Apollo geimáætlunin

Apollo geimáætlunin

Apollo geimförunum var skotið á loft með Satúrnus eldflaugum frá Kennedu geimferðamiðstöðinni á Canaveralhöfða í Flórída. Síðar voru Satúrnus eldflaugarnar og Apollo geimförin notuð til að koma Skylab geimstöðvarverkefninu á fót.

Geimáætlunin var nefnd eftir gríska guðinum Apolló. Apolló var guð ljóss og lækninga, kveðskapar, tónlistar og spásagna. Hann var sonur Seifs og Letóar og tvíburabróðir veiðigyðjunnar Artemisar. Hermes, sendiboði guðanna, bjó Apolló til lýru eða hörpu sem hann svo gaf syni sínum Orfeusi. Þegar Orfeus var myrtur var hörpunni hent í Hebrus-fljótið þar sem hún flaut alla leið að hofi Apollós. Apolló sannfærði þá himnaguðinn Seif um að hljóðfærið skyldi gert að stjörnumerki. Seifur samþykkti það og kom hörpunni fyrir milli Herkúlesar og Svansins.

Apollo var þriðja mannaða geimáætlun NASA og fylgdi á eftir Mercury og Gemini geimáætlununum. Apollo geimáætlunin er af mörgum álitin eitt merkasta afrek mannkynsins.

Forsaga

John F. Kennedy, tunglferðir
John F. Kennedy ávarpar Bandaríska þingið 25. maí 1961

Þann 12. apríl 1961 náðu Sovétmenn yfirhöndinni í geimkapphlaupinu þegar sovéski geimfarinn Júrí Gagarín varð fyrsti maðurinn til að fara út í geiminn. Þetta afrek kommúnistanna í austri olli Bandaríkjamönnum miklu hugarangri. Þeir óttuðust að Sovétríkin næðu tæknilegum yfirburðum. Daginn eftir geimferð Gagaríns fundaði Vísinda- og geimmálanefnd þingsins þar sem fjölmargir þingmenn lýstu yfir stuðningi við auknar fjárveitingar í geimrannsóknir svo unnt væri að halda í við Sovétmenn og taka jafnvel fram úr þeim. Ráðgjafar Kennedys sögðu honum að eini möguleikinn á að Bandaríkin ynnu geimkapphlaupið væri að setja stefnuna á tungllendingu.

Þann 25. maí 1961 ávarpaði Kennedy báðar deildir bandaríska þingsins á sameiginlegum fundi. Einu sinni á ári flytur Bandaríkjaforseti boðskap um hag og ástand ríkisins í sameinuðu þingi en fyrir kemur að hann flytur aukaávarp, líkt og Kennedy gerði þennan fimmtudag. Í ræðu sinni bað Kennedy þingið um stórauknar fjárveitingar til geimrannsókna. Hann kvað nauðsynlegt að sameina alla krafta til stórframkvæmda á því sviði enda hefði það sannast að undanförnu hve mikil áhrif geimferðir hefðu í hugum manna. Kennedy sagði að áætlanir Bandaríkjanna í geimrannsóknum hefðu verið í endurskoðun en tími væri kominn til að horfa fram á veginn og gera langtímaáætlun til að ná forustunni af Sovétmönnum.

Að svo mæltu lagði Kennedy fyrir þingið áætlun um geimrannsóknir og sagði:

„Ég tel að þessi þjóð ætti að einsetja sér, að ná því markmiði, áður en áratugurinn er úti, að senda mann til tunglsins og koma honum örugglega heim til jarðar aftur. Ekkert geimverkefni á þessu tímabili verður mannkyninu tilkomumeira, eða mikilvægara í könnun geimsins til lengri tíma litið; og ekkert verður jafn vandasamt og dýrt að afreka.“

Þegar Kennedy mælti þessi orð hafði mannkynið rétt stigið fyrstu skrefin af jörðinni. Einungis einn Bandaríkjamaður hafði farið út í geiminn í fimmtán mínútur mánuði áður og NASA hafði enn ekki komið manni á braut um jörðina. Kennedy gaf þjóð sinni innan við níu ár til að fara til tunglsins. Fjölmargir voru fullir efasemda og töldu útilokað að markmið Kennedys næðist. En það var mikið í húfi. Geimurinn var orðinn mikilvægt leiksvið í Kaldastríðinu og þar höfðu Sovétmenn yfirhöndina.

Til þess að ná þessu markmiði kallaði Kennedy á mann sem hann treysti best til að stjórna NASA á þessum mikilvægu tímum sem í hönd fóru, James E. Webb. Webb var lögfræðingur að mennt og gegndi embætti aðstoðarutanríkisráðherra í ríkisstjórn Harry Trumans forseta. Kennedy þurfti að hafa sig allan við til þess að telja Webb á að taka að sér stjórnun NASA og verkefni sem var miklu stærri í sniðum en Manhattan áætlunin sem færði Bandaríkjamönnum kjarnorkusprengjuna á innan við þremur árum. Webb lét undan þrýstingi Kennedys að lokum og tók starfið að sér.

