Als Eugene Cernan am 14. Dezember 1972 nach etwa drei Tagen und drei Stunden Aufenthalt im Taurus-Littrow-Tal auf dem Mond den Erdtrabanten mit dem Landemodul Challenger wieder verließ, war er der bis heute letzte Mensch auf einem anderen Himmelskörper.
Neue Missionen für Landungen — oder sogar dauerhafte Stationen — auf dem Mond sind immer wieder mal im Gespräch, aber so richtig kommen die Projekte wie Aurora (ESA) oder Orion-MPCV (NASA) in Sachen bemannte Mondlandungen nicht in die Gänge.
Eugene „Gene“ Cernan verließ den Mond mit den Worten:
„And, as we leave the Moon at Taurus-Littrow, we leave as we came and, God willing, as we shall return, with peace and hope for all mankind.“ —Eugene Cernan, Apollo 17
„Und nun, da wir den Mond bei Taurus-Littrow verlassen, gehen wir, wie wir gekommen sind und — so Gott will — wie wir zurück kommen werden: in Frieden und mit Hoffnung für die gesamte Menschheit.“
Eugene Cernan am 11. Dezemeber 1972 bei beim kurzen Check des Lunar Rover der Apollo-17-Mission. Foto: NASA
Cernan saß bereits 1969 in einer Mondlandefähre, die gehörte zur Apollo-10-Mission, hörte auf den Namen Snoopy — und umkreiste als Test nur der Mond. Zum Trost stellte die Apollo-Kapsel auf dem Rückflug beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre den nach wie vor gültigen Geschwindigkeitsrekord von 39897 km/h.
Mit 22 Stunden und knapp 4 Minuten war Eugene Cernan zusammen mit seinem Kollegen Harrison Schmitt am längsten im Außeneinsatz (EVA) auf dem Mond unterwegs, dreimal waren sie draußen, wovon der längste Einsatz 7 Stunden und 36 Minuten dauerte.
Auch haben die beiden am meisten Mondgestein gesammelt (110,4 Kilogramm, knapp ein Drittel des gesamten von Apollo-Astronauten zur Erde gebrachten Gesteins), und legten die längste Stecke mit dem Mondauto zurück (34 Kilometer).
Überlassen wir zum Schluss das Wort Gene und Harrison …
Headerbild: Apollo-17-Astronaut Eugene Cernan am 14. Dezember 1972 nach dem Verlassen der Mondoberfläche im Landemodul Challenger. Foto: NASA/Harrison Schmitt
Als der ersten Mensch bei der Mondlandung seinen Fuß auf den Trabanten setzte, war es noch über ein Jahr, bevor ich die Erde betreten habe. Im Jahr 1981 kam der Commodore VC 20 auf den Markt, der wenig später mein erster Computer sein sollte. Ich war technologisch also nicht unglaublich weit vom Mondflugzeitalter Ende der 60er-Jahre entfernt. Aber doch staune ich immer wieder, wenn ich darüber lese oder in Dokumentationen sehe, mit welcher Ausrüstung man damals zum Mond geflogen ist. Und manchmal ist es auch nur der Name der Technik, der mich stauen lässt.
Astronaut Walter Cunningham arbeitet bei der Apollo-7-Mission am Space Sextant des Kommandomoduls. Foto: NASA
Space Sextant — das klingt nach Steampunk, nach Science Fiction mit Dampf, Schrauben und Bolzen. Einen Sextanten hat man vor Augen, wenn man an die die Seefahrten vor vielen hundert Jahren denkt, zur Raumfahrt mag das Instrument so gar nicht passen.
Dabei hat der Sextant als Instrument zur Bestimmung der Position erst mit der Einführung von GPS wirklich an Bedeutung in der Seefahrt verloren. In den 1960er-Jahren war das Gerät noch auf jedem Schiff im Einsatz. Und eben auch in den Raumschiffen der Mercury- und Apollo-Missionen.
Kurs zum Mond! – aber welchen Kurs?
