Menschen ins Weltall zu bringen gehört zu den technisch anspruchsvollsten Unternehmungen überhaupt. Raketen müssen innerhalb weniger Minuten enorme Geschwindigkeiten erreichen, Raumfahrzeuge ihre Besatzungen anschließend vor Vakuum, Strahlung und extremen Temperaturen schützen und am Ende einen Wiedereintritt überstehen, bei dem die Außenhaut Temperaturen von weit über 1.000 Grad ausgesetzt sein kann. Seit Beginn der bemannten Raumfahrt sind diese Gefahren bekannt. Dennoch waren es häufig nicht die spektakulärsten Risiken, sondern vergleichsweise kleine technische Schwachstellen, die zu den schwersten Katastrophen führten.

Fünf Unglücke stehen besonders für die Gefahren der frühen und späteren bemannten Raumfahrt: Apollo 1, Sojus 1, Sojus 11 sowie die Verluste der Raumfähren Challenger und Columbia. Bei den vier tatsächlichen Raumflügen kamen insgesamt 18 Menschen ums Leben. Zählt man die drei Astronauten von Apollo 1 hinzu, die während eines Bodentests starben, sind es 21. Hinter diesen Zahlen stehen sehr unterschiedliche Unfälle – ein Feuer am Boden, ein versagender Fallschirm, der Verlust des Kabinendrucks und zwei zerstörte Space Shuttles.

Apollo 1 – Feuer in der Raumkapsel

Am 27. Januar 1967 saßen die amerikanischen Astronauten Virgil „Gus“ Grissom, Edward White und Roger Chaffee in ihrer Apollo-Kapsel auf der Startrampe von Cape Kennedy. Die Rakete sollte an diesem Tag nicht starten. Die Besatzung absolvierte einen Test, bei dem Abläufe unter Bedingungen geprobt wurden, die einem späteren Start ähnelten.

Dann brach in der Kabine ein Feuer aus.

Die Atmosphäre innerhalb der Kapsel bestand während des Tests aus reinem Sauerstoff unter erhöhtem Druck. Unter solchen Bedingungen können Materialien erheblich leichter und schneller brennen als in normaler Umgebungsluft. Hinzu kamen zahlreiche brennbare Materialien und elektrische Leitungen innerhalb des Raumfahrzeugs. Die genaue Stelle, an der das Feuer ursprünglich entstand, ließ sich später nicht zweifelsfrei bestimmen.

Innerhalb weniger Sekunden breitete sich der Brand aus. Besonders verhängnisvoll war die Konstruktion der Luke. Sie ließ sich nicht schnell nach außen öffnen. Zudem stieg durch das Feuer der Druck innerhalb der Kabine weiter an. Grissom, White und Chaffee konnten das Raumfahrzeug nicht rechtzeitig verlassen.

Apollo 1 hatte den Boden nie verlassen, doch das Unglück erschütterte das amerikanische Mondprogramm. NASA untersuchte nicht nur die unmittelbaren technischen Ursachen, sondern überarbeitete große Teile des Apollo-Raumfahrzeugs. Brennbare Materialien wurden reduziert, Leitungen und Systeme verändert und eine neue Luke entwickelt, die sich im Notfall wesentlich schneller öffnen ließ.

Der Unfall zeigte früh eine Grundregel der bemannten Raumfahrt: Nicht nur Raketenstarts und Flüge durch das All sind gefährlich. Bereits ein Raumfahrzeug am Boden kann zu einer lebensfeindlichen Umgebung werden, wenn mehrere scheinbar beherrschbare Risiken zusammentreffen.

Sojus 1 – Wladimir Komarows tödlicher Absturz

Nur wenige Monate nach Apollo 1 traf die sowjetische Raumfahrt ihr eigenes schweres Unglück.

Am 23. April 1967 startete Wladimir Komarow mit Sojus 1. Das neue Sojus-Raumschiff sollte zu einem der wichtigsten Fahrzeuge der sowjetischen und später russischen Raumfahrt werden. Sein erster bemannter Einsatz verlief jedoch von Beginn an problematisch.

Unter anderem entfaltete sich eines der Solarpaneele nicht ordnungsgemäß. Dadurch standen weniger elektrische Energie und Einschränkungen bei verschiedenen Systemen zur Verfügung. Die ursprünglich geplante Mission wurde verkürzt und Komarow sollte zur Erde zurückkehren.

Den schwierigen Wiedereintritt bekam der erfahrene Kosmonaut noch unter Kontrolle. Die eigentliche Katastrophe ereignete sich erst kurz vor der Landung.

