Der Weg zum Mond

1960er Jahre, USA

Der zweite Weltkrieg war zwar vor 15 Jahren gewonnen, doch befand man sich darauf schon mitten im Kalten Krieg mit der Sowjetunion. Der Wettlauf ins All war de facto verloren, hatten die Sowjets doch einige Meilensteine vor den Amis geschafft: Erster Satellit im All (Sputnik), erstes Lebewesen im All (Leika), erste Mondsonde (Luna 1), erster Mensch im All (Juri Gagarin). Kurzum: Die Amerikaner gerieten immer mehr ins Hintertreffen. John F. Kennedy war eigentlich kein Freund des Raumfahrtprogramms der NASA, da er es als zu teuer empfand. Das änderte sich erst nach Gagarins Raumflug und so trat er am 25. Mai 1961 vor dem US-Kongress und gab folgendes bekannt:

„I believe that this nation should commit itself to achieving the goal, before this decade is out, of landing a man on the moon and returning him safely to the earth."

Das war der Startschuss zum Wettlauf zum Mond. Die NASA hatte also noch knapp neun Jahre Zeit, einen Mann auf dem Mond zu bringen. Dazu wurde das Apollo-Projekt gegründet. Doch bevor Neil Armstrong seinen gewaltigen Sprung für die Menschheit vollziehen konnte, waren eine enorme Anzahl von Problemen auf allen Ebenen zu lösen. Man war zwar beim Mercury-Projekt Ende der 50er Jahre schon im All, aber zum Mond, das war noch eine ganz andere Hausnummer. Das Budget der NASA wurde um 400% erhöht, Kooperationen mit 20.000 Firmen und Universitäten eingegangen. Der Bedarf an Manpower war so hoch, das bei vielen Mitarbeitern gar nicht groß zu Vorstellungsgesprächen geladen wurde.

A = Wie viele Menschen arbeiteten zu Spitzenzeiten für das Apollo-Projekt (auf Hunderttausend gerundet)?

Eine der großen technischen Herausforderungen war sicherlich die mehrstufige Mondrakete Saturn V. Sie musste die Astronauten sicher in den Erdorbit, zum Mond und wieder zurück bringen. Und dafür waren gewaltige Mengen an Treibstoff nötig. Allein die erste Stufe verbrauchte 13.800 Liter an Kerosin und flüssigen Sauerstoff – pro Sekunde! Turbopumpen mit 60.000 PS waren nötig, um diese Menge gleichmäßig und mit hohem Druck in die Brennkammern einzuspritzen.

B = Wie viel Tonnen Nutzlast konnte die Saturn V in eine erdnahe Umlaufbahn bringen?

Damit ist die Saturn V bis heute das Kraftpaket unter den Raketen. Erst das Starship von SpaceX soll 2022 mehr Nutzlast in den Orbit bringen können. Zum Vergleich: Das Space Shuttle schaffte nur 24 Tonnen.

Auch sonst war die Saturn V gewaltig: 110 Meter hoch, vollgetankt 2.900 Tonnen schwer. Im Gegensatz zu den Sowjets, die ihre Raketen im Liegen bauten, wurde die Saturn V vertikal zusammengeschraubt. Bei 110 Metern Höhe schied eine einfache Montagehalle also aus. Es musste schon das höchste einstöckige Gebäude der Welt sein: Das Vertical Assembly Building. An besonders feuchten Tagen in Florida bildeten sich sogar Regenwolken an der Decke.

C = Wie hoch ist das VAB in Metern (auf ganze Meter gerundet)?

Einmal zusammengebaut wurde die Rakete mit dem Crawler-Transporter zum Startplatz am Kennedy Space Center gebracht. Das hat bis zu 16 Stunden gedauert, da das Gefährt mit Ladung nur ca. 1,5 km/h fahren konnte. Die NASA hat zwei von diesen Kettenfahrzeugen, und sie werden sogar heute noch benutzt.

D = Wie lautet der Spitzname (fünf Buchstaben) eines dieser Fahrzeuge (Buchstabenwortwert)?

