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SOJUS 16

Große Raumstationen in Nähe von Erde und Mond, ständige Stützpunkte auf dem Mond, Flüge zum Erdnachbarplaneten Mars ...das sind nur einige Projekte aus der ferneren Zukunft der bemannten Raumfahrt. Aber bereits heute ist klar: Keines dieser Projekte kann ein Land im Alleingang verwirklichen. Dazu sind sowohl die Kosten als auch die technischen Probleme zu umfangreich. Ihre Realisierung ist nur im Rahmen eines internationalen Programms möglich. Die Zukunft der bemannten Raumfahrt erfordert deshalb gemeinsame Bemühungen verschiedener Länder und eine intensive Zusammenarbeit der USA und der UdSSR. Aus diesem Grund haben bereits früher in Washington erste amerikanisch-sowjetische Beratungen über künftige gemeinsame Raumflugmissionen stattgefunden. Der Auftakt internationaler bemannter Raumflüge ist für Juli 1975 geplant. In der Erdumlaufbahn soll ein US-Raumfahrzeug Apollo an ein UdSSR-Raumfahrzeug Sojus ankoppeln. Über diese Mission - In den USA als Apollo Soyuz Test Project (ASTP) und in der UdSSR als Experimental-Programm-Apollo-Sojus (EPAS) bezeichnet - haben wir in FR 3/75 in einem Vorausblick ausführlich berichtet.

Die Vorarbeiten für den Apollo-Sojus-Flug im Juli 1975 dauern bereits insgesamt mehr als drei Jahre. Sie wurden in den USA und in der UdSSR nicht nur allein auf der Erde durchgeführt, sondern sowjetischerseits auch direkt im Weltraum. So startete die UdSSR zur Vorbereitung des ASTP im Jahr 1974 drei SojusRaumflugkörper in eine Erdumlaufbahn. Zwei davon waren unbemannt, das dritte und letzte Gerät hatte zwei Raumpiloten an Bord. Diese bemannte Mission fand in der ersten Dezemberwoche 1974 unter der Bezeichnung Sojus 16 statt. Sechs Tage lang umflogen zwei Raumpiloten die Erde und simulierten dabei den Apollo-Sojus-Flug. Das Simulationsprogramm umfaßte alle fürJuli 1975 geplanten Sojusbahnkorrekturen und Flugmanöver sowie eine intensive Flugerprobung des beim ASTP zum Einsatz kommenden modifizierten Sojus-Baumusters. Ferner wurden zwei wissenschaftliche ASTP-Versuche durchgeführt, ein dritter simuliert und die Arbeit der am ASTP beteiligten Bodendienste der UdSSR und teilweise auch der USA praktisch getestet.

Die Raumflugmission Sojus 16 - absoluter Höhepunkt der Vorbereitungen auf das ASTP und zugleich der 23. bemannte Raumflug der UdSSR - begann am 2. 12. 1974. Um 9.40 Uhr GMT startete vom Raketengelände Baikonur eine Trägerrakete A2 das mit zwei Mann besetzte Raumfahrzeug in eine 51,8 Grad zum Äquator geneigte Erdumlaufbahn. Fahrzeugkommandant war Oberst Anatoli Filiptschenko und Bordingenleur Ing. Nikolai Rukawischnikow. Filiptschenko ist 47 Jahre alt und war beim Dreiergruppenflug im Oktober 1969 Kommandant von Sojus 7. Der 43jährige Rukawischnikow erprobte im April 1971 mit Sojus 10 neue Rendezvous- und Kopplungsverfahren mit der Raumstation Salut 1. Beide Piloten gehören seit Mai 1973 zu den von der UdSSR für das ASTP nominierten vier Raumflugbesatzungen.