Das Hauptfallschirmsystem arbeitete nicht wie vorgesehen. Auch das Reservesystem konnte die Kapsel nicht ausreichend abbremsen. Sojus 1 schlug mit hoher Geschwindigkeit auf dem Boden auf. Komarow starb.

Er war damit der erste Mensch, der während eines Raumfluges ums Leben kam.

Nach dem Unfall wurde das Sojus-System umfangreich überarbeitet und zunächst unbemannt getestet. Die grundlegende Konstruktion erwies sich langfristig als außerordentlich langlebig. Moderne Varianten des Sojus-Raumschiffs werden noch Jahrzehnte später nach demselben Grundprinzip eingesetzt. Gerade diese lange Geschichte macht Sojus 1 zu einem Beispiel dafür, wie sehr Raumfahrtsysteme durch die Konsequenzen früher Katastrophen verändert werden können.

Sojus 11 – Drei Kosmonauten sterben im Weltraum

Vier Jahre später ereignete sich ein Unfall, der bis heute eine Sonderstellung in der Geschichte der Raumfahrt einnimmt.

Georgi Dobrowolski, Wladislaw Wolkow und Viktor Pazajew waren im Juni 1971 mit Sojus 11 zur sowjetischen Raumstation Saljut 1 geflogen. Saljut 1 war die erste Raumstation der Geschichte. Die drei Kosmonauten lebten und arbeiteten mehr als drei Wochen an Bord und stellten damit einen neuen Langzeitrekord auf.

Der Aufenthalt im Orbit war weitgehend erfolgreich. Die Katastrophe begann erst während der Rückkehr.

Beim Abtrennen verschiedener Teile des Sojus-Raumschiffs öffnete sich unbeabsichtigt ein Ventil, das zu diesem Zeitpunkt geschlossen bleiben sollte. Durch die Öffnung entwich die Luft aus der Landekapsel ins Vakuum des Weltraums.

Der Druckverlust vollzog sich innerhalb sehr kurzer Zeit. Die Besatzung bemerkte offenbar, dass etwas nicht stimmte, und es gibt Hinweise darauf, dass versucht wurde, das Problem zu beheben. Dafür blieb jedoch nicht genügend Zeit.

Dobrowolski, Wolkow und Pazajew trugen keine Druckanzüge. Die Sojus-Kapsel bot damals nur begrenzten Platz, und bei der dreiköpfigen Besatzung war vorgesehen, Start und Landung ohne solche Schutzanzüge durchzuführen. Ohne eigenen Druckanzug waren die Kosmonauten bei einem vollständigen Druckverlust der Kabine praktisch schutzlos.

Die automatischen Systeme des Raumfahrzeugs funktionierten weiterhin. Sojus 11 trat in die Atmosphäre ein, öffnete seine Fallschirme und landete planmäßig. Für die Bergungsmannschaften deutete zunächst wenig darauf hin, was sich zuvor ereignet hatte.

Als Helfer die Kapsel öffneten, fanden sie alle drei Männer regungslos in ihren Sitzen. Wiederbelebungsversuche blieben erfolglos.

Warum die Besatzung von Sojus 11 ein besonderer Fall ist

Die drei Männer von Sojus 11 nehmen innerhalb der Raumfahrtgeschichte eine außergewöhnliche Stellung ein. Sie gelten als die einzigen Menschen, die bei einem Raumfahrtunfall tatsächlich im Weltraum selbst starben.

Wladimir Komarow befand sich bei seinem Tod bereits in der Landephase auf der Erde. Challenger zerbrach während des Aufstiegs noch innerhalb der Erdatmosphäre. Columbia ging während des atmosphärischen Wiedereintritts verloren. Apollo 1 befand sich sogar noch auf der Startrampe.

Der Druckverlust von Sojus 11 ereignete sich dagegen in großer Höhe außerhalb der dichten Erdatmosphäre. Die Besatzung war dem Vakuum ausgesetzt.

Aus dem Unglück zog das sowjetische Raumfahrtprogramm eine entscheidende Konsequenz. Das Sojus-Raumschiff wurde verändert, und Kosmonauten mussten bei besonders kritischen Flugphasen wieder Druckanzüge tragen. Daraus entwickelte sich unter anderem der Sokol-Anzug, dessen moderne Varianten noch heute bei Sojus-Flügen verwendet werden.

Die Katastrophe machte deutlich, dass eine unter normalen Bedingungen bewohnbare Raumkapsel allein keinen ausreichenden Schutz bietet. Druckanzüge innerhalb eines Raumfahrzeugs sind keine Kleidung im üblichen Sinn, sondern können bei einem plötzlichen Kabinendruckverlust ein eigenständiges Überlebenssystem darstellen.