Miðvikudaginn 12. september 1962 heimsótti Kennedy Houston í Texas til að vígja nýja geimferðamiðstöð NASA. Þegar Kennedy hafði sett þjóð sinni það takmark að komast til tunglsins sá hann að kostnaðurinn við þessa framkvæmd mundi koma ýmsum til góða og Suðurríkin væru það svæði í Bandaríkjunum sem þörfnuðust þess mest. Vígsla geimferðamiðstöðvarinn í Houston var til marks um að geimáætlun Bandaríkjanna var að breytast úr lítilli tilraun í risavaxið ævintýri.

John F. Kennedy, Rice háskólinn, Apollo, tunglferðir
John F. Kennedy í ræðupúlti í Rice háskólanum.

Í heimsókn sinni til Houston flutti Kennedy ræðu í Rice háskólanum. Þar reyndi hann að svara þeim sem efuðust um þessa djörfu viðleitni. Kennedy sagði:

„Við veljum að fara til tunglsins! Við veljum að fara til tunglsins á þessum áratug og gera allt hitt, ekki vegna þess að er auðvelt, heldur vegna þess að það er erfitt, vegna þess að þetta markmið mun kalla fram og vega og meta okkar mestu þrek og hæfileika, vegna þess að þetta er sú áskorun sem við erum tilbúin til að samþykkja, sem við erum treg til að slá á frest og við ætlum okkur að vinna[…] Fyrir mörgum árum var breski landkönnuðurinn George Mallory, sem átti eftir að láta lífið á Everestfjalli, spurður hvers vegna hann vildi klífa það. Hann sagði, „Vegna þess að það er þarna.“ Nú, geimurinn er þarna og hann ætlum við að klífa, og tunglið og reikistjörnurnar eru þarna sem og ný von um þekkingu og frið.“[7]

Undir forystu James Webb náði NASA hátindinum. Þegar mest lét störfuðu yfir 400.000 manns við Apollo geimáætlunina og varð lokakostnaður við hana milli 20 og 25,4 milljarða dollara árið 1969, sem samsvarar milli 125 og 135 milljörðum dollara árið 2009. Mestur kostnaður var við rannsóknir og þróun Apollo geimfarsins og Satúrnus eldflauganna en miklu minni kostnaður var við ný mannvirki og laun og stjórnunarkostnað. Webb lét af embætti í október 1968, skömmu fyrir hið sögufræga flug Apollo 8. 

Apollo geimfarið

John Houbolt
John Houbolt útskýrir hugmyndina með samtengingu geimfara á braut um tunglið.

Þegar Kennedy setti stefnuna á tunglið hófu verkfræðingar og stjórnendur NASA að velta fyrir sér hver væri besta aðferðin við að koma mönnum þangað og heilum heim aftur. Takmarka þurfti áhættuna og kostnað sem og kröfur á tæknina og hæfni geimfaranna.

Í upphafi veltu menn því helst fyrir sér að senda eitt geimfar í heild sinni til tunglsins og aftur til baka. Sú aðferð krafðist mjög öflugrar eldflaugar og var því mjög dýr. Aðrir stungu upp á að nokkrum eldflaugum yrði skotið út í geiminn og á braut um jörðu yrði tunglfarið sett saman. Það myndi svo fljúga til tunglsins og snúa aftur til jarðar í heild. Enn aðrir vildu skjóta tveimur eldflaugum á loft, einni birgðarflaug með eldsneyti sem færi og lenti á tunglinu en aðra með áhöfn innanborðs. Þegar áhöfnin kæmi til tunglsins myndi hún flytja eldsneytið úr birgðarflauginni í mannaða geimfarið sem svo sneri aftur til jarðar.

Nokkrum verkfræðingum við Langley rannsóknarmiðstöð NASA í Virginíu leyst illa á allar þessar hugmyndir. Einn þeirra, John Houbolt, hafði skoðað nokkra tæknilega þætti samtengingar geimfara í geimnum. Hann var sannfærður um að eina raunhæfa aðferðin til að koma mönnum til tunglsins væri að senda tvískipt geimfar til tunglsins með einni eldflaug. Við komuna til tunglsins myndi tunglferja með tveimur geimförum innanborðs losna frá stjórnfari og lenda á tunglinu. Á meðan hringsólaði einn geimfari í stjórnfarinu um tunglið. Tunglferjunni yrði skipt í tvö þrep og myndi það neðra sjá um lendinguna en hið efra um flugtakið. Að lokinni tunglgöngu myndu geimfararnir yfirgefa tunglið með efra þrepinu og tengjast aftur stjórnfarið og halda heim á leið.