16. Juli 1969, 14:32:00 MEZ

Liftoff! Eine Million Zuschauer vor Ort sahen, wie die Saturn V mit den drei Astronauten gen Himmel stieg. Schon nach zwei Minuten und 42 Sekunden erfolgte die Trennung der ersten Stufe, die dann mit leeren Tanks in den Atlantik stürzte. Zuvor ist die Stufe wohl in der Luft auseinandergebrochen weil Trümmer davon auf das Bremer Schiff „MS Vegesack“ fielen, das dort gerade von New York nach Honduras unterwegs war um Bananen zu laden. Nur die Triebwerke dieser Stufe konnten 2013 geborgen werden und sind nun im Museum of Flight in Seattle ausgestellt.

Schon 12 Minuten nach dem Start waren die drei Astronauten im Orbit. Und nach eineinhalb Umkreisungen der Erde ging es los in Richtung Mond. Zum Mondorbit dauerte es allerdings über 77 Stunden, und das obwohl die Crew mit ca. 5.500 Stundenkilometern unterwegs war. Bis dahin hieß es also, sich die Zeit zu vertreiben. Das Fernsehen entwickelte sich gerade zum Massenmedium, und so lag es nahe, Live-Sendungen vom Weg zum Mond zu machen.

Derweil passte der „Apollo Guidance Computer“ auf, das die Rakete auf Kurs blieb. Damals hatten Computer ja eher Zimmergröße und einen hohen Energieverbrauch. Also nichts für eine Mondmission. Ein völlig neues Konzept musste her, und so wurden erstmals Integrierte Schaltkreise, also kleine, schwarze Computerchips, verwendet. Das war so neu, dass die Entwicklung und Produktion dieses Computers ca. 60 % der weltweit verfügbaren Chips verschlang. Dafür passte dann alles in einen Umzugskarton. Der Schnellste war er allerdings nicht – jeder Taschenrechner ist schneller. Vom Smartphone gar nicht zu sprechen...

E = Mit welcher Frequenz lief der Taktgeber des Computers (in kHz)?

Am 20. Juli um 18:44 MEZ wurde es dann ernst: Die Landefähre dockte vom Kommandomodul ab, und Armstrong und Aldrin waren auf dem Weg zur Oberfläche. Michael Collins, der dritte Astronaut, durfte nicht mit auf den Mond. Er musste derweil das Kommandomodul bemannen.

Das Zweier-Team war nun etwas mehr als zwei Stunden unterwegs und hatte mit Problemen zu kämpfen: Nicht nur waren sie zu schnell und würden meilenweit vom geplanten Ziel herunterkommen, der Computer spuckte nun auch noch Fehlercodes aus. Und das im kritischen Moment wenige Minuten vor der Landung! Erst eine halbe Minute nach dem Auftreten des Fehlers gab es das „Go“ von der Bodenstation, weiterzumachen und das Problem zu ignorieren.

F = Wie lautet einer der Fehlercodes (gerade Zahl)?

Die Ursache des Fehlers waren die Radarsysteme: Die Landefähre hatte zwei, eines für die Landung und eines für das Rendezvous mit dem Kommandomodul. Beide waren angeschaltet, und mit den doppelten Daten war der Computer schlichtweg überlastet.

Das nächste Problem konnte man aber definitiv nicht ignorieren: Der Sprit wurde knapp. Aldrin musste aber ein Geröllfeld überfliegen, die „Tanknadel“ stand bei noch Treibstoff für 25 Sekunden!

20. Juli 1969, 21:17:39 MEZ

„Houston, Tranquility Base here. The Eagle has landed.“

Der Amerikaner hatten es also geschafft und waren als erste auf dem Mond gelandet. Jetzt fehlte nur noch das i-Tüpfelchen: Der Spaziergang auf dem Mond. Zuvor wurde aber alles für den Rückflug vorbereitet. Im Falle des Falles wollte man in der Lage sein, so schnell wie möglich zurück zum Mutterschiff zu kommen. Währenddessen empfing Buzz Aldrin heimlich die Kommunion. Heimlich deswegen, weil die NASA von der Vereinigung „American Atheists“ verklagt worden war, da die Crew von Apollo 8 an Weihnachten des vorherigen Jahres live aus der Mondumlaufbahn aus der Schöpfungsgeschichte vorgelesen hatte. Seitdem hielt man sich bei der NASA in religiösen Dingen nur noch bedeckt.