Challenger – Katastrophe 73 Sekunden nach dem Start

Am 28. Januar 1986 blickten Millionen Menschen auf den Start der Raumfähre Challenger. Besonders groß war das öffentliche Interesse, weil sich mit Christa McAuliffe erstmals eine Lehrerin auf einem Shuttle-Flug befand. Sie sollte aus dem All Unterricht geben.

73 Sekunden nach dem Start zerbrach Challenger.

Alle sieben Besatzungsmitglieder kamen ums Leben: Francis Scobee, Michael Smith, Judith Resnik, Ronald McNair, Ellison Onizuka, Gregory Jarvis und Christa McAuliffe.

Die Ursache führte zu einem Bauteil, das im Verhältnis zum gesamten Space Shuttle unscheinbar wirkte. Dichtungsringe in einem Verbindungselement des rechten Feststoffboosters dichteten bei den außergewöhnlich niedrigen Temperaturen am Morgen des Starts nicht zuverlässig ab.

Heiße Verbrennungsgase konnten austreten. Schließlich wurde die Struktur zwischen Booster und Außentank schwer beschädigt. Der Außentank versagte, während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit durch die Atmosphäre flog. Unter den enormen aerodynamischen Belastungen zerbrach Challenger.

Die Untersuchung des Unfalls machte allerdings deutlich, dass die Katastrophe nicht ausschließlich auf einen defekten Dichtungsring reduziert werden konnte. Probleme mit den sogenannten O-Ringen waren bereits zuvor bekannt gewesen. Fragen nach Entscheidungswegen, Risikobewertung und Kommunikation innerhalb des Raumfahrtprogramms wurden deshalb ebenso wichtig wie die rein technische Untersuchung.

Challenger wurde zu einem der bekanntesten Beispiele dafür, dass Sicherheit in der Raumfahrt nicht allein durch zuverlässige Technik entsteht. Entscheidend ist auch, wie Organisationen mit Warnzeichen umgehen.

Columbia – Tod beim Wiedereintritt

17 Jahre später verlor NASA erneut eine Raumfähre und ihre gesamte Besatzung.

Columbia war am 16. Januar 2003 zur Mission STS-107 gestartet. Während des Aufstiegs löste sich ein Stück Isolierschaum vom großen Außentank und traf mit hoher Geschwindigkeit die Vorderkante des linken Flügels.

Der Vorfall war auf Aufnahmen des Starts zu erkennen. Wie schwer die Beschädigung tatsächlich war, wurde während der Mission jedoch nicht erkannt.

Columbia verbrachte 16 Tage im All. Die sieben Besatzungsmitglieder Rick Husband, William McCool, Michael Anderson, Kalpana Chawla, David Brown, Laurel Clark und Ilan Ramon führten zahlreiche wissenschaftliche Experimente durch.

Am 1. Februar begann die Rückkehr zur Erde.

Beim Eintritt in die Atmosphäre wurde die zuvor beschädigte Stelle am linken Flügel zum Ausgangspunkt der Katastrophe. Extrem heiße Gase konnten in die Flügelstruktur eindringen und diese zunehmend zerstören. Sensoren lieferten ungewöhnliche Messwerte, Systeme fielen aus, schließlich verlor die Bodenkontrolle den Kontakt.

Columbia zerbrach in großer Höhe über den Vereinigten Staaten. Alle sieben Menschen an Bord starben.

Die anschließende Untersuchung fand erneut nicht nur eine technische Ursache. Das Columbia Accident Investigation Board beschäftigte sich ausführlich mit organisatorischen Strukturen und Entscheidungsprozessen bei NASA. Besonders kritisch war die Frage, warum ein während des Starts beobachtetes Ereignis nicht konsequenter als mögliche Gefahr für das Raumfahrzeug behandelt worden war.

Challenger und Columbia unterschieden sich technisch deutlich voneinander. Trotzdem verbindet beide Katastrophen eine wichtige Erkenntnis: Ein Risiko kann besonders gefährlich werden, wenn ungewöhnliche Ereignisse mit der Zeit als normal oder beherrschbar betrachtet werden, weil sie zuvor keine Katastrophe ausgelöst haben.

Welche Folgen die Katastrophen für die Raumfahrt hatten

Nahezu jedes der großen Unglücke führte zu erheblichen Veränderungen.

Nach Apollo 1 wurde das Apollo-Raumschiff grundlegend überarbeitet. Sojus 1 führte zu Änderungen am sowjetischen Raumschiff und zusätzlichen unbemannten Erprobungsflügen. Nach Sojus 11 wurden Druckanzüge für kritische Flugphasen wieder vorgeschrieben und das Raumfahrzeug verändert.

