Program Apollo: Letovi s ljudskom posadom - peti dio

Ponedjeljak, 28. travnja 2008. u 08:05 sati

Nakon prošlog nastavka u kojem smo se upoznali s letovima letjelica bez ljudske posade, došlo je vrijeme da krenu letovi s prvim ljudima. No, nije počelo onako kako su svi očekivali.

Letovi s ljudskom posadom (Apollo/Saturn)

Letovi s ljudskom posadom su trebali početi misijom AS-204, međutim, tijekom provjera na lansirnoj rampi došlo je do požara. Poginula su tri astronauta koja su se zatekla u letjelici, što je potom rezultiralo 18 mjesečnim kašnjenjem ostalih misija s ljudskom posadom.

Faza sa ljudskom posadom je predviđala slijedeće letove:
- dvije misije u orbiti Zemlje,
- dvije misije u orbiti Mjeseca,
- sedam misija slijetanja na Mjesec.
Svi planirani letovi su se ostvarili osim jednog leta. Ukupno je u šest misija slijetanja na Mjesečevo tlo dovezeno 380 kilograma Mjesečevog materijala. Pored svega ove misije su prikupile mnoge znanstvene podatke o Mjesecu i Mjesečevom okolišu za analize znanstvenika širom svijeta.

Apollo 1 (AS-204)

27. siječnja 1967. godine dogodila se tragedija. Požar koji je izbio na letjelici Apollo/Saturn prouzročio je pogibiju trojce astronauta koji su izgorjeli u kapsuli dok su vršili ispitivanja i vježbe treninga. Poginuli su astronauti Virgil I. Grissom (veteran misija Mercury i Gemini), Edvard H. White, astronaut koji je izveo prvu svemirsku šetnju izvan letjelice tijekom misije Gemini i Roger B. Chaffee, astronaut koji se spremao na prvi let u svemir. Konačno izvješće o uzrocima požara utjecalo je na neke modifikacije na letjelici koje su se odnosile na proces izrade letjelice te kvalitete kontrole. Promjene su dovele do toga da je povećana sigurnost same letjelice. Odajući počast poginulim astronautima ova misija koja je imala prvotno ime AS-204 preimenovana je u misiju Apollo I.


Amblem Misije Apollo 1


Ostaci stolice u Apollo 1


Memorijalno mjesto lansiranja Apolla 1, (LC br. 34.)


Memorijalna ploča na lansirnoj rampi Apolla 1 sa posvetom poginulim astronautima


Portret nesretne posade Apolla 1; Grissom, White i Chaffee

Apollo 7

Apollo 7 bila je prva misija s ljudskom posadom u kojoj su sudjelovali Walter M. Schirra, (zapovjednik), Donn S. Eisele (pilot zapovjednog modula) i R. Walter Cunningham (pilot lunarnog modula). Letjelica se sastojala od Block II konfiguracije koja je predstavljala zapovjedno-servisni modul, a letjelica koja je prevezla CSM i lunarni modul je bila Saturn IB. Ciljevi su bili demonstracija rada posade sa zapovjedno-servisnim modulom i kompatibilnost servisnog i zapovjednog modula za spajanje. Letjelica je uspješno lansirana dana 11. listopada 1968. godine u 11 sati, 02 minute i 45 sekundi. Ubačena je u orbitu na visinu od 198x263 kilometara. Posada je preuzela ručno upravljanje letjelicom tijekom druge orbite. Zapovjedni i servisni moduli su se odvojili nakon tri sata od polijetanja.

Na redu je bio manevar spajanja letjelice (zapovjedno-servisni modul) sa stupnjem S-IVB. Raketni motori na servisnom modulu prvi su se puta aktivirali da bi postigli potrebnu visinu za manevar, a drugo aktiviranje da bi se postigla adekvatna putanja sa stupnjem S-IVB. Za spajanje je korišteno računalo i sekstant kojim se optički pratio stupanj S-IVB. Dok su bili međusobno udaljeni 20 metara, potreban je bio još jedan manevar finog podešavanja putem kočenja servisnog modula. Ovako spojeni su ostali 20 minuta, da bi nakon toga servisni modul bio odvojen brzinom od pola metra u sekundi. Slijedećih 24 sata su vršeni testovi kalibracije sekstanta, ispitivanja navigacije prilikom spajanja, ispitivanja kontrole visine itd.

