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Apollo-Raumschiff

Apollo-Raumschiff

Das Apollo-Raumschiff wurde im Rahmen des Apollo-Projekts von North American Aviation entwickelt. Es besteht aus zwei Komponenten: dem Kommandomodul (CM) und dem Servicemodul (SM). Die Kombination (CSM) wurde erst kurz vor dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre getrennt. Nur das CM mit den drei Astronauten ist für eine Wasserung im Meer ausgerüstet.

Kommandomodul (CM)

Das CM hat eine Masse von 5.900 kg bei einer Höhe von 3,23 m und einen Durchmesser von 3,91 m.

Vorderteil

Im Vorderteil sind Stabilisierungsfallschirme sowie die drei großen Hauptfallschirme untergebracht. Letztere öffnen sich nach dem Wiedereintritt in einer Höhe von 2,5 km. Zwei Schirme sind ausreichend für eine sichere Wasserung. Bei Apollo 15 versagte einer der drei Schirme, ohne dass es zu Schäden oder Verletzungen gekommen wäre. Weiterhin sind im oberen Bereich zwei Steuerdüsen des Lagekontrollsystems für den Wiedereintritt sowie das Kopplungssystem und die Luke für die Mondlandefähre angebracht. Abschließend finden sich hier Antennen und Signalleuchten um die Bergung auf See zu erleichtern sowie die aufblasbaren Ballons des Aufrichtsystems falls die Kapsel nach der Wasserung mit der Spitze nach unten schwimmt.

Mittelteil

Antennen Hier befindet sich die druckfeste Kabine für die Astronauten. Darin ist die Hauptinstrumententafel zur Kontrolle und Steuerung des Raumschiffs, die Lebenserhaltungssysteme und einige Materialschränke untergebracht. Es gibt fünf kleine Fenster und seitlich die Luke für den Ein- und Ausstieg. Die Lebenserhaltungssysteme kontrollieren die Kabinenatmosphäre und halten die Temperatur bei 22 Grad. Während des Fluges besteht sie aus reinem Sauerstoff bei einem Drittel des Drucks auf der Erde. Nur in der Startphase wird, nach den leidvollen Erkenntnissen aus der Katastrophe mit Apollo 1, 40% Stickstoff hinzugefügt. An Bord befinden sich zudem Landkarten vom Mond wie auch von der Erde, Sternenkarten zur Navigation und Orbitkarten für jede der einzelnen Missionsphasen. Die Platzverhältnisse im CM sind mit 2 m³ pro Astronaut ausgesprochen beengt.

Heck

Im Heck des CM sind 10 weitere Steuerdüsen des Lagekontrollsystems für den Wiedereintritt, deren Treibstoff sowie Helium- und Wassertanks untergebracht.

Instrumente des CM

Der Hauptteil der Instrumente befindet sich auf der Hauptkontrolltafel, gegenüber den drei Liegen der Astronauten. Die Lebenserhaltungssysteme sind auf der linken Seite des Moduls angebracht. Die Entsorgungssysteme auf der rechten Seite. Die Astronauten können das Raumschiff mittels an zwei der drei Liegen angebrachten Handcontrollern (Flysticks) steuern und stabilisieren. Die Hauptkontrollkonsole unterteilt sich in drei Bereiche. Sie sind so konstruiert, dass sie von den Astronauten auch mit Handschuhen bedient werden können. Instrument
- Die Flugkontrolle befindet sich auf der linken Seite, dem Platz des Kommandanten. Dazu gehören Instrumente für Stabilisierung, Steuerung, Schub und Landung. Weiterhin die Notfallsysteme ebenso wie eines der Bedienteile (DSKY - Display & Keyboard) für den Steuerungs- und Navigationscomputer (AGC - Apollo Guidance Computer), ein weiteres baugleiches Bedienteil ist am Navigationstelekop angebracht.
- In der Mitte sitzt der Pilot des Kommandomoduls. In seinem Bereich befinden sich die Warnsysteme sowie die Kontrollinstrumente für Lebenserhaltung und die Tanks. Am Fußende des Sitzes befinden sich die optischen Navigationsinstrumente, die im Flug mehrfach benutzt werden, um vor Kurskorrekturen den Kreiselkompass zu justieren. Darunter ist auch ein fest eingebauter Sextant zur Positionsbestimmung sowie ein Teleskop. Die Bauform dieses Sextanten weicht allerdings von den gewöhnlichen Geräten ab. Ohne diesen Sextanten wäre Apollo 16 in ernste Schwierigkeiten geraten, da auf dieser Mission das elektronische Navigationssystem ausgefallen war. An diesem Arbeitsplatz befindet sich auch das andere Bedienteil für den Computer.
- Auf der rechten Seite sitzt der Pilot der Mondlandefähre. In seinem Segment sind die Kontrollsysteme für Kommunikation, Elektrik, Datenspeicher und Brennstoffzellen angebracht.

Hitzeschild der Kapsel

Während des Wiedereintritts in die Erdatmosphäre treten, bedingt durch die hohe Geschwindigkeit des Kommandomoduls, Reibungskräfte auf. Die Reibung bremst das Modul ab. Dadurch treten jedoch auch extrem hohe Temperaturen von bis zu 3.000 Grad auf. Deshalb ist ein Hitzeschild erforderlich, der diese Hitze von den empfindlichen Systemen fernhält. Als Hitzeschild kommt bei der Apollo-Kapsel ein Epoxidharz zum Einsatz. Dieser wird bei hohen Temperaturen weißglühend, verkohlt dann, bis er zum Schluss wegschmilzt. Durch das Schmelzen wird die Hitze abgeleitet und der Schild gekühlt.

Servicemodul (SM)

Epoxid Epoxid Das SM ist eine zylinderförmige, 7,50 m lange und 4 m durchmessende Konstruktion. Es enthält die Elektrischen-, Lebenserhaltungs- und Kommunikationssysteme. Unterteilt ist es in eine Mittel- sowie weitere 6 Außensektionen. Darin befinden sich Tanks für den Antrieb, die Lageregelung, die Stromerzeugung und die Lebenserhaltungssysteme; die Steuertriebwerke und das Haupttriebwerk. An der Außenseite befinden sich vier Baugruppen mit je vier Steuerdüsen, Positionslichter, drei Antennen und vier Parabolantennen für die Kommunikation und die Radar-Transponder.

Struktur

Radar] Die Struktur des Servicemoduls besteht aus einem inneren Zylinder mit einem Durchmesser von etwa einem Meter, umgeben von einem äußeren Zylinder von 4 m Durchmesser. Trennwände teilen den Raum zwischen innerem und äußerem Zylinder in sechs Sektoren auf. Vorne und hinten werden die Zylinder durch Schotts abgeschlossen. Der innere Zylinder enthält zwei kugelförmige Tanks mit Helium unter hohem Druck. Die sechs Sektoren sind wie folgt belegt:
- Sektor 1 ist ein 50°-Segment und anfangs unbenutzt. Nach dem Unglück von Apollo 13 wurde hier im oberen Teil ein dritter Sauerstofftank eingebaut. Bei den Flügen von Apollo 15, Apollo 16 und Apollo 17 befanden sich hier zusätzlich noch wissenschaftliche Instrumente zur Erforschung der Mondoberfläche aus der Mondumlaufbahn, wie Kameras, Höhenmesser und Strahlungsdetektoren.
- Sektor 2 umfasst 70° und wird für den Oxidator-Sammeltank verwendet.
- Sektor 3 ist ein 60°-Segment und enthält den Oxidator-Lagertank.
- Sektor 4 ist wieder ein 50°-Segment. Im oberen Teil sind die drei Brennstoffzellen untergebracht, darunter die zwei Tanks mit superkritischem Sauerstoff für die Brennstoffzellen und die Lebenserhaltungssysteme. Ganz unten befinden sich zwei Tanks mit superkritischem Wasserstoff für die Brennstoffzellen.
- Sektor 5, ein 70° Segment enthält den Brennstoff-Sammeltank.
- Sektor 6 ist ein weiteres 60°-Segment für den Brennstoff-Lagertank.

Triebwerk

Apollo 17 Das Triebwerk des SM, das AJ10-137 entwickelt von der Aerojet-General Corporation, erzeugt einen Schub von 97,5 kN und ist für maximal 50 Zündvorgänge ausgelegt. Als Brennstoff wird Aerozine 50 verwendet, eine Mischung aus 50% Hydrazin und 50% Unsymmetrischem Dimethylhydrazin, als Oxidator kommt Distickstofftetroxid zum Einsatz, lagerfähige hypergole Treibstoffe. Das Triebwerk hat keine Pumpe. Vielmehr wird der Brennstoff und der Oxidator durch Helium als Treibgas aus ihren Tanks in die Brennkammer gepresst. Das gesamte Triebwerk und die Triebwerksdüse haben eine Länge von 3,90 m und wiegen zusammen 293 kg. Allein die Düse ist 2,80 m lang und hat einen Durchmesser von 2,10 m.

Tanks

Zwei Brennstofftanks mit einem Fassungsvermögen von jeweils 7 t, und zwei Oxidatortanks mit einem Fassungsvermögen von jeweils 11,3 t versorgen das Triebwerk. Die zwei kugelförmigen Heliumtanks befinden sich im Mittelteil des Moduls. Zwei weitere Tanks mit einem Volumen von jeweils 144 l liefern den Sauerstoff für die Brennstoffzellen und die Lebenserhaltung. Zudem gibt es für die Brennstoffzellen zwei Wasserstofftanks mit einem Volumen von jeweils 13 l. Das Unglück bei Apollo 13 war auf ein defektes Heizungselement in einem der Sauerstofftanks zurückzuführen, welches bereits früher in einer Kapsel eingesetzt, vor dem Start der früheren Kapsel jedoch wieder entfernt und trotz des Defektes bei Apollo 13 verwendet wurde.

Stromversorgung des CSM

3 Brennstoffzellen sind für die Stromerzeugung und Versorgung des Raumschiffs verantwortlich. Sie produzieren neben dem Strom noch Wärme und Trinkwasser. Weiterhin liefern Silber-Zinkoxid-Batterien 1,5 kW Strom und gewährleisten die Versorgung während des Wiedereintritts und der Landung. Zwei weitere Silber-Zinkoxid-Batterien im CM liefern 28 Watt und lösen die Explosionen in den Sprengbolzen für die Trennung der dritten Raketenstufe, für die Trennung von CM und SM sowie die des Fluchtturms aus. Sie sind auch für die Auslösung der Fallschirme zuständig. Insgesamt benötigt das CSM nur eine elektrische Leistung von 2000 W.

Die einzelnen Apollo-Raumschiffe

Kategorie:Apolloprogramm

Apollo-Projekt

Im Rahmen des US-amerikanischen Apollo-Projekts der NASA sollte ein Mensch auf dem Mond landen und unversehrt wieder auf die Erde zurückgebracht werden. Die bemannte Mondlandung wurde sowohl von den USA als auch der UdSSR angestrebt, allerdings nur von ersteren erreicht. Die Mondlandung bildete den Höhepunkt des Wettlaufs ins All.