Annar verkfræðingur, Tom Dolan, vakti athygli NASA á þessari aðferð um svipað leyti en talaði fyrir daufum eyrum. Dolan og Houbolt vissu báðir að þyngd geimfarsins væri einn mikilvægasti liðurinn í að koma mönnum til tunglsins. Helsti kostur þessarar aðferðar – samtenging geimfara á braut um tunglið (lunar orbit rendezvous) – var sá að ekki var gerð krafa um lendingu á tunglinu með fullum eldsneytistanki. Með því var hægt að spara mikla þyngd og minnka geimfarið, sem aftur væri þyngdarsparandi. Auk þess er ódýrara að skjóta léttari geimförum út í geiminn því eldflaugin getur verið minni.

Margir verkfræðingar óttuðust að þessi aðferð væri mjög áhættusöm. Enn hafði ekki verið prófað að tengja geimför saman á braut um jörðu og það yrði líklega enn erfiðara á braut um tunglið.

Houbolt talaði fyrir daufum eyrum líkt og Dolan en fór í herferð fyrir þessari leið og reyndi að ná athygli æðstu yfirmanna NASA með óhefðbundnum leiðum. Árið 1961 sendi hann Robert Seamans, aðstoðarforstöðumanni NASA, níu blaðsíðna bréf þar sem hann útlistaði mikilvægi aðferarinnar.

Á næstu mánuðum byrjuðu menn að efast um ágæti þess að fara til tunglsins með einu stóru geimfari, fyrst og fremst vegna tímans og kostnaðarins sem fór í að hönnun risaeldflaugarinnar sem sú aðferð krafðist. Smám saman sannfærðust menn um ágæti þess að senda tvö geimför til tunglsins og lenda öðru þeirra. Þann 11. júlí 1962 tilkynnti NASA formleg að með þetta yrði sú leið sem farin yrði í Apollo geimáætluninni.

Þegar ákvörðunin hafði verið tekin var ráðist í hönnun Apollo geimfarsins. Geimfarið átti að vera samsett úr tveimur hlutum: Þjónustu- og stjórnfari (command/service module (CSM)) þar sem áhöfnin dveldi stærstan hluta leiðangursins, og tunglferju (lunar module (LM)) sem kæmi geimförunum til og frá yfirborði tunglsins.

Apollo, Apolló, geimfarið
Þjónustu- og stjórnfar Apollo 15. Stjórnfarið er keilulaga en þjónustufarið sívalningslaga.

Þjónustu- og stjórnfarið

Stjórnfarið (Command Module (CM)) var keilulaga og hannað til að bera þrjá geimfara frá jörðinni til tunglsins og heim aftur. Á stjórnfarinu var hitaskjöldur sem kom í veg fyrir að geimfarið brynni upp við komuna inn í lofthjúp jarðar. Fallhlífar tryggðu svo mjúka lendingu á Atlants- eða Kyrrahafi. Við stjórnfarið var fest þjónustu- eða birgðafar (Service Module (SM)). Í þjónustufarinu voru súrefnistankar, vatnstankar, eldsneyti og eldflaugar, en í leiðöngrum Apollo 15, 16 og 17 voru vísindatæki föst við þjónustufarið. Skömmu fyrir heimkomu losnaði stjórnfarið frá þjónustufarinu. Hönnun og smíði þjónustu- og stjórnfarsins (CSM) var í höndum North American Aviation verkfræðifyrirtækisins undir forystu Harrison Storms.

Tunglferjan

Tunglferjan (Lunar Module (LM)) var eingöngu hugsuð til flugs í geimnum og lendingar á tunglinu. Í tunglferjunni var pláss fyrir tvo geimfara og skiptist hún í tvö þrep, lendingarþrep og flugtaksþrep. Í lendingarþrepinu voru rannsóknartæki geymd, sem og tunglbíllinn í leiðöngrum Apollo 15 til 17 en í flugtaksþrepinu var stjórnklefinn. Tunglferjan var hönnuð og þróuð af Grumman flugverkfræðifyrirtækinu undir forystu Tom Kelly. Henni var fyrst flogið af mönnum í leiðangri Apollo 9 og reyndist þegar upp var staðið einstaklega áreiðanleg. Hún þjónaði tilgangi björgunarbáts í leiðangri Apollo 13.

Fjallað er um þróun og smíði tunglferjunnar á mjög skemmtilegan hátt í þáttaröðinni From the Earth to the Moon.

Apollo 17
Efra þrep tunglferjunnar tekst á loft frá tunglinu í leiðangri Apollo 17 en neðra þrepið situr eftir.

Eldflaugar

Apollo 7
Satúrnus 1B eldflaug á leið út í geiminn með Apollo 7.

Þegar undirbúningur Apollo geimáætlunarinnar hófst var ekki enn ljóst hvers konar eldflaug þyrfti til að koma mönnum til tunglsins. Ljóst var að eldflaugin sem notuð yrði þyrfti að vera stór og gríðarlega öflug; miklu stærri og öflugri en þær sem til voru á þessum tíma. Í Marshall geimferðamiðstöð NASA í Huntsville í Alabama hófst hópur verkfræðinga undir leiðsögn Werners von Braun handa við þróun og smíði Satúrnus 1B og Satúrnus 5 eldflauganna. Að lokum varð Satúrnus 5 öflugasta eldflaug sem smíðuð hefur verið hingað til.