Tijekom misije korišten je raketni sustav na servisnom modulu 6 puta. (prva dva su spomenuta). Treći put je aktiviran na 9,1 sekundi radi kontrole stabilizacije. Četvrto aktiviranje je trebalo ustanoviti minimalni potisni impuls pogona. Petim aktiviranjem pogona letjelica se postavila u položaj pogodan za silazak iz orbite te ustanovila brzinu potisnog pogona koja je u jednom trenutku iznosila 524 metara u sekundi. Šesti manevar je ponovo trebao ustanoviti najmanji impuls pogona letjelice. Sedmo aktiviranje tijekom desetog dana misije je postavilo letjelicu u položaj najbliži Zemlji (perigej) radi ulaska u atmosferu da bi sedmo aktiviranje motora izbacilo letjelicu iz orbite.

Tijekom misije izvedeni su još neki pokusi s radarom i radijatorom sustava za kontrolu okoliša. Manevar silaska iz orbite je počeo točno u 259 sati, 39 minuta i 16 sekundi od lansiranja. Ulazak u atmosferu je kontroliran putem automatskog i ručnog navođenja letjelice. Sustav padobrana je doveo do mekog spuštanja letjelice na površinu Pacifika. Misija je ukupno trajala 260 sati, 9 minuta i 3 sekunde. Misija se smatra vrlo uspješnom.


Amblem posade Apolla 7


Apollo 7, odvojeni treći stupanj S-IVB


Lansiranje Apolla 7


Portret posade Apolla 7: Eisele, Schirra i Cunningham

Apollo 8

Prva letjelica koja je dovela ljudski rod u blizinu Mjeseca je bio Apollo 8. Misija je ujedno predstavljala prvi let ljudske posade s trostupanjskom raketom Saturn V (oznaka SA-503) i drugi iz programa Apollo s ljudskom posadom. Posadu su sačinjavali Frank Borman, zapovjednik misije, James A. Lovell, pilot zapovjednog modula i Wiliam A. Anders, pilot mjesečevog modula. Ti su ljudi prvi vidjeli drugu stranu Mjeseca. Misija je prvotno bila namijenjena letu u orbiti Zemlje da bi kasnije došlo do promjene plana, zbog kratkoće vremena određenog planom programa Apollo. Zanimljivo je da se posada za ovu misiju vrlo kratko pripremala.


Portret posade Apolla 8: Lovell, Anders i Borman


Amblem misije Apollo 8

Cilj joj je bio ustanovljenje zajedničkog djelovanja posade, letjelice i podrške sa Zemlje prilikom leta te demonstracija spajanja zapovjedno-servisnog modula u orbiti Mjeseca. Letjelica je lansirana dana 21. prosinca 1968. godine u 7 sati i 51 minutu, uz pomoć stupnjeva rakete Saturn V (S-IC, S-II, i S-IVB) i postavljena u orbitu na visinu od 181,5x191,3 kilometara. Nakon trosatnih provjera sustava, letjelica je ubačena u putanju prema Mjesecu, zahvaljujući trećem stupnju Saturna V (S-IVB), koji je u prethodnoj misiji zakazao. Treći stupanj je radio točno 5 minuta i 17 sekundi te ubrzao letjelicu do nekih 10.900 metara u sekundi. Ujedno je to bila najveća brzina kojom su putovali ljudi do tada. Nakon 25 minuta leta letjelica se odvojila od stupnja S-IVB i potom okrenula u suprotnom smjeru radi promatranja i slikanja stupnja S-IVB. Nastala je i prva fotografija cijelog planeta Zemlje s veće udaljenosti iz svemira, koja je prikazana na ovoj stranici.