Planung

Der eigentliche NASA-Plan sah sieben Missionen bis zur ersten bemannten Mondlandung vor. Dies waren die Missionen A bis G.
- Mission A: Unbemannter Test der Saturn V und des Apollo-Raumschiffs in einer Erdumlaufbahn (zweimal durchgeführt mit Apollo 4 und Apollo 6).
- Mission B: Unbemannter Test der Landefähre (LM) (durchgeführt mit Apollo 5).
- Mission C: Bemannter Test der Apollo-Kapsel im Erdorbit (durchgeführt mit Apollo 7).
- Mission D: Test der Kombination aus Kommandomodul und Landefähre in einem erdnahen Orbit (ursprünglich als Apollo 8 vorgesehen, als Apollo 9 neu nummeriert, weil ein Mondflug (Mission C') als Apollo 8 eingeschoben wurde).
- Mission E: Test der Kombination aus Kommandomodul und Landefähre in einem erdfernen Orbit (Mission wurde gestrichen, Mannschaft übernahm die Mission C').
- Mission F: Test der Kombination aus Kommandomodul und Landefähre in einem Mondorbit (durchgeführt mit Apollo 10).
- Mission G: Erste Landung auf dem Mond (durchgeführt mit Apollo 11). Die mit Apollo 8 durchgeführte erste Mondumkreisung, Weihnachten 1968, war von der NASA eigentlich nicht vorgesehen und mit der Bezeichnung Mission C' zwischen die Missionen C und D eingeschoben. Zusätzlich wurden die Missionen H, I und J geplant:
- Mission H: Landung auf dem Mond mit erweiterten wissenschaftlichen Experimenten (durchgeführt mit Apollo 12. Apollo 13 nicht erfolgreich).
- Mission I: Landung auf dem Mond mit erweiterten wissenschaftlichen Experimenten (durchgeführt mit Apollo 14, eine weitere Mission wurde gestrichen).
- Mission J: Landung auf dem Mond mit erweiterten wissenschaftlichen Experimenten und dem Mondrover (durchgeführt mit Apollo 15, Apollo 16 und Apollo 17).

Wettlauf der Systeme

Durch den Start des Sputniks im Jahre 1957, die erste unbemannte harte Mondlandung 1959 durch Lunik-2 und den ersten bemannten Raumflug von Juri Gagarin 1961 war die Sowjetunion zu Beginn des Raumfahrtzeitalters zur führenden Raumfahrtnation aufgestiegen. Die US-Amerikaner suchten nach einem Gebiet der Raumfahrt, auf dem sie die Sowjetunion schlagen könnten. Die bemannte Mondlandung wurde dafür als geeignet angesehen. Am 25. Mai 1961, nur eineinhalb Monate nach dem Start von Juri Gagarin, hielt Präsident John F. Kennedy vor dem amerikanischen Kongress seine berühmte Rede, in der er das Ziel vorgab, noch im gleichen Jahrzehnt einen Menschen zum Mond und wieder zurückbringen zu lassen. Mit den folgenden Worten fiel der Startschuss für das Apollo-Projekt: :I believe that this nation should commit itself to achieving the goal, before this decade is out, of landing a man on the moon and returning him safely to the earth. No single space project in this period will be more impressive to mankind, or more important for the long-range exploration of space; and none will be so difficult or expensive to accomplish. :(Ich glaube, dass dieses Land sich dem Ziel widmen sollte, noch vor Ende dieses Jahrzehnts einen Menschen auf dem Mond landen zu lassen und ihn wieder sicher zur Erde zurück zu bringen. Kein einziges Weltraumprojekt wird in dieser Zeitspanne die Menschheit mehr beeindrucken, oder wichtiger für die Erforschung des entfernteren Weltraums sein; und keines wird so schwierig oder kostspielig zu erreichen sein.) [http://spaceflight.nasa.gov/history/shuttle-mir/multimedia/video/v-003.mpg Videoausschnitt der Rede Kennedys] Obwohl ursprünglich noch weitere Starts geplant waren, wurde das Apollo-Projekt nach der sechsten erfolgreichen Mondlandung von Apollo 17 beendet. Für den bemannten Mondflug wurde die bis heute größte Rakete entwickelt. Sie erhielt den Namen Saturn V. Maßgeblichen Anteil an ihrer Entwicklung hatte der deutsch-amerikanische Raketenbauer Wernher von Braun, dessen Team die erste Stufe mit den gewaltigen F-1 Triebwerken entwickelte. Alle Starts dieser Rakete waren trotz ihrer großen Leistung und Komplexität erfolgreich, was durchaus beachtenswert ist, da die meisten übrigen Raketensysteme auch Fehlstarts zu verzeichnen haben. Als Vorbereitung auf die Mondlandung lief parallel zum Apollo-Projekt das Gemini-Projekt, mit dem Erfahrungen zu Rendezvous-Manövern im Weltall gesammelt werden sollten. Am 27. Januar 1967 erlitt das Apollo-Projekt einen schweren Rückschlag. Bei Bodentests verbrannten die drei Astronauten Virgil Grissom, Edward H. White und Roger B. Chaffee in ihrer Kapsel. Die Rakete war während dieser Tests nicht betankt. Die Kapsel war aber nicht mit gewöhnlicher Luft, sondern mit Sauerstoff bei vollem atmosphärischen Druck gefüllt. Dadurch wurde binnen weniger als einer Minute aus einem kleinen elektrischen Funken ein Feuer, das die Astronauten tötete. Umfangreiche Änderungen an der Mondkapsel waren die Folge. Dem Test wurde nachträglich die Bezeichnung Apollo 1 verliehen. Trotzdem konnte mit der erfolgreichen Mondlandung von Apollo 11 am 20. Juli 1969 das Ziel Kennedys termingerecht erreicht werden. Zeitgleich zum Apollo-Projekt arbeitete die Sowjetunion an einem umfangreichen Programm, das ebenfalls mit der Landung eines Menschen auf dem Mond enden sollte. Im Rahmen des Zond-Programms wurden modifizierte Sojus-Raumschiffe unbemannt zum Mond gestartet und nach einem Mondumlauf wieder zur Erde gebracht. Dies diente dem Test des Raumschiffs, das für einen bemannten Mondflug gedacht war. Die Zond-5 Kapsel umkreiste im September 1968 den Mond, kam jedoch bei der Rückkehr vom Kurs ab und wurde bei der Landung über dem Indischen Ozean gesprengt. Im Oktober 1970 wurde das Testprogramm mit Zond-8 beendet, von allen gestarteten Raumschiffen konnte nur Zond-7 erfolgreich zur Erde zurückkehren. Parallel arbeitete die Sowjetunion auch an einer Mondlandemission, die ähnlich dem Apollo mit einer superschweren Rakete gestartet werden sollte. Dafür wurde die N1-Rakete entwickelt, die jedoch bei allen vier Teststarts, die von 1969 bis 1972 erfolgten, versagte. Daraufhin und angesichts der Tatsache, dass die Amerikaner bereits erfolgreich auf dem Mond gelandet sind, gab die Sowjetunion das bemannte Mondprogramm auf und leugnete auch, jemals eins gehabt zu haben. Erst Anfang der 1990ern sind Informationen über dieses Programm und die N1-Rakete an die Öffentlichkeit gekommen. Für weitere Einzelheiten siehe den Hauptartikel Sowjetisches Mondprogramm.

Die Mondlandung(en)

Im Rahmen des Apollo-Programms wurden insgesamt sechs Mondlandungen durchgeführt. Harrison H. Schmitt - Mondfährenpilot von Apollo 17 - stellte als bislang letzter Mensch am 12. Dezember 1972 seinen Fuß auf den Mondboden. Eugene Cernan - Kommandant von Apollo 17 - ist bislang der letzte Mensch, der auf dem Mond war, indem er als letzter in die Mondfähre einstieg. Im Rahmen der Mission Apollo 11 landeten am 20. Juli 1969 um 21:17 Uhr (MEZ) die ersten beiden Menschen, Neil Armstrong und Edwin E. "Buzz" Aldrin auf dem Mond. Sechs Stunden später, am 21. Juli um 03:56:20 Uhr MEZ, betrat Neil Armstrong als erster Mensch den Mond. Dabei sprach er den berühmt gewordenen Satz: Zitat: That's one small step for man, [but] one giant leap for mankind. ()
(deutsch: "Dies ist ein kleiner Schritt für einen Menschen, aber ein großer Sprung für die Menschheit.") :Das 'a' vor 'man' wurde in späteren Texten hinzugefügt, um den Sinn zu erhalten. Im Funkverkehr war es nicht zu hören gewesen. Armstrong wurde später danach befragt, ob er es tatsächlich nicht gesagt habe, aber er konnte sich nicht mehr daran erinnern. Daher bleibt es ungeklärt, ob es durch Störungen im Funkverkehr verloren gegangen ist, oder ob Armstrong dies tatsächlich so gesagt hat. Der dritte Astronaut, Michael Collins, umkreiste im Apollo-Mutterschiff den Erdtrabanten bis zur Rückkehr der Landeeinheit Eagle.

Die "erfolgreiche" Odyssee von Apollo 13

Als Routineflug gestartet, und von der Öffentlichkeit kaum wahrgenommen, starteten mit der Mission Apollo 13 am 11. April 1970 James A. Lovell, John L. Swigert und Fred W. Haise. Erst als auf dem Weg zum Mond ein Sauerstofftank explodierte und damit das Leben der drei Insassen des Apollo-Raumschiffs stark gefährdet war, wurde die gesamte Weltöffentlichkeit auf die Mission aufmerksam. Die Astronauten mussten auf die Mondlandung verzichten und konnten sich dadurch retten, dass sie das Lunar Module als "Rettungsboot" zweckentfremdeten. Der einzige Weg zurück zur Erde führte jedoch zuerst zum Mond, bei dem durch ein Swing-by Manöver das Raumschiff wieder Richtung Erde beschleunigt wurde. Nach Absprengen des Servicemodules kurz vor dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre wurde erst das gesamte Ausmaß der Havarie deutlich; man geht davon aus, dass der Sauerstofftank der Brennstoffzellen explodiert war. Trotz der gescheiterten Mondlandung wird Apollo 13 dennoch als Erfolg gewertet, weil es erstmals gelungen war, Astronauten aus einer katastrophalen Raumnotlage lebend zur Erde zurückzubringen. Nach für die Astronauten und die Bodenmannschaften sehr anstrengenden fünf Tagen gelang (nach einer Mondumrundung ohne Landung) am 17. April 1970 die Landung im Pazifik. Die Geschichte von Apollo 13 wurde verfilmt.

Typischer Apollo-Missionsverlauf


- Start in Cape Canaveral
- Abtrennung der 1. Stufe in ca. 56 km Höhe (Geschwindigkeit ca. 10.000 km/h - Mach 8)
- Zündung der 2. Stufe in der hohen Stratosphäre und kurz darauf Abtrennung des Rettungsturms
- Abtrennung der 2. Stufe in ca. 185 km Höhe (Geschwindigkeit ca. 24.000 km/h)
- Zündung der 3. Stufe, Einschwenken in eine nahe Erdumlaufbahn (Geschwindigkeit ca. 28.000 km/h), Abschalten der 3. Stufe
- Neuzündung der 3. Stufe, (TLI - Trans Lunar Injection) Ausdehnung des Orbits bis zum Mond (im Gegensatz zu einer häufigen Annahme keine Überschreitung der Fluchtgeschwindigkeit und Erdflucht (Apollo 8 erreichte 10,822 km/s - ca. 39.000 km/h [http://history.nasa.gov/ap08fj/02earth_orbit_tli.htm]) - auch auf dem Mond befindet man sich immer noch in einem Erdorbit).
- Abwurf des Stufenadapters, Trennung des Mutterschiffes von der 3. Stufe, Ankoppeln und Herausziehen des Lunar Module (Mondlandefähre) aus seiner Parkbucht, Flug zum Mond
- Zündung des Triebwerkes des Service-Modules (LOI - Lunar Orbit Insertion), Einschwenken in den Mondorbit
- Umstieg von 2 Astronauten in das Lunar Module, 1 Astronaut bleibt als Pilot im Mutterschiff zurück
- Abkoppeln des Lunar Moduls, Zündung des Landetriebwerks, Abstieg zur Mondoberfläche und Landung
- Durchführen diverser EVAs (Extra Vehicular Activity) durch die Astronauten
- Rückstart von der Mondoberfläche, Aufstieg in den Mondorbit. Die Landestufe bleibt zurück
- Ankoppeln an das Mutterschiff, Umstieg der Astronauten, Abwurf der LM-Aufstiegsstufe
- Zündung des Triebwerkes des Service Modules, (TEI - Trans Earth Injection) Verlassen des Mondorbits und Rückkehr zur Erde
- EVA zum Bergen der Filme aus dem Service Modul
- Abwurf des Service Modules, Ausrichten der Apollo-Kapsel für den Wiedereintritt
- Auslösen der Hauptfallschirme, Wasserung im Landegebiet
- Bergung durch einen Flugzeugträger

Apollo-Missionen

Kurz nach der erfolgreichen Mondlandung von Apollo 11 veröffentlichte die NASA die weitere Planung, die bis Ende 1972 neun weitere Apolloflüge vorsah. Doch bereits im Januar 1970, noch vor der Verzögerung durch die Panne von Apollo 13, wurde Apollo 20 aus Kostengründen gestrichen. Im September 1970 folgten Apollo 15 und Apollo 19, die verbleibenden Flüge Apollo 16, Apollo 17 und Apollo 18 wurden mit Apollo 15, Apollo 16 und Apollo 17 neu nummeriert. Die nach dem Abschluss der Mondflüge noch vorhandenen Apollokapseln und Saturnraketen wurden für das Skylab-Projekt 1973/74 und das Apollo-Sojus-Projekt 1975 verwendet.

