Given names
 Irwin  James Benson "Jim"
 Duke  Charles Moss, Jr. "Chuck"
 Engle  Joe Henry
 Lousma  Jack Robert

Flugverlauf

Apollo 10 startete von Cape Canaveral (KSC). Die Wasserung erfolgte östlich der Samoa-Inseln im Pazifik.

Das Command Module (CM) hatte einen Basisdurchmesser von 3,91 m und eine Höhe von 3,48 m. Die Masse der Kapsel unterschied sich je nach Mission geringfügig voneinander und betrug zwischen 5.569 kg und 5.840 kg.
Die Kommandokapsel bestand aus zwei ineinander verschachtelten Hüllen, der inneren Druckkabine und dem äußeren Hitzeschild. Die Bauteile wurden nach besonderen Verfahren verschweißt, um der Konstruktion eine möglichst hohe Stabilität bei gleichzeitiger Elastizität zu geben.
In der Mannschaftskabine befanden sich drei Liegesitze und alle wesentlichen Steuerungs- und Überwachungsanlagen. Die Liegesitze waren mit Stoßdämpfern versehen, um die Astronauten bei einer eventuellen Landung auf dem Erdboden vor Verletzungen zu bewahren.
Der Hitzeschild umgab die gesamte Kapsel, um bei der Abbremsung in der Erdatmosphäre von etwa 40.000 km/h auf wenige hundert km/h die auftretende Hitze von bis zu 3.000 Grad Celsius nicht in die Kabine eindringen zu lassen. Der Hitzeschild bestand aus rostfreiem Stahl und einem darüber befindlichen abschmelzbaren Kunststoff. An der Unterseite des CM war er besonders dick ausgeführt.
Die Isolierung des Innenraumes vor großer Hitze war durch die Luke, vier Fenster und zwei Öffnungen für astronomische Sextanten besonders schwierig. Der Hitzeschutzschild am oberen Teil des Konus, also im Bereich des Umstiegstunnels wurde kurz vor der Landung abgesprengt, um die Behälter für die Fallschirme freizugeben.
Die Anordnung der Instrumentengruppen zwischen Außenwand und Druckkabine gewährleistete einen zusätzlichen Strahlenschutz. Ebenso konnten Mikrometeoriten durch diese Konstruktion aufgehalten werden.
Der Schwerpunkt der Kapsel war von der Symmetrieachse versetzt, um beim Eintritt in die Erdatmosphäre den korrekten Anstellwinkel zu erreichen. Durch Drehen der Kapsel um die Längsachse konnte die Richtung des Auftriebsvektors während des Fluges durch die höheren Luftschichten geändert und damit der Landeplatz in Grenzen verändert werden.
Mit dem Lebenserhaltungssystem (LSS) wurde der Innenraum mit Sauerstoff, verträglichen Temperaturen sowie dem korrekten Luftdruck und Feuchtigkeit versorgt. Es wurde eine reine Sauerstoffatmosphäre mit einem Druck von 353 hPa verwendet.
Der Lebensmittelvorrat bestand aus bis zu 60 teils individuell zusammengestellten Menüs. Jeder Astronaut erhielt täglich eine Ration von 635 Gramm mit etwa 2.800 Kalorien. Diese bestanden zu 20 % aus Proteinen, 62 % Kohlehydraten und 18 % Fett.
Zur Hygiene dienten feuchte Tücher. Der Urin wurde über Bord gepumpt, während die festen Abfallstoffe gesammelt wurden.
Die Bordapotheke umfasste verschiedene Spritzen, Antibiotika und verschiedene Medikamente. Darunter befanden sich 72 Aspirin, 21 Schlaftabletten, Augentropfen, Nasenspray, Verbandsstoffe und Fieberthermometer.
In zwei Rucksäcken war ein Überlebenspaket für Landungen fernab der vorgesehenen Zielgebiete untergebracht. Sie enthielten Signallampen, Notsender, Batterien, Messer, Wasserflaschen, Sonnenbrillen, Sonnencreme, ein Schlauchboot, Markierungssysteme, Anker und Notrationen. Im Notfall wäre damit eine zweitägige Suche der Astronauten im geografischen Bereich von 40 Grad Süd bzw. Nord abgedeckt gewesen.
Das Steuerungs- und Navigationssystem bestand aus einem Trägheits-Kreiselsystem, das mit einem Sextanten, einem Teleskop und einem Fotometer zur Horizontsuche gekoppelt war. Damit konnten die Astronauten die Position des Raumschiffs, seine Geschwindigkeit und die Beschleunigungswerte feststellen. Der Bordrechner hatte zwar im Vergleich zu heutigen Rechnern nur das Niveau hochwertiger Taschenrechner, war aber zur Ermittlung der Flugbahn oder -lage und eventuell notwendiger Korrekturen ausreichend. Die Anlage zur Stabilisierung und Überwachung der Fluglage bestand aus zwei Fluglage-Messgeräten, vier Anzeigetafeln, vier Handsteuerungsknüppeln und fünf elektronischen Kontrollbaugruppen.
Zur Änderung der Fluglage dienten die Triebwerke des Reaction Control System (RCS). Durch die Aktivierung bestimmter Düsenpaare konnte das Raumschiff um alle drei Achsen gedreht werden.
Der Sprechfunkverkehr und die Digitaldaten wurden auf der Erde über einen S-Band Transponder empfangen, der auf einer Frequenz von 2.287,5 MHz arbeitete.
Die Stromversorgung wurde durch drei Brennstoffzellen gewährleistet, bei denen als Nebenprodukt Trinkwasser abfiel. Eine Brennstoffzelle lieferte zwischen 563 und maximal 2.295 Watt elektrische Leistung. Die Ausgangsspannung lag bei 29 Volt. Zur Versorgung des CM während der Landung standen drei chemische Batterien zur Verfügung.
Die Kommandokapsel und die Mondlandefähre waren durch einen Kopplungsmechanismus miteinander verbunden. Er bestand aus einem Kopplungstrichter an der Landefähre, in den ein Führungsstab eingeführt werden musste. Stoßdämpfer und Gelenke zum Ausgleich seitlicher Bewegungen sowie 12 Verschlussbolzen und verschiedene Dichtungen sorgten für eine sichere Verbindung. Nach Herstellen der sicheren Verbindung wurde das Führungselement aus dem Tunnel entfernt.
Kurz vor der Wasserung - etwa in 15 km Höhe - wurde der Kegel am spitzen Ende des CM abgesprengt, um die Fallschirme freizugeben. In 7.600 m Höhe wurden zuerst zwei Stabilisierungsfallschirme mit je 4 m Durchmesser ausgestoßen. Nach deren Abwurf wurden in 4.600 m Höhe drei Hilfsschirme von je 3 Meter Durchmesser freigesetzt, die die drei Hauptfallschirme mit je einem Durchmesser von 25,4 m herauszogen. Bereits mit zwei Hauptschirmen war eine sichere Landung möglich.

