Zivile Operationen der Luftfahrt: Space Shuttle Mission 11 – Rückkehr zur Erde

„Sie können nun die Türen des Frachtraumes schließen.“ Diese Anweisung der Einsatzleitung in Houston hatte für die Shuttle-Besatzung eine besondere Bedeutung: Sie wusste, dass die maximale Flugzeit bei geschlossenen Türen nur acht Stunden betrug. Nach sechseinhalb Tagen Raumflug in künstlicher und unwirklich erscheinenden Umgebung stand nun die Rückkehr zur Erde bevor. Von den Fenstern der hinteren Kabine aus konnten die Einsatz- und Nutzlastspezialisten beobachten, wie sich die Türen langsam schlossen bis im Frachtraum nur noch Dunkelheit herrschte. „Die Türen sind geschlossen..!“ Die hinteren Sitze wurden wieder aufgestellt, die Astronauten nahmen in Anzug und Helm Platz und schnallten sich für den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre und die Landung an.

The Apollo 11 crew of Neil Armstrong (left), Michael Collins, and Edwin Aldrin. Image credit: NASA

Der Captain überprüfte das Reaktionssteuerungssystem und gab den Flugplan zum Verlassen der Umlaufbahn in den Bordcomputer ein. „APU-Vorstart durchgeführt“, ruft der Captain, denn die Hilfstriebwerke werden erst wieder für den Landeanflug in Edwards AFB benötigt. Cape Kennedy war immer noch wegen der dort herrschenden heftigen Stürme geschlossen. Im Augenblick bewegte sich das Shuttle wie in den letzten sechs Tagen zwar nach „vorne“ aber in „Rückenlage“ – was jedoch in der Schwerelosigkeit für die Besatzung keine Bedeutung hatte. Das Einleitungsmanöver für die Rückkehr bestand darin, die Raumfähre um 180 Grad um die Querachse zu drehen, um danach die OMS-Triebwerke einzuschalten, die das Shuttle aus der Umlaufbahn „herausfallen“ ließen.

Nun flog das Shuttle östlich der Bermudas über dem atlantischen Ozean – ein etwas südlicherer Kurs als beim Start. Houston gab die Meldung durch: „In 30 Sekunden wird der Funkverkehr unterbrochen. Wir geben Ihnen vorläufige Anweisung für die Zündung.“ Im Flugdeck herrschte nunmehr geschäftiges Treiben. Das eine oder andere Besatzungsmitglied freute sich vielleicht sogar über die achteinhalb Minuten dauernde Pause, bevor Houston wieder meldet: „Gehen Sie bei nächster Gelegenheit in die korrekte Lage für den Einsatz der Triebwerke“, ertönte bald wieder die Stimme des Einsatzleiters im Johnson Spaceflight Center. Fast unmerklich drehte sich der Orbiter um 180 Grad, bis das Heck nach vorne zeigt und der Südatlantik hinter ihnen verschwindet.

Der Einsatzleiter: „Das Shutttle liegt gut für die Zündung. Machen Sie sich für das Verlassen der Umlaufbahn fertig. Funkunterbrechung erfolgt in 30 Sekunden. Botswana meldet sich in fünf Minuten.“ Schnell nähert sich dem Shuttle von „hinten“ die afrikanische Küste.Noch während der Funkpause gab der Shuttle-Captain den Code zum Start der OMS-Triebwerke ein, die den 27.350 km/h schnellen Flug bremsen sollen, in den Bordcomputer ein. Die Astronauten an Bord verspürten nur ein leichtes Schwanken und keine Veränderung der Geschwindigkeit, als die beidenn Triebwerke zünden und ihre 2.720 kp Schub abgeben. Die Zündung selbst dauerte drei Minuten, danch wurden die Triebwerke kurz überprüft. Was jetzt folgte, war der nächste „Purzelbaum“, um den Raumgleiter in die richtige Lage für den Wiedereintritt zu bringen.

