Apollo 16: Reiseziel Descartes-Hochland - 5. Mondlandung

John Young springt und salutiert an der U.S.-Flagge
John Young springt und salutiert an der U.S.-Flagge
Bild 1/3, Credit: NASA

John Young springt und salutiert an der U.S.-Flagge

Endlich auf dem Mond! Apollo 16-Kommandant John W. Young hatte bereits mit Apollo 10 mehrmals den Mond umrundet, ehe er im Descartes-Hochland landete und im Hochspringen vor der Flagge seines Heimatlandes salutierte.
Flexiblere Raumanzüge für die Geländearbeit
Flexiblere Raumanzüge für die Geländearbeit
Bild 2/3, Credit: NASA

Flexiblere Raumanzüge für die Geländearbeit

Seit Apollo 15 hatten die Astronauten für die Geländearbeit auf dem Mond flexiblere Raumanzüge. Ebenso war ihre Ausrüstung viel besser als die ihrer Kollegen bei den ersten drei Mondlandungen.
Charles Duke deutet am Houston Rock auf einen Feldspatkristall, am linken Arm das Exkursionshandbuch
Charles Duke deutet am Houston Rock auf einen Feldspatkristall, am linken Arm das Exkursionshandbuch
Bild 3/3, Credit: NASA

Charles Duke deutet am Houston Rock auf einen Feldspatkristall, am linken Arm das Exkursionshandbuch

An der Apollo-16-Landestelle sollten Charles Duke (Bild) und John Young die Ferndiagnose der Geologen bestätigen, die Landschaft sei vulkanischen Ursprungs. Sie schlugen die Felsen mit dem Hammer auf und sahen, dass die Gesteine durch Asteroideneinschläge entstanden sind - die Theorie war widerlegt.

Crew und Raumschiff

Nach gerade mal vier Jahren seit Apollo 7 war Apollo 16 bereits die zehnte bemannte Mission im Mondflugprogramm. Seit John F. Kennedy 1961 das Ziel einer Mondlandung verkündete, wurden unterschiedlichste Ideen diskutiert und Pläne gewälzt, welche Ziele die US-Raumfahrt später verfolgen sollte. Nach dem berühmten ersten "kleinen Schritt" von Neil Armstrong waren ursprünglich neun weitere Missionen geplant. Doch auf politischen Druck hin beschloss die NASA, nach Apollo 17 die Mondmissionen zu beenden.

Immerhin waren die Erfahrungen der ersten Mondflüge von unschätzbarem Wert und brachten enorme Fortschritte in der Raumfahrt und der Erforschung des Sonnensystems. Die Hoffnungen, dass es vielleicht bald schon eine permanent bewohnte Mondstation geben könnte, mussten indes begraben werden. Nach der so erfolgreichen Mission Apollo 15 sollten als krönender Abschluss für die Forschung noch zwei weitere "J-Missionen" mit dreitägigem Aufenthalt auf dem Mond geflogen werden. Erstmals wurde ein Ziel im Mondhochland angepeilt, dem von Kratern zerklüfteten und deshalb sehr alten Teil der Mondvorderseite. Apollo 11 und 12, auch Apollo 15 landeten auf jüngeren vulkanischen Ebenen; Apollo 14 untersuchte ein Gebiet, das sehr stark von den Folgen jenes Einschlags geprägt war, bei dem das Imbriumbecken entstand: Nun also ursprüngliche Mondkruste.

Die Landestelle im Descartes-Hochland befand sich auf einer sogenannten Cayley-Ebene, einem Gebiet, von dem man vermutete, dass dort eine andere Art von Vulkanismus stattgefunden hat. Kommandant von Apollo 16 war der wohl erfahrenste Astronaut, den die NASA je hatte: John Young. Der bescheidene Navy-Offizier war schon bei Gemini III und Gemini X sowie bei Apollo 10, der "Generalprobe" zur ersten Mondlandung, dabei. Später würde er mit dem ersten Space Shuttle ins All fliegen und es als Kommandant sicher zurück zur Erde bringen.

Seine Kameraden waren Ken Mattingly als Pilot der Kommandokapsel, der kurz vor dem Start von Apollo 13 wegen des Verdachts auf Röteln aus der Crew genommen wurde, und Charlie Duke als Pilot der Mondfähre. Für beide war es der erste Raumflug; Duke machte sich bei Apollo 11 als besonnener "CapCom" (Capsule Communicator) einen Namen: Nur ein Astronaut durfte aufgrund seiner Erfahrung mit dem speziellen Jargon den Sprechfunk von der Erde mit den Apollo-Astronauten führen. Die Kommandokapsel erhielt den Namen Casper, die Mondfähre wurde Orion genannt. Wie Young, wurde auch Mattingly später Kommandant eines Space Shuttles.