Das Service Module (SM) befand sich direkt hinter der Kommandokapsel und diente der Unterbringung wichtiger Systeme. Dazu gehörten die Lageregelungs-Triebwerke (RCS), das Haupttriebwerk (Service Propulsion System = SPS), die Treibstoffe (Hydrazin), die Druckgasförderung (Helium), das Lebenserhaltungs- und Energieversorgungssystem und der Wasservorrat.
Das Gehäuse hatte die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 3,91 m bei einer Höhe von 3,94 m. Mit der SPS-Düse und dem oberen Radiator ergab sich eine Gesamthöhe von 7,49m. Die Masse betrug zwischen 8.949 kg (bei Apollo 7) und 24.514 kg (bei Apollo 16).
Das SM war aus einer Aluminiumlegierung gefertigt und in sechs Sektionen aufgeteilt, die um einen zentralen Helium-Druckgasbehälter angeordnet waren. Die Sektoren 2, 3, 5 und 6 enthielten Treibstoff und Oxidator für das Haupttriebwerk SPS. In Sektor 4 waren die Brennstoffzellen sowie der Sauerstoff- und Wasserstoffvorrat untergebracht. Sektor 1 war zunächst leer und wurde bei den Flügen Apollo 15, 16 und 17 als SIM-Bay (Scientific Instrument Module) genutzt und enthielt verschiedene wissenschaftliche Geräte zur Monderkundung. Die Verkleidung dieses Sektors wurde im Flugverlauf abgeworfen, so dass auf dem Rückflug zur Erde ein Astronaut per Außenbordeinsatz die dort befindlichen Filmkassetten bergen konnte.
Das RCS-Steuerungssystem bestand aus 16 Triebwerken mit je etwa 440 N Schub, die zu je vier unabhängigen Gruppen im Abstand von 90 Grad zusammengefasst waren. Jedes dieser Hydrazin-Triebwerke hatte eine Masse von 2,3 kg, einen Durchmesser von 14 cm und eine Länge von 35 cm.
Wichtiger war jedoch das SPS mit einer Länge von 2,6 m. Dieses Haupttriebwerk lieferte einen Vakuumschub von 98 kN und brannte bis zu 10,5 Minuten. Das SPS musste in hohem Grad zuverlässig sein, da nur mit diesem Triebwerk das Verlassen des Mondorbits möglich war. Der Schwenkmechanismus des SPS bestand aus Elektromotoren, Zahnrad-Getrieben und magnetischen Kupplungen.

