Meine Schritte zum Mond - Teil4: Die Vielseitige

Die Dritte heißt „Vier“

Die Saturn V Rakete steckt voller Superlativen. Insgesamt ist sie die bislang größte und schwerste erfolgreich geflogene Rakete. Die erste Stufe hatte die schubstärksten Triebwerke die bisher gebaut wurden.
Und die zweite war die schubstärkste cyrogene Stufe (siehe Teil 3 – „Die Unbeachtete“).
Die dritte Stufe war wohl die Meistgebaute und Vielseitigste in ihrer Größenordnung.
Insgesamt baute die Douglas Company inklusive der Testexemplare nicht weniger als 32 Stück, von denen sich je fünf immer noch in einer solaren Umlaufbahn befinden (Apollo 8 – 12) bzw. auf der Mondoberfläche zerschellten (Apollo 13-17). Eine wurde während eines Tests zerstört als einer der neben dem Triebwerk angebrachten Helium-Tanks wegen einer fehlerhaften Titan-Schweißnaht riß und die Tanks beschädigt wurden sodaß der Treibstoff austreten konnte – die darauf folgende Explosion zerstörte den Teststand und beschädigte zwei weitere in über 600m Entfernung. Wie durch ein Wunder wurde eine in einem der beiden beschädigten Teststände aufgebaute S-IVB nicht betroffen.
Warum nun „S-IVB" und nicht "S-III" ?
Nun – die S-IVB war wohl die erste durchkonzeptionierte Stufe der Saturn- Raketenfamilie – denn ursprünglich war sie für eine andere Verwendung gedacht. Als sich die Menschen erstmals Gedanken machten auf welche Weise sie unserem Trabanten einen Besuch abstatten könnten wurden verschiedene Konzepte verfolgt.
Das Kanonenprojektil Jules Verne´s ist vielen Leseratten noch ein Begriff. Im Jules-Vernes-Museum seiner Geburtsstadt Nantes an der Loire, nahe dem Atlantik konnte ich einige sehr beeindruckende, weil durchdachte Zeichnungen und Beschreibungen dazu finden. Dieser geniale Visionär – dessen Bücher Jugendliche heute noch lesen sollten hat viele bahnbrechende Gedanken einfließen lassen – ein Beweis dafür wieviel er von den eigentlich noch garnicht bekannten Gesetzmäßigkeiten bereits erfasst hatte.

1960 gab es drei Hauptrichtungen:
Die einen waren davon überzeugt daß man nur mit einer einzigen, riesigen Rakete zum Mond fliegen, dort landen und anschließend zur Erde zurückfliegen sollte.
Andere wiederum plädierten vehement dafür ein Mondraumschiff in der Erdumlaufbahn zusammenzubauen, zu bemannen und dann in Richtung Mond zu schicken um es dort ebenfalls in einem Stück landen und wieder starten zu lassen.
Die dritte, kleinste Gruppe erdachte einen kühnen Plan: Das große Raumschiff sollte ein kleines Landefahrzeug mitführen das an das Mutterschiff ankoppeln, sich dann von ihr lösen auf dem Mond aufsetzen sollte. Anschließend sollte es wieder starten und die Besatzung wiederum nach einem Kopplungsmanöver zum Mutterschiff zurückbringen. Die Schwierigkeit dabei: niemand hatte eine konkrete Vorstellung über die Machbarkeit eines Kopplungsmanövers in der Mondumlaufbahn! Diese dritte Gruppe (LOR genannt - Lunar Orbit Rendevouz) wurde zunächst – gelinde gesagt – nicht Ernst genommen.
Und so entstanden eine Anzahl von Entwürfen für Raketen von denen eine die C4 war. Und diese war dazu bestimmt direkt auf dem Mond zu landen. Das Konzept stand nahezu ausgereift – und ihre vierte Stufe war eben diese S-IV genannte. Dennoch – die LOR- Gruppe setzte sich mit ihrem Konzept schließlich durch – sie waren die einzigen deren Entwurf die Mondlandung bis Ende 1969 hätte ermöglichen können.

