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Vorlage:Infobox bemannte Raumfahrtmission STS-51-L (englisch Space Transportation System) ist eine Missionsbezeichnung für den US-amerikanischen Space Shuttle Challenger (OV-99) der NASA. Der Start erfolgte am 28. Januar 1986. Es war die 25. Space-Shuttle-Mission sowie der zehnte und letzte Flug der Raumfähre Challenger.

73 Sekunden nach dem Start explodierte die Raumfähre, wobei die gesamte Besatzung ums Leben kam.

Inhaltsverzeichnis 1 Mannschaft 2 Bodenpersonal (Auszug) 3 Missionsplanung 4 Das Challenger-Unglück 4.1 Ablauf des Unglücks, Ursachen und letzter Funkkontakt 4.2 Weitere Ergebnisse der Unglücks-Untersuchungen 5 Konsequenzen des Unglücks 6 Siehe auch 7 Literatur 8 Weblinks

Mannschaft

• Francis R. Scobee (2. Flug), Kommandant
• Michael J. Smith (1. Flug), Pilot
• Judith A. Resnik (2. Flug), Missionsspezialistin
• Ellison S. Onizuka (2. Flug), Missionsspezialist
• Ronald E. McNair (2. Flug), Missionsspezialist
• Gregory B. Jarvis (1. Flug), Nutzlastspezialist
• S. Christa McAuliffe (1. Flug), Nutzlastspezialistin

Bodenpersonal (Auszug)

• Flugdirektor (Flight): Jay Greene
• Flugdynamik Offizier (FIDO): Brian Perry
• CapComs: Richard Covey, Frederick Gregory
• Systemdatenerfassungs Processing Systems Ingenieur (DPS): A.F. Algate
• Ingenieur für Lenkung, Navigation, und Kontrollsysteme (GNC): Jeffrey Bantle
• Antriebsraketensystem-Ingenieur (Booster): Jerry Borrer
• Triebkraft Ingenieur (PROP): A.J. Ceccacci
• Manager für Elektrik, Umwelt, Verschleißteile (EECOM): John Rector
• Offizier für Wartung, mechanische, und 'upper stage systems' (RMU): K.A. Reiley

Missionsplanung

Der Start der Mission STS-51-L war ursprünglich für den 22. Januar geplant, musste dann aber wegen der Verzögerungen bei der vorangegangenen Mission (STS-61-C) um zunächst zwei Tage verschoben werden. Die Witterungsverhältnisse am Startort und auf den vorgesehenen Notlandeplätzen sowie technische Probleme an der Startrampe erzwangen weitere Verschiebungen bis zum 28. Januar.

Die Mission hatte die Aufgabe, den Kommunikationssatelliten TDRS-2 auszusetzen, zudem sollte mit verschiedenen Hilfsmitteln der Komet Halley beobachtet werden. Als weiterer Höhepunkt der Mission war geplant, dass die Grundschullehrerin Christa McAuliffe, die im Rahmen eines Sonderprogramms der NASA zur Besatzung gehörte, einige Unterrichtsblöcke live aus dem Weltraum abhält.

Vorgesehen war eine Missionsdauer von 6 Tagen, 0 Stunden und 34 Minuten. Die Landung sollte im Kennedy Space Center in Florida erfolgen.

Das Challenger-Unglück

Am 28. Januar 1986, 73 Sekunden nach dem Start der Mission STS-51-L, explodierte die Raumfähre in rund 15 Kilometer Höhe. Dabei starben alle sieben Astronauten. Es war der bis dahin schwerste Unfall in der Raumfahrtgeschichte der USA. Die Challenger-Katastrophe führte zur vorübergehenden Einstellung des Shuttle-Programms der NASA. Als Grund wurde ein defekter Dichtungsring der Feststoffraketen (Booster) ausfindig gemacht.

Diese wurden aus ökonomischen Gründen in vier Teilen gefertigt, welche ineinander verankert wurden. Die Verankerungen wurden mittels zweier übereinander angeordneter O-Ringe abgedichtet. Zwischen den O-Ringen befand sich ein Anschluss für Dichtigkeitsprüfungen. Durch tiefe Temperaturen in der Nacht vor und am Morgen des Starts büßte der Kunststoff jedoch seine Elastizität ein, was nach der Zündung zunächst zu einer Erosion der O-Ringe und schließlich zum so genannten Blow-By führte, dem Flammenaustritt nicht durch die Düse, sondern an der Seite des Boosters (möglicherweise durch den Anschluss zur Dichtigkeitsprüfung). Laut einer BBC-Dokumentation waren Sicherheitsbedenken gegenüber der Qualität dieser Ringe und ihrer Elastizität bei Nachtfrost bekannt. Bereits zum Zeitpunkt der Zündung kündigte sich ein Störfall an, da an jener angesprochenen Stelle schwarze Rauchwolken erkennbar waren.