Knapp sechseinhalb Stunden nach der Landung war es soweit: Die Luke ging auf. Als Kommandant hatte Armstrong das Vorrecht, als erster auszusteigen und von der Fähre zu klettern.

21. Juli 1969, 03:56:15 MEZ

„That's one small step for [a] man, one giant leap for mankind.“

Der erste Fußabdruck eines Menschen auf einem anderen Himmelskörper war also gemacht, wenn auch mit Schuhsohle dazwischen. Und die Menschheit war live im Fernsehen dabei. Die Bildqualität war aber nicht berauschend. Die Funk-Bandbreite vom Mond war so gering, das die Kamera nur 10 Bilder pro Sekunde übertragen konnte. Die mussten dann ins richtige Format mit knapp 30 Bildern pro Sekunde konvertiert werden. Dazu gab es einen speziellen Monitor, der jedes Bild dreimal solange nachleuchten lassen konnte. Und von diesem Monitor wurde einfach mit einer normalen TV-Kamera abgefilmt und per Mikrowellen-Direktverbindung und Satellit nach Houston und um die Welt geschickt. Da ging einiges an Qualität verloren. Daher auch die „geisterhafte Erscheinung“ der Astronauten auf den TV-Bildern: Das war das Nachleuchten des Monitors.

Aber zurück zum Mond: An einem Bein der Landefähre, hinter der Leiter, war eine Gedenktafel montiert, die von Neil Armstrong enthüllt wurde:

„Here men from the planet Earth first set foot upon the Moon, July 1969 A.D. We came in peace for all mankind.“

G = Wessen Unterschrift von den drei Astronauten ist in der Mitte eingraviert (Buchstabenwortwert Nachname)?

Zum Gedenken ist nicht nur die Tafel auf dem Mond geblieben, sondern auch eine Silizium-Scheibe mit Grußbotschaften von Staatsoberhäuptern der Erde. Insgesamt waren die Nachrichten von 73 Ländern auf dieser Scheibe als Mikrofilm eingeätzt. Eine Botschaft aus Deutschland war übrigens nicht dabei. Die offizielle Begründung des deutschen Botschafters: Zu wenig Zeit. Die Deadline war am 30. Juni, und in die Zeit fiel gerade der Wechsel des Bundespräsidenten Lübke zu Heinemann zum 1. Juli.

H = Aus welchem Psalm hat Papst Paul VI. für den Vatikan zitiert (Nummer)?

Natürlich waren die Astronauten nicht nur auf dem Mond um den Sowjets eins auszuwischen, sondern auch um wissenschaftliche Experimente durchzuführen. So wurde ein Instrument zum Messen des Sonnenwinds aufgestellt, ebenso ein Seismometer. Das konnte nachweisen, das es tatsächlich Erdbeben, also Mondbeben, gab. Der Retroreflektor ist im Grunde ein großes Katzenauge, das einfallendes Licht direkt zur Quelle zurück reflektiert. Unter anderem am Observatorium in Wettzell im Bayerischen Wald wurde das Gerät zuletzt 2018 mit Laserlicht beschossen, und über die Laufzeitmessung der Reflexion die Entfernung errechnet.

J = Wie weit entfernt sich der Mond jedes Jahr von der Erde (auf ganze Zentimeter gerundet)?

Nach gerade mal zweieinhalb Stunden war der Außeneinsatz der beiden Astronauten auch schon wieder vorbei. Bevor sie sich aber zur Ruhe begeben konnten, fiel Aldrin auf, das der Betätigungsknopf einer Sicherung abgebrochen war. Das passierte wohl während der Vorbereitung auf den Außeneinsatz, beim Bewegen mit dem sperrigen Anzug. Diese Sicherung musste aber geschlossen sein, damit das Triebwerk für den Rückflug zünden konnte.