Prva fotografija cijelog planeta Zemlje s veće udaljenosti, fotografirana tijekom leta Apolla 8 prema Mjesecu

Posada je izvela potom dva manevra motorima kako bi se povećala udaljenost od S-IVB. Tada je aktiviran sustav sa tekućim kisikom na stupnju S-IVB koji je usmjeren ka Mjesecu i poslije prema Sunčevoj orbiti. Nakon aktiviranja motora, predviđene su bile dvije korekcije putanje kako bi se postigla optimalna putanja prema Mjesecu. Međutim, odvajanje od stupnja S-IVB je dovelo do promjene putanje, pa je oko 11 sati leta bila potrebna veća korekcija. Željela se naime, postići korekcija najbliže udaljenosti od Mjesečeve površine, sa 800 kilometara na 106 kilometara. Nakon 66 sati poduzeta je još jedna korekcija putanje letjelice.

Tijekom 66 satnog putovanja provjereni su sustavi, navigacija, antenski sustav, a odaslan je i TV signal prema Zemlji. Posada Apolla 8 je bila prva koja je prešla granice djelovanja Van Allenovih radijacijskih pojasa (25.000 kilometara). Svaki član posade je imao dozimetar, a na kraju misije svaki član je primio oko 1,6 miligraya (prosječno zračenje jednog čovjeka na Zemlji u jednoj godini je oko 2-3 mGy.

Oko 69 sata servisni pogon je aktiviran radi ubacivanja u orbitu. Bio je aktivan 4 minute i 13 sekundi. Vrlo je bitna bila duljina izgaranja, ako bi bila prekratka, letjelica bi završila na vrlo izduženoj eliptičnoj putanji oko Mjeseca ili bi odlebdjela u svemir. Ako bi bila preduga, letjelica se mogla zabiti u Mjesečevo tlo. Nakon dolaska u orbitu postigla se orbita od 311x112 kilometara, a nakon četverosatne provjere sustava započeo je manevar postavljanja letjelice oko orbite Mjeseca s visinom od 112,6x114,8 kilometara. Slijedećih 12 sati posada je fotografirala Mjesečevu površinu, mjesta predviđena za slijetanje i snimala TV kamerama. Za vrijeme orbitiranja na Badnju večer posada je čitala ulomke iz Knjige postanka. Tijekom 20 satnog kruženja oko Mjeseca nastale su i prve fotografije daljnje strane Mjeseca.


Krater Goclenius


Tijekom kruženja oko Mjeseca fotografirana je i poznata fotografija izlaska Zemlje nad površinom Mjeseca.

Nakon toga se posada od umora odmarala oko 4 sata. Oko 89 sata letjelica je ubačena u putanju prema Zemlji, brzinom od 1070 metara u sekundi. Negdje oko 146 sata zapovjedni modul se odvojio od servisnog. Zapovjedni modul je potom nakon 17 minuta počeo ulaziti u atmosferu automatskim navođenjem pri brzini od 9700 metara u sekundi, da bi sletio u Pacifik točno 147 sata i 42 sekundi leta. Sletio je svega 2,5 kilometra od planiranog mjesta za slijetanje, što svjedoči o točnosti predviđenih izračuna. Misija je imala nekoliko manjih problema prilikom polijetanja, sa stupnjevima Saturna V, međutim, sve faze leta su uspješno okončane.


Fotografija Apolla 8 prilikom lansiranja.
Produženom ekspozicijom fotografiranja,
u pozadini se vidi Mjesec