Die S-IVB wurde dann sowohl als 2. Stufe für die kleine Saturn 1B als -200 eingesetzt ( die für die Saturn V bestimmten waren die -500); diese konnte es nur in die Erdumlaufbahn schaffen. Dennoch wurde die Saturn IB insgesamt sechs mal mit einem bemannten Apollo-Raumschiff gestartet – Apollo 7, drei Missionen zum Skylab und der ersten amerikanisch- sowjetischen Gemeinschaftsmission Apollo-Soyouz. Und da zeigte sich ebenfalls die Wandelbarkeit der S-IV, denn für das erste Himmelslabor SKYLAB wurden kurzerhand zwei von ihnen von einer Antriebsstufe zu einer Raumstation umgebaut (die zweite diente als Reserve und ist nie geflogen).
Nicht zuletzt diente der aus vier Schalen bestehende Kegelstumpf auf der S-IVB als „Garage“ für die Mondlandefähre (LM) und als aerodynamischen Übergang zum eigentlichen Apollo-Raumschiff.

Noch eine Besonderheit zeichnete diese 3.Stufe aus: Sie muß im Gegensatz zu den ersten beiden mehrfach zünden – zunächst nach Abwurf der S-II um die Erdumlaufbahn zu erreichen und dann, nachdem in mehreren Erdumläufen alle Systeme sorgfältig überprüft wurden ein zweites Mal um die 2. kosmische Geschwindigkeit zu erreichen – die es ermöglicht die Anziehungskraft der Erde endgültig zu überwinden um einen anderen Himmelskörper zu erreichen, und ein drittes Mal um die abgetrennte Stufe auf einen vorbestimmten Kurs zu bringen.
Bei Apollo 8-12 wurde sie in eine Umlaufbahn um die Sonne gebracht wo sie auf unbestimmte Zeit kreisen werden, bei den folgenden Missionen nutzte man die Stufe wie auch die Oberteile der Mondfähre um den Mond in seiner Zusammensetzung besser kennenzulernen – man ließ sie gezielt auf die Oberfläche aufschlagen. Da der Aufprallort und -geschwindigkeit sowie die Masse genau bekannt waren konnten nun anhand der Aufzeichnung dieser künstlichen Mondbeben von den auf der Mondoberfläche aufgebauten Seismometer wertvolle Rückschlüsse auf den Aufbau und die Zusammensetzung des Mondbodens gezogen werden.

Die Daten für die S-VIB sind schnell erzählt:
Sie war knapp 18m hoch (ohne „LM-Garage“), hatte einen Durchmesser von 6,8m und eine Gesamtmasse von 120to, davon 87,2to flüssigen Sauerstoff (LOX) und 18to flüssigen Wasserstoff (LH2), denselben Treibstoff wie ihn auch die 2. Stufe verwendete und ihr eine Brendauer von 475 Sekunden ermöglichte. Auch wurde dasselbe J2-Triebwerk verwendet.
Der Hauptunterschied zur S-II bestand bei der -500 vor allem im Drucksystem für die Tanks um ein Zünden des Triebwerks in der Schwerelosigkeit zu ermöglichen, daher auch die im Modell sichtbaren „Hühnerleitern“ im LOX-Tank durch die der flüssige Sauerstoff zum Triebwerk gelangte.
Ein weiterer wichtiger Bestandteil der S-IVB war der Instrumentenring zwischen der eigentlichen Stufe und der „LM-Garage“; er beinhaltete alle elektronischen Systeme die zur Funktionalität der drei Stufen der SaturnV notwendig waren inklusive der Datenübertragung zur Bodenkontrolle in Houston/Texas. Gemäß der Philosophie jedes Kg Masse nur solange mitzunehmen wie es erforderlich war wurde dieser Instrumentenring mit Abwurf der 3. Stufe ebenfalls überflüssig für die weitere Mondmission – aber seine Geräte hatten noch die Aufgabe die S-IVB auf ihren ultimativen Kurs zu bringen.
http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/space/s...

Von den 32 gebauten Stufen existieren noch vier in verschiedenen Museen in den USA.

Der Zusammenbau des Modells hat mich nicht mehr so begeistert – die Positionierung mehrerer Teile ging aus der sonst so gut aufgebauten Anleitung nicht hervor. Besonders enttäuschend war das Einsetzen der hier Viertelkonen der LM-Garage wie auch des LM selber das völlig lose auf dem runden LOX-Tankdeckel sitzt; das Aufsetzen des Apollo-Raumschiffs gestaltete sich recht schwierig – eigentlich ein NO-GO für ein solches, für eine jugendliche Altersstufe gefertigtes Snap-On Modell.
Dank der Klarsichtfenster können das Triebwerk, das Innere des LOX-Tank und das LM gut betrachtet werden; einen Blick in den LH2-Tank bleibt leider verwehrt.

Nach dieser Bastelstunde fehlen uns jetzt nur noch wenige Zentimeter zur Fertigstellung...