Mondlandungslüge

Wie bei fast allen Ereignissen von so großer Tragweite, sind auch die Mondlandungen das Objekt zahlreicher Verschwörungstheorien. Von den meisten Anhängern dieser Theorien wird bezweifelt, dass es überhaupt zu einer Mondlandung in den Jahren 1969 bis 1972 gekommen ist. Vielfach wird in diesem Falle von einer Mondlandungslüge oder einer Mondlandungs-NASA-Verschwörung gesprochen.

Literatur

Die Texte sind englischsprachig. Deutschsprachige Literatur ist entsprechend gekennzeichnet.

Apollo-Mission-Reports


- Robert Godwin, Apollo 11 with DVD, Apogee Books, 2002, ISBN 1896522858
- Robert Godwin, Apollo 17: The NASA Mission Reports, Apogee Books, 2002, ISBN 1896522599 (Buch & CD)
- Robert Godwin, Apollo 16: The NASA Mission Reports, Apogee Books, 2002, ISBN 1896522580 (Buch & CD)
- Robert Godwin, Apollo 15: The NASA Mission Reports, Volume One, Apogee Books, 2001, ISBN 1896522572 (Buch & CD)
- Robert Godwin, Apollo 14: The NASA Mission Reports, Apogee Books, 2001, ISBN 1896522564 (Buch & CD)
- Robert Godwin, Apollo 13: The NASA Mission Reports, Apogee Books, 2000, ISBN 1896522556 (Buch & CD)
- Robert Godwin, Apollo 12: The NASA Mission Reports, Apogee Books, 1999, ISBN 1896522548 (Buch & CD)
- Robert Godwin, Apollo 11: The NASA Mission Reports, Apogee Books, 1999, ISBN 1896522491 (Buch & CD)
- Robert Godwin, Apollo 10: The NASA Mission Reports, Apogee Books, 2000, ISBN 1896522688 (Buch & CD)
- Robert Godwin, Apollo 9: The NASA Mission Reports, Apogee Books, 1999, ISBN 1896522513 (Buch & CD)
- Robert Godwin, Apollo 8: The NASA Mission Reports, Apogee Books, 2000, ISBN 1896522661 (Buch & CD)
- Robert Godwin, Apollo 7: The NASA Mission Reports, Apogee Books, 2000, ISBN 1896522645 (Buch & CD)

Allgemein


- Andrew Chaikin, A Man on the Moon, Penguin Books 1995, ISBN 0140272011
- David M. Harland, Exploring the Moon, Springer, 1999, ISBN 1852330996
- Gene Kranz, Failure is not an option, Berkley Books 2001, ISBN 0425179877
- Chris Kraft, Flight: My Life in Mission Control, Penguin Putnam, 2002, ISBN 0452283043
- Diverse, The Secret of Apollo: Systems Management in American and European Space Programs, Johns Hopkins University Press, 2002, ISBN 080186898X
- Diverse, Taking Science to the Moon: Lunar Experiments and the Apollo Program, Johns Hopkins University Press, 2001, ISBN 0801865999
- Jesco von Puttkamer, Apollo 11, Wir sehen die Erde, Herbig, 2001, ISBN 3776670568 (deutsch)
- Jim Lovell, Apollo 13, Langenscheidt-Longman, 2001, ISBN 3526451842 (deutsch)
- Moon Lander, How We Developed the Apollo Lunar Module, Smithsonian Books, 2001, ISBN 156098998X
- Eugene Cernan, The Last Man on the Moon, Griffin, 2000, ISBN 0312263511
- James E. Webb, Powering Apollo, Johns Hopkins University Press, 2000, ISBN 0801862051

DVDs


- From The Earth To The Moon, 1998
- For All Mankind - Criterion Collection, 1989

Siehe auch


- Apollo-Raumschiff
- Raumfahrt
- Geschichte der Raumfahrt
- Katastrophen der Raumfahrt
- Mercury-Programm
- Gemini-Projekt
- Sowjetisches Mondprogramm
- Luna-Programm
- Skylab
- 100 Wörter des 20. Jahrhunderts
- Mondlandungslüge
- Bemannter Mondflug nach Apollo
- Wettlauf ins All

Weblinks


- Der berühmte Satz von Neil Armstrong im Original ist [http://science.ksc.nasa.gov/history/apollo/apollo-11/sounds/a11step.wav hier]als wav-Datei (260 kb) zu hören
- [http://history.nasa.gov/alsj/frame.html Apollo Lunar Surface Journal] - Alle Landemissionen ausführlich beschrieben und ein sehr umfangreiches Multimedia-Angebot (englisch)
- [http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/lunar/apollo.html NASA: The Apollo Program] (englisch)
- [http://www.nasm.si.edu/collections/imagery/apollo/apollo.htm Smithsonian: The Apollo Program] (englisch)
- [http://history.nasa.gov/SP-4029/SP-4029.htm NASA: Apollo By The Numbers] - Umfangreiche Listen und Statistiken (englisch)
- [http://www.spaceflight.nasa.gov/history/apollo/index.html NASA: Apollo-Programm] (englisch)
- [http://www.spaceflight.nasa.gov/history/apollo/lunarlanding.html NASA: Mondkarte mit Landeplätzen] (englisch)
- [http://www.apolloarchive.com/ Viele Details / Ton,- Videomitschnitte] (englisch)
- [http://www.lpi.usra.edu/research/apollo/catalog/70mm/ Tausende, erst 2004 veröffentlichte Fotos der Apollo-Missionen] (englisch)
- [http://www.extrasolar-planets.com/raumfahrt/apollo.php extrasolar-planets.com - Apollo Programm] (deutsch)
- [http://www.apollo-projekt.de Apollo-Projekt.de] (deutsch)
- [http://www.apolloprojekt.de Apolloprojekt.de] (deutsch)
- [http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/mondlandung/home.shtml Raumfahrer.net: Mondlandung] (deutsch)
- [http://www.erkenntnishorizont.de/raumfahrt/rueckstoss/lunarmodule.c.php?screen=800 Schon mal eine Mondlandefähre gesteuert? / Online-Mondlandungs-Simulator] (deutsch)
- [http://spaceflight1.nasa.gov/gallery/images/apollo/index.html Photos der NASA zum Apollo Programm] (bemerkenswert: sehr hohe Auflösung) !Apolloprogramm ja:アポロ計画 ko:아폴로 계획

Atmosphäre

Die Atmosphäre (v. griechisch ατμός, atmós „Luft, Druck, Dampf“ und σφαίρα, sfära „Kugel“) ist die gasförmige Hülle um einen Himmelskörper. Sie besteht meist aus einem Gemisch verschiedener Gase, die vom Schwerefeld des Himmelskörpers festgehalten werden können. Die Atmosphäre ist an der Oberfläche am dichtesten und geht in großen Höhen fließend in den interplanetaren Raum über.

Entstehung

Bei der Ausbildung einer Atmosphäre spielen mehrere Faktoren eine Rolle, wozu in erster Linie die Größe des Himmelskörpers zählt. Das Schwerefeld muss dabei gewährleisten, dass die in der Regel aus Ausgasungen hervorgehenden Gasteilchen an den Himmelskörper gebunden bleiben und sich nicht in den Weltraum verflüchtigen können. Entsprechend der kinetische Gastheorie bewegen sich die Gasteilchen ungeordnet und dabei umso schneller, je höher die Temperatur des Gases ist und je leichter sie sind. Reicht die Anziehungskraft nicht aus, um den Verlust ausreichend schneller Teilchen langfristig derart zu begrenzen, dass es zu einer positiven Teilchenbilanz kommt, also mehr Gasteilchen durch Ausgasungen hinzukommen, als durch die Überwindung der Gravitation verloren gehen, so kann sich auch keine Atmosphäre ausbilden. Dabei spielen neben der Größe auch die Oberflächentemperatur des Himmelskörpers eine Rolle, die nicht zu groß sein darf. Auch die Art der zur Verfügung stehenden Gasteilchen ist wichtig, da zum Beispiel eine Atmosphäre aus Wasserstoff oder Helium viel schwerer an den Planeten zu binden ist als eine aus Sauerstoff oder Stickstoff. Dies liegt daran das leichte Gasteilchen bei gleicher Temperatur wesentlich schneller sind als schwere Gasteilchen. Atmosphären die Elementen wie Wasserstoff in größerem Umfang enthalten finden sich daher vor allem bei den sehr massereichen Gasriesen, die über eine ausreichende Gravitation verfügen. Letztlich ist nur eine kleine Minderheit der Himmelskörper in der Lage, eine Atmosphäre zu bilden und langfristig an sich zu binden. So besitzt zum Beispiel der Mond als der nächste Nachbar der Erde keine Atmosphäre.

Aufbau und Gradienten

Mond]

Druckverlauf

Der Druckverlauf einer Atmosphäre, im Fall der Erdatmosphäre des Luftdrucks, ist in den unteren Bereichen durch die hydrostatische Gleichung bestimmt, die bei im Vergleich zum Planetenradius dünnen Atmosphären wie folgt geschrieben werden: : = - g \rho (h) Die Einflussgrößen sind der Druck p, die Höhe h, die Schwerebeschleunigung g und die Dichte ρ. Im Falle konstanter Temperatur reduziert sich die Gleichung zur barometrischen Höhenformel. Im äußeren Bereich ist diese Beschreibung jedoch nicht mehr gültig, da sich die Bestandteile aufgrund der geringen Dichte auf Keplerbahnen oder den Magnetfeldlinien bewegen und sich gegenseitig kaum noch beeinflussen.