Das Ziel des Apollo-Projekts war eine bemannte Mondlandung. Dass es nicht einfach sein würde, die Apollo-Kapseln auf ihrer 1,5-Millionen-Kilometer-Reise sicher zu navigieren, war der NASA sehr früh klar. Darum war einer der ersten Verträge, den die Behörde für das Apollo-Programm abschloss, der mit dem Instrumentation Lab des Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Das MIT/IL hatte bereits eine Studie für eine mögliche Navigation einer Marssonde entwickelt. Die Sonde ist nie gebaut worden, die technischen Ideen für eine gezielte Navigation lagen aber noch in Schubladen des Instituts.
„This Mars probe had several novel features, later incorporated in the Apollo system, including a space sextant to make periodic navigation angle measurements between pairs of celestial objects: the sun, the near planets, and selected stars.“ (Diese Marssonde hatte mehrere neue Funktionen, die später in das Apollo-System übernommen wurden, darunter einen Weltraum-Sextanten, um periodisch Winkelmessungen für die Navigation zwischen Paaren von Himmelsobjekten zu machen: Die Sonne, die nahen Planeten und ausgewählte Sterne) „The History of Apollo On-Board Guidance, Navigation and Control“, The Eagle Has Returned, Science and Technology, Vol. 43, American Astronautical Society Publication, 1976
Apollo 11 von außen, mit Space Sextant. Foto: NASA
Das Instrumentation Lab ließ sich für die Navigation im All von einem bewährten Gerät inspirieren — dem Sextanten. Im Groben wird die Positionsbestimmung oder die Bestimmung der Ausrichtung des Raumschiffs durch die Messungs des Winkels zwischen Erde bzw. Mond und einem Stern oder zwischen zwei Sternen durchgeführt. Dabei werden die zwei Bilder der Himmelskörper durch einen beweglichen halbtransparenten Spiegel zur Deckung gebracht. Über den Winkel des Spiegels kann man mit ein paar Berechnungen und astronomischen Tabellen die Position bestimmen.
Navigation im Sternenmeer
Die Prinzipien der Messung sind beim nautischen Sextanten und dem Space Sextant gleich. Vielleicht war die Entscheidung, eine beinahe archaische Technik aus der Seefahrt für die Navigation im All zu verwenden, auch von dem Bild inspiriert, dass der US-Präsident Kennedy in seiner berühmten Mondlandung-Rede benutzte:
„We set sail on this new sea because there is new knowledge to be gained, […]“ (Wir setzen die Segel auf dieser neuen See, weil dort neues Wissen zu erwerben ist, […])
John F. Kennedy, „Mond-Rede“, 12. September 1962
Der Weltraum als das neue Meer, das nun befahren werden soll. Da passte ein Sextant im All wie die Faust aufs Auge. So ähnlich die Prinzipien des Seefahrer- und Raumfahrer-Sextanten aber auch waren, im Aufbau unterschieden sich die beiden Instrumente sehr. Und so einfach es klingt — der Sextant (SXT) der Apollo-Raumschiffe war ein hochkomplexes Gerät. Es hatte eine 28-fache optische Vergrößerung. Es konnte manuell bedient werden — der Astronaut steuert das Kommandomodul so, dass die Bilder der angepeilte Himmelskörper übereinander liegen –, halbautomatisch — der Computer berechnet die nötige Drehung und führt sie aus — oder vollautomatisch — der Computer übernimmt alles. Statt in umfangreichen astromischen Tabellen nachzuschlagen, übernahm der Navigationsomputer, der AGC (Apollo Guidance Computer) die Berechnungen nach gespeicherten Sterndaten.
Eine erster Prototyp wurde beim Flug von Gemini 10 von den Astronauten Michael Collins und John Young im Jahr 1966 getestet — mit mäßigem Erfolg.
John, I don’t know what’s wrong with this sextant. I’m sorry, but this thing – I cannot put the image through it. I look through it and — […] — there must be something wrong with this thing. (John, ich weiß nicht was mit dem Sextanten los ist. Es tut mir leid, aber das Ding — ich bekomme da kein Bild hin. Ich schaue durch und — […] — da muss was falsch sein an dem Ding.