Missionsverlauf

Bei Apollo 16 wurde zum ersten und einzigen Mal im Apollo-Programm ein Start um einige Wochen verschoben. Die Ursache waren einige, im Nachhinein nicht sehr ernsthafte technische Bedenken. Der Trennmechanismus von Kommandokapsel und Mondfähre schien nicht genügend Druck zu entwickeln, um das Abtrennmanöver zuverlässig durchführen zu können. Auch an John Youngs Raumanzug wurden Unregelmäßigkeiten festgestellt, und schließlich mussten einige Lecks an der Saturn V-Rakete abgedichtet werden.

Am 16. April 1972 startete Apollo 16 dann problemlos um 12:54 Uhr Ortszeit. Zwölf Minuten später befand sich das Raumschiff wie geplant in einer Erdumlaufbahn. Dort musste die Crew zunächst Probleme in der Klimaanlage und der Lageregelung für die dritte Raketenstufe beheben, ehe mit einer "Fluchtgeschwindigkeit" von über 40.000 Kilometern pro Stunde die Anziehungskraft der Erde überwunden wurde. Wie bei den Missionen zuvor wurde die Mondfähre aus der dritten Raketenstufe gezogen und an die Spitze der Kommandokapsel angedockt. Anschließend wurde, auch dies Routine, das Gespann aus Mondfähre und Kommandokapsel mit Servicemodul in eine Rotation um die Längsachse versetzt, dem "Grill-Modus" (Barbecue Mode), der dafür sorgte, dass die Sonne nicht permanent auf nur eine Seite der Raumschiffe schien und diese übermäßig erhitzte, sondern durch die Drehung in die kalte, von der Sonne abgewandte Seite wieder abkühlen konnte.

Die Mondumlaufbahn wurde 74 Stunden nach dem Start erreicht; Young und Duke stiegen wenig später in die Mondfähre und bereiteten das Landemanöver vor; 96 Stunden nach dem Start trennten sie sich mit der Mondfähre Orion von der Kommandokapsel Casper. Beim Überprüfen des Reservesystems für den Schwenkantrieb des Haupttriebwerks des Servicemoduls tauchte allerdings ein Problem auf. Es war nicht klar, ob im Falle eines unerwarteten Missionsabbruchs die Triebwerke der Mondfähre - wie beim Unfall von Apollo 13 - für eine Rückkehr zur Erde genutzt werden konnten.

In Houston wurde das Problem mehrere Stunden lang analysiert, ehe grünes Licht für die Mondlandung gegeben werden konnte; tatsächlich war die Mission nahe an einem Abbruch. Sicher und routiniert erfolgte mit sechsstündiger Verspätung die Annäherung an die Landestelle, die Young schon aus viertausend Metern Höhe klar erkennen konnte. Die sanfte, von John Young handgesteuerte Landung erfolgte am 21. April 1972 um 3:23:35 MEZ, nur 270 Meter nördlich und 60 Meter westlich der vorgesehenen Landestelle.

Auf dem Mond

Wegen der Verzögerungen beim Abkoppeln hatten Young und Duke nun schon einen langen Arbeitstag hinter sich. Deshalb änderte die NASA das Programm für die ersten Stunden auf der Mondoberfläche und ordnete eine Schlafpause an. Nach einem Frühstück begannen die Astronauten ihre Raumanzüge anzuziehen, was in der Enge der Mondfähre immer eine höchst mühselige Prozedur war und gegenseitiger Hilfe bedurfte - zumal ein Leck in den neuen Trinkbehältern für Unmut sorgte, was Charlie Duke mit den Worten nach Houston kommentierte: "Ihr würdet keine zwei Cent für diesen Orangensaft als Haartonikum bezahlen - das macht die Frisur komplett platt!"

Wenig später standen beide Astronauten auf der Mondoberfläche; Charlie Duke war mit damals 36 Jahren der jüngste der zwölf Astronauten, die auf dem Mond waren. Nachdem das Mondauto aufgeklappt war, installierten die beiden Astronauten zunächst die Instrumente für die physikalischen Experimente. Damit wurden Messungen von Mondbeben, dem Wärmefluss unter der Oberfläche oder der atomaren, winzigen Partikel der "Exosphäre" durchgeführt. Die Exosphäre besteht aus Ionen und Atomen, die durch den Sonnenwind aus der Mondoberfläche gelöst werden und eine Art Atmosphäre bilden, die allerdings Milliarden Mal dünner ist als die Erdatmosphäre.