Die Kapsel, in der sich die Raumfahrer befanden, überstand die Explosion unversehrt. Ein offizieller Bericht spricht davon, dass "die Kräfte und Wirkungen der Explosion nicht zum Tod führten".^[1] Die Astronauten starben wahrscheinlich erst, als sie mit ihrer Kapsel auf dem Atlantik aufschlugen. Kritiker bemängelten Fehler in der Konstruktion und ein aus Kostengründen eingespartes Rettungssystem (Fallschirm der Kapsel), das möglicherweise das Leben der Astronauten hätte retten können. Ein prominentes Mitglied der Untersuchungskommission war der Physiker und Nobelpreisträger Richard P. Feynman, der die Untersuchung in einem autobiographischen Buch dargestellt hat. ^[2]

Die Challenger-Katastrophe warf nicht nur das Raumfahrtprogramm der USA zurück, sondern wirkte auch wie ein Schock auf die amerikanischen Bürger, die das Unglück zahlreich live miterlebt hatten, sei es auf den Aussichtstribünen in Cape Canaveral, oder am Fernseher. Der Rückschlag wirkte in der ohnehin politisch angespannten Lage jener Zeit als nationales Trauma.

Ablauf des Unglücks, Ursachen und letzter Funkkontakt

Kurz nach dem Abheben der Raumfähre wurde die Kontrolle über den Flug vom Startkontrollzentrum auf dem Kennedy Space Center in Florida an das Mission Control Center in Texas abgegeben. Folgende Zeitangaben in Sekunden nach dem Start. Im Folgenden die am Funkverkehr beteiligten Personen. "Intercom" bedeutet Kommunikation innerhalb der Crew.

• DPS: Data Processing Systems Engineer
• Flight: Flight director
• Scobee: Dick Scobee (commander)
• Smith: Michael J. Smith (pilot)
• Resnik: Judith Resnik (Mission Specialist)
• Onizuka: Ellison Onizuka (Mission Specialist)
• Booster: Booster Systems Engineer
• CAPCOM: Capsule communicator
• FIDO: Flight Dynamics Officer
• GC: Ground Controller
• RSO: Range Safety Officer
• PAO: Public Affairs Officer (public announcer)

T+0.000 seconds
Resnik: Aaall riiight. (In Ordnung)
Smith: Here we go. (Los geht's)

T+5.000 seconds
DPS: Liftoff confirmed. (Start bestätigt)
Flight: Liftoff... (Start)

T+7.000 seconds
Scobee: Houston, Challenger roll program. (Houston, Challenger, Drehung um die Längsachse)

T+11.000 seconds
Smith: Go you Mother (ugs. Mother bezeichnet hier das Raumschiff; gemeint etwa: Los geht's, Baby)

T+14.000 seconds
Onizuka, intercom: LVLH. (Erinnerung für die Crew, die Konfiguration zu ändern - Local vertical / Local Horizontal)

Damit von dem Shuttle keine Teile durch aerodynamische Kräfte abgetrennt werden, müssen die Haupttriebwerke in der unteren Atmosphäre auf eine Grenzgeschwindigkeit heruntergefahren werden. Die Flugsoftware registrierte, dass die SRBs heiß waren und mehr Schub als geplant verursachten. Der Flugsoftware-Parameter T_DEL_ADJUST (FIDO's T-del comment) wird benutzt, um die Geschwindigkeit zu verändern und die Attribute der Haupttriebwerke, um die Challenger frühzeitig auf 94% zu drosseln. Gleichzeitig ließ der Schub der SRB nach, auf Grundlage eines vordefinierten Planes. Bei T+35.379 werden die Haupttriebwerke zurückgefahren auf die vorher vorgesehenen 65%.