Langsam hob sich die Nase – für die auf dem Kopf stehende Crew fühlte es sich eher wie ein Fallen an, bis sich das Shuttle noch einmal um 180 Grad gedreht hatte und alles wieder etwas „normaler“ wirkte. Der Raumgleiter flog nun wieder mit dem Bug nach vorne, nach oben war der Blick frei in den unendlich weiten Himmel. „Die Zündung ist gut verlaufen – auf die Sekunde genau“, teilt der Shuttle-Captain Houston mit, als man über Botswana in Ostafrika wieder Funkverbindung hatte. „Resttreibstoffmenge drei Zehntel.“ Ein kleiner Teil Kraftstoff war also übrig geblieben und dieser Rest wurde nun abgelassen. Nun verlangsamte sich die Geschwindigkeit mit jeder Sekunde. Das Shuttle hatte nun die kritischste Phase erreicht.

Ein winziger Fehler beim Anstellwinkel, und der Hitzeschild am Rumpf des Shuttles versagte. „Von den drei APUs laufen jetzt zwei“, informierte der Shuttle-Captain Houston, „und das ist normal“. Alles sieht jetzt gut aus. Doch dann kontrollierte er nochmals die Lage des Shuttles und bemerkte eine Anomalie. „Die Fluglageanzeige des Trägheitssystems korreliert nicht. Ich zentriere die Nadeln jetzt manuell.“ Dem Captain des Space Shuttles standen die härtesten zwölf Minuten seines Berufslebens bevor – zwölf Minuten, für die er mehr als ein Jahr trainiert hatte. Mit winzig kleinen Korrekturen richtete er die Anzeigenadeln aus und atmete wohl erleichtert auf, als sie wieder in der Mitte stehen.

In 400.000 Fuß – 122.000 Meter – Höhe trifft das Shutttle auf die ersten dünnen Schichten der Erdatmosphäre. Die Landebahn in Edwards Air Force Base ist immer noch 8.000 Kilometer entfernt – ein wahrhaft langer Gleitweg. Die Geschwindigkeit des Shuttles hatte sich jetzt auf 26.500 km/h verringert, die Kacheln des Wärmeschutzschildes heizten sich allmählich auf und verteilten die Hitze über die gesamte Unterfläche des Shuttle. Einige Abschnitte erreichten 1.500 Grad Celsius, eine Temperatur, bei der die Luft um die Raumfähre herum zu ionisieren beginnt und eine Plasmawelle entsteht, die den Raumgleiter elektrisch isoliert. Wo die Elektrizität keinen Weg mehr findet, dringen auch keine Funkwellen durch.

An diesem kritischsten Punkt der gesamten Mission war das Shuttle völlig von der Einsatzleitung abgeschnitten. Das Leben eines jeden Astronauten an Bord lag un in den Händen des Shuttle-Kommandanten. Noch 25 Minuten bis zur Landung. Am Boden suchten die Beobachter den Himmel im Westen nach den ersten Anzeichen des zurückkehrenden Shuttles ab. Die Raumfähre hatte sich bis dahin so aufgeheizt, dass die Ozonmoleküle in der Luft aufbrechen und sich mit Stickstoffoxiden zu Stickstoffdioxid verbinden, das einen leuchtenden orangenfarbenen Schweif hinter dem Shuttle bildete. Als die Funkverbindung abbrach, deaktivierte der Captain die vorderen Reaktionssteuerdüsen, denn sie waren jetzt aufgrund der aerodynamischen Kräfte in der Atmosphäre nutzlos geworden.

Die Triebwerke am Heck arbeiteten jedoch immer noch, und der Captain benutzte sie, bis der Orbiter eine Höhe erreicht hatte, in der die Steuerflächen in der dichteren Luft wieder wirken. Langsam wandelte sich das Shuttle von einer Raumfähre zum Flugzeug. Bei einem Staudruck von 690 mbar wurden die Rollsteuerdüsen abgeschaltet. Die kombinierten Höhen- und Querruder steuerten nun die Schräglage und den für Außentemperatur und Sinkgeschwindigkeit maßgeblichen Anstellwinkel. Das Shuttle hatte nun eine Höhe von 300.000 Fuß – 91.400 Meter – erreicht. Als der Staudruck zwei Minuten später 1.380 mbar erreicht hatte, wurden auch die Nicksteuerdüsen ausgeschaltet.