Untergliederungen

In der Regel ist eine Atmosphäre keine homogene Gashülle, sondern aufgrund zahlreicher innerer und äußerer Einflüsse in mehrere mehr oder weniger klar gegeneinander abgegrenzte Schichten einzuteilen, die vor allem durch die Temperaturabhängigkeit chemischer Prozesse in der Atmosphäre und die Strahlungsdurchlässigkeit abhängig von der Höhe entstehen. Im wesentlichen kann man folgende Schichten nach dem Temperaturverlauf unterscheiden:
- An der Planetenoberfläche beginnt in der Regel die Troposphäre, in der Konvektionsströmungen vorherrschen. Sie wird begrenzt durch die Tropopause.
- Darüber liegt die Stratosphäre, in der die Strahlung beim Energietransport dominiert. Sie wird begrenzt durch die Stratopause.
- In der Mesosphäre wird, vor allem durch Kohlenstoffdioxid, Energie abgestrahlt, so dass in dieser Schicht eine starke Abkühlung erfolgt. Sie wird begrenzt durch die Mesopause.
- In der Thermosphäre dissoziieren und ionisieren die meisten Moleküle, wodurch die Temperatur deutlich ansteigt.
- Die äußerste Schicht ist die Exosphäre, aus der die vorwiegend atomaren beziehungsweise ionisierten Bestandteile aus dem Schwerefeld des Planeten entweichen können. Sie wird bei Vorhandensein eines Magnetfeldes durch die Magnetopause begrenzt. Diese Gliederung gibt nur eine grobe Einteilung wieder, und nicht jede Schicht ist bei allen Atmosphären nachweisbar. So besitzt die Venus zum Beispiel keine Stratosphäre, kleinere Planeten und Monde besitzen nur eine Exosphäre, z. B. der Merkur. Für Entstehung und Ausprägung der Dämmerungsfarben ist der vertikale Aufbau der Atmosphäre maßgeblich. Es ist auch möglich die Atmosphäre nicht nach dem Temperaturverlauf, sondern nach anderen Gesichtspunkten zu gliedern, wie:
- dem radio-physikalischen Zustand der Atmosphäre (Ionosphäre, Magnetosphäre)
- nach physiko-chemischen Prozessen (Ozonosphäre bzw. Ozonschicht, Chemosphäre)
- der Lebenszone (Biosphäre)
- der Durchmischung (Homosphäre, Homopause, Heterosphäre)
- dem aerodynamischen Zustand (Prandtl-Schicht, Ekman-Schicht, beide als Peplosphäre, Freie Atmosphäre)

Vorkommen von Atmosphären

Vergleicht man die Himmelskörper unseres Sonnensystems miteinander, so zeigt sich der Einfluss der bei der Ausbildung einer Atmosphäre relevanten Faktoren. Unter den Planeten ist die Erde in der Lage, schwere Elemente wie Argon (Ar) in der Atmosphäre zu halten, leichte Elemente/Moleküle wie Wasserstoff (H2) oder Helium (He) verlor sie jedoch im Laufe ihrer Entwicklung. Diese leichten Bestandteile zeigen sich dafür umso deutlicher bei den äußeren Planeten, den so genannten Gasriesen wie Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Auch Planeten anderer Sternsysteme – die Exoplaneten – konnten mit spektrografischen Methoden Atmosphären nachgewiesen werden. Neben den Planeten haben auch einige größere Monde wie Titan, Ganymed, Io und Europa eine Atmosphäre. Der Mond der Erde hingegen zeigt keine Atmosphäre. Er ist hierfür mit knapp 1,2 % der Erdmasse zu klein und zeigt zudem auf seiner sonnengewandten Seite Temperaturen von über 100 °C.

Sonstiges

Eine häufige Fehlschreibung für Atmosphäre ist „Athmosphäre“.

Siehe auch


- Planetologie
- Erdatmosphäre
- Schichtungsstabilität
- Meteorologie
- Luft

Weblinks


- [http://www.wappswelt.de/tnp/nineplanets/spheres.html Planetarische Gashüllen] Kategorie:Planetologie Kategorie:Meteorologie

Wasserung

Wasserung ist die Landung mit einem Raumfahrzeug oder einem Flugzeug auf einem Ozean oder See. In den ersten zwei Jahrzehnten der bemannten Raumfahrt landeten insbesondere US-amerikanische Raumfahrzeuge auf dem Wasser im Pazifik oder Atlantik und wurden dann von Flugzeugträgern geborgen.

Siehe auch:


- Raumkapsel, Mercury-Programm, Gemini-Projekt, Apollo-Projekt Kategorie:Raumfahrttechnik Kategorie:Luftfahrt

Meer

Unter Meer (von lateinisch mare: Meer oder althochdeutsch meri: Sumpf, stehendes Gewässer, verwandt mit Moor) versteht man im Hochdeutschen die miteinander verbundenen Gewässer der Erde, die die Kontinente umgeben, im Gegensatz zu den auf Landflächen liegenden Binnengewässern. Im Niederdeutschen (und ebenso im Niederländischen) sind demgegenüber die Wortbedeutungen von "Meer" und "See" vertauscht: die an Norddeutschland angrenzenden Meere heißen Nordsee und Ostsee (die See); im Landesinneren liegen dagegen das Steinhuder Meer, das Zwischenahner Meer; in den Niederlanden wurde die Zuiderzee nach ihrer Eindeichung in IJsselmeer umbenannt. Das Meer ist eine zusammenhängende, reich gegliederte Wassermasse, die rund 71% der Erdoberfläche bedeckt. 31,7% des Weltmeeres sind 4000 - 5000 m tief. Die Meeresflora produziert ungefähr 70% des Sauerstoffes, den die Menschen einatmen. Die Kontinente gliedern es in drei Ozeane: den Atlantischen, den Indischen und den Pazifischen Ozean. Insgesamt hat das Meer ein Volumen von 1,338 Mrd. km³ und damit einen Anteil von 96,5% am Weltwasservorkommen. Meerwasser ist wegen des hohen Salzgehaltes von rund 3,5% für den Gebrauch als Trink- und Bewässerungswasser nicht direkt geeignet. Nur 3,5% des gesamten Wasservorrates auf der Erde ist Süßwasser. Man unterscheidet die Ozeane (Pazifischer Ozean, Atlantischer Ozean, Indischer Ozean) und deren Nebenmeere. Zu diesen gehören unter anderem :Chinesisches Meer :Japanisches Meer :Karibisches Meer :Nordsee :Ostsee (umrandet von Skandinavien und Deutschland, Polen und Baltikum) :Mittelmeer (zwischen Europa, Afrika und Asien) :Schwarzes Meer (umrandet von Bulgarien, Rumänien, Ukraine, Russland, Kaukasus, Türkei) :Rotes Meer (zwischen Asien und Afrika) :Gelbes Meer (zwischen Korea und der Volksrepublik China) Weil das Kaspische Meer und das Tote Meer auf einem Kontinent liegen; zählen sie weder zu den Meeren noch zu den Binnenseen; sie gelten als Seen. Alle Meere unterliegen den Gezeitenkräften. Durch die Anziehung des Mondes entstehen Ebbe und Flut - auch Tide genannt. Den bei Ebbe freiliegenden Meeresboden nennt man Watt.

Meeresgrund

Vor der Erfindung des Echolots stellte man sich den Meeresboden als eine weitestgehend ebene Fläche vor. Später erkannte man, dass der Meeresgrund mindestens genauso gebirgig ist wie die Erdoberfläche. Unter der Wasseroberfläche gibt es Riffe, Gebirge, Erdspalten, Graben und Rinnen. Durch die Verschiebung der Erdplatten (Tektonik) kommt es zu untermeerischen Vulkanausbrüchen und Seebeben.

Salzgehalt (Salinität)

Meerwasser zeichnet sich durch einen relativ einheitlichen Salzgehalt aus, der durchschnittlich 3,5% beträgt. Erhöht ist er dort, wo die Verdunstung sehr hoch ist, wodurch relativ gesehen die Wassermenge weniger wird, während der Salzgehalt steigt. Zusätzlich steigt er, wenn wenige Zuflüsse bestehen, die das Meer mit dem Süßwasser verdünnen.

Wirtschaftliche Bedeutung

Meere sind seit jeher eine der Nahrungsquellen. Seit Jahrtausenden leben viele Menschen an den Küsten, ja ganze Inselvölker vom Fischfang im Meer. Meere sind weiterhin für den internationalen Verkehr und Warenaustausch von größter Bedeutung. Die maritimen Branchen erreichen pro Jahr einen Weltmarktumsatz von 1 200 Milliarden Euro bei stark steigender Perspektive. Vor der Erfindung des Flugzeugs war der Transport durch Schiffe über die Meere die einzige Möglichkeit, von Europa nach Amerika oder nach Australien zu gelangen. Auch die meisten in den Ozeanen gelegenen Inseln, wie z.B. Madagaskar, und Inselgruppen, wie z.B. die Kanarischen Inseln, waren nur auf dem Meerweg zu erreichen. Da der Transport per Luftfracht viel teurer ist als per Schiff, ist der Warentransport über die Meere für Massengüter nach wie vor die erste Wahl. Nach dem Gewicht werden weiterhin 92% aller Güter im Welthandel - 5,7 Milliarden Tonnen jährlich - über den Seeweg transportiert. In den letzten Jahrzehnten wurden Ideen zur Erzeugung elektrischen Stromes in den Meeren entwickelt und in den letzten Jahren auch vermehrt umgesetzt. (Windkraft, Gezeitenkraftwerk, Osmosekraftwerk ...)

Gefahren des Meeres

Das Meer hält für den Schiffsverkehr und für die Küstenstaaten einige Gefahren bereit. So können z. B. Untiefen, Riffe und Klippen, aber auch Sturmfluten für Schiffe gefährlich werden. Wattwanderer und Badende sollten auf Ebbe und Flut sowie auf starke Strömungen achten. Küstenländer können von Sturmfluten und Springfluten bedroht sein. Seebeben und Meteoriteneinschläge können riesige Schwerewellen auslösen, die Tsunamis.

Verwandte Themen

Wasserhalbkugel, Salinität, Liste der Meere

Siehe auch


- Meeresboden
- Meereskunde
- Meerestief
- Meerestiefe
- Nebenmeer (= Oberbegriff für):
  - Binnenmeer
  - Binnensee
  - Mittelmeer
  - Randmeer
- Ozean
- Ozeanografie
- Tiefseebecken
- Tiefseerinne
- Schwelle
- Weltmeer
- [http://www.meercam.com/ Webcams am Meer] Kategorie:Ozeanologie ja:海 ko:바다 ms:Laut simple:Sea zh-min-nan:Hái

Apollo 15

Apollo 15 war ein bemannter Mondflug im Rahmen des US-amerikanischen Apollo-Programms.

Besatzung

Am 26. März 1970, kurz vor dem Start von Apollo 14, gab die NASA die Besatzung der Mission Apollo 15 bekannt. Kommandant wurde David Scott, der damit nach Gemini 8 und Apollo 9 seinen dritten Raumflug durchführte. Als Pilot der Kommandokapsel wurde Alfred Worden eingeteilt, für die Mondlandefähre wurde James Irwin nominiert. Beide waren Weltraumneulinge. Alle drei Astronauten gehörten der US-Luftwaffe an. Ersatzkommandant wurde Richard Gordon, der mit Gemini 11 und Apollo 12 bereits im All war. Als Ersatzpilot der Kommandokapsel und der Mondlandefähre wurden Vance Brand und Jack Schmitt eingeteilt. Es war üblich, dass die Ersatzmannschaft eines Apolloflugs drei Flüge später Hauptmannschaft wurde. Da aber Apollo 18 im September 1970 abgesagt wurde, bestand damit für Gordon, Brand und Schmitt wenig Hoffnung, zum Mond zu fliegen. Die Unterstützungsmannschaft (Support Crew) bestand aus Joseph Allen, Karl Henize und Robert Parker, alle drei waren Wissenschaftsastronauten aus der sechsten Auswahlgruppe der NASA.

Vorbereitung

Anfang Januar 1970, noch vor Bekanntgabe der Besatzung von Apollo 15 wurde der letzte geplante Mondflug, Apollo 20, aus finanziellen Gründen abgesagt. Im September wurden zwei weitere Flüge, die ursprüngliche Apollo-15-Mission sowie Apollo 19, gestrichen. Die drei verbliebenen Flüge 16 bis 18 wurden mit 15 bis 17 neu nummeriert. Somit wurde Apollo 15 eine Mission vom Typ J mit erweitertem wissenschaftlichem Profil. Die Mondlandefähre LM-10 war gegenüber Apollo 14 stark verbessert worden und erlaubte eine längere Aufenthaltsdauer auf dem Mond. Außerdem konnte ein Mondauto (LRV - Lunar Roving Vehicle) mitgeführt werden. Zusammen mit den verbesserten Lebenserhaltungssystemen (PLSS) der Raumanzüge konnten sich die Astronauten länger im Vakuum aufhalten und große Strecken auf dem Mond zurücklegen. Das Fahrzeug fand zusammengeklappt an der Außenseite der Landefähre Platz. Die Mondlandefähre erhielt den Namen Falcon (Falke), das Apollo-Raumschiff CSM-112 wurde nach dem Schiff des Entdeckers James Cook Endeavour benannt. Selbst innerhalb der NASA wurde neben der britischen auch die amerikanische Schreibweise Endeavor verwendet. Die Mondfähre LM-9 und das Raumschiff CSM-111, die für den gestrichenen Raumflug vorgesehen waren, wurden nicht für Mondflüge eingesetzt. LM-9 wurde später im Kennedy Space Center ausgestellt, während CSM-111 im Jahre 1975 für das Apollo-Sojus Test Projekt (ASTP) verwendet wurde. Die geologische Ausbildung der Astronauten war gegenüber früheren Apolloflügen viel intensiver, um den wissenschaftlichen Anforderungen der Mission Rechnung zu tragen. Die einzelnen Stufen der Saturn-V-Rakete AS-510 wurden zwischen Mai und Juli 1970 in Cape Kennedy angeliefert. Am 11. Mai 1971 konnte die Rakete zur Startrampe 39-A gerollt werden. Als Verbindungssprecher (Capcom) während des Fluges dienten die Ersatzleute Gordon, Brand und Schmitt, die Unterstützungsmannschaft Allan, Henize und Parker, die Apollo-14-Astronauten Alan Shepard und Edgar Mitchell, sowie Gordon Fullerton aus der siebten Astronautengruppe.