Michael Collins zu John Young, Funkverkehr Gemini 10, 1966
Space Sextant in Aktion
Das MIT/IL entwickelte den Space Sextant weiter. Doch nach der Apollo-1-Katastrophe konnte erst wieder im Oktober 1968 mit Apollo 7 das verbesserte Gerät im All getestet werden. Im Dezember des gleichen Jahres wurde es dann wirklich ernst für den Space Sextant. Mit Apollo 8 machte sich das erste bemannte Raumschiff auf, den Mond zu umkreisen. Und während des Flugs um die Rückseite des Monds war die Apollo-Kapsel auf sich alleine gestellt. Ihre Position konnte nicht von der Erde aus bestimmt werden. Der Sextant war so lange also die einzige Möglichkeit, Position und Kurs zu bestimmen.
Astronaut Jim Lovell am „Space Sextant“ beim Flug von Apollo 8. Foto: NASA, public domain
Ein Missgeschick passierte Apollo-8-Astronaut Jim Lovell beim Rückflug zur Erde: Er löschte aus Versehen einen Teil des Speichers und ließ den Computer glauben, das Schiff stehe in Startposition. Lovell musste über den Sextanten Apollo 8 manuell an den Sternen Rigel und Sirius ausrichten und die Computer wieder mit den richtigen Daten füttern. Das war ärgerlich, aber nicht kritisch — und sehr nützlich, wie Lovell später sagte, für ein ähnliches Problem bei seinem Flug in der Apollo-13-Katastrophenkapsel.
Sicher zur Mondlandung navigiert
Der Space Sextant war ein interessantes Teil im technischen Puzzle der Apollo-Mission. Es ist schwer zu sagen, ob es ohne ihn nicht trotzdem gelungen wäre, Menschen auf den Erdtrabanten zu bringen. Schließlich konnte die Position der Raumschiffe auch von der Erde über die Antennen des Anfang der 60er gerade existierenden Deep Space Networks berechnet werden. Doch ein autarkes Navigationsystem hat sich mehrmals als nützlich erwiesen.
Ich bin hier nur sehr grob auf die technischen Feinheiten und die Funktionsweise des Space Sextants eingegangen. Wer sich dafür interessiert, sollte den Artikel „Apollo – Guidance, Navigation and Control“ (PDF) des Instrumentational Labs lesen. Dort wird — auf Englisch — sehr ausführlich von den Überlegungen des MIT/IL und der Technik der Apollo-Navigation berichtet.
Ich freue mich ja immer, wenn es astronomische Themen auch in die „normalen“ Medien schaffen. Weniger freut mich, dass die es sich dabei oft um gemachte Sensationsnachrichten handelt.
Seit ein paar Jahren geistert der Begriff „Supermond“ oder „Supervollmond“ durch die Medien, wenn sich der Erdtrabant mal wieder der Erde genähert hat und die Zeitungen und Nachrichtenseiten voll mit tollen Bildern von enorm großen Monden sind — vieles hat Photoshop möglich gemacht. So auch am 14. November 2016, als der Mond auf 356 509 Kilometer an die Erde heranrückte, so nah wie schon seit dem 26. Januar 1948 nicht mehr und erst am 25. November 2034 wieder.
Das stimmt so weit auch. Der Mond wirkt natürlich — auch bedingt durch ein paar andere Effekte — wirklich größer am Himmel, wenn am erdnähsten Punkt seines Umlaufs um die Erde ist (Perigäum). Aber das Wort „Super“ halte ich für etwas übertrieben, wenn man im Blick hat, dass im Monat zuvor der erdnähste Punkt nur gut 1000 Kilometer weiter weg war — und im April diesen Jahres nur 658 Kilometer.
Natürlich darf man sich über jedes Perigäum des Mondes freuen, gerade weil sich der Trabant ja im jedem Jahr etwa 3,8 Zentimeter von der Erde entfernt, der Gezeitenwirkung sei Dank.
Also: Man erfreue ich an jeder Näherung des Mondes, die man am Himmel erleben darf. Aber man muss deswegen nicht gleich in übertriebene Euphorie verfallen und das Wort „Super“ missbrauchen.
Außerdem: Wenn schon, dann hätte ich auf gerne mal einen Erd-„Minimond“ auf den Titelblättern! 😉
