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
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 …
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
- Orzeł wylądował
- A gdyby się nie udało?
- Teorie spiskowe
- Z kalkulatorem na Księżyc?
- Podsumowanie
- Wkład Polaków w realizację programu Apollo
artykuł przygotowany na podstawie dokumentów udostępnionych przez Polską Agencję Kosmiczną w Gdańsku
