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VON SALJUT 4 ZU SALJUT 5

Keine permanente Raumstation, aber immerhin permanent eine Raumstation hat die UdSSR seit nunmehr 2 1/2 Jahren ständig in der Erdumlaufbahn im Einsatz. Den Auftakt zu dieser neuen spektakulären Art Raumfahrtforschung bildete der Start der Station Saljut 3 im Juni 1974. Ende desselben Jahres wurde sie im Orbit von der Station Saljut 4 abgelöst, die ihrerseits wiederum im Juni 1976 Saljut 5 Platz machte.

Die neue Raumstation Saljut 5 ist ebenso wie ihre Vorläufer ein regelrechtes Forschungslaboratorium. Ihr Hauptpersonal befindet sich im Flugkontrollzentrum Jewpatorija auf der Krim. Beide stehen über Bodenstationen in der UdSSR sowie über Bahnverfolgungsschiffe im Atlantik in Verbindung. Die Station verfügt über 2000 Geräte, darunter Anlagen für 100 verschiedene Forschungen mit mehr als 2,5 t Gesamtgewicht. Ihre erste Besatzung erhielt Saljut 5 vom Raumfahrzeug Sojus 21. Dieses legte im Erdorbit an die zuvor gestartete Station an. Es folgte der Umstieg der Raumflieger, die Inbetriebnahme der Bordgeräte sowie ein 49 Tage langes Arbeitsprogramm in Erderkundung, Weltraumphysik, Technologie, Biologie-Medizin und Raumfahrttechnik.

Sojus 21: Erderkundung

Das Hauptziel der Erderkundung galt der Erforschung von Naturobjekten der Erdoberfläche für Geologie, Geodäsie, Kartographie, Hydrologie, Fischereiwesen, Land- und Forstwirtschaft der UdSSR. Diese Arbeiten erfolgten im Rahmen des Programms "Natur" mit normalen Fotokameras und dem erst im Orbit geeichten Handspektrographen "RSS-2M".

Er lieferte gestochen scharfe Multispektral-Aufnahmen von zahlreichen Gebieten im Süden und Osten der UdSSR unterhalb des 52. nördlichen Breitengrades: U. a. vom Wolgagebiet, der sogenannten Nicht-Schwarzerdezone und von Mittelasien. Sie sollen eine optimale Nutzung der dortigen Wasserbestände, eventuelle Umleitungen von Flüssen in Sibirien nach dem Landessüden, die Festlegung günstiger Kanaltrassen sowie daran angrenzender Ackerbaugebiete ermöglichen. Aufnahmen vom Nordkaukasus und von Kasachstan wiederum sollen Bodenschätze und unterirdische Süßwasserquellen entdecken lassen, darunter Erdöl-, Erdgas- und Mineralvorkommen.

Demselben Zweck sowie der Erdbebenforschung dienten auch visuelle Beobachtungen der Raumflieger von Falten, tektonischen Rissen, Brüchen u. a. im Relief am Balchasch-See, dem Kaukasus und in Mittelasien. Auf letzterem Territorium bestimmte die Crew Brüche in dem 1976 zweimal von schweren Erdstößen heimgesuchten Gebiet um Gasli zur Aufklärung der Katastrophenursache.

Ebenso wurden aus dem Orbit die Folgen diesjähriger schwerer Murabgänge in Turkmenien untersucht, um derartiges in Zukunft verhindern zu können. Weitere Aufnahmen erfolgten von Rußland, Moldawien, Usbekistan, Tadshikistan, der Region Altai, der Ukraine, der Kaspi-Ebene und dem Südural. Sie sollen für die Gletscherkunde, die Bestimmung des Wasserhaushalts von Flüssen und des Zustandes von Staaten und Wäldern, zur Auswahl geeigneter Gebiete für den Bau von Wasserkraftwerken sowie zum Studium der an die zur Zeit im Bau befindliche 3000 km lange Eisenbahnlinie Baikal-Amur angrenzenden Gebiete und von seismischen Aktivitäten verwendet werden. Schlechtwetter und eine konstante Wolkendecke hatten zunächst das Fotografieren vereitelt.