Zwischen 15.35 Uhr und 17 Uhr GMT flog Sojus 16 seine 5. Runde um die Erde und zündete dabei das Haupttriebwerk für die erste Bahnkorrektur. Die neuen Bahndaten lauteten auf P-177 km, A-223 km und T-88,4 min. Sojus 16 absolvierte damit das erste im ASTP vorgesehene wichtige Bahnmanöver. Auch im Juli 1975 soll Sojus im 5. Umlauf eine 1. Bahnkorrektur durchführen und in eine elliptische Erdumlaufbahn einfliegen. Geplant ist eine Bahn mit i-51,8 Grad, P-188 km und A-228 km.

Der nächste markante Zeit- und Programmpunkt im ASTP ist dann der Start von Apollo 7 1/2 Stunden nach dem Sojus-Start. Laut Plan soll in diesem Moment Sojus das amerikanische Startgelände Cape Canaveral überfliegen. Sojus 16 erreichte diese Zeitmarke kurz nach der ersten Bahnkorrektur zu Beginn der 6. Erdumrundung um 17.10 Uhr GMT. Den Apollo-Start imitierten die beiden Piloten durch ein Funksignal. Zum Zeitpunkt des imaginären Apollo-Starts durchflog Sojus 16 planmäßig den im ASTP für Sojus festgelegten Bahnpunkt über Cape Canaveral.

Am 3. 12. gegen Mittag führte Sojus 16 ein weiteres wichtiges im ASTP für Sojus vorgesehenes Bahnmanöver durch: die Zirkularisierung der elliptischen Erdumlaufbahn. Zwischen der 17. und 18. Runde zündete dazu die Besatzung das Haupttriebwerk für einen zweiten Beschleunigungsimpuls. Infolgedessen flog Sojus 16 bei gleichbleibender Inklination in eine neue, fast ideale Kreisbahn mit den Anfangsdaten von P- und A- rund 225 km und T-88,9 min ein.

In derselben Flugbahn mit ebenfalls 225 km Erdentfernung soll im Juli 1975 Apollo an Sojus ankoppeln und die beiden Raumfahrzeuge im gedockten Zustand etwa 2 Tage lang die Erde umkreisen. Deshalb wird diese Flugbahn verschiedentlich auch als ASTP-Montagebahn bezeichnet.

Ebenso wie die erste Sojus 16-Bahnkorrektur fand auch dieses Bahnmanöver genau nach dem Zeitplan des ASTP statt. Das Fahrzeug erreichte die Montagebahn genau an der geplanten Stelle des Weltraums und zur vorgesehenen Zeit. Am Abend des 3. 12. überflog Sojus 16 erneut Cape Canaveral, und die Piloten imitierten dabei zum zweitenmal durch ein Funksignal den Start von Apollo. Sollte nämlich beim ASTP das erste Apollo-Startfenster nicht genützt werden können, ist der Start der Trägerrakete Saturn 1B für den nächsten Flugtag von Sojus geplant.

Einer der ersten Tests der für das ASTP modifizierten Fahrzeugsysteme galt dem Lebensversorgungssystem. Beim Start von Sojus 16 und am ersten Flugtag herrschte im Raumfahrzeug noch dieselbe Kabinenatmosphäre wie bei allen anderen bisher eingesetzten SojusVersionen: 17 bis 33 Prozent Sauerstoff und 82 bis 66 Prozent Stickstoff Luftzusammensetzung sowie ein Luftdruck von 760 mm Hg, also 1 at. Am 2. Flugtag - dem 3. 12. - wurden jedoch erstmals in der sowjetischen Raumfahrtpraxis der Sauerstoffgehalt auf rund 40 % erhöht, der Stickstoffgehalt gleichzeitig bis auf etwa 60 % reduziert und der Druck auf 520 mm Hg (0,68 at) gesenkt: 170 mm HG partieller Sauerstoffdruck, Temperatur 20 Grad C. Damit soll beim ASTP die Sojus-Kabinenatmosphäre besser an die von Apollo angepaßt und der Besatzungstransfer zwischen den beiden gekoppelten Raumfahrzeugen erleichtert werden.