Flugverlauf

Start und Hinflug

Die Saturn V mit der Nummer AS-510 startete am 26. Juli 1971, 13:34 UTC von Cape Canaveral, Florida und erreichte nach 12 Minuten die Erdumlaufbahn. Nach zwei Erdumkreisungen wurde die dritte Stufe ein zweites Mal gezündet und brachte Apollo 15 auf den Weg zum Mond.

Auf dem Mond

Florida]] Als Landegebiet wurde die Hadley-Rille im Apenninen-Gebirge des Mondes ausgewählt. Hadley-Rille Die erste Extra Vehicular Activity (EVA) der Astronauten Scott und Irwin war nach 33 min beendet. Es war eine sogenannte Stand-up EVA, oder wie die Astronauten meinten eine Sightseeing Tour. Die aufgenommenen Bilder der bergigen Region waren beeindruckend. Die erste normale EVA wurde nach einer fünfstündigen Schlafpause gestartet, während der die beiden Astronauten zum ersten Mal in ihrer Unterwäsche schlafen durften (Die vorherigen Crews mussten die Druckanzüge anbehalten). Als die Crew das Mondauto montierte, musste Scott feststellen, dass die Vorderlenkung defekt war. Da das Fahrzeug aber auch über eine Hinterlenkung verfügte, konnte es doch noch verwendet werden. Sie fuhren zu der Krümmung der Hadley-Rille, dem so genannten Ellbogen. An dieser rund 1 km breiten und bis zu 300 m tiefen Schlucht vulkanischen Ursprungs wurden die Messgeräte des ALSEP (Apollo Lunar Surface Experiments Package) aufgestellt. Die Fahrt dorthin war ausgesprochen unruhig, so dass bei einem Sechstel der Erdanziehungskraft das Fahrzeug heftige Sprünge zeigte, und teilweise nur ein Rad auf dem Boden war. Die Dauer der EVA an diesem Tage war 6 h 32 min. Die EVA 2 war mit 7 h 12 min die Längste und führte die Astronauten zum ca. 5 km entfernten Mount Hadley. Ein verbessertes Bohrgerät erlaubte es ihnen dort, Bodenproben aus über 2 Metern Tiefe zu entnehmen. EVA 3 ging ein zweites Mal zur Hadley-Rille. Die Crew beendete die EVA nach 4 h 49 min.

Rückflug und Landung

Bodenprobe Vor dem Verlassen des Orbits wurde noch ein kleiner Satellit aus der SIM Bay des Apollo-Raumschiffs ausgesetzt. Er sollte in der Mondumlaufbahn Daten von Gravitations- und Magnetfeldern übermitteln. Der Rückflug selbst ging ohne Probleme vonstatten. Alfred Worden verließ die Kommandokapsel Endeavour während des Fluges noch für eine weitere 38 min EVA, um Filmmaterial zu bergen. Dies war der erste Weltraumspaziergang aus der Apollokapsel seit Apollo 9. Am 7. August 1971 um 20:45 UTC wasserte Apollo 15 sicher im Pazifik, obwohl einer der drei Landefallschirme sich nicht öffnete, und wurde von der USS Okinawa geborgen. Die Mannschaft brachte bei dieser Mission 76,8 kg Mondgestein mit auf die Erde.

Weblinks


- [http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/lunar/apollo15info.html NASA: Apollo 15 Info] (engl.)
- [http://history.nasa.gov/ap15fj/ NASA: Apollo 15 Flight Journal] (engl.)
- [http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/alsj/a15/a15.html NASA: Apollo 15 Lunar Surface Journal] (engl.)
- [http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/alsj/a15/a15mr.htm NASA: Apollo 15 Mission Report] (286 Seiten, engl., verschiedene Versionen in DOC- und PDF-Format) Kategorie:Apolloprogramm

Mondlandefähre

]] Die Mondlandefähre (-LM- für Lunar Module, oder auch -LEM- für Lunar Excursion Module) ist ein ab 1963 von der Firma Grumman für die NASA im Rahmen des Apollo-Projekts entwickeltes Raumfahrzeug zur Landung auf dem Mond. Die Vorplanungen der NASA gehen allerdings schon bis ins Jahr 1960 zurück. Insgesamt wurden 16 Stück hergestellt.

Allgemein

Um Menschen auf den Mond zu bringen, gab es die verschiedensten Szenarien, die in der Frühphase des Apollo-Projekts durchdacht wurden. Relativ schnell kam die NASA von einem komplett auf dem Mond landenden Raumfahrzeug, hin zu einem geteilten System, bei dem ein Astronaut in der "Rückkehrkapsel" um den Mond kreist und ein gesondertes "Landefahrzeug" mit zwei Astronauten zur Mondexkursion genutzt werden soll.

Entwicklung

Szenarien]] Szenarien Szenarien Im Jahr 1963 erging dann der Auftrag zum Bau der Landefähre an die Firma Grumman in Bethpage, New York. Thomas J. Kelly, der schon die Frühstudien zur Entwicklung des LM begleitete, wird im allgemeinen als der Vater der Landefähre bezeichnet. Wie er allerdings selbst sagte, war das LM eine Gemeinschaftsproduktion vieler. Beispielsweise waren auch die zukünftigen Apollo-Astronauten an der Entwicklung und Konstruktion beteiligt, da sie das LM ja letztendlich fliegen und landen mussten. Hauptsächlich waren dies Scott Carpenter, Charles Conrad, und Donn Eisele. Das LM war das größte bemannte Raumfahrzeug, das bis daher je entwickelt und gebaut wurde. Für zwei Astronauten musste im Innern der Landefähre Platz genug vorhanden sein, um das LM evt. auch manuell zu fliegen und zu landen (Dies sollte im Stehen passieren). Die Insassen mussten sich die Raumanzüge an- und auch wieder ausziehen können. Daneben musste auch noch Raum für die mitgebrachten Bodenproben (Mondgestein) vorhanden sein. Des Weiteren mussten für die Astronauten Schlafmöglichkeiten gegeben sein. Da das LM alleine zum Mond abstieg, musste es auch ein eigenständiges Lebenserhaltungssystem und eine unabhängig arbeitende Elektrik haben. Die Firmen, die den Zuschlag zur Entwicklung dieser Komponenten erhielten waren andere, als die, die für die Apollo Kommando- und Serviceeinheit verantwortlich waren. Bei der Apollo 13 Mission stellte sich das als fataler Fehler heraus, da beide Systeme teilweise inkompatibel waren. Trotzdem konnten auch die Astronauten von Apollo 13 zur Erde zurückkehren, in dem sie sich nach der Explosion in der Serviceeinheit eine längere Zeit im noch funktionsfähigen LM aufhielten. Das LM diente hier sozusagen als Rettungsboot. Ein spezielles Problem stellten die Landebeine dar. Sie sollten so grazil und leicht wie möglich, aber auch so stabil wie nötig, für eine Landung auf dem Mond sein. Außerdem mussten sie einklappbar sein, da der Transport des LM in einer Raketenstufe schon relativ früh festgelegt wurde. Zu Beginn der Planungen sahen die Entwickler fünf Landebeine vor. Aus Platzgründen wurden dann aber nur vier realisiert, was der Standstabilität aber keinen Abbruch tat. Zum Erreichen der Mondoberfläche bekam ein Landebein eine anmontierte Leiter. Aber das wohl größte Problem, das sich ergab war die Unmöglichkeit die Flugeigenschaften des LM in der Erdatmosphäre zu testen. Es sollte versucht werden die Mondgravitation nachzubilden, indem den Landern mittels zusätzlicher Triebwerke ein Auftrieb gegeben werden sollte. Da sich Auftrieb und Steuerdüsen aber gegenseitig beeinflussten, stürzten die Lander meist seitlich ab. Auch Tests mit an Helikoptern aufgehängten Landern brachten keine verwertbaren Ergebnisse. So wurden zu Übungszwecken Flugtests mit Landegestellen, den LLTVs durchgeführt. Eine besondere Konstruktion war die LLRF zum Üben der letzten Landesequenz bis zum Aufsetzen. Während des Starts, zweieinhalb Erdorbits und dem Einschuss in die Mondbahn, verweilte die Landefähre in der dritten Stufe der Saturn V und wurde dann nach Abtrennung des Apollo Raumschiffs und dessen 180° Drehung aus ihr entnommen. Die Gesamtkombination flog dann zum Mond.

Technische Daten

Die Landefähre hatte ein Gesamtgewicht von 14.696 kg, eine Höhe von 6,40m und einen Durchmesser von 4.30m (9,50m bei ausgefahrenen Landebeinen). Sie bestand aus über einer Million Teilen, hatte redundant ausgelegte Funk- und Radargeräte, mehrere Triebwerke und einen Computer. Die Mondlandefähre wurde nach rein funktionalen Gesichtspunkten entwickelt. Aerodynamik spielte keine Rolle. Das System bestand aus 2 Stufen: der Abstiegsstufe (Descent Stage - DS) und der Aufstiegsstufe (Ascent Stage - AS), von denen jede mit einem Haupttriebwerk ausgestattet war.

Abstiegsstufe (DS)

Die Abstiegsstufe war der untere Teil und enthielt neben dem Triebwerk die Tanks für Treibstoff, Sauerstoff, Wasser und Helium. Weiter die 4 Landebeine und Ausrüstung für die Außenmissionen. Die Landebeine gaben dem Vehikel ein spinnenartiges Aussehen, was ihm bei den Astronauten auch den Spitznamen "Spider" eintrug. Die Stufe war inklusive der Landebeine 3,24 m hoch. An dem Bein, das sich unter der Ausstiegsluke befand, war eine Leiter angebracht. Nach Abschluss der Mission diente die Abstiegsstufe als Startbasis für die Aufstiegsstufe. Ein Sprengmechanismus trennte die beiden Stufen voneinander, wobei die Abstiegsstufe schließlich auf dem Mond zurückblieb. Notfalls konnte die Trennung auch während der Abstiegsphase durchgeführt werden, um den Abbruch einer Landung mit sicherer Rückkehr zum Apollo Raumschiff (CSM) zu ermöglich.

Triebwerk der Abstiegsstufe

Den meisten Platz in der Abstiegsstufe benötigten die vier Tanks, je zwei für den Brennstoff und den Oxidator sowie das Abstiegstriebwerk. Dieses war schwenkbar und lieferte eine Schubleistung von 10.000 lbs. Die Leistung des Triebwerks konnte vom Computer oder manuell auf 1050 lbs gedrosselt werden. Alle Triebwerke an Bord verwendeten als Treibstoff ein Gemisch aus 50% Hydrazin (N_2H_4) und 50% Unsymmetrischem Dimethylhydrazin, genannt Aerozine 50. In Verbindung mit dem Oxidator Distickstofftetroxid (N_2O_4) ist die Mischung hochexplosiv und hypergol, zündet also bei Kontakt miteinander selbstständig, ohne das ein Zündsystem gebraucht würde. Ein weiterer Tank enthielt Helium welches als Treibgas den Oxidator und den Brennstoff in die Brennkammer presste.