Satúrnus 1B (Saturn 1B) eldflaugin, sem notuð var við prófanir á Apollo geimförunum, var 66 metra löng og gat borið 15,3 tonn á braut um jörðu. Satúrnus 1B var tveggja þrepa eldflaug auk tækjaeiningar. Fyrsta þrepið innihélt átta hreyfla en annað þrepið var hið sama og þriðja þrep Satúrnus 5 eldflaugarinnar. Eldflaugin gat framkallað 1,6 milljón punda þrýstiafl - samanborið við 7,5 milljón punda þrýstiafl Satúrnus 5 - og gat flutt Apollo stjórnfarið og tunglferjuna á braut um jörðu, en ekki lengra. Eftir tunglferðirnar voru Satúrnus 1B eldflaugar notaðar í Skylab geimstöðvarverkefninu og Apollo-Soyuz.

Satúrnus V

Satúrnus 5 eldlfaug, Apollo 8
Apollo 8 á Satúrnus 5 eldflaug á leið á skotpallinn. Það tók 6 klukkustundir að flytja flaugina 5 km vegalengd.

Satúrnus 5 (Saturn V) eldflaugin, sem notuð var við tunglferðirnar, var 111 metra löng og gat borið 130 tonn á braut um jörðu og 50 tonn til tunglsins.[5] Eldflaugin var þriggja þrepa auk tækjaeiningar sem innihélt leiðsögukerfi flaugarinnar. Fyrsta þrepið (S-IC) lyfti eldflauginni upp í tæplega 58 km hæð og á 9.708 km hraða á klukkustund. Á fyrsta þrepinu voru fimm hreyflar, allt burðarhreyflar sem saman framkölluðu 7,5 milljón punda þrýstiafl (160 milljón hestöfl). Fjórir þeirra voru hreyfanlegir til að stjórna eldflauginni en miðhreyfillinn var fastur. Rúmum tveimur mínútum eftir geimskot drap miðhreyfillinn á sér en hinir fjórir gengu áfram í um þrjátíu sekúndur til viðbótar.

Eftir rúmar tvær og hálfa mínútu er annað þrepið (S-II) ræst og er í gangi í um það bil sex mínútur. Þegar það er útbrunnið eru liðnar nærri níu mínútur frá geimskoti og ferðast þá eldflaugin á yfir 24 þúsund km hraða á klukkustund. Geimfarið er þá í um 185 km hæð yfir jörðinni. Á þessum tímapunkti er þriðja þrepið (S-IVB) ræst og látið ganga í rúmar tvær og hálfa mínútu. Með þessu þrepi komust Apollo geimförin á braut um jörðina.

Apollo geimförin fóru að minnsta kosti tvær umferðir í kringum jörðu á meðan áhöfnin yfirfór tæki og mæla til að fullvissa sig um að allt væri í lagi. Ef allt gekk að óskum var þriðja þrepið endurræst og látið starfa í fimm mínútur og tólf sekúndur. Við það jókst hraðinn í 40 þúsund km á klukkustund eða 11 km á sekúndu sem er sá hraði sem nauðsynlegt var að ná til að losna úr þyngdarsviði jarðar og koma geimfarinu áleiðis til tunglsins.

Þegar þessu var lokið var komið að því að tengja saman tunglferjuna og stjórnfarið. Tunglferjan var geymd í þriðja þrepinu, undir þjónustufarinu. Hliðar þriðja þrepsins losnuðu frá og stjórnfarinu var snúið við þannig að trjónan sneri að tunglferjunni. Með mikilli nákvæmni var stjórnferjan tengd við tunglferjuna.

Á leiðinni til tunglsins skinu sólargeislarnir óhindrað á geimfarið og hituðu um leið yfirborð þess. Þess vegna var gripið til þess ráðs að hafa sífelldan snúning á geimfarinu svo það hitnaði alls staðar jafnt. Litlir hreyflar á geimfarinu sáu sjálfkrafa til þess. Geimfarið snerist löturhægt svo geimfararnir urðu hans nánast ekkert varir.

Á leiðinni til tunglsins fór hraði geimfarsins stöðugt minnkandi. Raunar dró strax úr hraðanum um leið og drepið var á þriðja þrepinu þar sem þyngdarkraftur jarðar leitaðist við að toga geimfarið aftur til baka, en megnaði ekki að gera meira en að hægja ferðina. Þegar geimfarið var svo komið inn í þyngdarsvið tunglsins jókst hraðinn aftur. Þegar geimfarið var komið í ákveðna fjarlægð frá tunglinu var eldlfaugin ræst til að hemla og draga úr hraðanum svo unnt væri að komast á braut umhverfis tunglið. Á fyrstu hringferðunum var brautin lagfærð og geimfarinu komið fyrir í um 110 km hæð yfir tunglinu.

