Mały krok dla człowieka, ale wielki skok dla ludzkości – część 1

Blisko pół wieku, jakie upłynęło od kiedy człowiek pierwszy raz postawił stopę na innym niż Ziemia ciele niebieskim, to w astronautyce czas wielkich wyzwań, często bezpardonowej rywalizacji, politycznych przesileń, niesamowitego postępu naukowo-technologicznego, spektakularnych sukcesów i takichże porażek. Kilkadziesiąt lat temu ton technologiom kosmicznym nadawały dwa największe mocarstwa powojennego porządku świata – Stany Zjednoczone i Związek Radziecki.

Dziś własne programy kosmiczne realizują Europejska Agencja Kosmiczna (zrzeszająca agencje narodowe państw członkowskich), Rosja, Chiny, Indie, Iran, Izrael, Japonia, Korea Północna, Korea Południowa, Brazylia, Kanada i inne. Specyfika podboju kosmosu ma to do siebie, że po realizacji wyznaczonych celów, naturalnym jest kreślenie kolejnych wyzwań i snucie planów na przyszłość. Są one siłą napędową szeroko pojętej branży technologii kosmicznych, dając atrakcyjne zatrudnienie naukowcom, inżynierom, laboratoriom, zespołom badawczym, firmom prywatnym i państwowym. Poza dalszym sondowaniem planet i ich księżyców, lotami ku Słońcu i mniejszym ciałom Układu Słonecznego, a także wysyłaniem kolejnych generacji teleskopów kosmicznych, planowane projekty obejmują również naturalnego satelitę naszej planety. W najbliższych dekadach stanie się on z pewnością obiektem naukowej, a być może i przemysłowej eksploracji, przy stałej obecności człowieka. Zbliżająca się 47 rocznica pierwszego załogowego lądowania na Księżycu to dobra okazja, aby przypomnieć nieco okoliczności tego wiekopomnego wydarzenia.

Tło historyczne

 Oficjalny logotyp misji Apollo 11
Oficjalny logotyp misji Apollo 11

Tłem historycznym i politycznym akceleratorem programu Apollo (po dwóch wcześniejszych Mercury i Gemini) była oczywiście zimna wojna, której jedną z aren stała się przestrzeń kosmiczna. Związek Radziecki miał się czym pochwalić dumnym Amerykanom, którzy w pierwszych latach ery kosmicznej z trudem musieli przełykać kolejne gorzkie pigułki porażki.

Po pierwszym sztucznym satelicie Sputnik 1 (1957), pionierskim locie orbitalnym Jurija Gagarina (1961), pierwszym wspólnym locie dwóch statków kosmicznych Wostok 3 i Wostok 4 (1962), Walentinie Tierieszkowej, pierwszej kobiecie wyniesionej w przestrzeń kosmiczną (1963), pierwszym locie załogi wieloosobowej w statku Woschod 1 (1964), czy pierwszym spacerze poza statkiem kosmicznym Aleksieja Leonowa (1965), wydawało się, że Rosjanie posiedli patent na prymat  w zdobywaniu kolejnych celów w bliższej i dalszej przestrzeni kosmicznej.

Tymczasem młody i ambitny prezydent John F. Kennedy, w swoim słynnym przemówieniu w Rice University (1962), wskazał rodakom kierunek ku Srebrnemu Globowi twierdząc, że:

… zdecydowaliśmy się w ciągu nadchodzących dziesięciu lat polecieć na Księżyc i dokonać innych rzeczy nie dlatego, że są łatwe, ale właśnie dlatego, że są trudne …

John F. Kennedy podczas przemówienia w Rice University
John F. Kennedy podczas przemówienia w Rice University

Była to stanowcza deklaracja woli politycznej, która napędza wielką ludzką determinację. Przyniosła skutek w postaci asygnacji odpowiednich środków z budżetu, podpisania kontraktów z potentatami w branży budowy rakiet i elementów statków kosmicznych, a także zakrojonych na szeroką skalę działań propagandowych, wytworzenia wokół programu Apollo aury narodowego wyzwania o priorytetowym znaczeniu.

