Probleme und Lösungen bei der Bergung der „Kursk“ 1

Sensible, zerbrechliche Lasten zu heben ist schwer. Komplizierter wird es, wenn die Hebeanlage nicht auf festem Grund fußt, sondern in stürmischer See schwimmt. Wenn sich im zu hebenden Gut dann noch zwei Atomreaktoren finden, wird die Aufgabe heikel. fluid sprach mit einem der Ingenieure, die an der Bergung des gesunkenen russischen Atom-U-Boots Kursk vor neun Jahren beteiligt waren. Das größte Problem waren die Luftblasen. Und das Wetter. Das Wetter, weil Russlands Präsident Putin die Bergung des gesunkenen Atom-U-Bootes Kursk noch für das Jahr 2001 versprochen hatte und das Bergungsteam nun, im Oktober 2001, schon mit den ersten Winterstürmen zu kämpfen hatte. Und die Luftblasen, weil sie den Schwerpunkt der Kursk schwer berechenbar machten.

„Wir wussten nicht, ob und wo und wieviele Luftblasen sich in dem U-Boot befinden“, erklärt Dr. Wilhelm Hagemeister, als Ingenieur damals an der Rettungsaktion beteiligt. „In 100 Metern Tiefe, bei 10 bar Druck sind die Blasen sehr klein und verdrängen wenig Wasser. Je höher das Boot gehoben wird, desto stärker dehnen sich die Blasen aus und der Schwerpunkt verschiebt sich.“

Dies, der Seegang und das schwer kalkulierbare Losbrechmoment der wie ein Stiefel im Schlamm steckenden Kursk seien die größten Herausforderungen gewesen. Und natürlich das Risiko, dass der durch Explosionen geschwächte Rumpf birst und zwei Kernreaktoren unkontrolliert im Nordmeer verschwinden lässt.

Ein stählerner Sarg in 108 Meter Tiefe

Ein Jahr zuvor. Sie war der Stolz der russischen Marine. Eines der größten je gebauten U-Boote. Ein atomgetriebener Raketen-Unterwasserkreuzer, wie die russische Marine diesen Typ klassifizierte. Ein 1994 in Dienst gestellter Dinosaurier des Kalten Krieges, und doch ein Symbol für die Stärke des neuen Russland. Die Kursk. 154 Meter lang, 18 000 Tonnen Gewicht. 24 Marschflugkörper und 28 Torpedos an Bord. Als einziges U-Boot trug sie das russische Wappen auf ihrem Turm. 

Am 12. August 2000 liegt sie in 108 Metern Tiefe auf dem Grund der Barentssee, nordöstlich von Skandinavien. Zerstört. 23 der 118 Besatzungsmitglieder kämpfen noch um ihr Überleben. Vergeblich. Gegen 11:28 Uhr Moskauer Zeit an jenem Tag detektieren norwegische Sensoren eine Explosion der Stärke 1,5 auf der Richter-Skala, wenige Minuten später eine zweite in der Stärke 3,5.

Der genaue Hergang des Unglücks ist immer noch unklar, die meisten Unterlagen des Untersuchungsberichts unterliegen noch 15 Jahre der Geheimhaltung. Doch so viel scheint klar: Offizielle Untersuchungen fanden keine Spuren einer Fremdeinwirkung. Sie kommen zu dem Schluss, dass ein Torpedo der Kursk im Schacht explodierte. Womöglich war der Motor eines Übungstorpedos zu früh gestartet und heißgelaufen.

Austretendes Wasserstoffperoxid reagierte mit Messing und Kupfer zu Wasserstoff und Sauerstoff. Das Knallgas sprengte zuerst den einen Torpedo, und dessen Feuer wenig später die restliche waffenstarrende Frontpartie des U-Boots. Vielleicht hatte schon die erste Explosion auf die Kommandobrücke durchgeschlagen – den Versuch eines Not-Auftauchens gab es jedenfalls nicht.

Spätestens mit der zweiten Detonation wurde die Kursk jedoch bis auf eine Sektion zerstört und geflutet. Mit bis zu 8000 °C schoss die Druckwelle durch den Rumpf des Schiffs, wie die Schäden später belegen. 95 Seeleute starben sofort. 23 Männern gelang es, sich in das Heck des Boots zu retten.

Gefundene Abschiedsbriefe der Matrosen belegen, dass sie versuchten, eine Luke zu öffnen, was ihnen allerdings nicht gelang. Wahrscheinlich nutzten sie vorhandene CO₂-Filter, um die Luft zu reinigen. Eine riskante Maßnahme: Einer der Filter könnte ins Wasser gefallen sein. Das hätte eine chemische Reaktion und einen Brand verusacht, der den Sauerstoff noch schneller verzehrt.

Auf jeden Fall waren sieben Stunden später alle Überlebenden erstickt. Immerhin: Die beiden Kernreaktoren an Bord waren unbeschädigt. Die Rettungsaktion lief schleppend an. Offenbar konnten sich die Russen zu Beginn das Ausmaß des Schadens nicht vorstellen. In Jahrzehnten antrainierte Sowjet-Verhaltensmuster griffen, es wurde vertuscht und verheimlicht. Leider waren aber die vorhandenen russischen Rettungs-U-Boote zur modernen Kursk nicht kompatibel, eigene Rettungsversuche misslangen.