Eftir tæpan sólarhring í undirbúningi fyrir lendingu komu tveir geimfarar sér fyrir inni í tunglferjunni sem var síðan losuð frá stjórnfarinu. Hreyfill tunglferjunnar var ræstur og flugið lækkað ört niður í 16 km hæð yfir yfirborðinu. Þar héldu geimfararnir til í nokkra stund á meðan kannað var hvort allt væri í lagi. Ef ekki urðu geimfararnir að doka við þar til stjórnfarið var á hagstæðri braut til að tengjast aftur. Ef allt var í lagi var ferjunni snúið þannig að hún var svo til lárétt. Hreyfillinn var ræstur á ný og látinn ganga í tæpar átta mínútur sem lækkar flugið niður í tæplega þriggja km hæð. Stuttu síðar var ferjunni snúið við svo geimfararnir sæju lendingarstaðinn framundan. Síðustu hundrað metrana eða svo sveif tunglferjan svo til lóðrétt niður og hreyfillinn í fullum gangi. Þegar snertinemar í fótum ferjunnar námu snertingu við tunglið var drepið á hreyflinum og lent. Fyrsta verk tvímenninganna um borð var að ganga úr skugga um að allt væri í lagi og búa ferjuna undir flugtak á ný.[6]  

Apollo leiðangrar

Allir leiðangrar í Apollo geimáætluninni höfðu mismunandi markmið. Í september 1967 skilgreindi NASA sjö mismunandi tegundir leiðangra sem ljúka þyrfti áður en stíga mætti næsta skref. Markmiðið var að sjálfsögðu mönnuð tungllending. Þessar leiðangurstegundir voru:

A - Ómönnuð prófun á stjórnfari/þjónustufari 
B - Ómönnuð prófun á tunglferju 
C - Mönnuð prófun á stjórnfari/þjónustufari á braut um jörðu - Apollo 7
D - Mönnuð prófun á stjórnfari/þjónustufari og tunglferju á braut um jörðu - Apollo 9
E - Mönnuð prófun á stjórnfari/þjónustufari og tunglferju á sporöskjulaga braut um jörðu (jarðfirð í 7400 km hæð)
F - Mönnuð prófun á stjórnfari/þjónustufari og tunglferju á braut um tunglið - Apollo 8 (að hluta) og Apollo 10
G - Mönnuð tungllending - Apollo 11
H - Stutt dvöl á tunglinu með tveimur tunglgöngum - Apollo 12 og Apollo 14
J - Þriggja daga dvöl á tunglinu með þremur tunglgöngum og tungljeppa - Apollo 15Apollo 16 og Apollo 17

Milli H og J var fyrirhugaðir I leiðangrar með langri dvöl á braut um tunglið þar sem vísindatæki yrðu í lest þjónustufarsins. Þegar ljóst varð að hætt yrði við síðustu þrjá leiðangrana var markmið I leiðangrana færð inn í J leiðangrana.

Ómannaðir leiðangrar

Apollo 4, tunglferðir, geimskot
Geimskot Apollo 4

Undirbúningur fyrir Apollo geimáætlunina hófst löngu áður en mönnuðu Apollo leiðangrarnir fóru fram. Strax í október 1961 hófust prófanir á nýrri eldflaug, Satúrnus I, sem stóðu fram í september 1964. Satúrnus I var fyrsta eldflaug Bandaríkjamanna sem var hönnuð sérstaklega til þess þungaflutninga út í geiminn. Í þrígang var eftirlíkingum í fullri stærð af þjónustu- og stjórnfari Apollo skotið út í geiminn með Satúrnus 1 eldflaug. Síðar voru gerðar fjölmargar aðrar tilraunir á eldflaugunum sem að lokum flyttu menn á leið frá jörðinni til tunglsins. Einu ómönnuðu tilraunaflugin sem báru opinberlega nafnið Apollo í stað raðnúmera voru Apollo 4, Apollo 5 og Apollo 6. Apollo 2 og Apollo 3 eru í raun og veru nefnd AS-203 og AS-202.

Þann 9. nóvember 1967 var Apollo 4 skotið út í geiminn með Satúrnus 5 risaeldflauginni. Var þetta í fyrsta sinn sem Satúrnus 5 var skotið í heild sinni út í geiminn með þjónustu- og stjórnfari innanborðs. Markmiðið var að prófa öll þrep eldflaugarinnar; geimfarið, hitaskjöld þess og endurkomuna til jarðar. Tilraunin heppnaðist mjög vel. Fréttamaðurinn góðkunni Walter Cronkite flutti fréttir af geimskotinu frá fréttaskýli í aðeins 6 km fjarlægð frá skotpallinum. Krafturinn í eldflauginni var slíkur að skýlið hrundi næstum og varð Cronkite að styðja við glergluggann til að koma í veg fyrir að hann splundraðist. Geimskot Apollo 4 sýndi verkfræðingum hvaða varrúðarráðstafanir var nauðsynlegt að grípa til svo verja mætti byggingar í nánd við skotpallinn.