Apollo 9

Apollo 9 je bila desetodnevna misija u Zemljinoj orbiti i treća s ljudskom posadom u kojoj su sudjelovali James A. McDivitt, zapovjednik misije, David R. Scott, pilot zapovjednog modula i Russel L. Schweickart, pilot lunarnog modula. Misijom su se željele ispitati aktivnosti posade, letjelice i ostale mogućnosti rakete Saturn V (SA-504) s zapovjedno-servisnim modulom (nazvan Gumdrop), lunarnim modulom (nazvan Spider), isprobati mogućnosti misije u periodu koji će odgovarati vremenu potrebnom za misiju odlaska na Mjesec i isprobati neke osnovne i sekundarne aktivnosti, uključujući pristajanje, kretanje ljudske posade unutar letjelice (između zapovjednog i servisnog modula i ostalo. Misija je zahtijevala procjenu u okviru tri odvojena perioda u kojem su sustavi letjelice bili aktivirani te ugašeni, što je predstavljalo specifičnost ove misije. Misija je dakle bila prva koja je u cijelosti testirala cjelokupnu letjelicu određenu za slijetanje na Mjesec sa svim pripadajućim komponentama.


Amblem Apolla 9


Portret posade Apolla 9: McDivitt, Scott i Schweickart

03. ožujka 1969. godine u 11 sati letjelica je lansirana. Nakon dosezanja orbite od 189,5x192,4 kilometara, uslijedile su provjere sustava. Potom se zapovjedno-servisni modul odvojio od stupnja S-IVB, okrenuo i pristao uz mjesečev modul. Na odvojenom trećem stupnju letjelice Saturn V (S-IVB) u dva navrata su daljinskim upravljanjem aktivirani motori da bi se postavila u Sunčevu orbitu.

Posada je drugog dana misije provjeravala sustave te izvela tri manevra aktiviranjem potisnih motora. Trećeg dana misije zapovjednik je ušao u mjesečev modul da bi provjerio i aktivirao motore za slijetanje mjesečevog modula dok je još letjelica bila spojena sa zapovjednim modulom. Četvrtog dana obavljene su i neke aktivnosti izvan letjelice. Pilot mjesečevog modula je izašao uz pomoć mobilne jedinice i ostao pored izlaza 47 minuta. I pilot zapovjednog modula je tijekom tog vremena djelomično izašao iz zapovjednog modula radi promatranja i fotografiranja te radi prikupljanja termalnih očitovanja iz svemirskog prostora.


Aktivnosti izvan letjelice, David Scott izvan zapovjednog modula

Petog dana pilot lunarnog modula i zapovjednik su ponovo prešli u lunarni modul da bi se potom koristio navođeni sustav LM-a. Lunarni se modul (LM) poslije odvojio. Uskoro je korišten i motor lunarnog modula radi probe i radi ubacivanja u putanju zapovjedno-servisnog modula te radi savladavanja stalno prisutne razlike u visini. Nakon što je lunarni modul pristao uz zapovjedni, posada je prešla u zapovjedni modul, a potom odbacila mjesečev modul. Izveden je i šesti manevar sa servisnim pogonom, kako bi se smanjio perigej (najbliža točka u orbiti oko Zemlje) u odnosu na planet Zemlju.


Lunarni modul u orbiti Zemlje

Posljednjih pet dana vršeni su pokusi sa sustavom za navođenje s pogonskim motorom radi proba i radi napuštanja orbite. Pogonski sustav je aktiviran 7 puta oko 169 sata i još jednom oko 240 sata radi napuštanja orbite. Nakon 241 sati i 54 sekunde letjelica je uz sustav za primarno navođenje sletjela u Atlantski ocean nekih 4 kilometara dalje od planirane točke slijetanja.

Apollo 10

8 dnevna misija Apolla 10 trebala je potvrditi kvalitetu kombiniranog tipa letjelice u blizini Mjeseca te prvenstveno ispitati funkcionalnost mjesečevog modula u orbiti Mjeseca. Plan misije je bio da se potvrde mogućnosti spajanja letjelica u uvjetima mjesečeve gravitacije te ocijene mogućnosti navigacije prilikom spajanja i odvajanja u blizini Mjeseca. Misija je simulirala aktivnosti za predstojeće misije slijetanja na površinu Mjeseca. Pored ova dva cilja nastojalo se i fotografirati i promatrati mjesto prvog slijetanja na Mjesec. Misija je koristila Saturn V raketu (SA-505), zapovjedni modul (nazvan Charlie Brown) i mjesečev modul (nazvan Snoopy).
Zapovjednik je bio Thomas P. Stafford, John W. Young pilot zapovjednog modula i Eugene A. Cernan pilot mjesečevog modula. Letjelica je lansirana 18. svibnja 1969. godine u 11 sati i 49 minuta. Nakon što je letjelica (stupanj S-IVB i zapovjedno-servisni modul) lansirana u orbitu, postavljena je u parkirnu orbitu s perigejom od 184,5 kilometara i apogejom od 190 kilometara. Uslijedile su provjere sustava. Nakon toga se aktivirao ponovo stupanj S-IVB kako bi letjelica postigla putanju prema Mjesecu.