Der Captain fliegt eine Reihe von S-Kurven, um die Geschwindigkeit des Shuttles etwas zu verringern und um seine kinetische Energie für die Landung in Grenzen zu halten. Das Shuttle befand sich jetzt in 170.000 Fuß – 51.800 Metern – Höhe und hatte wieder Funkkontakt mit der Bodenstation. „Ich höre Sie jetzt klar und deutlich“, meldet der Captain der Einsatzleitung in Houston zur Bestätigung. Neun Minuten vor der Landung in Edwards betrug die Höhe 125.000 Fuß – 38.100 Meter, die Geschwindigkeit hatte sich auf Mach 6 reduziert. Die Astronauten sahen bereits die Umrisse der südkalifornischen Küste, Los Angeles unter seiner bekannten schmutzig wirkenden Smogglocke und in der Entfernung die Mojave-Wüsten.

In den nächsten drei Minuten musste das Shuttle 70.000 Fuß – 21.350 Meter – Höhe und zwei Drittel seiner Geschwindigkeit verlieren. Der Luftwiderstand am Shuttle erlaubte mittlerweile das Ausfahren der aerodynamischen Bremsklappen an dem großen Seitenleitwerk, die Geschwindigkeit nahm rapide ab. „Gehen Sie auf TACAN“, heißt es nun aus Houston. Gemeint ist damit das taktische Flug-Navigationssystem mit exakten Positionsanzeigen. Jetzt musste der Captain die Luftdaten abrufen. Die Staurohre zur Entnahme der Luftproben wurden aktiviert, als das Shuttle zur vierten und letzten S-Kurve ansetzt. Über der Küste Kaliforniens betrug die Geschwindigkeit noch Mach 4 und die Höhe 100.000 Fuß – rund 30.000 Meter – .

Nun wurden die letzten Triebwerke, die Giersteuerdüsen ausgeschaltet. Das Shuttle war zu einem Gleiter geworden, der nur noch von seiner kinetischen Energie und dem relativ kleinen von den Tragflächen erzeugten Auftrieb getragen wurde. Eine Minute später – nur noch sieben Minuten bis zur Landung auf der langen Landebahn 22 in Edwards – konnten die Astronauten Los Angeles zur Linken klar erkennen. Die Geschwindigkeit war auf Mach 3 gesunken und fiel weiter. Kleine Städte, Bakersfield und Tehachapi, tauchen aus der bräunlichschwarzen Wüste auf. Die Atmosphäre im Shuttle war jetzt gespannt wie nie zuvor. Noch einmal stand alles auf dem Spiel: Zur Landung gab es keine Triebwerke, keine Schleudersitze und auch keine Möglichkeit zum Durchstarten.

In 53.000 Fuß – 16150 Meter – Höhe und bei Mach 1,5 flog das Shuttle noch einen sehr steilen Winkel – 20 Grad im Vergleich zu den 3 bis 4 Grad bei einer normalen Linienmaschine -. Edwards war bereits in Sicht. Während des rasanten Sturzfluges klangen die Anweisungen des Kontrollpersonals am Boden fast wie bei einem normalen Endanflug. Das Shuttle hob den Bug jetzt steil an und bereitete sich auf die 180 Grad-Linkskurve vor, die es in einer Riesenschleife von 6.000 Meter in Verlängerung zur Piste zum Landeanflug bringt. Nach dieser Kurve musste der Gleitwinkel drastisch auf einen Wert reduziert werden, aus dem heraus eine Landung überhaupt erst möglich wurde.

Das Shuttle flog nun unterhalb 600 Meter Höhe, war aber immer noch sehr schnell. Der Captain hob den Bug noch steiler an, und das Shuttle passierte das Ende der Landebahn in nur 40 Meter Höhe. Wenige Sekunden später waren es nur noch 27 Meter. Das Fahrwerk wurde zum ersten und letzten Mal ausgefahren und automatisch verriegelt. Ein letztes Aufrichten des Bugs reduzierte die Geschwindigkeit auf 345 km/h. Dann berührten die Räder des Hauptfahrwerks fast unmerklich sanft den Boden. Das Shuttle war – wieder einmal – sicher auf der Erde gelandet. Für die Crew ist es wie die Ankunft mit einem gewöhnlichen Flugzeug. Sie packten ihre Sachen zusammen und warteten, bis die Treppe an den Ausstieg herangefahren wurde. Dann verlassen sie das Shuttle genau so, wie sie es voller Spannung vor sieben Tagen und Millionen Flugkilometern betreten hatten.

Von Rolf von Ameln

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