Wie wurde das Problem gelöst?

• Während die Astronauten schliefen konnte der Computer per Funk umprogrammiert werden, so dass die Sicherung nicht mehr benötigt wurde. → K = 11
• Aldrin hat einen Filzstift zum Betätigen der Sicherung benutzt. → K = 22
• Armstrong hat die Sicherung mit einem Stück Draht überbrückt. → K = 0
• Die Sicherung wurde ausgebaut und mit der des Lande-Radars getauscht. Das wurde ja nicht mehr benötigt. → K = 44

Um 18:54 Uhr hoben die Beiden vom Mond ab und nach dem Rendezvous mit dem Kommando-Modul ging es für die drei zurück in Richtung Heimat. Natürlich gab es auf der dreitägigen Heimreise auch wieder Gelegenheiten für weitere TV-Liveübertragungen.

24. Juli 1969, 17:35 MEZ

Jetzt wurde es nochmal spannend. Der Eintritt der Apollo-11-Kapsel in die Erdatmosphäre begann gerade. Den Astronauten stand ein zehnminütiger Höllenritt mit fast 40.000 Stundenkilometern auf dem Tacho bevor. Eine Abweichung vom geplanten Kurs wäre fatal gewesen: Ein bisschen zu steil und die Astronauten verglühen, ein bisschen zu flach und sie prallen von der Erde ab und sind auf Nimmerwiedersehen im All verschwunden. Hallten musste auch der Hitzeschild: 2.700 °C erzeugten ein Plasma um die Kapsel, so dass selbst der Funkkontakt unterbrochen war. Doch das Raumschiff hat gehalten, eine Viertelstunde später wasserte es im Pazifik.

© Nick-D / CC-BY-SA 4.0

Die Erde hatte ihre drei Ausreißer wieder. Doch einfach die Luke aufmachen und aussteigen stand nicht auf dem Plan. Die NASA hatte Sorgen, das die drei möglicherweise Bazillen vom Mond mitgebracht hatten. Alles musste desinfiziert werden. Die Astronauten wurden mit einer Desinfektionslösung abgewaschen und mussten Schutzanzüge anlegen. Selbst die Kapsel wurde mit Iod abgeschrubbt. Zusammen mit einem Arzt und Techniker ging es in die Quarantänestation auf dem Flugzeugträger USS Hornet. Das war ein größeres Wohnmobil mit ca. 30 m² Fläche – nicht viel für fünf Personen. Dafür aber mit Annehmlichkeiten, die nur die Erde bot: Eine abschließbare Toilette mit Dusche, Mikrowellenherd und ein eigenes (Stock-)Bett.

L = Wie viele Tage waren für die Quarantäne eingeplant?

Nach der Quarantäne konnten die Feierlichkeiten dann endlich beginnen. Das „größte Abenteuer der Menschheit“ war überstanden…

Bevor aber Du feiern kannst musst Du noch die Rechenaufgabe für die Koordinaten der Dose überstehen. Setze die oben ermittelten Zahlen in die Platzhalter in der Formel ein:
X = (A : 100.000) × B - C + (E : 1024) × J
Y = D × L - F + (H : J) × G + K

Die Dose befindet sich dann bei:
N 50° 2,X'
E 10° 14,Y'

Dein Ergebnis kannst Du hier beim GeoChecker prüfen:

Tipps & Hinweise

• Der Buchstabenwortwert berechnet sich nach A=1, B=2, usw.
• Du kannst zwar direkt vor dem Ziel parken, allerdings kommst Du mit den Parkkoordinaten noch in den Genuss eines kurzen Spaziergangs durch das Biotop am Abfluss des Sennfelder Sees.
• Die beste Zeit zum Bergen ist Vormittags, dann ist nebenan noch kein Betrieb, auch wenn die Muggels dort sowieso auf etwas anderes konzentriert sind...
• Das Logbuch ist nochmal extra verpackt, einfach beide Hälften auseinanderziehen.
• Die ersten drei Finder erhalten Erstfinder-Urkunden. Wäre nett, wenn Du ein Foto davon mit zum Log hochladen könntest.