Amblem misije Apollo 10


Posada Apolla 10: Cernan, Stafford i Young

Nakon 3 sata zapovjedni i servisni modul se odvojio od S-IVB, okrenuo i spojio s lunarnim modulom. 40 minuta poslije, S-IVB se odvojio od letjelice a zemaljska daljinska navigacija ga je smjestila u sunčevu orbitu koristeći preostalo gorivo. Tijekom leta do Mjeseca u 26 satu i 30 minuta izvršena je korekcija leta kako bi se uspostavila predviđena putanja. Nakon 76 sati trajanja misije letjelica je ubačena u orbitu Mjeseca na visinu od 111x316,7 kilometara da bi obišla dva puta oko Mjeseca. Potom je izveden manevar kako bi se postigla kružna putanja oko Mjeseca na visini od oko 100 kilometara. Pilot mjesečevog modula je potom ušao u LM, provjerio sve sustave i potom se vratio u CSM, radi odmora cijele posade.

Nakon 95 sata aktiviran je mjesečev modul, a odvajanje je izvedeno u 98 satu. Lunarni modul je nakon toga postavljen u silaznu putanju prema Mjesecu, da bi nadletio iznad mjesta za slijetanje broj 2 (mjesto slijetanja Apolla 11). Najniža točka preleta mu je bila oko 15 kilometara iznad Mjesečeve površine. Nakon obilaska orbite Mjeseca na visini 113x15 kilometara, aktiviran je stupanj motora za uzlijetanje, a donji dio (za slijetanje) se odvojio od mjesečevog modula. Lunarni modul se zahvaljujući koeliptičnoj putanji i konstantnim manevrima približavao zapovjednom modulu. Spajanje je izvršeno tijekom 106 sata trajanja misije.


Zapovjedno-servisni modul Charlie Brown

Poslije spajanja stupanj lunarnog modula za polijetanje je izbačen. Posada Apolla 10 se potom odmarala, da bi uslijedio promatranje i fotografiranje Mjesečeve površine. Uslijedio je povratak prema Zemlji. Tijekom 137 i 1 sata letjelica je ubačena u putanju prema Zemlji. Pasivna kontrola temperature i procedure oko navigacije trajale su kako tijekom leta prema Mjesecu tako i u letu prema Zemlji. Pri povratku bio je dovoljan samo jedan manevar korekcije putanje koji je izveden 3 sata prije odvajanja zapovjednog od servisnog modula.

Letjelica je uspješno sletjela na površinu planeta točno u 192 satu, 3 minute i 23 sekundi. Svi su sustavi zadovoljavajuće funkcionirali, a tijekom 60 satne orbite u blizini Mjeseca prikupljeni su dragocjeni podaci. Misija je ostala poznata po najbržoj brzini kretanja (pri povratku sa Mjeseca) od 39,897 kilometara na sat i s prvim TV prijenosom u boji.


Izlazak Zemlje iznad mjesečevog horizonta


Zapovjedni modul fotografiran 2007. godine, smješten je u znanstvenom muzeju u Londonu

U idućem nastavku opisat ćemo kako su prvi ljudi stupili na površinu Mjeseca i što su tamo radili, što su vidjeli i kako su se vratili natrag na Zemlju. Naravno, bila je to povijesna misija Apollo 11.