Anschließend nutzten sie die verbleibende Zeit der ersten Exkursion für eine Fahrt zu einem Krater, dem "Flaggenkrater" (Flag Crater), einen Kilometer westlich der Landestelle. Auch Young und Duke hatten durch das intensive Feldtraining einen bestens geschulten Blick für die geologischen Aufgaben entwickelt, die ihnen die Wissenschaftler nahezubringen versuchten. Doch trotz perfekter Feldarbeit erkannten sie schnell, dass die Erwartungen und Hoffnungen der Mondforscher nicht in Erfüllung gehen würden: Keiner der Steine, hatte die typische feinkörnige Textur eines Vulkangesteins, die Proben zeigten allesamt das Muster von Brekzien, die aus Fragmenten aller Größenordnungen bestehen, die als Folge eines großen Asteroideneinschlags und der damit verbundenen großen Hitze "zusammengebacken" wurden.

Am dritten Tag konnten Young und Duke viereinhalb Kilometer von der Orion entfernt Proben von einem großen Felsen nehmen, dem "House Rock" - auch hier keine Anzeichen von Vulkanismus. An einem anderen Block, dem "Shadow Rock", schürfte Duke etwas Staub unter dem Felsen hervor, was er mit den Worten beschrieb: "Zu Hause in Texas wäre da jetzt eine Klapperschlange - hier hast du dauerhaften Schatten!"

Ergebnisse

Wenige Stunden nach der dritten Exkursion starteten die beiden Astronauten zurück zur Kommandokapsel in der Mondumlaufbahn. Charlie Duke hinterließ ein Familienfoto auf dem Mond, das dort heute noch genauso vorgefunden werden kann; allerdings dürften die Farben ausgebleicht sein, denn die UV-Strahlung ist auf dem Mond ohne ein Magnetfeld, wie es die Erde vor schädlicher, energiereicher Strahlung schützt, viel intensiver. John Young und Charlie Duke verbrachten 20 Stunden und 14 Minuten außerhalb der Mondfähre. Mit 17,1 Kilometern pro Stunde stellten sie den bis heute gültigen Geschwindigkeitsrekord auf der Mondoberfläche auf. Dank des Mondautos konnten sie 94,3 Kilogramm Mondgestein einsammeln und zur Erde mitbringen. Darüber hinaus bedeuteten die Messungen und die detaillierten Schilderungen der Umgebung der Landestelle eine rundum erfolgreiche und gelungene Mission.

Wissenschaftlich war Apollo 16 eine kleine Sensation. Denn bei den bisherigen Missionen lagen die Interpretationen des vorhandenen Bildmaterials immer nahe an der Realität, die von den Astronauten vorgefunden wurde - nicht ohne einzelne, für die Forscher sehr bedeutende Überraschungen. Nach Apollo 16 gab es für zwei große geologische Themen völlig neue Ansätze: Zum einen wurde deutlich, dass die Wirkung der großen Einschläge in die junge Mondkruste vor mehr als dreieinhalb bis vier Milliarden Jahren nahezu globale Ausmaße hatte: Gewaltige, glühend heiße Wolken aus Gestein und Staub fegten über die Mondoberfläche hinweg und strukturierten die Landschaft. Als sich, im wahrsten Sinne des Wortes, die Nebelschwaden aus feinstem Staub gelichtet hatten, waren große Abschnitte der Mondoberfläche von Staub überlagert, die auf den Satellitenfotos wie Vulkanablagerungen aussahen.

Was den vermuteten Vulkanismus betraf, mussten die Wissenschaftler "nachsitzen": Ihre Modelle von einem einerseits "basischen" Vulkanismus in den Becken, arm an Silizium, wie er bei Apollo 11, 12 und 15 zu sehen war, und einem "sauren" Vulkanismus, reich an Silizium und so im Hochland vermutet: sie stimmten nicht. Da es aber an anderer Stelle, nicht weit von Apollo 16, direkte Anzeichen von Hochlandvulkanismus gibt, bleibt dies bis heute ein ungelöstes Rätsel der Mondgeologie.

Apollo 16 wasserte am 27. April 1972 um 20:45 Uhr MEZ im Pazifik. Das Apollo-Programm hatte sich nun den Grenzen seiner Möglichkeiten angenähert, die technischen Komponenten bewährten sich in der Realität nahezu perfekt.

 

Diese Texte entstanden in Zusammenarbeit des DLR-Instituts für Planetenforschung mit dem Raumfahrtexperten Gerhard Daum für die Ausstellung "Apollo and Beyond" im Technik Museum Speyer. Hier ist unter anderem die Geschichte des Projekts Apollo ausführlich in Wort und Bild dargestellt. Außerdem sind in einer Mondlandschaft Modelle in Originalgröße der Apollo-11-Mondfähre "Eagle", des Mondautos von Apollo 15 und eines Apollo-Weltraumanzugs für die Mondexkursionen sowie ein 3,4 Milliarden Jahre alter Stein von der Apollo-15-Landestelle zu sehen.

Kontakt
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