Hinn 22. janúar 1968 var Apollo 5 skotið á loft með Satúrnus 1B eldflaug. Var þetta fyrsta tilraunaflug tunglferjunnar úti í geimnum áður en mannað flug hennar hæfist. Markmiðið var að prófa bæði þrep tunglferjunnar, eldflaugar ferjunnar og meta smíði hennar. Tilraunin tók rúmar ellefu klukkustundir og tókst giftusamlega.

Þann 4. apríl 1968 var Apollo 6 skotið á loft með Satúrnus 5 risaeldflauginni. Var þetta lokatilraun með eldflaugina sjálfa og Apollo geimfarið áður en mönnuð flug þeirra hæfust. Bæði eldflaugin og geimfarið reyndust vel í þessari för og að tilrauninni lokinni, næstum tíu klukkustundum síðar, voru bæði lýst hæf til mannaðra geimferða.

Mannaðir leiðangrar

Þrír geimfarar voru ætíð um borð í öllum mönnuðum leiðöngrum Apollo geimáætlunarinnar: leiðangursstjóri, flugmaður stjórnfars (command module pilot (CMP)) og flugmaður tunglferju (lunar module pilot (LMP)). Þegar komið var til tunglsins losnaðu tunglferjan frá stjórnfarinu. Leiðangursstjóri og flugmaður tunglferju áttu að lenda á tunglinu á meðan flugmaður stjórnfars dvaldist á braut um tunglið.

Fyrsti mannaði leiðangur Apollo geimáætlunarinnar hófst 11. október 1968 með geimskoti Apollo 7 á braut um jörðu. Um borð voru þeir Wally Schirra, sem var leiðangursstjóri, Walt Cunningham og Don Eisele og stóð för þeirra yfir í tæpa ellefu daga. Var þetta fyrsta mannaða geimskot Satúrnus 1B eldflaugarinnar og fyrsta þriggja manna geimferð NASA. Verkefni þeirra var að prófa stjórnfarið sem hafði verið endurhannað eftir slys Apollo 1. Æfðu þeir stefnumót við efra þrep burðarflaugar Satúrnus 1B og reyndu öll stjórnkerfi geimfarsins. Árangursríkum leiðangri Apollo 7 lauk svo með lendingu á Atlantshafi 22. október.

jarðarupprás, tunglið, apollo 8
Geimfarar um borð í Apollo 8 sáu jarðarupprás fyrstir manna jólin 1968.

Sumarið 1968 varð stjórnendum Apollo geimáætlunarinnar ljóst að nothæf tunglferja yrði ekki tilbúin fyrir leiðangur Apollo 8. Í stað þess að fara einvörðungu á braut um jörðina, var ákveðið að senda Apollo 8 á braut um tunglið um jólaleytið sama ár.

Hinn 21. desember 1968 hófst Satúrnus 5 eldflaug á loft frá Kennedy geimferðamiðstöðinni á Canaveralhöfða í Flórída og kom Apollo 8 af stað áleiðis til tunglsins. Geimfarar í þessum leiðangri voru þeir Frank Borman, sem var leiðangursstjóri, Jim Lovell og Bill Anders. Ferðin gekk ákaflega vel fyrir sig og á jólanótt hringsólaði fyrsta mannaða geimfarið í tæplega 110 km hæð yfir yfirborði tunglsins. Apollo 8 var á braut um tunglið í um 20 klukkustundir og fór á þeim tíma tíu umferðir um tunglið. Á þessum tíu hringferðum nutu þeir stórbrotins útsýnis á fagurbláa og fannhvíta jörðina. Geimfararnir sneru heim aftur til jarðar þann 27. desember eftir þessa frægðarför.

Eftir þessa sögulegu og vel heppnuðu för Apollo 8 stefndi NASA leynt og ljóst að sjálfri tungllendingunni. Enn áttu þó eftir að fara fram tvær mikilvægar prófanir áður en tungllending gæti átt sér stað. 

Fyrsta mannaða geimferð NASA árið 1969 var Apollo 9 sem hafði þann megintilgang að fullreyna tunglferjuna með mönnum innanborðs. Hinn 3. mars þaut Satúrnus 5 með Apollo 9 út í geiminn á braut um jörðu. Áhöfnin, þeir Jim McDivitt, Dave Scott og Rusty Schweickart, framkvæmdi ýmsar prófanir á stjórnfarinu og tunglferjunni og Schweickart fór í geimgöngu í hálftíma til að prófa tunglbúninginn. Þann 7. mars framkvæmdu þeir mikilvægustu prófunina þegar þeir aðskildu tunglferjuna frá stjórnfarinu. McDivitt og Schweickart flugu tunglferjunni og tengdust aftur við stjórnfarið. Við samtenginguna studdust þeir við ratsjár og tölvur tunglferjunnar og gekk allt að óskum. Leiðangurinn tókst í alla staði veli og lauk honum 13. mars þegar Apollo 9 lenti heilu og höldnu á Atlantshafinu. Menn voru orðnir sannfærðir um að tunglferjan væri fullreynd til tunglferða.