Zweite Aufgabe der Erderkundung war die Erforschung von Erscheinungen und Vorgängen in der Erdatmosphäre für Umweltschutz, Meteorologie und Geophysik. Hierbei machte die Crew mit demselben Handspektrographen u. a. Spektrogramme der Sonne am Erdhorizont durch die Lufthülle. Man erhielt so vertikale Quer- oder Profilschnitte der Atmosphäre. Die verringerte Sonnenhelligkeit auf diesen Aufnahmen gibt u. a. Aufschluß über die Verstauburig bzw. Verschmutzung der Atmosphäre durch Aerosole, deren Menge und Höhe. Letztere konnte auf 500 bis 800 m genau ermittelt werden. Aerosole sind Staubteilchen von Vulkanausbrüchen, Industrieabgasen und Flugzeugmotoren.

Ferner zeigen die Aufnahmen die Zusammensetzung der Lufthülle aus Wasserdampf und Ozon bis in 180 km Höhe, ihre Menge und Höhenlage. Das Ozon konzentriert sich zwischen 25 und 28 km und schützt uns vor der gefährlichen UV-Strahlung der Sonne. Saljut 5 erforschte speziell, inwieweit die lebenswichtige Ozonschicht durch Überschall-Flugzeuge und das Spray-Treibgas Freon nachteilig beeinflußt wird. Ferner beobachtete die Crew kilometerlange Rauchfahnen über Industriegebieten sowie die Bewölkung über der Erde.

Saljut 4 - Systemstruktur

Sowjetischen Angaben zufolge leitet Saljut 5 eine neue Phase beim Betrieb von Raumstationen ein: die Phase der praktischen Arbeit im Weltraum für das Leben auf der Erde. Demgegenüber hatten die früheren Flüge vorwiegend technischen Charakter. Dabei wurde immer wieder etwas getestet, geprüft und erprobt. Das ist nun vorbei. Das letzte Baumuster dieser Serie ist die Station Saljut 4. Sie umflog Ende August 1976 zusammen mit Saljut 5 nach wie vor die Erde und stand in Kontakt mit dem Flugkontrollzentrum.

Im Vergleich zur Mission Saljut 3 im Jahre 1974 gab es beim Unternehmen Saljut 4 einige wesentliche Neuerungen bezüglich des Forschungsprogramms, der Nutzlast sowie der Flughöhe der Station über der Erdoberfläche. Sie betrug im Mittel rund 350 km und lag damit etwa 100 km über der Bahnhöhe von Saljut 1 bis 3. Hier ist die Bremswirkung der Restatmosphäre geringer und der Treibstoffaufwand für Bahnkorrekturen nur etwa halb so groß wie in einer niedrigen Umlaufbahn.

Weitere Neuerungen betrafen die Inneneinrichtung von Saljut 4, deren Grundriß und die Funktion der Räume. Unverändert dagegen war der konstruktive Aufbau der Station aus vier hintereinander liegenden Zylindern und die Energieversorgung durch drei am zweiten Zylinder drehbar angeordnete Solarzellenausleger. Ihre Anordnung ähnelte einem Flugzeugheck mit Seiten- und Höhenleitwerk (Spannweite 11 m).

Der erste Stationszylinder von Saljut 4 hatte 2 m Durchmesser, eine Länge von 3 m und diente als Umsteigetunnel für den Besatzungstransfer. Er enthielt Forschungsgeräte, Navigationssystem, ein Arbeitspult und davor zwei Stühle. Der zweite und zugleich wichtigste Raum von Saljut 4 wurde vom zweiten Stationszylinder mit 2,95 m und vom dritten Zylinder mit 4,15 m Durchmessergebildet. Er war wie in Saljut 1 als einziger großer Raum konzipiert und der Arbeits- sowie Wohnraum der Besatzung. Im vorderen Teil befand sich das zentrale Steuerungspult mit zwei Drehsesseln, dahinter lagen zwei weitere Arbeitspulte. Die Inneneinrichtung des großen Zylinders umfaßte den Großteil der Nutzlast und ein viertes Arbeitspult. Außerdem diente diese Baukomponente zur Erholung der Besatzung, für ihr Körpertraining und medizinisch-biologische Untersuchungen.

