Operation „Moonshot“

Der erste erfolgreiche Start eines amerikanischen Satelliten lag erst ein halbes Jahr zurück, als sich die USAF daran machte, mit einer spektakulären Mission der US Army Paroli zu bieten. Die USAF hatte bisher noch keine Gelegenheit gefunden, sich im internen Wettstreit der US Streitkräfte beim Wettlauf ins All auszuzeichnen. Ihre Vorschläge für das nationale Satellitenprojekt Vanguard als Teil des IGY waren zurückgewiesen worden. Nicht, weil sie technisch unbefriedigend waren, sondern, weil die USAF ihre Kapazitäten auf das militärisch bedeutsame Ziel der Entwicklung der ersten US ICBM konzentrieren sollte. Nachdem das Vanguard Programm, an dem die US Navy einen wichtigen Anteil hatte, eine Reihe von Rückschlägen und Verzögerungen erlitten hatte, war die rivalisierende US Army mit Wernher von Braun zum Zuge gekommen und hatte Explorer I gestartet, dem bis zum Sommer 1958 weitere Satelliten folgten. Die USAF wollte dem nicht nachstehen und plante eine Mission, die alles bis dahin gewesene in den Schatten stellen sollte. eine der ersten Pioneer Sonden Für alle Raumfahrtingenieure in Ost und West war der Mond das naheliegende Ziel der noch in den Kinderschuhen steckenden Raumfahrt. Vor allem die Idee, die ersten Bilder von der erdabgewandten Seite des Mondes zur Erde zu übertragen, beflügelte die Phantasie. Am 27.03.1958, knapp zwei Monate nach dem Start des ersten US Satelliten, autorisierte US Präsident Dwight D. Eisenhower das DoD über seine neugegründete Advanced Research Projects Agency (ARPA) mit der Ausarbeitung von Plänen für ein Programm zu Monderkundung zu beginnen. Schließlich wurde vereinbart, daß die USAF drei und die US Army zwei Starts im Rahmen des Pioneer Projekts vornehmen sollte. Beide Teams befürchteten bei aller Rivalität untereinander, daß ihnen die Sowjetunion mit einem neuen spektakulären Unternehmen zuvorkommen könnte und trieben ihre Projekte mit großer Energie voran. Wie sich zeigen sollte, war die Eile tatsächlich geboten. Denn tatsächlich entwickelte in der Sowjetunion ein Kollektiv unter Leitung von Sergej P. Koroljow zeitgleich die erste Luna Sonde. In den USA lieferte die USAF Angang 1958 einen äußerst ambitionierten Entwurf für ihre erste Raumsonde ab. Den Auftrag zum Entwurf und Bau der ersten Sonde erhielten die Space Technology Laboratories. STL entwarf eine 38 kg schwere Sonde, die immerhin 18 kg an wissenschaftlicher Nutzlast trug. Thor-Able I (Thor #127) auf der Rampe Das spinstabilisierte Objekt trug an einer Basis einen Satz von 8 Feststoff-​Vernier-​Triebwerken zur Bahnkorrektur. Gegenüber war ein Thiokol TX-​86 Feststofftriebwerk montiert, das die Einbremsung in den Mondorbit besorgen sollte. Einen geeigneten Motor hatte man bei der Luft-​Luft-​Rakete „Falcon“ gefunden. Da das Bremsmanöver zu einem vorgegebenen Zeitpunkt ohne exakte Kenntnis der Position erfolgen sollte, konnte man nur hoffen, so überhaupt einen Mondorbit zu erreichen. Die Hoffnungen gingen dahin, einen Orbit in rund 29.000 km über der Mondoberfläche zu erreichen. Aus diesem, so hoffte man, würde Pioneer bis zu zwei Wochen Daten zum Magnetfeld, der Strahlungsintensität, der Mikrometeoritenhäufigkeit und Temperatur übertragen. Dann wären die Batterien erschöpft gewesen. Auch befand sich eine miniaturisierte Infrarot-​Kamera in Entwicklung. Dieses nur 400 g wiegende Gerät verfügte über einen Parabolspiegel, der die vom Mond reflektierte IR-​Strahlung auf eine Detektorzelle reflektieren sollte. Drittstufe von Pioneer II mit „Falcon” Triebwerk und Vernier-Triebwerken von Pioneer Der zeilenweise Bildaufbau kam durch die Eigenrotation der Sonde zustande. Natürlich würde dieses Verfahren bestenfalls die Gewinnung schemenhafte Bilder gestatten. Dennoch waren Entwicklung und Bau der gesamten miniaturisierten Ausrüstung für die Pioneer Sonden allein schon eine Glanzleistung — unabhängig vom Ausgang der Missionen. Nur sah das damals noch niemand so. Was zählte, waren handfeste Erfolge. Die USAF war unbedingt bestrebt, nicht nur der Sowjetunion, sondern auch der US Army zuvorzukommen. In extrem kurzer Zeit entstand die erste der drei Pioneer Sonden. Parallel dazu mußte eine geeignete Trägerrakete entwickelt werden. In Frage kam praktisch nur die Thor-​Able, eine zweistufige Version der Thor IRBM, die zur Erprobung des