Hinn 18. maí 1969 lagði Apollo 10 af stað til tunglsins með þá Tom Stafford, sem var leiðangursstjóri, John Young og Eugene Cernan innaborðs. Stafford og Cernan höfðu fengið það verkefni að fljúga tunglferjunni umhverfis tunglið og tengjast aftur stjórnfarinu. Þann 22. maí skildu Stafford og Cernan tunglferjuna frá stjórnfarinu og komu sér fyrir á braut um tunglið í aðeins 15 km hæð. Úr þessari hæð áttu þeir meðal annars að ljósmynda fyrirhugaðan lendingarstað Apollo 11, Kyrrðarhafið. Tilraunin tókst vel og sneru Stafford og Cernan aftur í stjórnfarið stuttu seinna. Að morgni 24. maí tók geimfarið stefnuna heim til jarðar og rúmum tveimur dögum síðar lenti Apollo 10 á Kyrrahafinu.

Tungllendingarnar

Að þessari för lokinni var ekkert að vanbúnaði að reyna fyrstu tungllendinguna. Miðvikudaginn 16. júlí var Apollo 11 skotið á loft til tunglsins með þá Neil Armstrong, sem var leiðangursstjóri, Michael Collins, sem var flugmaður stjórnfars og Buzz Aldrin, sem var flugmaður tunglferju, innanborðs. Laugardaginn 19. júlí kom Apollo 11 til tunglsins. Daginn eftir fóru tunglfararnir tveir, Neil Armstrong og Buzz Aldrin, yfir í tunglferjuna Örninn sem losnaði svo frá stjórnfarinu Kólumbíu. Aðflugið gekk ekki þrautalaust fyrir sig og varð Armstrong og grípa inn í sjálfstýringuna til að forða Erninum frá óheppilegum lendingarstöðum. Klukkan 20:17 að íslenskum tíma þann 20. júlí 1969 lenti Örninn á tunglinu. Rúmum fimm klukkustundum síðar, klukkan 02:56 að íslenskum tíma að morgni mánudags 21. júlí, steig Neil Armstrong fyrstur manna fæti á tunglið. Tæpu kortéri síðar steig Aldrin fæti á tunglið.

Eftir nálega tveggja og hálfs tíma útivist sneru tunglfararnir aftur í Örninn og hófu að búa sig undir flugtak. Klukkan 17:54 hóf efra þrep tunglferjunnar sig á loft og tengdist stuttu seinna stjórnfarinu. Þann 22. júlí hófst heimferðin sem lauk með lendingu á Kyrrahafi 24. júlí.

Apollo 12, Pete Conrad, Surveyor 3, tunglferðir
Pete Conrad við Surveyor 3 geimfarið sem lent hafði árið 1967.

Heldur minni gaumur var gefinn seinni tunglferðum. Þann 14. nóvember 1969 lagði Apollo 12 af stað til tunglsins með þá Pete Conrad, Richard Gordon og Alan Bean innanborðs. Í þetta sinn var fyrirhugað að lenda nákvæmlega á fyrirfam ákveðnum stað, á Stormahafinu skammt frá Surveyor 3 tunglkannanum sem lent hafði árið 1967. Árla morguns 19. nóvember lentu þeir Conrad og Bean fullkomlega á fyrirhuguðum lendingarstað, aðeins í um 200 metra fjarlægð frá Surveyor 3. Í þetta sinn dvöldust tunglfararnir mun lengur á tunglinu en þeir Armstrong og Aldrin eða í þrjátíu og eina og hálfa klukkustund. Fóru þeir tvisvar í tunglgöngu, í fjórar klukkustundir í senn. Í síðari tunglgöngunni gengu þeir að Surveyor 3 og klipptu nokkra hluti af sem þeir tóku með til jarðar. Ferðin heppnaðist í alla staði og lauk með lendingu á Kyrrahafi 24. nóvember.

Þann 11. apríl 1970 var Apollo 13 skotið á loft með þá Jim Lovell, Jack Swigert og Fred Haise um borð. Tveimur dögum síðar, þann 14. apríl eftir að hafa ferðast í 56 klukkustundir í geimnum, varð sprenging í súrefnistanki þjónustufarsins sem varð til þess að rafmagn fór af stjórnfarinu og súrefnið streymdi út í geiminn. Með löskuðu geimfari var útilokað að reyna tunllendingu og allt kapp lagt á að halda geimförunum á lífi. Áhöfnin slökkti á stjórnfarinu og notaði tunglferjuna sem björgunarbát fyrir heimferðina. Þrátt fyrir skelfilegar hremmingar af völdum rafmagnsleysis, kulda og vatnsskorts sneru geimfararnir heilu og höldnu heim til jarðar þann 17. apríl. Oft er talað um að björgun Apollo 13 sé eitt mesta afrek NASA.