Aufstiegsstufe (AS)

Treibgas Die Aufstiegsstufe enthielt die Kabine für zwei Astronauten, einen mittleren Abschnitt mit allen Kontrollen und das Aufstiegstriebwerk. Um Gewicht zu sparen, mussten die beiden Astronauten bei der Landung stehen. Sie wurden von Gurten in ihrer Position gehalten. Im vorderen Fußbereich, zwischen den Astronauten, befand sich eine Luke von etwa 1 m Durchmesser, die nach der Landung zum Ausstieg genutzt wurde. Im Mittelabschnitt befanden sich ein großer Teil der Lenk- und Kommunikations- sowie der Drucksysteme. Hier wurden auch die Gesteinsproben für den Rücktranport untergebracht. Eine weitere Luke von etwa 84 cm Durchmesser war im oberen Bereich des mittleren Abschnitts angebracht. Diese Luke war die Verbindung zwischen der Landefähre und dem Kommandomodul.

Triebwerk der Aufstiegsstufe

Das Triebwerk für den Rückstart vom Mond erzeugte lediglich einen Schub von 3.500 Pfund und konnte nur zweimal gestartet werden. Das war ausreichend um die 4,5 Tonnen schwere Aufstiegsstufe zurück in den Mondorbit zu befördern. Die Steuerung während der Abstiegs- und Wiederaufstiegsphase wurde von einem Computer durchgeführt. Eine manuelle Steuerung war aber ebenfalls möglich. Die Lage der Mondlandefähre im Raum wurde durch 16 Steuerdüsen, die in vier Gruppen angeordnet waren, kontrolliert.

Mondauto

Apollo 15 war im Rahmen des Apollo-Projekts die erste der 3 so genannten J-Missionen, die einen längeren Aufenthalt auf dem Mond vorsahen. Ein batteriebetriebenes Mondauto (eng. Lunar Roving Vehicle), das zum Transport zusammengeklappt an der Außenseite der Mondlandefähre angebracht war, erlaubte es, sich freier über die Mondoberfläche zu bewegen und ein größeres Gebiet zu erforschen.

Klimasystem

Das Klimasystem der Mondlandefähre war mit den Raumanzügen der Astronauten so weit kompatibel, dass sie an der Fähre bis zu sechsmal wieder aufgeladen werden konnten.

Historie der 16 Mondlandefähren

LM-2 war für einen unbemannten Test im Erdorbit vorgesehen. Aufgrund des Erfolgs von LM-1 wurde auf diesen Test verzichtet. LM-9 war für einen Mondflug vorgesehen, der zwischen Apollo 14 und Apollo 15 hätte stattfinden sollen, der aber aus Kostengründen gestrichen wurde. Für Apollo 15 wurde LM-10 verwendet, das eine längere Aufenthaltsdauer ermöglichte, und ein Mondauto mitführen konnte. Als weitere Apollo-Flüge abgesagt wurden, waren LM-13 bis LM-16 bereits im Bau. LM-15 wurde von Grumman verschrottet.

Weblinks


- [http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-4205/ch6-1.html Die Landefähre (NASA: Chariots for Apollo, Kapitel 6) - englisch]
- [http://www.nasm.si.edu Smithsonian National Air and Space Museum]
- [http://www.ksc.nasa.gov John F. Kennedy Space Center]
- [http://www.cradleofaviation.org The Cradle of Aviation Museum]
- [http://www.msichicago.org Museum of Science and Industry]
- [http://users.specdata.com/home/pullo Detaillierte Daten des LEM Teams]
- [http://www.northgrum.com Nachfolge des Mergers zwischen Grumman und Northrop]
- [http://nssdc.gsfc.nasa.gov/movie/as17_liftoff.mov Start der Apollo 17 vom Mond als Quicktime Movie.] Kategorie:Apolloprogramm

Antenne (Technik)

Eine Antenne (von lateinisch antenna oder antemna – „Segelstange, Rahe“) sendet oder empfängt elektromagnetische Wellen.

Geschichte

Erstmals bemerkte Luigi Galvani im 18. Jahrhundert, dass Froschschenkel bei Gewitter oder in der Nähe einer Elektrisiermaschine zuckten, wenn sie mit einem kurzen Stück Draht verbunden wurden. Systematische Untersuchungen gehen zurück auf den deutschen Physiker Heinrich Hertz, aufbauend auf den theoretischen Grundlagen des Engländers James Clerk Maxwell. Dem Italiener Guglielmo Marconi gelang 1896 erstmalig die drahtlose Telegraphie.

Prinzip

Die Ausstrahlung elektromagnetischer Wellen ist mit der Beschleunigung von Ladungen verbunden, die ein wechselndes Dipolfeld erzeugen. Eine einfache Dipolantenne kann man sich als entarteten Schwingkreis aus Kondensator und Spule vorstellen: die Kondensatorplatten werden auseinander gezogen, um 180° zueinander verdreht und zu einem Leiter geformt; die Leiter übernehmen gleichzeitig die Funktion der Spule. Die Anordnung nennt man Hertzschen Dipol, wenn sie viel kleiner ist als die Wellenlänge λ der anregenden Wechselspannung. Sie ist für theoretische Überlegungen wichtig, da sich jede Antenne in kleine strahlende hertzsche Dipole zerlegen läßt. Wird der Kreis schnell genug angeregt, bilden sich geschlossene elektrische (E) Feldlinien, die das Sytem mit Lichtgeschwindigkeit verlassen. Die senkrecht zum E-Feld verlaufenden Magnetfelder bilden geschlossene Kreise um den Leiter. Im Nahfeld nimmt die Feldstärke proportional zur dritten Potenz der Entfernung r ab. Im Fernfeld verringert sie sich lediglich proportional 1/r und ist deshalb auch in großen Entfernungen nachweisbar (sonst wären Sterne unsichtbar). Die elektromagnetischen Felder sind polarisiert. Das Empfangssignal nimmt ab, wenn Empfangs- und Sendeantenne nicht parallel zueinander ausgerichtet sind. Eine Antenne hat einen hohen Wirkungsgrad, wenn sie auf die Wellenlänge abgestimmt ist, die sie empfangen oder senden soll. Eine stehende Welle kann sich dann ausbreiten, wenn die Antenne eine vielfache Länge von λ/2 besitzt. Die Stromknoten liegen an den offenen Enden einer Antenne. Bei einer symmetrischen Antenne befindet sich ein Spannungsknoten in der Mitte, an dem die Antenne niederohmig gespeist werden kann.

Antennenparameter

Verschiedene Parameter charakterisieren eine Antenne. Der Wellenwiderstand auch Strahlungswiderstand ist die Impedanz einer Antenne. Maßeinheit: Ohm Ein λ/2-Dipol hat eine Impedanz von 73 Ohm, die Impedanz von professionellen Antennen ist immer 50 Ω. Der Wirkungsgrad gibt an, welchen Anteil der aufgenommenen Leistung die Antenne als elektromagnetische Strahlung abgibt. Zum Testen einer Sendeanlage dient eine sogenannte künstliche Antenne mit dem Wirkungsgrad η von 0. Maßeinheit: % Der Antennengewinn gibt an, wieviel Leistung eine Antenne in ihrer Hauptrichtung, bezogen auf eine Vergleichsantenne, abgibt oder empfängt. Maßeinheit: dBd bzw. dBi der Öffnungswinkel ist der Winkel der Vorzugskeule im Richtdiagramm einer Antenne, bei dem das Signal auf die Hälfte abfällt. Maßeinheit: ° Die Bandbreite gibt den Frequenzbereich maximaler Empfindlichkeit der Antenne an, meist bezogen auf einen Abfall von 3dB. Bandbreite und Öffnungswinkel können zusammengefasst werden zu einem 3 dimensionalen Bereich im Wellenvektor-Raum, k-Raum, Fourier-Raum (oder wie er auch gerade genannt wird) in dem die Impedanz der Antenne dem Empfänger / Sender angepasst ist. Bei einem Flugzeug oder Auto müssen viele Bereich dieses k-Raums den verschiedenen Instrumenten (Abstandsradar, Bodenradar, Mobiltelefon, AM-Radio, FM-Radio, GPS, Funk-Bojen, Sprechfunk, Satelliten-Internet) zugeordnet werden. Man hat dann die Wahl zwischen:
- Ein Menschen kann mit einem Auge in verschiedene Richtungen gucken und verschiedene Farbe (Frequenzen) sehen
- Ein Insekt braucht für jede Richtung ein eigenes Auge, welches nur eine Farbe sieht.

Antennen-Bauformen

Grundsätzlich ist eine Empfangsantenne auch zum Senden geeignet und umgekehrt (Reziprozitätsgesetz). Die Bauform verhindert meist einen wechselseitigen Einsatz, beispielsweise durch die begrenzte elektrische Belastbarkeit oder die Verschaltung elektrischer Vorverstärker. Da sich die Größe der Antennenelemente an der der Wellenlänge orientiert, ist die Frequenz ein wichtiges Kriterium für den Aufbau einer Antenne. Die Auswahl sortiert die Antennen nach ihrem Bauprinzip :

Dipolantennen
- Einfache Dipolantennen
  - T-Antenne
  - L-Antenne
  - Marconi-Antenne
  - Faltdipol
  - Schlitzantenne
  - Patchantenne
  - Schmetterlingsantenne
  - Fraktalantenne
  - logarithmisch periodische Antenne (LPA) [http://www.itnu.de/radargrundlagen/antennen/at12-de.html]


- Mehrfach-Dipolantennen
  - Yagi-Antenne (eigentlich Yagi-Uda-Antenne)
  - Quadantenne
  - Reusenantenne
  - phasengespeiste Antennen-Arrays (Gruppenantenne)
  - Langdrahtantenne, Länge größer λ/2
  - Beverage-Antenne
  - Bodendipol
  - Schrägdrahtantenne

Spiegelantennen
- Parabolantenne
- Offsetparabolantenne
- Cassegrain-Antenne
- Gregory-Antenne
- große Hornantenne (eine Begrenzungswand ist ein Spiegelsegment)

magnetische Antennen (magnetischer Loop)
- Ferritantenne
- Isotronantenne
- Rahmenantenne

Sonstige Antennen:
HB9CV-Antenne, Backfireantenne, Vorhangantenne, Delta-Loop, Slooper

Weitere Bauformen:

- Wendelantenne
- Mastantenne
- Schirmantenne
- Alexanderson-Antenne
- Richtstrahlantenne
- Schwundmindernde Antenne
- Wullenweber-Kreisantennenanlage
- Sendeantenne

Anmerkungen


- Tscherenkow-Licht ist ein weiteres Beispiel für die Ausstrahlung elektromagnetischer Wellen. Ausgelöst wird sie durch Ladungsverschiebungen, die hochenergetische Partikel in Festkörpern oder Flüssigkeiten erzeugen. Die Anregungsfrequenzen sind so hoch, dass die Strahlung auch als sichtbares Licht ausgestrahlt wird.
- Nach dem Atommodell der klassischen Physik umkreisen negativ geladene Elektronen den Atomkern. Danach würde die Bahnbeschleunigung ein wechselndes Dipolfeld erzeugen, wodurch Atome ständig Energie in Form elektromagnetischer Wellen verlieren würden. Erst die Quantenmechanik fand mit der Einführung diskreter Energieniveaus eine Erklärung für die Stabilität von Atomen.
- Jede beschleunigte elektrische Ladung erzeugt elektromagnetische Strahlung: z.B. Synchrotronstrahlung, Röntgenröhre, Freie-Elektronen-Laser (FEL)

Bilder

Bild:Wurfantenne.jpg|Wurfantenne (zusammengerollter Faltdipol für UKW-Empfang). Bild:Zimmerantenne.jpg|Aktive Zimmerantenne für VHF- und UHF-Empfang Bild:20050609 1040 2804-800px--ultra-low-cost dvb-t schmetterlingsantenne.jpg|Selbstbau DVB-T Schmetterlingsantenne