Challenger führte zu einer mehrjährigen Unterbrechung der Shuttle-Flüge und Änderungen an den Feststoffboostern, den Startverfahren und der Organisation des Programms. Nach Columbia blieb die Shuttle-Flotte erneut lange am Boden. Inspektionen des Hitzeschutzsystems wurden erheblich ausgeweitet und Verfahren entwickelt, mit denen mögliche Schäden während eines Fluges genauer untersucht werden konnten.

Doch die vielleicht wichtigste Veränderung lässt sich nicht auf ein einzelnes Bauteil reduzieren.

Raumfahrtunfälle werden heute nicht nur mit der Frage untersucht, welches technische System versagt hat. Ebenso wichtig ist, warum eine Schwachstelle nicht früher erkannt, nicht ausreichend ernst genommen oder trotz vorhandener Warnzeichen akzeptiert wurde. Sicherheitskultur, Kommunikation, redundante Systeme und die Möglichkeit für eine Besatzung, auf unerwartete Ereignisse reagieren zu können, gehören deshalb genauso zur Raumfahrtsicherheit wie Raketen, Fallschirme oder Hitzeschilde.

Wie gefährlich ist bemannte Raumfahrt heute?

Moderne bemannte Raumfahrzeuge unterscheiden sich in vielen Punkten von ihren Vorgängern aus den 1960er- und 1970er-Jahren. Systeme werden vielfach redundant ausgelegt, Raumfahrzeuge verfügen über automatische Notfallfunktionen und während besonders riskanter Flugphasen tragen Besatzungen Druckanzüge.

Auch Rettungssysteme spielen eine wichtige Rolle. Raumkapseln wie Crew Dragon oder Sojus verfügen über Möglichkeiten, die Besatzung bei bestimmten Problemen während des Starts von der Rakete wegzubringen. Das Orion-Raumschiff besitzt ebenfalls ein eigenes Startabbruchsystem.

Vollständig sicher kann bemannte Raumfahrt dennoch nicht werden.

Besonders Start und Rückkehr bleiben Phasen, in denen in kurzer Zeit enorme Energien wirken. Im Orbit kommen andere Risiken hinzu: Feuer, Druckverlust, technische Ausfälle, Strahlung und Kollisionen mit Weltraumschrott oder Mikrometeoriten. Bei zukünftigen Flügen zum Mond oder Mars entsteht ein weiteres Problem. Je weiter sich Menschen von der Erde entfernen, desto schwieriger wird eine schnelle Rettung.

Die Geschichte der tödlichen Raumfahrtunglücke zeigt deshalb keinen geraden Weg von gefährlicher zu sicherer Raumfahrt. Sie zeigt vielmehr einen Prozess, bei dem Sicherheit immer wieder neu erarbeitet werden muss.

Apollo 1 machte deutlich, wie gefährlich eine Raumkapsel selbst auf der Erde werden kann. Sojus 1 zeigte, dass ein erfolgreicher Flug ohne zuverlässiges Landesystem nicht genügt. Sojus 11 bewies auf tragische Weise, dass wenige Millimeter eines geöffneten Ventils ausreichen können, um eine gesamte Besatzung zu verlieren. Challenger und Columbia wiederum zeigten, dass Warnzeichen nicht nur erkannt, sondern auch richtig bewertet werden müssen.

Die Technik der bemannten Raumfahrt hat sich seit diesen Katastrophen erheblich verändert. Die grundlegende Herausforderung aber ist geblieben: Zwischen einer Besatzung und einer Umgebung, in der Menschen nicht überleben können, stehen letztlich immer technische Systeme. Ihre Zuverlässigkeit entscheidet darüber, ob aus einer Reise ins All eine sichere Rückkehr wird.

Quellen
▪︎ NASA – Apollo 1 Mission und Untersuchung des Apollo-1-Brandes
▪︎ NASA History – Geschichte von Sojus 1 und Wladimir Komarow
▪︎ NASA – Remembering the Crew of Soyuz 11
▪︎ NASA Office of the Chief Health and Medical Officer – Decompression Mishaps and Launch, Entry & Abort Suits
▪︎ NASA – Challenger STS-51L Mission und Unfalluntersuchung
▪︎ Presidential Commission on the Space Shuttle Challenger Accident – Rogers Commission Report
▪︎ NASA – Remembering the Columbia STS-107 Mission
▪︎ Columbia Accident Investigation Board – Abschlussbericht zum Verlust der Columbia