W efekcie już kilka lat później okazało się, że radzieckie sukcesy zaczynają ustępować amerykańskim. Punktem przełomowym stała się misja Apollo 8 (1968), podczas której po raz pierwszy ludzie w całkowicie kontrolowany sposób opuścili orbitę wokółziemską, dotarli do Księżyca, a następnie przez około 20 godzin orbitowali wokół niego. W tym czasie wykonywali fotografie jego powierzchni z wysokości zaledwie 110 kilometrów, testowali zużycie zasobów statku kosmicznego, zapewniających załodze warunki do przetrwania misji, po czym bezpiecznie wrócili na Ziemię. Posiedliśmy w ten sposób technologię, która potrafi zabrać człowieka daleko poza jej najbliższe sąsiedztwo. Droga do załogowego lądowania na Księżycu stała otworem.

Problemy konkurencji i własne
Oczywiście w tym samym czasie w ZSRR również planowano lot załogowy na Księżyc. Radziecki program księżycowy nieustannie doświadczał jednak niepowodzeń, dodatkowo w bardzo smutnych okolicznościach. W styczniu 1966 roku umiera Siergiej Korolow, ojciec radzieckiej kosmonautyki, genialny konstruktor rakiet i wspaniały organizator. Na domiar złego, nieustanne kłopoty z rakietą nośną N-1 (mniejszy udźwig, liczne awarie i katastrofy), znacznie ograniczały i opóźniały postęp prac. Wystarczy wspomnieć, że udały się (tzn. start, lot ku Księżycowi i powrót w okolice Ziemi) tylko trzy na dziesięć próbnych misji, a i one ostatecznie zakończyły się niekontrolowanymi lądowaniami w oceanie lub rozbiciem się o powierzchnię Ziemi. Niepowodzenia własne, przy widocznych sukcesach Amerykanów spowodowały, że ostatecznie zarzucono wyścig ku Księżycowi, skupiając się na innych celach.

Nie oznacza to jednak, że NASA nie borykała się z problemami. Otóż borykała się, a trzech astronautów misji Apollo 1 (1967) przypłaciło księżycowe aspiracje utratą życia w wyniku pożaru w module dowodzenia. Amerykanie rzadko nagłaśniają swoje porażki, a jeśli już, to sposób w jaki sobie z nimi radzą. Na tejże kanwie w 1995 roku świat poznał w wysokobudżetowej formie fabularnej, mrożące krew w żyłach okoliczności misji Apollo 13 (1970), której załoga po eksplozji zbiornika z ciekłym tlenem, zamiast lądować na Księżycu, cudem uratowała się i bezpiecznie wróciła na Ziemię. Generalnie trzeba jednak przyznać, że program amerykański był znacznie bardziej przewidywalny, nie sprawiał tylu niespodzianek, a kolejne udane misje potwierdziły technologiczną dominację Amerykanów. Przejęli oni na dobre palmę pierwszeństwa w podboju przestrzeni kosmicznej.

Start rakiety Saturn V
Start rakiety Saturn V

Rakieta nośna
Studziesięciometrowej wysokości, potężna rakieta Saturn V, została zaprojektowana przez Wernera von Brauna, tego samego, który podczas II wojny światowej konstruował niemiecką wunderwaffe, znaną pod symbolem V-2. Przejęty po wojnie przez Amerykanów, wraz z najbliższymi współpracownikami mógł spożytkować swoją wiedzę, umiejętności i doświadczenie do celów pokojowych. Rakieta Saturn V mogła zabrać ze sobą ładunek o masie blisko 120 ton na niską orbitę wokółziemską.

Pierwszy stopień rakiety miał średnicę 10 metrów i wysokość 42 metry. Zawierał około 650 ton paliwa składem zbliżonego do nafty, oraz 1700 ton ciekłego tlenu jako utleniacza. Drugi, 25-metrowej wysokości stopień rakiety pracował na ciekły tlen i wodór. Stopień trzeci, o wysokości 19 metrów i średnicy 6,5 metra, nadawał pojazdowi drugą prędkość kosmiczną i kierował w stronę Księżyca. Co ciekawe, każdy ze stopni wykonany został przez inną firmę (w kolejności Boeing Company, North American Aviation i Douglas Aircraft Company), które współpracowały jednak blisko z projektantami z rządowego ośrodka Marshall Space Flight Center w Huntsville w Alabamie. Do czasu zakończenia programu Apollo, odbyło się 13 udanych startów rakiety. Ostatni raz użyto jej w 1973 roku, w celu wyniesienia na orbitę elementów amerykańskiej stacji kosmicznej Skylab.