T+15.000 seconds
Resnik: [Expletive] hot. ([Kraftausdruck] heiß)
Scobee: Ooohh-kaaay. (Okay)

T+19.000 seconds
Smith: Looks like we've got a lotta wind here today. (Scheint so, als wenn wir hier heute viel Wind haben)
Scobee: Yeah. (Ja)

T+19.859 seconds
Booster: Throttle down to 94. (Drosseln auf 94(%))
Flight: Ninety four... (94)

T+22.000 seconds
Scobee: It's a little hard to see out my window here. (Ist etwas schwierig, hier aus meinem Fenster zu gucken)

T+28.000 seconds
Scobee: There's ten thousand feet and Mach point five. (Erreichen 10.000 Fuß und Mach 0,5)

T+35.000 seconds
Scobee: Point nine. (Mach 0,9)

T+40.000 seconds
Smith, intercom: There's Mach 1. (Sind bei Mach 1)
Scobee: Going through 19,000. (Erreichen 19.000 Fuß)

T+43.000 seconds
Scobee: OK we're throttling down (OK, wir drosseln den Schub)

T+48.900 seconds
Booster: Three at 65. ((Triebwerk)3 bei 65 (%))
Flight: Sixty-five, FiDO... (65, FiDo)
FIDO: T-del confirms throttles. (T-Del bestätigt Beschleunigung)
Flight: Thank-you. (Dankeschön)

Bei T+51,860 fuhren die Haupttriebwerke wieder auf ihre Nominalleistung hoch und die Raumfähre erreichte die Zone des maximalen aerodynamischen Druckes, ungefähr 34.000 Pascal.

T+57.000 seconds
Smith, intercom: Throttling up (Beschleunigen.)
Scobee, intercom: Roger. (Verstanden.)

Bei T+58.788, fängt eine Filmkamera die ersten Anzeichen von Rauch am hinteren Teil der Raumfähre ein. Von der Crew der Challenger und der Bodenstation in Houston unbemerkt, beginnt Gas aus einem Leck, das mit der Zeit immer größer wird, auszutreten. Innerhalb einer Sekunde war die Rauchbildung sehr stark ausgeprägt. Selbst wenn die Crew oder Mission Control etwas gewusst hätte, hätte nichts getan werden können. Alles andere war normal und die Crew gab das erwartete "Go" für die Beschleunigung der Haupttriebwerke.

Bei einer Flughöhe von 11.700 Metern durchschreitet die Challenger Mach 1,5 (1,5-fache Schallgeschwindigkeit).

T+60.000 seconds
Smith, intercom: Feel that mother go. (Spür, wie das Baby anzieht.) Woooohoooo.

T+62.000 seconds
Smith, intercom: "Thirty-five thousand, going through one point five." (35.000 (Fuß), erreichen Mach 1,5)

T+65.000 seconds
Scobee, intercom: Reading four eighty six on mine. (Ich lese hier 486 auf meinem Gerät ab.) (Routinemäßiger Luftgeschwindigkeits-Check)

T+67.000 seconds
Smith, intercom: Yep, that's what I've got, too. (Ja, das hab ich hier auch stehen.)

T+68.000 seconds
CAPCOM: Challenger, go at throttle up. (Challenger, erhöhen sie den Schub.)
Scobee: Roger, go at throttle up. (Verstanden, erhöhen Schub.)

Der Fehler beginnt, sich zu entwickeln.

Bei T+72.525, wie eine spätere Analyse der Telemetrie-Daten zeigt, gab es einen plötzlichen Schub (Stichflamme) auf der rechten Seite, der eventuell von der Crew bemerkt wurde. Bei T+72.564 fällt der Wasserstoff-Druck im externen Tank wegen Aufreißens, was durch die Stichflamme verursacht wurde.

T+73.000 seconds
Smith, intercom: "Uh oh..."

Das war das letzte Statement von einem Mitglied der Crew, welches von dem Voice Recorder aufgezeichnet wurde. Smith hat sich möglicherweise auf die Funktion der Haupttriebwerke geäußert oder dem fallenden Druck in dem externen Treibstofftank. Bei ungefähr T+73.162 beginnt der Zerfall der Raumfähre.

Dialog der Flight Controller nach dem Zerfall der Raumfähre

Bei T+79.000 zeigt eine TV-Kamera eine Rauchwolke und eine Flamme, da wo die Challenger gewesen war, mit großen brennenden Trümmerteilen die in den Ozean fallen.

T+89.000 seconds
Flight: "FIDO, trajectories" (FIDO, die Flugbahn)
FIDO: "Go ahead." (Fahren Sie fort.)
Flight: "Trajectory, FIDO" (Flugbahn, FIDO)
FIDO: "Flight, FIDO, filters (radar) got discreting sources. We're go." (Flight, FIDO, der Radar hat ein paar besorgniserregende Bilder. Wir sind bereit.)
FIDO: "Flight, FIDO, till we get stuff back he's on his cue card for abort modes" (Flight, FIDO, bis wir das Zeug zurück haben, ist er auf der Liste für Not-Abbruch)
Flight: "Procedures, any help?" (Procedures, können wir was tun?)
Unknown: "Negative, flight, no data."(Negativ, Flight, keine Daten)
GC: "Flight, GC, we've had negative contact, loss of downlink (of radio voice or data from Challenger)." (Flight, GC, wir konnten keinen Funkkontakt herstellen, haben Kontakt (zur Challenger) verloren)
Flight: "OK, all operators, watch your data carefully." (OK, alle Operatoren, schaut euch eure Daten sorgfältig an.)

Bei T+110.250 sendet der Sicherheitsinspektor Funksignale, die die Selbstzerstörung der SRBs aktivieren. Dies ist ein normaler Vorgang bei einem Notfall, bei dem unter Umständen frei fliegende Objekte eine Bedrohung für Land oder See darstellen könnten.

T+1 min. 56 seconds
PAO: "Flight controllers here are looking very carefully at the situation. Obviously a major malfunction." (Die Flight Controllers beobachten die Situation sehr sorgfältig. Offensichtlichlich eine schwerwiegende Fehlfunktion.)

T+2 min. 1 second
GC: "Flight, GC, negative downlink." (Flight, GC, kein Kontakt)
Flight: "Copy." (Verstanden)

T+2 min. 8 seconds
PAO: "We have no downlink." (Wir haben keinen Kontakt)

Bei T+2 min 20 zeigt eine TV-Kamera herunterfallende Trümmerteile und weiße Kondensstreifen am blauen Himmel. Große Teile fallen Richtung Ozean, die dünne Rauchschleier hinter sich her ziehen.

T+2 min. 25 seconds
FIDO: "Flight, FIDO." (Flight, FIDO)
Flight: "Go ahead." (Fahren Sie fort)
FIDO: "RSO (range safety officer) reports vehicle exploded." (RSO berichtet, dass die Raumfähre explodiert ist.)
Flight: (after a long pause): "Copy. FIDO, can we get any reports from recovery forces?" (Verstanden. FIDO, können wir Berichte von den Bergungsmannschaften bekommen?)
FIDO: "Stand by." (Bleiben Sie dran)

T+2 min. 45 seconds
Flight: "GC, all operators, contingency procedures in effect." (GC, alle Operator, alle Notfallmaßnahmen eingeleitet.)

Weitere Ergebnisse der Unglücks-Untersuchungen

Das Buch von Richard Feynman ^[2] enthält detailliertere Erkenntnisse, die nicht nur die Problematik der O-Ringe betreffen.

Zum Beispiel gab es unzulängliche Arbeitsvorschriften: Nach jedem Start fallen die ausgebrannten Feststoff-Boosterraketen ins Meer, wo sie geborgen und später der Wiederverwendung zugeführt wurden. Die Handbücher sagten, dass man die Hülle der Rakete wiederverwenden könne, wenn die jeweils von 3 Punkten im Abstand von 60 Grad gemessenen Durchmesser stimmen. Es ist dann aber nicht zwingend der Fall, dass dies einen regelmäßigen Kreis ergibt! Tatsächlich gab es immer Verformungen, die dann – oft nicht vorschriftskonform – regelrecht geradegebogen wurden.

Das Challenger-Unglück geschah deshalb, weil die Handbücher von Morton Thiokol – dem Hersteller der Feststoffraketen – nicht beachtet wurden, weil der Präsident – so kann vermutet werden – publikumswirksam eine Lehrerin ins Weltall fliegen lassen wollte, als seine Rede zur Lage der Nation kurz bevorstand. Das NASA-Management wollte die Raumfähre starten, doch die Leute von Thiokol rieten davon ab, weil alle bisherigen Starts bei Temperaturen über 11° C stattfanden.

Es gab auch große Differenzen zwischen dem NASA-Management und den Ingenieuren bezüglich der Fehlerrate der Shuttle. Alle oberen Chargen behaupteten, auf einem von 100.000 Flügen träte ein fataler Abbruch einer Mission ein – doch man hätte eine Million Starts auswerten müssen, um dieser Angabe eine plausible statistische Grundlage zu geben. Konstrukteure des bordeigenen Haupttriebwerks sagten hingegen, auf einem von 100 bis 200 Flügen würde dieses versagen; und die Air Force ging bei ihren Raketen von Fehlerraten von 1:50 aus. Es drängte sich der Verdacht auf, eine vorgetäuschte hohe Zuverlässigkeit der Raumfahrzeuge würde der NASA helfen, besser an staatliche Gelder zu kommen.

Das Management pflegte auch einen fahrlässigen Umgang mit routinemäßigen Überprüfungen – die Computer und die Software des Space Shuttle (die damals "Speicherchips" aus Ferritkernen besaßen) bestanden problemlos alle Tests; und so wogen sich die Manager in falscher Sicherheit – da die Tests sowieso immer erfolgreich waren, könnte man sie doch abschaffen. Dazu hatte die NASA die Angewohnheit, Zwischenfälle, die das Leben der Astronauten nicht unmittelbar gefährdeten, unter den Teppich zu kehren – seien es abfallende Schaumstücke vor dem Columbia-Unglück oder eben die O-Ringe, welche bei vielen vorherigen Raketenstarts schwere Abnutzungserscheinungen offenbarten.

Richard Feynman beobachtete und kritisierte des Weiteren die mangelhafte Kommunikationsweise innerhalb der Werkstätten und Zulieferbetriebe, weil Vorschläge der Mitarbeiter oft abgewiesen würden – zum Beispiel eine Markierung, welche beim Überprüfen und dem neuerlichen Zusammenbau der Feststoffraketen sehr hilfreich gewesen wäre, wurde abgelehnt, weil man dazu neue Handbücher und Vorschriften herausgeben müsste. Feynman beendete seinen Bericht wegen der schöngeredeten Fehlerraten mit den Worten:

Reality must take precedence over PR, for Nature cannot be fooled.

(zu deutsch ungefähr: Die Realität muss Vorrang vor Public Relations haben, denn die Natur kann nicht ausgetrickst werden.)

Konsequenzen des Unglücks

Nach dem Unglück wurde ein generelles Startverbot für die Shuttle-Flotte ausgesprochen. Fast zweieinhalb Jahre lang arbeitete man an Verbesserungen, die den Start sicherer machen sollten. Die wichtigste Änderung war die vollständige Überarbeitung der Feststoffbooster. Über 2.000 Änderungen wurden am Shuttle-System ausgeführt. Dazu gehörte beispielsweise eine ausfahrbare Teleskopstange, an der die Astronauten in einer Notsituation während des Landeanflugs den Orbiter durch die Einstiegsluke verlassen können. Ab sofort mussten die Astronauten bei Start und Landung wieder Druckanzüge tragen. Außerdem wurde das Shuttle aus dem kommerziellen Satellitengeschäft zurückgezogen, das wieder auf unbemannte Trägerraketen übertragen wurde. Im August 1987 wurde der Bau einer Ersatzfähre für die Challenger in Auftrag gegeben, und 1991 wurde die Endeavour fertiggestellt. Am 29. September 1988 startete mit der Discovery zum ersten Mal nach dem Unglück wieder ein Space Shuttle ins All (STS-26). Bis zum Februar 2003, als die Columbia beim Landeanflug auseinanderbrach, kam es zu keinen weiteren Shuttle-Unglücken.

Siehe auch

• Liste der Space-Shuttle-Missionen
• Liste der bemannten Raumfahrtmissionen
• Liste der Raumfahrer
• Spacelab
• Bemannte Raumfahrt
• Katastrophen der Raumfahrt

Literatur

1. ↑ NASA: Bericht von Joseph P. Kerwin zum Tod der Astronauten
2. . ^{a b} Richard P. Feynman: Kümmert Sie, was andere Leute denken? 7. Auflage Piper Verlag, 1996, ISBN 3492221661

Weblinks

• NASA-Missionsüberblick (englisch)
• astronautix-Missionsbeschreibung (englisch)
• Video des Unglücks bei YouTube, engl. Kommentar 5:00 Minuten; 10,5 MB

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