Das Lunar Module (LM) war zweiteilig. Da das LM nur im Weltraum einsetzbar war, mussten auf aerodynamische Aspekte keine Rücksicht genommen werden. So entstand ein asymmetrisches, spinnenartiges Fluggerät. Es hatte eine Gesamthöhe von etwa 7 m und der Durchmesser des Hauptkörpers betrug 4,3 m. Während des Landevorganges bildeten die Descent Stage (DS), also die Landestufe, und die Ascent Stage (AS), die Startstufe, eine Einheit.
Die Landestufe, also der untere Teil der Mondlandefähre, beinhaltete die Pilotenkabine, die Steuereinrichtungen, das Aufstiegstriebwerk (APS), die RCS-Steuertriebwerke, das Landeradar sowie die Kopplungs- und Umstiegseinrichtung. An den vier Enden des kreuzförmigen Grundrisses waren die Landebeine montiert. Diese waren so konstruiert, dass sie während des Fluges zum Mond eingeklappt waren und erst vor Beginn des Landeanfluges in ihre Landeposition ausgeklappt wurden. Auf dem Bein vor der Ausstiegsluke war eine Plattform montiert, an die sich eine Leiter anschloss. Am Ende jedes Landebeines befanden sich Füße mit einem Durchmesser von 0,95 m. An deren unterem Endewaren Bodenfühler angebracht, die beim Berühren der Mondoberfläche das Landetriebwerk abschalteten.
In der Mitte des unteren Endes der Landestufe war das DPS-Landetriebwerk montiert. Die Treibstoffbehälter, das Landeradar und die Batterien waren kreisförmig um das Landetriebwerk angeordnet. Das Landetriebwerk war im Bereich von 4,7 bis 28 kN automatisch oder manuell regulierbar. Die kardanische Aufhängung erlaubte Schwenks von bis zu 6 Grad. Die maximale Brenndauer betrug etwa 910 Sekunden. Der Treibstoff war in vier Behältern von 1,8 Kubikmetern untergebracht.
In der MESA-Bucht (Modularized Equipment Storage Assembly) wurde die wissenschaftliche Ausrüstung und bei den späteren Mondlandungen das Lunar Rover Vehicle (LRV) untergebracht. In den anderen Buchten befanden sich die Tanks für Sauerstoff und Kühlwasser.
Zur Temperaturregulierung und zum Schutz vor Mikrometeoriten war die gesamte Landestufe mit einer goldfarbenen Schutzfolie eingehüllt.
Die Versorgung mit elektrischer Energie wurde durch Silber/Zink-Batterien gewährleistet. Sie hatten eine Kapazität von je 400 Ah und wogen jeweils etwa 57 kg.
Die Aufstiegsstufe AS war aus Aluminium und Titan gefertigt. Sie bestand aus drei Teilen: der Pilotenkabine, dem Mittelteil und dem Ausrüstungsraum. Die beiden erstgenannten Teile standen unter einem Druck von 353 hPa.
Die Pilotenkabine im vorderen Teil hatte einen zylindrischen Querschnitt von 2,35 m Durchmesser und 1 m Tiefe. Hier standen die Astronauten während der Landung und des Rückstarts angeschnallt vor den Instrumentenkonsolen. Darüber befanden sich zwei dreieckige Fenster. Im unteren Teil war die Ausstiegsluke angebracht. Über dem links stehenden Astronauten war im Dach ein weiteres Fenster eingelassen. Es wurde in erster Linie für das Rendezvous mit dem Mutterschiff genutzt. Unter den Konsolen befanden sich Behälter für Lebensmittel und Abfall.
Der hintere Teil der Druckkabine war etwa 2 m lang, 1,5 m hoch und hatte einen leicht elliptischen Querschnitt. Er diente den Astronauten als Schlaf- und Aufenthaltsraum. Für die Schlafperioden legten sie sich in Hängematten.
In der Decke des hinteren Teils befand sich der Umstiegstunnel mit 0,81 m Durchmesser und einer Länge von 0,40 m. Die zweiköpfige Besatzung der Mondlandefähre gelangte durch diesen Tunnel im Kopplungsstutzen der Fähre und der Apollo-Kapsel in das LM.
Das Lebenserhaltungssystem (LSS) war in der hinteren Wand der Pilotenkabine untergebracht und bestand aus vier Komponenten: dem Revitalisierungsgerät, dem Wärmeaustauscher, dem Sauerstoffkreislauf und dem Wasserkreislauf.
Das in den Boden eingelassene Aufstiegstriebwerk entwickelte einen konstanten Schub von 15,6 kN und war nicht regelbar. Der Treibstoff wurde in zwei Behältern von 1 Kubikmeter Rauminhalt gelagert und mit Heliumdruckgas gefördert. Für das Aufstiegstriebwerk gab es keinen Ersatz, so dass die Astronauten auf dessen fehlerfreiem Funktionieren angewiesen waren.
Zur Regulierung der Fluglage waren vier Vierergruppen von RCS-Triebwerken zuständig.
Der Sprechfunkverkehr mit der Erde wurde im S-Band abgewickelt. Die Verbindung mit dem im Mondorbit befindlichen CSM erfolgte im VHF-Bereich. Während des Aufenthaltes auf der Mondoberfläche fand die Kommunikation mit dem LM im UHF-Bereich statt. Insgesamt standen zwei S-Band und zwei VHF/UHF-Sende- und Empfangsanlagen zur Verfügung. Neben zwei S-Band Antennen, vier C-Band Antennen, 2 VHF-Antennen und 2 UHF/VHF-Antennen wurde ab Apollo 12 eine steuerbare 66 cm Parabolantenne genutzt.
Zur Stromversorgung waren in der Aufstiegsstufe zwei Batterien von je 296 Ah untergebracht. Davon hätte im Notfall eine für den Rückstart und das Rendezvous ausgereicht.