Literatur


- Karl Rothammel, Antennenbuch, Frankh Verlag Stuttgart, 9. Auflage 1988, ISBN 3-440-05853-0
- Albrecht Hock, Arastou Tscharmi, Antennenpraxis Expert-Verlag, Dezember 1995, ISBN 3816911501
- Günther Grünbeck, Der Antennenbaukasten, Juli 2003, ISBN 3881803947
- Lothar Starke und Herbert Zwaraber, Praktischer Aufbau und Prüfung von Antennen- und Verteilanlagen, Hüthig Verlag, Juli 2002, ISBN 3778528971

Siehe auch


- Sendeantenne
- Antenna Diversity
- Papstfinger
- Rundfunk
- Kurzwellenrundfunk
- Stehwellenverhältnis
- EIRP Effective isotropic radiated power
- Frequenzbänder
- DVB-T, Schmetterlingsantenne
- Laser Communication Terminal (Optische Datenübertragung)

Weblink


- [http://www.wolfgang-rolke.de/antennas/ Breitbandantennen]
- [http://www.itnu.de/radargrundlagen/antennen/at01-de.html (Radar-) Antennentechnik] Kategorie:Funktechnik ja:空中線 ms:Antena

Lebenserhaltungssystem

Als Lebenserhaltungssystem werden Technologien oder Technologiekombinationen bezeichnet, die Lebensformen das Überleben in Umgebungen ermöglichen, in denen ihr Überleben eigentlich nicht möglich ist. Zu den Hauptfunktionen von Lebenserhaltungssystemen zählen die Versorgung mit Atemgas sowie die Klimatisierung. Die Versorgung mit Nahrung wird nicht zu den Aufgaben eines Lebenserhaltungssystems gerechnet. Je nach Lebensform werden Lebenserhaltungssysteme an unterschiedlichen Orten benötigt, bezogen auf Menschen beispielsweise im Weltraum oder in der Tiefsee. Während bereits die Pressluftflasche eines Tauchers als Lebenserhaltungssystem bezeichnet werden kann, ist für umfangreichere, komfortablere oder auf längere Aufenthaltsdauer ausgelegte Systeme mehr Platz und somit entweder ein stationäres Gebäude oder ein Fahrzeug (Raumschiff, Tauchboot) erforderlich. Kategorie:Umwelttechnik

Fenster

] Ein Fenster ist eine Öffnung in Wand oder Mauer eines Gebäudes oder auch Raumes, um Licht und Luft hereinzulassen und hinaussehen zu können. Etymologisch gesehen kommt der Begriff aus dem Lateinischen: fenestra. Das entsprechende gotische Wort ist dagegen windauga, althochdeutsch heißt es augadoro (Augentor), was man noch im heutigen englischen Begriff window erkennen kann. Früher waren es lediglich ovale oder quadratische Löcher in den Wänden. Haut (Pergament) oder Leinenstoff wurde über die geöffneten Fensterläden gespannt, um sie zu schließen. Vor allem in Sakralbauten wurde mitunter eine dünne, durchscheinende Scheibe aus Alabaster eingesetzt. Heutzutage sind Fenster mit transparenter Glasfüllung üblich, daneben gibt es auch noch durchscheinende Füllungen aus Ornamentglas oder Milchglas und vieles mehr (s. Glas). Um die Glasscheiben zu fassen, benutzt man einen Rahmen oder eine Konstruktion aus Pfosten und Riegeln. Bei der Pfosten-Riegelkonstruktion spricht man dann eigentlich nicht von Fenstern sondern von Glasfassaden. Wenn das Fenster zum Lüften geeignet ist, so besitzt es einen Fensterflügel und einen Fensterrahmen. Ist das Fenster nicht zum Lüften geeignet so spricht man von Festverglasung.

Geschichte des Fensters

Pfosten Sowohl bei der Blockhausbauweise als auch der Fachwerkhausbauweise ist eine rechteckige Fensteröffnung sehr leicht herstellbar. Somit wurden diese (aufgrund der möglichen Brandgefahr) bei meist zu profanen Zwecken eingesetzten Häusern schon früh verwendet. Bei gemauerten Wänden entsteht das Problem, einen geeigneten oberen Abschluss der Maueröffnung herzustellen. Es müssen die statischen Druckkräfte in der Wand um das Fenster herumgeleitet werden. Die für den horizontalen oberen Abschluss (Fenstersturz) verwendeten Materialien müssen zudem den entstehenden Zugspannungen standhalten können. Da in früherer Zeit noch keine dafür geeigneten Materialien wie Stahl oder Stahlbeton zur Verfügung standen, wurden leichtverrottende Holzbalken oder Fensterstürze aus Naturstein eingesetzt. Fenster aus Werkstein mit freien Weiten über einen Meter sind daher selten. Bereits hier muss im darüberliegenden Mauerwerk ein so genannter Entlastungsbogen gemauert werden, der den Fenstersturz entlastet. In früherer Zeit wurden daher breitere Fenster aus mehreren aneinander gereihten Bogenfenstern gebaut, die durch Säulen oder Pfeiler getrennt sind und die Last tragen. Derartige Fenster sind z. B. die gekuppelten Bogenfenster der Romanik. Besonders schöne Beispiele sind an der Ruine des Palas der Kaiserpfalz in Bad Wimpfen zu sehen. Oft wurde der abschließende Bogen aus einem ganzen Stein hergestellt.

Bogenfenster

Für größere Wandöffnungen waren bei traditioneller Mauertechnik echte Bögen notwendig, um die Last der darüber liegenden Wand zu tragen. Aus der konstruktiven Form der Wandöffnung ergab sich dann auch die Gestaltung der Fensterrahmen und Glasflächen als Bogenfenster. Das Bogenfenster entwickelte sich beginnend vom Rundbogen der Romanik über den Spitzbogen der Gotik zu zahlreichen weiteren Arten wie Ellipsenbogen, Korbbogen und Segmentbogen. Im Barock, Rokoko und dem Jugendstil wurde mit den verschiedensten Fensterformen gespielt.

Maßwerkfenster

Jugendstil Die Gotik gestaltete die Fenster bei Kirchenbauten mit zusätzlichem filigranem Mauerwerk, dem Maßwerk, das in die Fensteröffnung eingebaut war und auch Aufgaben eines steinernen und schmiedeeisernem Fensterrahmens übernahm. Maßwerkfenster waren in der ursprünglichen Ausführung als bunte Bleiglasfenster konzipiert und wesentlicher Bestandteil der gotischen Raumkonzeption in Sakralbauten. In der Renaissance wurde das Fenster bei entsprechender Größe durch einen vertikalen Stab aus Stein gestützt, teilweise durch einen weiteren horizontalen Stab, was dann das so genannte Steinkreuzfenster ergab.

Antike Verglasung des Fensters

Renaissance Bestand die transparente Füllung der Öffnung früher noch aus anderen Materialien wie gegerbte und geölte Haut (Pergament) oder Leinenstoff, so dominiert seit Jahrhunderten der Werkstoff Glas als so genanntes Fensterglas. Fensterglas dient auch als Trägermaterial für Glasmalerei oder wird bunt eingefärbt zu Ornament-Glas und Glas-Mosaiken zusammen gefügt. Seit der Gotik werden mit dieser Technik Kirchenfenster, später auch Fenster an Profanbauten gestaltet und zu aufwändigen Bild-Fenstern zusammengesetzt. Die Herstellung großer Glastafeln ist erst seit der Industrialisierung möglich. Deshalb war Jahrhunderte lang die Aufgabe zu lösen, die kleinen Glasflächen so anzuordnen, dass sie eine große Gesamtfläche ergaben. Gotik

Sprossenfenster

Die einzelnen Glasstücke (Scheiben) sind beim Sprossenfenster kleiner als die Fläche des Fensterflügels. Zwischen den einzelnen Scheiben befinden sich zur Verbindung schmale Stäbe aus Holz oder Metall (insbesondere Stahl), den so genannten Sprossen. Besonders im Jugendstil wurde die Sprosseneinteilung der Fenster als Gestaltungselement benutzt und es entstanden zum Teil sehr aufwändige Einteilungen der Glasflächen.

Bleiglasfenster

Das Bleiglasfenster hat eine Glasfläche, die aus vielen einzelnen Glasstücken zusammengesetzt ist und zwar mit H-förmigen Bleiprofilen, die miteinander verlötet sind. Das Bleiprofil kann leicht gebogen werden, so dass nahezu beliebige Glasflächen möglich sind. Typisch sind kleine Rechtecke und Sechsecke in Barockkirchen. Auch die einzelnen Stücke der Glas-Mosaiken werden mit dieser Technik verbunden. Butzenscheiben sind kleine rund gedrehte Glasscheiben die mit Bleistegen und kleinen Füllstücken zusammengesetzt werden. Derartige Fensterverglasungen sind eine spezielle Form der Bleiverglasung. Butzenscheibe

Einscheibenfenster

Das Fenster ist mit einer einzigen Glasscheibe von heute typisch 4 mm Stärke gefüllt. Ist jedoch nur noch bei unbeheizten Gebäuden im Neubau zulässig (siehe Wärmedurchgangskoeffizient). Ältere Fenstergläser haben teilweise Stärken bis zu 1 mm hinunter. Der Fensterrahmen besteht entweder aus Holz oder bei Industriebauten auch häufig aus Stahlprofilen.

Doppelfenster

Die Fensteröffnung ist mit zwei separaten Einscheibenfenstern hintereinander geschlossen, je eines auf der Innenseite nach innen öffnend und der Außenseite der Wand, nach außen öffnend. Doppelfenster wurden eingebaut, wenn ein einfaches Fenster die Anforderungen an Wärmedämmung, Winddichtheit und Schallschutz nicht erfüllte. Oft wurden die äußeren Fenster nur im Winter montiert. Deshalb heißt diese Ausführung auch Vorsatzfenster. Derartige Anordnungen werden heute wieder gebaut, wenn aus Gründen der Denkmalpflege ein historisches Einfachfenster erhalten bleiben soll, dies aber nicht mehr den Anforderungen genügt. In diesem Fall wird auf der Innenseite eine zusätzliche Fensterebene angebracht. Das restaurierte alte Fenster bleibt dagegen von außen sichtbar und die Fassade behält ihr Aussehen.

Kastendoppelfenster

Die beiden separaten, starren Rahmen (Blendrahmen) des Doppelfensters sind hier konstruktiv zusammengefasst, so dass die beiden Glasflächen und der Rahmen einen geschlossenen Kasten ergeben. Bei den Kastendoppelfenstern (oft auch lediglich als Kastenfenster bezeichnet) lassen sich die Fensterflügel entweder so öffnen wie beim Doppelfenster (bayrisches KDF) oder beide Fensterebenen nach innen (berliner KDF). Letzteres ist bei moderneren Ausführungen üblich.

Verbundfenster

Das Verbundfenster ist ebenfalls eine Spielart des Doppelfensters, wobei allerdings hier die beiden Flügelrahmen aufeinander gelegt und mit Beschlägen fixiert sind. Damit muss zum Öffnen des Fensters nur noch der verbundene Flügel geöffnet werden. Verbundfenster kamen in den 1950er Jahren in Gebrauch und sind üblich aus Holz gebaut.