Die nächste wichtige Phase im Sojus-16-Flugprogramm war die Simulation des im ASTP geplanten Rendezvousmanövers zwischen Apollo und Sojus. Dabei testeten Filiptschenko und Rukawischnikow u. a. das von den USA und der UdSSR gemeinsam konzipierte neue einheitliche Funksystem und die für Sojus neuen optischen Führungshilfen. Zu letzteren gehören eine Kopplungsscheibe und zwei Blinkleuchten an der Orbitalsektion sowie farbige Orientlerungslichter am Rand der beiden Solarzellenausleger. Das Funkinstrumentarium umfaßte Sende- und Empfangsgeräte, ein Übertragungsgerät zur Entfernungsbestimmung von Apollo sowie Antennen: eine KW- und UKW-Antenne für den Funkverkehr mit dem Flugkontrollzentrum und eine Rendezvous-Radarantenne. Bei diesen Geräten zur Suche und Annäherung von Apollo an Sojus hat man das Apollo-System herangezogen. Sojus 16 sendete die Signale auf der Frequenz von 121, 75 MHz.

Spektakulärster Punkt im Sojus 16-ASTP-Simulationsprogramm war schließlich am dritten Flugtag - dem 4. 12. 1974 - vormittags die Simulation des Kopplungsmanövers mit Apollo. Diese imaginäre Kopplung mit dem US-Raumfahrzeug erfolgte fast genau zwei Tage nach dem Start von Sojus 16 in der 32. Erdumkreisung. Ein Zeitraum von zwei Tagen ist auch beim ASTP für Start, Suche, Annäherung und Kopplung von Apollo und Sojus vorgesehen.

Das beim ASTP an Apollo und Sojus zum Einsatz kommende Kopplungsaggregat ist eine in der Raumfahrt grundsätzlich neue Konstruktion. Es wurde von amerikanischen und sowjetischen Technikern gemeinsam entwickelt und soll in Zukunft in alle bemannten Raumflugkörper der USA und der UdSSR eingebaut werden. Voraussetzung für künftige gegenseitige Rettungsaktionen im Weltraum sowie gemeinsame bemannte Raumflüge der beiden Nationen.

Als erstes bemanntes Raumfahrzeug war Sojus 16 mit diesem sogenannten androgyn-peripheren Kopplungsaggregat ausgerüstet. Es war vorne an der Orbitalsektion angebracht, und seine Raumerprobung bildete den Hauptpunkt der Sojus 16-Mission.

Für die Kopplungs- bzw. Entkopplungs-Simulationen mit Apollo und für die dabei durchgeführten Tests hatten die sowjetischen Techniker einen speziellen Kopplungsadapter in Form eines kurzen, ringförmigen Metallzylinders entwickelt. Dieser Ring verfügte gleichfalls über ein analoges androgyn-peripheres Kopplungsaggregat und war durch Haken vor dem Sojus-Andockmechanismus ausfahrbar angeordnet. Er imitierte die, Apollo-Schleusenkammer und konnte von den beiden Sojus 16-Piloten mittels Elektroenergie vom Raumfahrzeug abgestoßen und wieder an die Orbitalsektion herangezogen werden.

Die dabei aufgewendete Kraft entsprach etwa der Masse des Raumfahrzeugs Apollo. So konnte man trotz des Fehlens eines zweiten Flugkörpers die im ASTP vorgesehenen Kopplungsvorgänge und Entkopplungen von Sojus und Apollo in fast allen Einzelheiten originalgetreu simulieren: von der Berührung der jeweils drei Dockklappen und der Kopplungsflächen biszurhermetischen Verriegelung der beiden Aggregate und umgekehrt.

Die Kopplungstests führten Filiptschenko und RukawIschnikow am 4. 12. in der 32. und 38. Erdumkreisung, am 5. 12. während der 48. sowie am 6. 12. in der 68. Runde durch. Beim ASTP ist im Fall eines um 24 Stunden verspäteten Apollo-Starts die Apollo-Sojus-Kopplung für die 48. Erdumkreisung geplant und in beiden Fällen die 68. Runde für die Trennung der beiden Flugkörper vorgesehen. Sämtliche Kopplungen und Entkopplungen wurden von den Sojus 16-Piloten im Raumfahrzeug mittels einer Meßdaten-Übermittlungseinheit des Andockmechanismus beobachtet.