Die Mission war die abschließende Generalprobe für die Mondlandung und zugleich die zweite bemannte Mondumkreisung, aber erstmals mit kompletter Hardware. Ihr Ziel war ein Testflug der Mondlandefähre unter realen Bedingungen in der Mondumlaufbahn, in dem Abstiegs-, Aufstiegs-, Rendezvous- und Andockmanöver geprobt wurden. Man erhoffte sich von dem Flug eine präzisere Ortsbestimmung der Landefähre sowie genaue Daten über die Flugbahn. Forschungssonden hatten gezeigt, dass das Gravitationsfeld des Mondes Unregelmäßigkeiten aufwies. Diese waren hervorgerufen durch Massenkonzentrationen direkt über der Mondoberfläche.
Technisch wäre Apollo 10 geeignet gewesen, die erste Mondlandung auszuführen. Allerdings hätte nur eine geringe Menge Mondgestein mitgebracht werden können und eine Mondforschungsstation war auch noch nicht einsatzbereit. So überwog der Gedanke an einen weiteren Test - zumal das Rennen um die erste Mondlandung in Anbetracht der sowjetischen Fehlschläge insbesondere mit der vorgesehenen Trägerrakete ohnehin als gewonnen betrachtet wurde.

Wie schon bei Apollo 8 wurde zuerst eine Erdumlaufbahn angesteuert. Nach zwei Erdumkreisungen wurde die dritte Stufe der Saturn-Rakete ein zweites Mal gezündet, um das Apollo-Raumschiff auf den Weg zum Mond zu bringen. 31 Minuten nach dem Einschuss zum Mond wurde die Verbindung des CSM mit dem LM eingeleitet. Dazu musste sich die Apollo-Kapsel von der dritten Stufe der Saturn lösen und sich dann um 180 Grad drehen, um mit der Nase der Apollo voran an das LM anzudocken. Eigentlich sollte sich das CSM nur 15 Meter von der Saturn entfernen, um dann das Kopplungsmanöver auszuführen. Tatsächlich betrug die Entfernung aber 45 Meter. Mit den Manövriertriebwerken der Apollo konnte der Abstand aber rasch verringert werden. Nachdem das LM aus der dritten Stufe herausgezogen worden war, entfernte sich das Gespann von der Saturn. Die nun nutzlose dritte Stufe wurde durch Ablassen des restlichen Treibstoffs in einen Sonnenorbit befördert.