Isolierglasfenster

Das Isolierglasfenster ist konstruktiv ein Einscheibenfenster, wobei allerdings die einfache Glasscheibe durch eine komplexere Konstruktion ersetzt ist. Dieses Isolierglas ist eine Anordnung aus zwei Glasscheiben, die mit einem luftdichten Rahmen verbunden sind. Im Scheibenzwischenraum befindet sich getrocknete Luft oder ein Edelgas. Zusammen mit der Anwendung von Wärmestrahlung reflektierenden Schichten ist es gelungen, den Wärmedurchgangskoeffizient von 3,0 auf ca. 1,0 zu reduzieren und somit die Energieverluste zu dritteln. Bei noch höheren Ansprüchen an Schall- oder Wärmeschutz werden inzwischen auch drei Glasscheiben zusammengefügt (Dreischeibenverglasung). Der Rahmen muss aufgrund des höheren Gewichtes und der nur geringen zulässigen Verbiegung des Isolierglases (aufgrund der sonst auftretenden Scherbelastung im Randverbund) deutlich kräftiger gebaut sein als ein Rahmen für ein gewöhnliches Einscheibenfenster. Zudem muss der Rahmen natürlich einen ebenso guten Wärmedurchlasswiderstand wie das eingesetzte Glas haben. Ältere Isolierglasscheiben neigen zum "Erblinden", das heißt, es bildet sich im Zwischenraum Kondensat, wenn im Laufe der Jahre die ursprünglich luft- und wasserundurchlässige Dichtung zwischen den Scheiben defekt wird. Damit ist die Lebensdauer der neuen Isolierglasfenster geringer als die traditioneller Konstruktionen. Die Darstellung vom Einscheibenfenster zum Isolierglasfenster stellt grob die technische Entwicklung des Fensters aus dem Barock bis heute dar.

Das Fenster heute

Barock Heutzutage kann ein Fenster in vielen gewünschten Formen und Größen erstellt werden, dieses ist von besonderer Bedeutung da das Fenster ein besonderes Aushängeschild des Bauherren darstellt. Dabei sind Fertigungsvorgaben, statische Bedingungen, die Funktion und die Baunormen zu berücksichtigen. Grundlage für ein neues Fenster sind meist Baukastensysteme das heißt die Fensterprofile und das Zubehör sind schon erprobt und aufeinander abgestimmt, sie werden nur noch auf die korrekte Länge gebracht und zusammen gesetzt. Bei modernen Gebäuden wie dem Sonycenter in Berlin spricht man häufig von Elementfassaden da hier direkt Fenster an Fenster montiert werden und diese nur noch an die Gebäudedecken ihre Lasten abtragen. Diese Bauweise ermöglicht die Montage von ca. 20 dieser großflächigen Elemente pro Stunde. Sonycenter Sonycenter

Öffnungsarten des Fensterflügels

Man unterscheidet Fenster nach den Bewegungsmöglichkeiten beim Öffnen:
- Drehkippfenster werden üblicherweise eingesetzt, manchmal auch nur als Dreh oder nur als Kippfenster
- Schwingfenster mit einer mittigen, horizontalen Drehachse
- Klappfenster wenn die horizontale Drehachse oben liegt, diese Fenster gehen meistens nach außen auf
- Schiebefenster in den Arten horizontal oder vertikal schiebend
- Faltfenster
- Lamellenfenster dabei werden kleinere Fensterstreifen wie bei einer Jalousie zueinander verdreht

Aufteilung des Fensters

Je nach Größe des Fensters beziehungsweise der Maueröffnung besteht das Fenster aus mehreren einzelnen Elementen
- einteiliges Fenster: es gibt genau ein bewegliches Element
- Flügelfenster: es gibt mindestens zwei flexible Elemente, die nebeneinander angeordnet sind und eine vertikale Drehachse haben.
- Oberlichte: oberer Teil eines horizontal geteilten Fensters, die meist eine horizontale Drehachse haben oder starr sind.

Funktionen des Fensters


- Wärmeschutz als Schutz vor Auskühlung des Gebäudes, die Anforderung steigt durch erhöhte Energiepreise und gesetzliche Forderungen (Energieeinsparverordnung)
- Sonnenschutz als Schutz vor sommerlicher Überhitzung, dies ist besonders bei einem großen Fensterflächenanteil in Südausrichtung von Bedeutung
- Beleuchtung des Innenraumes mit natürlicher Beleuchtung
- Energiegewinn da durch Glas nicht nur Wärme verloren geht, sondern auch bei günstiger Sonnenausrichtung Energie eingefangen wird.
- ggf. Sichtschutz z. B. durch Verspiegelungen oder durch Milchglas
- aber auch die Sichtfreigabe ist gesetzlich geregelt (Arbeitsstättenrichtlinie)
- ggf. Objekt- und Personenschutz durch Verbundsicherheitsglas)(Durchschusssichere Verglasung, Absturzsicherung...)
- ggf. Schallschutz, um das Schallschutzmaß zu erhöhen wird die Dicke einer Scheibe erhöht und / oder der Scheibenzwischenraum mit einem Gas, welches schwerer als Luft ist, gefüllt beispielsweise SF6.
- Schutz vor eindringender Luft (Wind), man geht davon aus das knapp die Hälfte der Energieverluste eines Gebäudes auf Undichtigkeiten zurückzuführen sind
- Schutz vor eindringendem Wasser
- Belüftung und Entfeuchtung Bei allen Qualitätsmaßnahmen am Fenster sind allerdings auch die Anschlüsse Blendrahmen zum Mauerwerk ein wesentliches Detail, die bei ungenügender Ausführung die Wirkung hochwertiger Fensterkonstruktionen entwerten. Die Abdichtung erfolgt mittels Kunststofffolien, Versiegelung oder bei einfachen und kleinen Konstruktionen über Montageschaum. Die Befestigung erfolgt zumeist über Spreizdübel oder mit Metalllaschen, so genannten Eindrehanker. Ganz gleich welches Material: sämtliche am Markt angebotenen Fensterkonstruktionen bieten gute bis sehr gute wärmedämmende Eigenschaften. Früher war ein Fenster eine wärmetechnische Schwachstelle in den Außenwänden. Heute erreicht man mit modernen Fenstern die gleichen Energiebilanz-Werte wie auch bei den Außenwänden. Dabei wirken sich bei Fenstern auch die solaren Zugewinne während der Heizperiode und die Einsparungen von elektrischem Licht durch natürliche Beleuchtung positiv in der Bilanz aus.

Betrachtungen zu Beleuchtung und Wärmeisolation

Belüftung Durch die Betonung der Wärmedämmungs-Eigenschaften des Fensters ist dessen Funktionalität zur Beleuchtung des Raumes bei Altbaurenovierungen eingeschränkt worden. Dies resultiert aus zwei Ursachen: Rahmenanteil:
Je aufwendiger und damit schwerer die Fensterkonstruktion ist, desto massiver und damit dicker müssen die Rahmen gebaut sein. Damit geht immer mehr Glasfläche im Verhältnis zum Rohbaumaß des Fensters verloren. Besonders deutlich ist dies zu sehen an sehr kleinen modernen Fenstern an historischen Gebäuden, beispielsweise schmale Seitenfenster von Erkern: Die Glasfläche beträgt hier oft nur noch 1/3 der Maueröffnung. Erhöhte Reflexion:
An der Grenzfläche zwischen Luft und Glas wird etwa 4% des einfallenden Lichtes bei senkrechtem Einfall reflektiert. Bei schrägem Einfall jedoch deutlich mehr. Eine Glasscheibe reflektiert wegen zwei Grenzflächen etwa 8% des einfallenden Lichtes. Eine doppelte Verglasung verliert bereits 15%, die Dreifachverglasung sogar 22% des einfallenden Lichtes. Eine Beschichtung der Glasflächen kann die Reflexion noch auf ca. 29% verstärken. Dieser Effekt kann bei Neubauten jedoch einfach durch große Glasscheibenabmaße und einen größeren Glasflächenanteil ausgeglichen werden. Die quantitative Beziehung zwischen der Art des Fenster beziehungsweise der Verglasung und dessen Fähigkeit zur Wärmeisolation wird durch den Wärmedurchgangskoeffizienten beschrieben.

Betrachtungen zu Winddichtigkeit und Belüftung

Fenster waren bis zur Entwicklung des Isolierglasfensters nicht besonders luftdicht, da die Dichtigkeit nur durch exakte Passung der Holzteile hergestellt wurde. Damit garantierte das Fenster einen Luftwechsel, der früher auch durch raumluftabhängige Feuerung mit Einzelöfen notwendig war. Inzwischen sind Gummilippendichtungen der Standard, die eine sehr hohe Luftdichtigkeit garantieren. Ohne Öffnen des Fensters ist eine ausreichende Lüftung nicht mehr gewährleistet. Die Entfeuchtung des Raumes geschieht normaler Weise über die Lüftung. Ist diese nicht ausreichend, dann kann es zur Kondensation an kalten Bauteilen kommen. Bei einfach verglasten Fenstern ist die Glasscheibe die kälteste Oberfläche und die Luftfeuchtigkeit schlägt sich an der Scheibe sichtbar nieder. Wasser auf Glas führt zu keinerlei Schäden. Wird ein derartiges Fenster durch ein modernes wärmegedämmtes Fenster ersetzt, dann ist die Gefahr groß, dass der kälteste Punkt des Raumes sich verlagert, beispielsweise an eine Wärmebrücke, die dadurch nass wird und zu Schimmel neigt. Überprüft werden all diese Merkmale beim Institut für Fenstertechnik (IFT) in Rosenheim. Das RAL-Gütezeichen, vergibt die RAL-Gütegemeinschaft nach der Prüfung durch das IFT.

Materialien

Mögliche Rahmen- und Flügelmaterialien sind:
- Holz
- Aluminium
- Kunststoff
- Stahl Holz ist der älteste Werkstoff für Fenster und hat auch heute noch einen hohen Marktanteil. Die gute Wärmedämmung und leichte Bearbeitbarkeit sind die wichtigsten Vorteile. Der große Nachteil ist die schlechte Witterungsbeständigkeit. Moderne Beschichtungssysteme reduzieren jedoch den früher üblichen Wartungsaufwand erheblich. Holz-Aluminiumfenster ermöglicht eine witterungsbeständige Außenhülle und einen angenehmen warmen Holzcharakter innen. Dabei sind die tragenden Teile des Fensters aus Holz und es wird eine Aluminiumschale außen vorgeblendet. Aluminumfenster werden aufgrund ihrer Strapazierfähigkeit und der guten statischen Eigenschaften vorallem in öffentlichen Gebäuden und Büros eingesetzt. Für Glasfassaden sind ebenfalls Aluminiumprofile üblich. Zur Wärmedämmung werden bei Isolierverglasung Innen- und Außenschale durch Kunststoffstege getrennt. Moderne Fenster aus Kunststoff enthalten im Innern des Rahmens und des Flügels meist Verstärkungen aus Aluminium, Stahl oder glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) oder werden veredelt mit einer besonders strapazierfähigen Oberfläche oder auch eine Holzimitation. Stahlprofile werden gelegentlich noch für einfache Fenster ohne Ansprüche an Wärme- und Geräuschdämmung verwendet.

Verwandte Themen


- Fensterdekoration innen (Gardinen, Rollos, ...)
- Fensterladen außen
- Ein ovales, dekoratives Fenster ist das Ochsenauge.
- Warnvögel verhindern bei großen Fensterflächen, dass Vögel dagegen fliegen.

Weblinks


- [http://www.ift-rosenheim.de Institut für Fenstertechnik Rosenheim]
- [http://www.treffpunkt-fenster.de/fenster_04_02.html Fensterlexikon] - Umfangreiche Informationen über alle Materialarten und Konstruktionsdetails
- [http://www.fensterplatz.de/fenster/fenster.nsf/Alias/StartNews?OpenDocument&AutoFramed Aktuelle Branchen-Meldungen]
- [http://www.infoline-fenster.de Infoline-Fenster] - Online-Lexikon mit Basiswissen, Beispielen, Terminen, Adressen, ... Kategorie:Fassade Kategorie:Glas ja:窓 simple:Window

Atmosphäre

Die Atmosphäre (v. griechisch ατμός, atmós „Luft, Druck, Dampf“ und σφαίρα, sfära „Kugel“) ist die gasförmige Hülle um einen Himmelskörper. Sie besteht meist aus einem Gemisch verschiedener Gase, die vom Schwerefeld des Himmelskörpers festgehalten werden können. Die Atmosphäre ist an der Oberfläche am dichtesten und geht in großen Höhen fließend in den interplanetaren Raum über.

Entstehung

Bei der Ausbildung einer Atmosphäre spielen mehrere Faktoren eine Roll