Moduł załogowy CSM
Command/Service Module (CSM), czyli moduł załogowy, składał się z połączonych ze sobą dwóch głównych elementów – modułu dowodzenia CM i modułu serwisowego SM. Moduł dowodzenia był jedynym elementem, który wracał z astronautami na Ziemię. Miał stożkowaty kształt oraz specjalne osłony i zabezpieczenia, chroniące go przed spłonięciem podczas przechodzenia przez atmosferę. W module dowodzenia astronauci przebywali przez dłuższy czas trwania misji. Na czas lądowania na powierzchni Księżyca i powrotu na orbitę, dwójka z nich przechodziła do modułu księżycowego.

Moduł dowodzenia misji Apollo 11 po wyjęciu go z Oceanu Spokojnego
Moduł dowodzenia misji Apollo 11 po wyjęciu go z Oceanu Spokojnego

Jeden z astronautów pozostawał wciąż na orbicie, aby nadzorować operacje związane z uwalnianiem i ponownym dokowaniem modułu księżycowego LM, a następnie uruchomieniem sekwencji operacji kierujących statek w kierunku Ziemi. Moduł dowodzenia Columbia, który był domem dla astronautów misji Apollo 11, znajduje się dziś w Smithsonian’s National Air and Space Museum w Waszyngtonie.

Moduł serwisowy programu Apollo
Moduł serwisowy programu Apollo

Cylindryczny moduł serwisowy zawierał paliwo i utleniacz, baterie oraz silnik, który pozwalał na dotarcie na orbitę wokółksiężycowąi powrót. W trzecim stopniu rakiety Saturn V, poniżej modułu CSM, schowany był lądownik księżycowy. Po wyniesieniu statku na orbitę wokółziemską odpadały osłony lądownika, który wydostawał się w otwartą przestrzeń kosmiczną. Następnie moduł serwisowy wykonywał obrót o 180 stopni i łączył się z modułem księżycowym za pomocą specjalnej śluzy. Umożliwiała ona późniejsze przejście na jego pokład dwójki astronautów, którzy mieli lądować na powierzchni satelity. W tej nieco dziwacznej konfiguracji pojazd uruchamiał ciąg silników i kierował się w stronę Księżyca. 

Po wykonaniu zadania, moduł dowodzenia oddzielał się od modułu serwisowego, który spalał się w atmosferze.

Lądownik Eagle na powierzchni Księżyca
Lądownik Eagle na powierzchni Księżyca

Moduł i lądownik księżycowy LM
Lunar Module (LM), czyli lądownik księżycowy, zbudowany był z dwóch połączonych członów – zniżania i wznoszenia. Pierwszy z nich odpowiedzialny był za miękkie posadowienie lądownika na powierzchni Księżyca, drugi za dostarczenie załogi z powrotem na orbitę wokółksiężycową. Lądownik wyposażony był w zestaw instrumentów pomiarowych, umożliwiających precyzyjną nawigację astronomiczną na czas lądowania, a później startu w drogę powrotną z powierzchni. Określenie położenia i orientacji pojazdu podczas zniżania i dokowania do modułu CSM, zapewniały też zaawansowane urządzenia radiolokacyjne. Sterowanie lądownikiem odbywało się manualnie za pomocą dżojstików, które pozwalały na precyzyjne poruszanie w pionie i poziomie, włączanie i wyłączanie aż 16 dysz ciągu. Dzięki temu można było na etapie lądowania wybrać najdogodniejsze ku temu miejsce. Bardzo istotnym wyposażeniem lądownika były sekcje regeneracji tlenu, kontroli ciśnienia, zarządzania wodą i ciepłem. Wraz z systemami przenośnego podtrzymania życia oraz elementami ochrony przeciwpożarowej, zapewniały możliwie komfortowe warunki w wnętrzu pojazdu.

