Start vom Kosmodrom Baikonur und Landung 405
km westlich von Arkalyk.
Sojus TMA ("A" für Anthropometrisch) war die
nächste Generation der Raumschiff-Familie. Es hatte eine weitgehend
umgestaltete Landekapsel mit neuen Konturensitzen, die nun auch Kosmonauten und
Astronauten bis 1,90 m Größe und 95 kg Gewicht aufnehmen
konnte.
Das Orbitalmodul und das Servicemodul wurden von der
Sojus TM übernommen. Das Landemodul verfügte
über ein leistungsfähigeres Landetriebwerk. Dieses wurde durch einen
neuen Radarhöhenmesser gesteuert und kurz vor dem Aufsetzen gezündet.
Das neue Triebwerk SLA-M reduzierte die Landegeschwindigkeit von 2,6-3,7 m/s
bei der
Sojus TM auf 1,4-2,6 m bei der TMA-Version. Auch bei
Einsatz der Reservefallschirme wurde ein Wert von 4,0 m/s nicht
überschritten.
Das Instrumentenpanel wurde in der Höhe
verkürzt und mit einem neuen digitalen Bordcomputer mit bernsteinfarbenen
CRT Bildschirmen ausgestattet.
Sojus TMA-1 beförderte die
vierte
Taxi-Crew zur
ISS. Das Raumschiff koppelte nach zwei Flugtagen am
01. November 2002 an die
ISS an. In den folgenden Tagen führte die
Besatzung gemeinsame wissenschaftliche Arbeiten mit der
fünften Expedition
durch. Frank
De
Winne führte ein umfangreiches Forschungsprogramm im Rahmen des
Projektes
Odissea für die
ESA aus. So wurden Untersuchungen zur
Lärmbelastung innerhalb der Station, zum Wasser-Salz-Haushalt des
menschlichen Körpers und dessen hormoneller Steuerung, zu optischen
Phänomenen in der Atmosphäre, zur Erarbeitung von
Sicherheitskonzepten, zur Vorhersage von Katastrophen auf der Erde, zur
Kartografierung biologisch produktiver Gebiete der Weltmeere, zu Auswirkungen
der Schwerelosigkeit auf die Aktivität eines Vitamins, zu funktionalen
Veränderungen im Energiestoffwechsel des Menschen, zu Auswirkungen
schwerer Teilchenstrahlung auf lebendes Gewebe, zum Einfluss des Weltraumes auf
Beweglichkeit und Erbsubstanz von Bakterien, zum Wachstum von
Proteinkristallen, zu Veränderungen im Herzgefäßsystem des
Menschen in der Schwerelosigkeit, zum Zusammenspiel von optischen und
Bewegungsreizen auf die räumliche Orientierung des Menschen, zu
Veränderungen in der Nervenaktivität, zur Häufigkeit der
Reaktivierung latenter Viren, zu Effekten von Raumflügen auf den Schlaf,
zu Bewegungen innerhalb von temperaturkonstanten Mischungen aus zwei bzw. drei
verschiedenen Stoffkomponenten, zur Selbstorganisation von Nanostrukturen aus
Zeolit-Kristallen, zur Verbindung und Bewegung von Nanopartikeln und zum Ablauf
von Verbrennungsprozessen durchgeführt. Schließlich wurde ein
ARIS-Vibrationsdämpfungssystem in Express-Rack 3 installiert.
Die
Mission diente dem planmäßigen
Austausch des bisherigen
"Rettungsbootes" der
ISS (
Sojus
TM-34). Dieser Austausch ist wegen der auf etwa sechs Monate begrenzten
Betriebsdauer eines
Sojus-Raumschiffes erforderlich.
In ihren
Raumanzügen hatten die Kosmonauten ihre Plätze im Landemodul
eingenommen, nachdem sie die Luke zur Orbitalsektion geschlossen hatten. Dann
richteten sie das Raumschiff so aus, dass das Triebwerk des Geräteteils in
Flugrichtung zeigte. Dieses wurde kurz darauf für 258,1 Sekunden
gezündet und leitete den Abstieg zur Erdoberfläche ein. Im
nächsten Schritt erfolgte das planmäßige Abtrennen der
Orbitalsektion und des Geräteteils, die beide in der Erdatmosphäre
verglühten. Das verbleibende Landemodul wurde so ausgerichtet, dass der
Eintrittswinkel für eine möglichst genaue Landung in Kasachstan
erreicht wurde. Nach dem Eintritt in die Erdatmosphäre brach der
Funkkontakt wegen der heißen Plasmagase rund um die Kapsel ab. Dann
löste sich der Deckel des Fallschirmbehälters und der Bremsfallschirm
wurde ausgestoßen. Nachdem auch der Hitzeschutzschild abgetrennt worden
war, schwebte die
Sojus an ihrem Hauptfallschirm Richtung Erdboden.
Kleine Feststoff-Bremsraketen, die kurz vor dem Berühren des Bodens
ausgelöst worden waren, verminderten die Aufprallgeschwindigkeit. Sofort
nach der erfolgreichen Landung wurden die Fallschirmleinen gekappt, damit die
Kapsel nicht durch den Wind über den Boden gezogen werden konnte. Nach der
Landung gehört es zum Ritual, dass die Kosmonauten das Raumschiff mit
ihrer Unterschrift versehen.
Trotz des ungeplanten Wiedereintritts nach
dem sogenannten
ballistischen Verfahren, funktionierten alle
neuen Systeme der
Sojus TMA-1 ordnungsgemäß. Hierzu
zählt vor allem das neue System für eine weiche Landung, wozu ein
neues Triebwerk und eine neue Zelle gehören und mit dem der Aufprall bei
der Landung von 12 g bei den alten
Sojus TM auf 5 g bei den
Sojus TMA verringert werden soll. Die Fallschirme der
Sojus TMA-1 funktionierten ebenfalls
fehlerfrei.
Der Grund dafür, dass die
Sojus TMA-1 den Wiedereintritt nach dem ballistischen
Verfahren durchführte und 150 km nördlich von Baikonur, d.h. 400 km
vor dem vorgesehenen Landeplatz niederging, war eine
Fehlfunktion des
BUSP-M-Lenkungssystems, das für einen gesteuerten Wiedereintritt
benötigt wird. Dieses Lenkungssystem liest die Daten der
Lageregelungskreisel und Beschleunigungsmesser und sendet entsprechende Befehle
an die Lageregelungstriebwerke.
Bei dem ballistischen Verfahren
verläuft die Flugbahn steiler als bei einem gesteuerten Wiedereintritt,
und die Kapsel dreht sich um ihre Flugbahnachse, um die Stabilität zu
erhöhen. Die steilere Flugbahn verkürzt die Flugzeit und bewirkt eine
verstärkte Abbremsung. Dies führte dazu, dass die Mannschaft der
Sojus TMA-1 mit dem Achtfachen der Erdschwerkraft (8
g) belastet wurde, während bei einem gesteuerten Wiedereintritt die
Belastung höchstens 6 g beträgt.