Laut den Angaben der Piloten und den telemetrischen Daten funktionierten alle Ausrüstungselemente und Baugruppen des neuen Aggregats einwandfrei. Einige Tests benötigten sogar nur etwa die Hälfte der dafür reservierten Zeit. Weitere Erprobungen am Raumfahrzeug Solus 16 galten dem Orientierungs-, Steuerungs- und Energieversorgungssystem. Letztere erfolgte über zwei neue beiderseits der Gerätesektion angebrachte Solarzellenausleger. Sie haben bei der ASTP-Sojus-Version eine Gesamtnutzfläche von 10 qm (früher 14 qm) und jeder Ausleger besteht aus drei Einzelteilen bei einer Länge von 3,6 m.

Wissenschaftliche Versuche

Neben diesen technischen Tests wurden im Rahmen der Raumflugmission Sojus 16 auch zwei für das ASTP geplante wissenschaftliche Versuche durchgeführt. Beides waren biologische Experimente zur Untersuchung von Lebensvorgängen in der Schwerelosigkeit: ein sogenanntes Bakterienpilz-Experlment und ein mikrobieller Austausch-Versuch. Sojus 16 hatte dazu in der Orbitalsektion entsprechende Experimentalanordnungen. Das Bakterienpilz-Experiment ist ein Vorschlag sowjetischer Wissenschaftler für das ASTP und soll das Geheimnis der die Lebensprozesse bestimmenden biologischen Rhythmen lüften. Zonenbildende Bakterienpilze sind eine Abart von Schimmel und pflanzen sich ohne Nährboden durch ringförmige Sporen fort. Sie bilden dabei pro Tag einen Ring.

Mit dem Mikrobenaustausch-Experiment wurde die mikrobielle Belastung der Raumpiloten und der natürliche Austausch von Mikroben zwischen ihnen untersucht. Daraus sollen Empfehlungen für die Vorbeugung von Erkrankungen bei künftigen langen bemannten Raumflügen ausgearbeitet worden. Insgesamt sind beim ASTP in der Zeit der Kopplung fünf gemeinsame wissenschaftliche Versuche geplant.

Ein weiteres gemeinsames Experiment soll nach der Entkopplung der beiden Raumfahrzeuge in der 68. und 69. Erdumkreisung stattfinden: das Experiment "künstliche Sonnenfinsternis". Apollo wird für Sojus kurzfristig die Sonne bedecken, während die beiden UdSSR-Raumpiloten die Sonnenkorona für fotometrische Analysen filmen und fotografieren. Auch dieses wissenschaftliche Experiment wurde beim Sojus 16-Flug imitiert. Filiptschenko und Rukawischnikow fotografierten dazu am 6. 12. in der 68. und 69. Runde den Tageshorizont der Erde in polarisiertem Licht auf einer etwa 30000 km langen Strecke und einen Abschnitt des Sternenhimmels. Gleichzeitig damit testete man die beim ASTP-Sonnenfinsternis-Experiment zum Einsatz kommende Forschungsausrüstung: das Kamerasystem und die optischen Eigenschaften eines neuen Bullauges der Sojus-Orbitalsektion. Letzteres ist eigens für die ASTP-Sojus-Version entwickelt worden und für das Experiment "künstliche Sonnenfinsternis" bestimmt.

Zusätzlich zu den zwei biologischen Vorversuchen für das ASTP und die geophysikalische sowie astrophysikailsche Forschungsaufgabe in der 68./69. Erdumkreisung absolvierten die beiden Sojus 16-Piloten einige weitere Experimente für das nationale sowjetische Raumfahrtprogramm. Es waren das biologische Versuche sowie medizinische Tests und Arbeiten zur Erderkundung.