Absolut neu waren hier u. a. zwei kleine Schleusen zur Abfallbeseitigung. Die Abfälle wurden in Containern aus Leichtmetall gesammelt und von den Schleusen in den Weltraum ausgestoßen. Sie verbrannten dann restlos in der Atmosphäre. Den Abschluß von Saljut 4 bildete der obligate Triebwerkszylinder mit 2 m Durchmesser und etwa derselben Länge. Die Masse der Station betrug 18,9 t, ihre Gesamtlänge rund 16 m und das Wohnvolumen 99 cum. Letzteres entspricht damit einer 40 qm großen Zwei-Zimmer-Wohnung. Das gekoppelte System Saljut-Sojus hat eine Gesamtmasse von 25,6 t, 23 m Gesamtlänge und 109 cu m Wohnvolumen.

Programm Weltraumphysik

Unter den neuen Geräten von Saljut 4 befand sich das sogenannte Infrarot-Teleskop "ITS-K" samt Spektrometer. Eine verbesserte derartige Anlage gibt es auch an Bord von Saljut 5. Sie ist an der Außenwand angebracht und erforscht im Programmteil "Weltraumphysik" physikalische Vorgänge und Erscheinungen im All konkret die infrarote Strahlung einiger Himmelskörper. Diese macht über 80% der Energieabsonderung im Weltraum aus und vermittelte Angaben über ihre Herkunftsobjekte. Ihre Erforschung ist von der Erde aus weitgehend unmöglich, da die Atmosphäre die IR-Strahlung absorbiert.

Die IR-Strahlung wird von einem Spiegelsystem des Saljut-5-Teleskops gebündelt, in ein Spektrum zerlegt und dieses auf Film festgehalten. Auf diese Weise machte die Crew IR-Aufnahmen der Sonne und des Raums um die Sonne zum Studium ihrer Korona und Photosphäre. Demgegenüber hatte Saljut 4 mit dem Sonnenteleskop "OST 1" die Sonne im Ultraviolettbereich spektrographiert.

Ferner wurde mit dem IR-Teleskop auch die Erdatmosphäre am Horizont aufgenommen. Diese Spektren sollen ebenfalls deren Verschmutzung sowie chemische Zusammensetzung, Menge und Höhe der Bestandteile Ozon, Stickstoffoxid, Kohlendioxid und Wasserdampf zeigen. Letzteres ist für die Wettervorhersage wichtig. Diese Messungen erfolgten in einem breiten Spektralbereich über dem Weltmeer. Stickstoffmonoxid entsteht vermutlich beim Zerfall solarer Teilchen und ist die Hauptquelle der.IR-Strahlung der oberen Erdatmosphäre. Das zeigen die Meßergebnisse des Teleskops "ITS-K" von Saljut 4.

Mission Sojus 20

An diese Station legten im Vorjahr 1975 nacheinander insgesamt drei Raumfahrzeuge an: Sojus 17, Sojus 18 und Sojus 20. Die Besatzung des ersteren verbrachte im Weltraum 30 Tage, jene des zweiten Fahrzeugs sogar 63 Tage. Sojus Nr. 20 war dagegen unbemannt. Dieses Gerät flog 93 Tage lang gekoppelt mit Saljut 4 und erfüllte zwei Hauptaufgaben. Die technische Seite der Mission bestand in einem Vorversuch für geplante künftige sowjetische Raumprojekte. Dabei sollen in Erdnähe große Raumstationen errichtet und lange Zeit betrieben werden. Das erfordert u. a. einen regelmäßigen Pendelverkehr zwischen Erde und Weltraum: So zur Montage, Instandhaltung und Betankung der Station mit Treibstoff, zurVersorgung der Besatzung mit Lebensmitteln und Ausrüstung, fürden Transport der Forschungsergebnisse zur Erde sowie für eventuelle Rettungsflüge havarierter Besatzungen. Diese vielfältigen Aufgaben werden unbemannte Sojus-Fahrzeuge übernehmen. Ihr erster Flugtest erfolgte mit Sojus 20. Dabei fand erstmals in der Geschichte der Raumfahrt eine automatische Kopplung mit einer Raumstation statt.

Der Vorbereitung des Einsatzes von Raumstationen mit langen Verweilzeiten von Raumfliegern diente auch das wissenschaftliche Programm von Sojus 20. Es untersuchte zum einen biologische bzw. genetische Auswirkungen langer Raumflüge auf Lebewesen an Schildkröten, Drosophila-Fliegen und Kolibakterien. Das bildet nun die Basis für kommende bemannte Raumflüge der UdSSR von drei Monaten Dauer.