Wie schon bei Apollo 8 musste der Einschuss in die Mondumlaufbahn - also das Bremsmanöver - auf der Rückseite des Mondes im Funkschatten durchgeführt werden. Nach einer knapp sechsminütigen Zündung des Apollo-Triebwerks befanden sich die Astronauten in einer Mondumlaufbahn von 110,4 x 310,4 Kilometern. Sechs Stunden nach dem Erreichen des Mondorbits wechselten Thomas Stafford und Eugene Cernan in die Mondlandefähre hinüber. Zunächst waren die Astronauten mit Reinigungsarbeiten beschäftigt, weil sich weißes Isoliermaterial gelöst hatte und im LM und dann auch im CSM schwebte.
Während des Umstiegs vor der geplanten Trennung der beiden Raumfahrzeuge bemerkte die Besatzung eine Verschiebung des Kopplungskragens von CSM und LM um 3,5 Grad. Ein noch größerer Winkel hätte möglicherweise ein Wiederandocken verhindert. Die Astronauten hätten dann nur über einen Außenbordeinsatz zurück in die Kommandokapsel wechseln können.

Es erfolgte die Abkopplung der Mondlandefähre Snoopy mit Thomas Stafford und Eugene Cernan auf der Rückseite des Mondes. Wenig später wurden die Landebeine der Mondlandefähre ausgefahren. Schließlich zündete Thomas Stafford den Antrieb der Landestufe des LM. Auf einer sogenannten Hohmann-Ellipse näherten sie sich der Mondoberfläche auf 15,243 km mit Hilfe des Antriebs der Landestufe des LM. Dieser Punkt war nicht zufällig ausgesucht worden, sondern es war der letzte Punkt bei einer Mondlandung an den die Besatzung über einen weiteren Abstieg zur Mondoberfläche oder einem Abbruch entscheiden konnte. Im Falle von Schwierigkeiten hätten die Astronauten mit Hilfe des Aufstiegstriebwerks problemlos die Kommandokapsel erreichen können. Umgekehrt hätte das CSM eine gestrandete Mondfähre noch bis zu dieser Höhe über Grund bergen können.

Bei der Rückkehr wurde die Landestufe abgesprengt, Die Rückkehr zu John Young im Kommando- und Servicemodul erfolgte mit Hilfe des Antriebes der Startstufe des LM nach rund achtstündiger Trennung. Während des Wiederaufstiegs begann die Mondfähre aber zu taumeln. Die Ursache für die Schlingerbewegung war eine falsche Schalterstellung der Steueranlage. Sie stand weiterhin auf Automatik, als die Landestufe abgeworfen wurde. Nach der Abtrennung versuchte das System ständig, den Kurs zu korrigieren. Thomas Stafford war gezwungen, die Computersteuerung abschalten und die korrekte Lage über die manuelle Steuerung wiederherstellen. Auch das Kommando zum Zünden des Haupttriebwerks im Aufstiegsmodul gelang nicht auf Anhieb. Hingegen gelangen das Rendezvous mit dem CSM und das Andocken einwandfrei. Nach dem Umsteigen der Astronauten wurde das Aufstiegstriebwerk erneut gezündet und die Aufstiegsstufe in eine Sonnenumlaufbahn gebracht, in der sie sich bis heute befindet, während die Abstiegsstufe zunächst im Mondorbit blieb und später an einem unbekannten Ort abstürzte.

31 Mondumkreisungen und 19 Fernseh-Live-Übertragungen (erstmals in Farbe) wurden während dieser Mission durchgeführt.

Die Wasserung erfolgte 5,4 Kilometer vom Bergungsschiff entfernt. Beim Wiedereintritt am 26. Mai 1969 erreichte die Landekapsel eine Geschwindigkeit von 39.897 km/h. Dies ist nach wie vor die höchste Geschwindigkeit, die von Menschen je erreicht wurde. Die Bergung erfolgte durch den Flugzeugträger USS Princeton.

Fotos / Zeichnungen

Quelle: www.astronautix.com/

 
Apollo CSM
Lunar Module
CSM vor der Kopplung
 

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Letztes Update am 10. Oktober 2015.