Die Bioversuche bestanden u. a. aus Experimenten zur Aufzucht von gewöhnlichem irdischem Unkraut, von Mikroorganismen und von Aquariumfischen im Zustand der Schwerelosigkeit und bei Raumstrahlung.

Im Rahmen der Erderkundung beobachteten Fillptschenko und Rukawischnikow verschiedene Gebiete der UdSSR. U. a. fotografierten sie im Auftrag des sowjetischen Ministeriums für Geologie Gebiete in Sibirien und Mittelasien für die Suche bzw. Registrierung von Erdöl-, Erdgas- und Mineralvorkommen.

Bahnverfolgung mit NASA-Beteiligung

Bei der Raumflugmission Sojus 16 wurden aber nicht nur alle für das ASTP geplanten Bahn- und Flugmanöver sowie Raumfahrzeug und einige wissenschaftliche Experimente durchexerziert. Der Flug war auch eine Generalprobe für alle im ASTP beteiligten Bodendienste und deren Personal. Zum Bodendienst gehörten zahlreiche funktechnische Bodenstationen auf dem Territorium der UdSSR sowie die beiden großen Bahnverfolgungsschiffe "Kosmonaut Juri Gagarin" und Akademiemitglied Sergej Koroliow" im Atlantik. Die "Gagarin" war vor der Küste Kanadas bei der Insel Sable (Neu Schottland) und die "Koroljow" in der Karibischen See vor Kuba und Südflorida stationiert. Die Überwachung und Leitung der Mission hatte ein neues Flugkontrollzentrum in Kalinin nahe bei Moskau. Sie stand über das Netz der Bodenstationen rund um die Uhr mit Raumfahrzeug und Piloten in Verbindung - mit Ausnahme der für die Schlafpausen der Besatzung vorgesehenen Zeit. Die Funkverbindung der beiden Bahnverfolgungsschiffe mit dem Flugkontrollzentrum erfolgte über einen um die Erde kreisenden sowjetischen Nachrichtensatellit Molnija.

Im Anschluß an die simulierte Entkopplung von Apollo folgte für Sojus 16 wie im ASTP vorgesehen ein zweitägiger "autonomer" Flug. Am 7. 12. in der 80. Runde zündete die Besatzung über dem Atlantik probeweise für 14 sec das Haupttriebwerk. Das Raumfahrzeug flog aus der ASTP-Montagebahn in eine elliptische Erdumlaufbahn ein und beendete um 9 Uhr GMT seine 81. Runde. In der 82. Umkreisung lösten die Raumpiloten von der Kommandokabine aus die Schlösser und Halterungen des Kopplungsimitationsringes und trennten ihn mittels Pyropatronen von der Sojus-Orbitalsektion ab.

Wenig später begannen die Vorbereitungen zur Landung. Filiptschenko und Rukawischnikow checkten Steuerung, Energieversorgung und Triebwerk und verstauten die Forschungsausbeute Foto- und Filmkassetten, Bordbuch, Biobehälter usw. Anschließend wurde die Kabinenatmosphäre mit rund 25 % Sauerstoff, 75 % Stickstoff und 760 mm HG Druck wieder auf Normalstand gebracht. Am 8. 12. zündete das Haupttriebwerk für das Bremsmanöver, die Pilotenkabine trennte sich von Orbitalsektion und Triebwerkszylinder und flog in die Erdatmosphäre ein.

Rund 30 min später landete sie mit Fallschirm- und Triebwerksunterstützung um 8.04 Uhr GMT weich auf sowjetischem Territorium. Der Landepunkt lag etwa 300 km nördlich von Dsheskasgan in Kasachstan unweit des Startgeländes Baikonur. Insgesamt hatte die Mission 5 Tage, 22 Stunden und 24 min gedauert und das Raumfahrzeug 97mal die Erde umrundet.

Rudolf Hofstätter