Es dauerte eine Woche, bis ausländische Spezialtaucher an das Wrack durften und die ersten zwölf Leichen aus dem Heck des Bootes geborgen werden konnten. An mehr Menschen kamen die Taucher nicht heran. Die Kursk musste gehoben werden, wollte man Menschen und Kernreaktoren an Land bringen.

Vorsichtig wie bei einem rohen Ei

Ein Jahr später. Russlands Präsidenten Putin hatte die Kursk-Tragödie das erste PR-Desaster eingebracht. Um seinen Ruf aufzupolieren, hatte er den Angehörigen der verstorbenen Seeleute und seinem Volk versprochen, dass die Matrosen noch vor Jahresende 2001 auf russischem Boden beerdigt würden.

Ein gewagter Zeitplan, wenn man bedenkt, dass die durch die Explosionen geschwächte Hülle des Schiffes beim Transport nicht nachgeben darf, will man die beiden Reaktoren sicher an Land bringen. Den Auftrag für die Hebeanlage, die auf einem riesigen Ponton-Schiff namens Giant-4 installiert werden sollte, erhielt die niederländische Firma Mammoet, die auf Hebung und Transport schwerer Objekte wie Brücken spezialisiert ist – allerdings bislang nur an Land.

Der Plan: An 26 Stahltrossen, die jeweils 900 Tonnen tragen können, soll die Kursk vorsichtig angehoben werden. Taucher sollen zuvor 26 Löcher in den Rumpf der Kursk schneiden und die Stahlseile daran befestigen. Um den Seegang auszugleichen, sollten die Seilrollen über Ausgleichszylinder beweglich gelagert werden.

Diese Zylinder wurden nicht mit Hydrauliköl, sondern mit Stickstoff betrieben, da Stickstoff eine kürzere Reaktionszeit ermöglicht und zudem kompressibel ist, sodass die Zylinder als Gasdruckfedern eingesetzt werden konnten. Gespeist wurden die Zylinder aus 16 Speichern mit einem Druck von 250 bar.

Da das Verhalten das Stickstoffs in den Zylindern unter den zu erwartenden hohen Belastungen schwer kalkulierbar war, fragte Mammoet beim Entwicklungspartner Hydac nach. Dieser verwies wiederum auf das Ingenieurbüro IgH in Essen, da dieses für Hydac die Berechnungen vornimmt und die Software pflegt.

So kam Dr. Wilhelm Hagemeister ins Spiel. „Unsere erste Aufgabe war die Simulation der gigantisch großen Gasdruckfedern. Wir haben dann aber auch recht schnell weitere Aufgaben übernommen. Wir haben einen Simulator für den gesamten Hebeprozess erstellt und wir waren dann auch noch in der Ausgestaltung der Hebung, also vor allem der Optimierung des Hebeprozesses, mit dabei“, erklärt der Ingenieur.

 „Für die einzelnen Aufhängungspunkte gab es Maximallasten, die nicht überschritten werden durften. Der Ausgleich dieser Maximallasten und die richtige Vorfüllung der Stickstoffspeicher war dann ein großer Teil unserer Algorithmik.“

Das Problem: Der Rumpf war bis zu zwei Meter tief im Schlamm versunken. Um das U-Boot daraus loszubrechen, musste eine Kraft von bis zu 35 000 Tonnen aufgebracht werden. „Man musste eine gewisse Überlast einstellen, die dann aber schlagartig zusammenbricht, wenn das Boot loskommt. Dann dürfen die Federn aber nicht am oberen Ende anschlagen. Das war recht schwierig zu beherrschen“, so Hagemeister. Der Wellengang wurde allein passiv durch den Federweg der Zylinder kompensiert. Hinzu kamen aber die Verlagerungen des Schwerpunktes durch die Luftblasen.

Der Druck wurde hierzu aktiv, aber nicht automatisch nachgeregelt. Die Drücke in den Zylindern wurden kontinuierlich gemessen. Bei Bedarf wurde dann ein neues Druckprofil berechnet. Das konnte in der Simulation überprüft werden. Erst dann wurden einzelne Zylinder abgelassen, andere aufgepumpt, bis der neue Betriebszustand erreicht war. „Ein geschlossener Regelkreis war das also nicht. Eher ein human-geschlossener Kreis“, ergänzt Hagemeister.

Ob Hagemeister es heute wieder so machen würde? „Es gab auch andere Pläne, etwa das Boot mit Styroporkugeln aufzufüllen. Aber ich denke, dass man es heute wieder so machen würde, weil ja die Erfahrungswerte vorliegen. Unseren Teil der Arbeit würden wir auf jeden Fall wieder so machen.

Wir haben den Prozess auf Simulink simuliert und die ganze Steueranlage, verbunden auf der Ebene der Busschnittstelle, gegen den Simulator gefahren. Das ist ein Konzept, das auch heute noch modern ist. Vielleicht würden wir ein ethernet-basiertes System anstelle des Modbus nehmen.“ Allerdings, so der Ingenieur, sei es wohl besser, wenn U-Boote gar nicht geborgen werden müssten.