Weitere Bioversuche an höheren Pflanzen - Kakteen, Gladiolenzwiebeln, Getreidekörnern, Gemüsesamen sowie an den Mikroorganismen Protehus und Chlorella erfolgten mit dem Ziel der Entwicklung eines sogenannten ökologischen Lebensversorgungssystems. Es soll in künftigen Raumstationen die Besatzungen autark versorgen. Mit dieser Aufgabenstellung ist Sojus 20 der bisher längste Flug eines Biosatelliten. Saljut 4 belieferte dabei mit ihren Solarzellenauslegern das selbst solarzellenlose Fahrzeug mit Energie.

Technologische Versuche

Vorarbeit für den Aufbau und Betrieb künftiger großer Raumstationen leistete auch die Saljut 5/Sojus 21-Crew im Programmteil "Technologie". So studierte sie z. B. die Bewegung von Flüssigkeit in der Schwerelosigkeit unter dem Einfluß sogenannter Kapillarkräfte mit der Anlage "Potok".

Das ist ein kleiner durchsichtiger Kasten mit zwei durch ein enges Rohr verbundenen Glaskolben. Einer enthält eine gefärbte Flüssigkeit, der andere ist leer. Auf der Erde fließt Flüssiges bekanntlich durch die Schwerkraft. Diese fehlt jedoch im Raum, und deshalb sollte dort Flüssigkeit nur durch ihre eigene schwache Oberflächenspannung fließen, was der Versuch "Potok" beweisen sollte.

Pumpt der enge Kapillarkanal tatsächlich in vorherberechneter Zeit die Flüssigkeitaus einem Kolben in den anderen, so kann man nach diesem Prinzip in Zukunft im Weltraum sogenannte Kapillarpumpen ohne bewegliche, reibende Teile und ohne Elektroenergieaufwand einsetzen: etwa in den geplanten Sojus-Raumtankfahrzeugen zum Auftanken großer Raumstationen im Weltraum mit Treibstoff.

Manche dieser Raumstationen wird man direkt im Orbit aus Einzelteilen montieren. Dem diente u. a. der Versuch "Reaktion" zum Studium der Besonderheiten des Lötens von Metall in der Schwerelosigkeit. Dabei lötete man in einem Behälter kleine Rohre aus rostfreiem Stahl mittels einer auf hohe Temperatur erhitzten Mangan-Nickel-Lötmasse. Ihre Erwärmung erfolgte nicht durch Elektroenergie, sondern durch ein besonderes chemisches Kraftstoffgemisch. Bei diesem auch für die irdische Technologie interessanten Versuch ging es vor allem um Studien über Formung und Erhärten der Lötnaht sowie des Verbrennungsprozesses. Ähnliches hatte die UdSSR zuvor in einer Vertikalrakete bei kurzfristiger Schwerelosigkeit erprobt. Die Lötnaht war dabei erheblich fester als bei vergleichbaren Arbeiten auf der Erde.

Weitere technoiogische Versuche galten der Erforschung der Prozesse des Schmelzens und Erstarrens von flüssigem Metall sowie den Besonderheiten des Wachstums von Kristallen in der Schwerelosigkeit. Darüber sowie über das Programm "Biologie" haben wir bereits in einem aktuellen Kurzbericht zum Start von Sojus 21 in FR 9/76 eingehend informiert.

Sojus 17 und Sojus 18

Umfangreiches Forschungsmaterial ergaben auch die Missionen Sojus 17 und 18, speziell die Arbeiten des Saljut-4-Hauptprogramms "Astrophysik". Sein größter Teil galt Studien der Sonne und ihrer Aktivitäten Sonnenflecken, Protuberanzen und Eruptionen im unsichtbaren UV-Bereich. Die erste Crew machte bei ihrem 30-Tage-Raumflug etwa 100, die zweite Mannschaft bei ihrem mit 63 Tagen bisher längsten bemannten Raumflug der UdSSR über 600 derartige Spektrogramme. Sie sind mittlerweile von der Sternwarte Krim zu einem Katalog zusammengefaßt worden und haben neben dem wissenschaftlichen auch großen praktischen Wert: z. B. für Meteorologie, Funkverkehr und bemannte Raumfahrt. Daraus kann man jetzt u. a. Methoden zur rechtzeitigen Vorhersage von Sonneneruptionen ausarbeiten.