Po wykonaniu zaplanowanych zadań, załoga zamykała się w członie wznoszenia i uruchamiała silniki startowe. Stojący na czterech „pajęczych nogach” człon zniżania pełnił funkcję platformy startowej. Zapas paliwa pozwalał na kilkadziesiąt sekund pełnej mocy. Po dokowaniu na orbicie i przejściu astronautów do modułu załogowego Columbia, moduł wznoszenia ponownie był od niego odłączony i pozostawiony na orbicie. Z czasem prawdopodobnie rozbił się o powierzchnię Księżyca, chociaż w przypadku Apollo 11 nieznane jest miejsce jego upadku. Nawet te, wydawać by się mogło, bezużyteczne pojazdy, wykorzystywano z powodzeniem w ramach księżycowych eksperymentów sejsmicznych, jako darmowe źródło wstrząsów. W jednym tylko przypadku, lądownik księżycowy powrócił w okolice Ziemi. Podczas ratowania załogi Apollo 13 był on jej domem, zastępującym uszkodzony moduł serwisowy.

Lądownik Eagle zbliża się do modułu CSM, w dole Księżyc, ponad horyzontem Ziemia
Lądownik Eagle zbliża się do modułu CSM, w dole Księżyc, ponad horyzontem Ziemia

Załoga
Do realizacji misji Apollo 11 wybrano bardzo doświadczonych pilotów-astronautów. Dowódcą wybrany został Neil Alden Armstrong (1930-2012), który podczas wojny w Korei odbył 78 lotów bojowych. Podczas tejże wojny Armstrong po raz pierwszy musiał ratować życie, kiedy jego samolot został zestrzelony. Katapulty użył później ponownie, już podczas testów i szkoleń z kierowania lądownikiem księżycowym. Opanowanie i zimna krew Armstronga dały o sobie znać podczas jego pierwszego lotu na orbitę w ramach misji Gemini 8. Kapsuła załogowa zaczęła obracać się w niekontrolowany sposób, co mogło doprowadzić do utraty przytomności astronautów i pewnej katastrofy. Udało im się jednak ją ustabilizować i awaryjnie sprowadzić na Ziemię.

Edwin Eugene Buzz Aldrin (1930-) również brał udział w wojnie w Korei, gdzie 66 razy wykonywał loty bojowe, zestrzelił nawet dwa samoloty nieprzyjaciela. Swój doktorat z zakresu astronautyki zadedykował tym, którzy będą realizowali program kosmiczny. Niebawem stał się kluczową postacią amerykańskiego programu lotów orbitalnych, a swoich umiejętności dowiódł podczas misji Gemini 12. Podczas niej spędził w otwartej przestrzeni kosmicznej blisko pięć i pół godziny. W ramach misji Apollo 11 wyznaczono mu rolę pilota modułu księżycowego Eagle. Był drugim człowiekiem, który postawił swoją stopę na powierzchni Księżyca. Do dziś jest jednym z najbardziej udzielających się medialnie członków programu Apollo. Stale obecny w prasie, telewizji i mediach społecznościowych, często podróżujący z prelekcjami i aktywny biznesowo w charakterze konsultanta.

Członkowie misji Apollo 11 (od lewej): Neil Armstrong, Michael Collins, Edwin Aldrin
Członkowie misji Apollo 11 (od lewej): Neil Armstrong, Michael Collins, Edwin Aldrin

Michael Collins (1930-) to najmniej rozpoznawalna postać historycznej misji Apollo 11. Zawsze stojący nieco z tyłu, był pilotem modułu dowodzenia, który z wokółksiężycowej orbity śledził poczynania swoich kolegów. Podobnie jak oni, zbierał kosmiczne doświadczenia w ramach programu Gemini. W jego ramach, na statku Gemini 10 spędził blisko dwie i pół godziny w przestrzeni kosmicznej. Początkowo miał być członkiem załogi Apollo 8, jednak konieczność operacji kręgosłupa spowodowała, że przesunięto go ostatecznie do lotu Apollo 11. W 1974 roku wydał swoje wspomnienia obejmujące okres wczesnej kariery jako pilota testowego, oraz późniejszych sukcesów w ramach amerykańskiego programu kosmicznego.

W drugiej części

  • Orzeł wylądował
  • A gdyby się nie udało?
  • Teorie spiskowe
  • Z kalkulatorem na Księżyc?
  • Podsumowanie
  • Wkład Polaków w realizację programu Apollo

Przemysław Rudź 

artykuł przygotowany na podstawie dokumentów udostępnionych przez Polską Agencję Kosmiczną w Gdańsku

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *