Skylab

Das Apollo Applications Program

Skylab war das einzige Projekt, welches aus dem Apollo Applications Program (AAP) hervorging. Schon im Juli 1963 beauftragte die NASA North American, den Hersteller der Kapsel und des Servicemoduls, mit einer Studie. Sie sollte erweiterte und verlängerte Missionen mit dem Apollo Raumschiff untersuchen. 1964 fragte Präsident Lyndon B. Johnson die NASA nach ihren Plänen für die Zeit nach Apollo. Das führte im August 1965 zu der Schaffung des Saturn Apollo Applications Office, das untersuchen sollte, welche Projekte mit der Apollo Hardware sonst noch angegangen werden könnten. Dies war die offizielle Geburtsstunde des Programmes, aus dem Skylab hervorging.

Für die NASA waren die Anschlussprojekte sehr wichtig, um ihre Kompetenz aufrechtzuerhalten. Jedes Raumfahrtprogramm durchläuft mehrere Phasen, die zusammengefasst werden können unter Design, Entwicklung, Produktion und Einsatz. Die NASA-Zentren waren verantwortlich für die ersten beiden. Das Manned Space Flight Center in Houston (später umbenannt in Johnson Space Center) war auch an den beiden folgenden Phasen beteiligt. Doch bei allen anderen NASA-Zentren würde nach abgeschlossener Entwicklung und Fertigstellung der Prototypen die Arbeit drastisch zurückgehen, sobald die Industrie die Produktion übernimmt. Als Folge müssten Tausende von qualifizierten Ingenieuren entlassen werden, und die NASA verlöre damit einen Großteil ihres Know-hows, das mit Milliardenaufwand während des Apollo-Programmes erworben wurde. Manche Autoren führen die Probleme und Kostenüberschreitungen bei der Entwicklung des Space Shuttles auf die nach Ende des Apolloprogramms folgenden Massenentlassungen zurück.

Es war aber auch der NASA klar, dass es kein neues bemanntes Programm geben würde, solange Apollo noch lief. Es galt also die Ingenieure zu beschäftigen, bis ein neues Programm wieder Arbeit versprach. Das war die Idee hinter dem AAP. Die Verwendung der Komponenten von Apollo für neue Einsatzmöglichkeiten versprach ein Überbrückungsprogramm, bei dem die Entwicklungskosten überschaubar waren. Zudem gab es damit eine weitere Rechtfertigung für das Apollo-Programm, das nun aus mehr als "nur" der Mondlandung bestand.

Die treibende Kraft im AAP war das von Wernher von Braun geleitete Marshall Space Flight Center (MSFC). Das MSFC entwickelte die Saturn Trägerraketen. Da die Trägerraketen flugqualifiziert sein mussten, bevor die ersten bemannten Erprobungsflüge beginnen konnten, war es klar, dass hier der Personalabbau zuerst beginnen würde.

Weiterhin rechnete dieses Zentrum noch mit einer Serienproduktion der Saturn Trägerraketen über den Bedarf von Apollo hinaus. So ging es 1965 noch davon aus, dass nicht weniger als 26 Saturn IB und 19 Saturn V für das AAP zur Verfügung stehen würden.

Abbildung 2: Frühe Projektstudie eines Apolloraumschiffes mit Teleskopen im Servicemodul

Eines der Kernprojekte war von Anfang an eine Raumstation. Zum einen sahen Wernher von Braun, George Mueller und andere NASA-Verantwortliche sie als den folgerichtigen, nächsten Schritt nach den ersten Erdorbitmissionen. Der zweite Grund war, dass Wernher von Braun als nächstes großes Projekt nach den bemannten Mondmissionen eine Marslandung plante. Dies bedeutete aber selbst im günstigsten Fall den Sprung von einem zweiwöchigen Flug zu einem mit einer Dauer von über einem Jahr. Eine Raumstation im Erdorbit würde es erlauben, weitgehend risikolos (die Rückkehr zur Erde ist in wenigen Stunden möglich) die nötigen Erfahrungen mit einem Langzeitflug über diesen Zeitraum zu sammeln. Vor allem war damals offen, ob Menschen einen so langen Aufenthalt in der Schwerelosigkeit ohne gesundheitliche Probleme überstehen können. Gleichzeitig schien eine Raumstation (mit Apollo Raumschiffen als Versorgungstransportern und der Zweckentfremdung von Oberstufen als Raumlabor) kostengünstig umsetzbar, sodass sich die Untersuchungen auf dieses Projekt konzentrierten.

Frühe Pläne für Raumstationen

Pläne für Raumstationen gab es schon lange vor dem ersten Satelliten. Auch in der frühen Phase der Raumfahrt tauchten zahllose Pläne und Projektstudien auf. Hermann Oberth beschrieb sie schon in den zwanziger Jahren in seinen Schriften. Er postulierte auch, dass eine solche Raumstation nicht nur zur Forschung dienen, sondern auch einen praktischen Nutzen haben könnte. Nach dem Zweiten Weltkrieg gab es Pläne von Wernher von Braun, die Anfang der fünfziger Jahre in der Zeitschrift "Collier" und als Bestandteil eines TV Programms, das er zusammen mit Walt Disney entwickelte, publiziert wurden.

Die Raumstation, die Wernher von Braun skizzierte, war auf die Erdbeobachtung ausgerichtet. Er sah den offensichtlichen militärischen Nutzen, das Gebiet des Ostblocks aus dem All zu inspizieren. Sie befand sich in einer viel weiter entfernten Bahn als heutige Raumstationen (damals war auch der Van Allen Gürtel noch nicht entdeckt - dessen Strahlung nimmt mit steigender Entfernung von der Erdoberfläche rasch zu). Weiterhin war sie radförmig und rotierte, um eine künstliche Schwerkraft zu erzeugen. Schwerelosigkeit galt damals noch als Hindernis bei der Arbeit, das beseitigt werden sollte. Im Vergleich zu späteren Raumstationen war sie riesig: Ihr Durchmesser betrug 75 m, sie hätte eine Masse von 510 t gehabt und Platz für zehn Astronauten geboten.

Die ersten konkreten Planungen für eine US-Raumstation begannen beim Militär in den frühen sechziger Jahren. Die USAF (US Air Force) plante ein bemanntes Labor, das zusammen mit einem Gemini-Raumschiff gestartet werden würde. Dieses Programm wurde MOL (Manned Orbital Laboratory) genannt. Das zylinderförmige Labor von 3 m Durchmesser und 11 m Länge hätte mit einer hochauflösenden Kamera Aufnahmen von der Erde gemacht, die von den Astronauten bei der Landung zurückgebracht worden wären. Eine Titan 3C Rakete war als Träger vorgesehen. Nach 14 Tagen wäre die Besatzung zur Erde zurückgekehrt. Jedes Labor war nur für eine Besatzung vorgesehen, daher waren insgesamt zwanzig Flüge geplant. 1968 offerierte McDonnell Douglas MOL der NASA als ziviles Labor. Sie blieb aber bei den Plänen für eine eigene Raumstation. Das Projekt wurde weitaus teurer als geplant, und der sich ausweitende Vietnamkrieg führte schließlich dazu, dass die Air Force das Programm im Juli 1969 aufgrund fehlender Mittel einstellte. Die Astronauten, die dafür rekrutiert worden waren, wechselten dann teilweise zur NASA.

Die Basisidee, eine Oberstufe als Weltraumlabor zu nutzen, ist ebenfalls älter als das Apollo-Programm. Schon während der frühen Designphase der Saturn IB Trägerrakete im Jahr 1959 machte Wernher von Braun den Vorschlag, eine Oberstufe zu einem Labor umzurüsten, nur wussten die Ingenieure damals noch nicht, wie das zu bewerkstelligen wäre. Die Triebfeder dafür war in der Folge Douglas, damaliger Hersteller der Saturn IV Oberstufe. Diese Stufe war die zweite Stufe der Saturn I. Natürlich war die Firma daran interessiert, diese Stufe umzubauen, da sie dadurch einen weiteren Auftrag erhielt und sich neues Know-how über den Bau einer Raumstation erwerben konnte. Schon 1962 gab es erste Pläne für die Nutzung der Raketenstufe als Raumlabor. Damals setzte Douglas die Kosten für eine Umrüstung mit 220 Millionen Dollar an und plante für eine Besatzung von zwei Astronauten. Eine S-IV Oberstufe der Saturn I wäre mit einem Gemini-Raumschiff gestartet worden. Die S-IV ist kleiner als die bei der Saturn V verwendete S-IVB (118 m3statt 283 m3Volumen im Wasserstofftank), aber die Vorgehensweise wäre die gleiche wie beim späteren Konzept des "Wet Workshop" gewesen: den Resttreibstoff aus beiden Tanks entlassen, den Deckel zum Wasserstofftank abmontieren und den Wasserstofftank als Wohnraum oder zum Testen der Bewegung in der Schwerelosigkeit nutzen.

Abbildung 3: Frühe Konzeptstudie von Douglas für die Nutzung der S-IVB von 1966

Die erste Idee eines Labors aus Apollo-Bestandteilen, damals noch "Apollo A" genannt, war ein 3,90 m durchmessender und 2,40 m langer Adapter unterhalb des Servicemoduls, in dem sich Experimente befanden, die auf dem Weg zum Mond durchgeführt werden sollten. Der Antrieb des Servicemoduls sollte dazu verkleinert werden. Eine Landung auf dem Mond war dabei nicht Bestandteil der Mission. Dies war offensichtlich ein frühes Konzept, als die Planungen viel mehr vorbereitende Flüge vor der ersten Landung vorsahen (analog zum Mercury- und Gemini-Programm, bei denen die Flüge ebenfalls schrittweise komplexer wurden). Die ersten Entwürfe innerhalb des Apollo-Programms für längere Erdorbitmissionen konzentrierten sich im Zeitraum von 1961 bis 1963 mehr auf umgebaute Apollo-Raumschiffe: In das CSM (Command und Service Module) sollten Experimente integriert und diese dann im Erdorbit durchgeführt werden. Dabei wurde vor allem an astronomische Beobachtungen mit...