Einen weiteren astrophysikalischen Programmpunkt bildeten Untersuchungen von Röntgenstrahlungs-Quellen im Weltraum: So von Supernovae, Black holes, Doppelsternen und Galaxien in den Sternbildern Taurus, Cassiopeia, Vela, Carina, Puppis, Cygnus, Scorpius, Virgo, Lyra, Hercules, Monoceros und vom Stern Rigel im Orion. Allein die zweite Crew machte etwa 700 Spektren von 10 stellaren Objekten. Sie vermitteln wichtige informationen über die Evolution der Sterne sowie über die Grundeigenschaften von Raum und Zeit, Außerdem lieferten beide Besatzungen mehrere tausend Spektrogramme der ebenfalls unsichtbaren IR-Strahlung von einem Nebel in der Cassiopeia, von Saturn, Erde und Mond. Letzteres gibt Aufschluß über die Minerale der Mondoberfläche. Saljut 4 ist damit die erste Raumstation mit gezielt astrophysikalischer Aufgabenstellung.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß parallel zur Saljut 4-Sojus 18-Mission ein weiterer bemannter Raumflug stattfand: Der erste UdSSR-USA-Gemeinschaftsflug Sojus 19/Apollo. Das zufällige zeitliche Zusammentreffen dieser beiden voneinander unabhängigen Missionen kann als gutes Omen für künftige Saljut-Flüge mit gemischten sowjetisch-amerikanischen Raumfliegerbesatzungen an Bord gewertet werden.  R Hofstätter

Raumfahrtprogramm Sojus-Saljut - eine kurze Übersicht

Seit dem ersten bemannten Raumflug im April 1961 durch Juri Gagarin konzentriert sich das bemannte Raumfahrtprogramm der UdSSR auf ein ganz bestimmtes Ziel: auf den Bau großer Raumstationen in Umlaufbahnen um die Erde. Zur Verwirklichung dieses ehrgeizigen Projektes hat die Sowjetunion bisher insgesamt 28 bemannte Raumfahrzeuge und 5 Raumstationen gestartet. Jedes einzelne Experiment löste dabei grundsätzlich neue Aufgaben, kein Flug war eine bloße Wiederholung des vorhergegangenen.

So zeigten z. B. die ersten Flüge mit Wostok 1 und 2, daß der Mensch einige Zeit im Weltraum leben und arbeiten kann. Wostok 3 bis 6 bewiesen anschließend die Möglichkeiten von Rendezvousmanövern im Weltraum und daß sogar ein weiblicher Organismus (Tereschkowa) einen längeren Raumflug verträgt. Dann starteten mit Woßchod 1 erstmals mehrere Menschen zugleich ins All, während Woßchod 2 die Arbeitsfähigkeit des Menschen auch außerhalb des Raumfahrzeugs unter Beweis stellte.

Sojus 1, 2 (unbemannt) und 3 zeigten, daß man Raumfahrzeuge im Weltall beliebig manövrieren und einander bis auf kurze Distanz annähern kann. Sojus 4 und 5 bewiesen die prinzipielle technische Möglichkeit des Aufbaus von Raumstationen aus zwei gekoppelten Flugkörpern. Dann flogen mit Sojus 6, 7 und 8 gleich drei Raumfahrzeuge mit insgesamt 7 Menschen an Bord um die Erde und simulierten den künftigen Zusammenbau einer großen permanenten Raumstation aus mehreren Komponenten. Sojus 9 bewies schließlich, daß Menschen selbst wochenlang im Raum leben und arbeiten können.

Damit war der Weg frei für den Start der Raumstation Saliut 1 im April 1971 und deren Inbetriebnahme durch Sojus 10 und 11. Zwei Jahre später folgte der unbemannte Testflug der verbesserten Raumstation Saljut 2 und später die Mission Sojus 12. Dabei wurde das neue Zubringerfahrzeug für die Versorgung von Raumstation praktisch getestet. So wurden im Zeitraum von 1961 bis 1973 alle grundlegenden Probleme beim Aufbau von Raumstationen gelöst.