Designs von Sprengköpfen für ICBM entwickelt worden war. Die Entwicklung der SM-​75 Thor selbst war auch erst im November 1955 autorisiert worden. Bereits am 25.01.1957 fand ihr Erststart statt — und endete in einem Feuerball. Doch seither hatte das Programm beachtliche Fortschritte gemacht. Montage der Zelle von Pioneer II am „Falcon” Triebwerk Die Suche nach einer Oberstufe für die Thor gestaltete sich schwierig. Verfügbar war lediglich die Zweitstufe der Vanguard, die bisher aber keine zu großen Hoffnungen Anlaß gebende Erfolgsstatistik vorweisen konnte. Doch alle anderen Antriebe waren entweder viel zu schwach oder noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Also wurde die Stufe von Douglas um rund 3,5 m gekürzt und ihr AJ10-​37 Antrieb durch das mittlerweile verfügbare etwas stärkere AJ10-​42 (lt. anderen zeitgenössischen Quellen auch AJ10-​40) Triebwerk ersetzt. Die ersten beiden Einsätze der Thor-​Able in ihrer militärischen Rolle verliefen, nicht unerwartet, mit wechselndem Erfolg. Der zweite Flug am 09.07.1958 wurde immerhin als Erfolg bewertet. Zu dieser Zeit arbeitete man bereits an der Anpassung der Rakete an die neue Rolle als Raumfahrtträger. Denn zum Erreichen der Fluchtgeschwindigkeit benötigte man eine dritte Stufe. Mit dem Allegany Ballistic Laboratory X-​248 „Altair“ Feststofftriebwerk, das ebenfalls für das Vanguard Programm entwickelt worden war, hatte man eine naheliegende Lösung. Theoretisch konnte diese Raketenkombination bis zu 39 kg auf eine direkte Bahn zum Mond beschleunigen. Und am 17.08.1958 wollte die USAF dies vor den Augen ausgewählter Pressevertreter demonstrieren. Der Start der Thor 127 von Pad 17A der damaligen Atlantic Missile Range (AMR) verlief zunächst nach Plan. Doch nach 77 s explodierte die Erststufe der Thor-​DM18 Able-​1 Rakete. Wie die Untersuchung ergab, war es zu einem Lagerschaden in der Turbopumpe gekommen. Damals kein seltenes Ereignis, doch gingen die Bilder des Fehlstarts um die Welt. Der erste „Mondschuß“ war gescheitert.
In der Sowjetunion sorgte die Meldung vom Scheitern der USAF dagegen für Erleichterung. War doch die Rakete für das eigene Luna Programm aufgrund von Oberstufenproblemen nicht rechtzeitig startklar geworden, um den USA zuvorzukommen. Jetzt konnte man sich wieder Hoffnungen auf einen neuen Überraschungserfolg machen.
In der Tat hatte die USAF ihre nächste Pioneer Sonde erst Anfang Oktober 1958 startklar. Auch sie erreichte nicht einmal die Nähe des Mondes, da wegen des vorzeitigen Brennschlusses der Zweitstufe die Endgeschwindigkeit zu gering ausfiel. Aus rund 114.000 km Höhe stürzte sie zur Erde zurück, lieferte immerhin aber Meßwerte zu den irdischen Strahlungsgürteln. Noch bescheidener war der Erfolg der dritten und letzten USAF Pioneer Mission. Nach dem Start am 07.11.1958 erreichte sie nur etwa 1.550 km Erdferne, da die dritte Stufe nicht zündete. Damit endete das USAF Raumsondenprogramm ohne einen greifbaren Erfolg. Ohnehin waren die beiden letzten Starts bereits unter der Schirmherrschaft der neugegründeten zivilen Raumfahrtbehörde NASA erfolgt.
Nach dem Scheitern der USAF war die US Army am Zug. Ihre Juno II Rakete konnte zwar nur 7 kg zum Mond beschleunigen, doch hatte sich ihr Oberstufenpaket im Rahmen des Explorer Programms bereits ziemlich gut bewährt. Aber auch Pioneer III verfehlte am 06.12.1958 die projektierte Bahn. Der zu frühe Brennschluß der Erststufe und eine Reihe nachfolgender Anomalien sorgten dafür, daß die notwendige Brennschlußgeschwindigkeit verfehlt wurde. Pioneer III stürzte also ebenfalls aus über 100.000 km zur Erde zurück. Unterdessen zeigten Geheimdienstinformationen, daß auch die Sowjetunion seit dem Sommer mehrere Raketenstarts unternommen hatte, die zeitlich auf mißglückte Mondmissionen hindeuteten. Als daher Pioneer IV Anfang März 1959 zwar erfolgreich den Erdanziehungsbereich verließ (den Mond wegen einer Kursabweichung jedoch deutlich verfehlte), hatte die Sowjetunion auch in diesem Wettlauf bereits den Sieg davongetragen. Am 02.01.1959 war Koroljow der Start der Raumsonde Luna (Kosename „Metschta“) gelungen, die 34 Stunden später den Mond in 6.000 km Entfernung passierte. Auch hier war die Entfernung zu groß für brauchbare Messungen, doch konnte die Sowjetunion einen neuen propagandistisch wertvollen Erfolg verbuchen…