Bið varð á frekari tunglferðum þar til ljóst varð hvað olli sprengingunni í Apollo 13. Þann 31. janúar 1971 hófust Apollo tunglferðirnar á ný þegar Apollo 14 var skotið á loft. För þess var heitið til Fra Mauro sem var fyrirhugaður lendingarstaður Apollo 13. Um borð voru Alan Shepard, Stuart Roosa og Edgar Mitchell. Þann 5. febrúar steig Shepard út úr tunglferjunni á yfirborð tunglsins, sá fimmti í röðinni og örfáum mínútum síðar slóst Edgar Mitchell í fylgd með honum. Shepard og Mitchell fóru tvisvar í tunglgöngu í rúmar fjórar klukkustundir í hvort sinn. Frægt er þegar leiðangursstjórinn Alan Shepard mundaði golfkylfu á tunglinu og sló þar tvö lengstu golfhögg sögunnar. Apollo 14 sneri aftur til jarðar þann 9. febrúar.

Með þremur seinustu tunglferðunum var meiri áhersla lögð á vísindi en áður og lengri dvöl á tunglin. Ferð Apollo 15 hófst 26. júlí og lauk 7. ágúst 1971. Tunglfararnir Dave Scott og James Irwin dvöldu í þrjá daga á tunglinu, fóru í þrígang í tunglgöngu og stóð sú lengsta yfir í rúmar sjö klukkustundir. Tunglfararnir rannsökuðu lendingarstaðinn með fyrsta tunglbílnum sem gerði þeim kleyft að ferðast mun lengra frá tunglferjunni en áður. Tunglbíllinn var einnig með í för Apollo 16 og Apollo 17.

Apollo 16 lagði af stað til tunglsins 16. apríl 1972. Þann 21. apríl lentu þeir John Young og Charles Duke á Descartes hálendinu og var þetta fyrsti og eini leiðangurinn á hálendissvæði tunglsins. Young og Duke fóru í þrjár tunglgöngur sem samanlagt stóðu yfir í meira en tuttugu klukkustundir. Apollo 16 sneri aftur til jarðar þann 27. apríl.

Sjötta og seinasta tunglferð Apollo geimáætlunarinnar hófst þegar Apollo 17 var skotið á loft skömmu eftir miðnætti 7. desember 1972. Í áhöfninni var í fyrsta sinn vísindamaður, jarðfræðingurinn Harrison Schmitt, en auk hans voru Eugene Cernan og Ronald Evans. Þann 11. desember lentu Schmitt og Cernan í Taurus-Littrow dalnum á tunglinu. Dvöldu þeir á tunglinu í þrjá daga og fóru í þrjár tunglgöngur sem samanlagt stóðu yfir í rúmar tuttugu og tvær klukkustundir, sem er met. Með tunglbílnum óku þeir 34 km um lendingarstaðinn. Apollo 17 sneri aftur til jarðar þann 19. desember.

Listi yfir leiðangra Apollo geimáætlunarinnar

Leiðangur Eldflaug Áhöfn Geimskot Markmið Niðurstaða
Apollo 1 Satúrnus 1B Gus Grissom, Ed White, Roger Chaffee Fór aldrei á loft Komast á braut um jörðu Misheppnaðist - Fór aldrei á loft: eldur kviknaði í stjórnfarinu sem varð geimförunum þremur að bana þann 27. janúar 1967.
Apollo 2 Satúrnus 1B Ómannað 5. júlí 1966 Komast á braut um jörðu Heppnaðist - Prófun á eldsneytistanki.
Apollo 3 Satúrnus 1B Ómannað 25. ágúst 1966 Komast á braut um jörðu Heppnaðist - Prófun á falli stjórnfars í gegnum lofthjúp jarðar
Apollo 4 Satúrnus V Ómannað 9. nóvember 1967 Komast á braut um jörðu Heppnaðist - Prófun á nýrri eldflaug og öllum hlutum Apollo geimfarsins utan tunglferju, stjórnfar féll heilu og höldnu í gegnum lofthjúp jarðar.
Apollo 5 Satúrnus 1B Ómannað 22. janúar 1968 Komast á braut um jörðu Heppnaðist - Fyrsta flug tunglferju og prófanir á henni úti í geimnum
Apollo 6 Satúrnus V Ómannað 4. apríl 1968 Komast á braut um jörðu Heppnaðist að hluta - Prófanir á stjórnfari úti í geimnum
Apollo 7 Satúrnus 1B Wally Schirra, Donn Eisele, Walt Cunningham 11. október 1968 Komast á braut um jörðu Heppnaðist - Ellefu daga geimferð á braut um jörðu, prófanir á stjórnfari án tunglferju
Apollo 8 Satúrnus V Frank Borman, Jim Lovell, Bill Anders 21. desember 1968 Komast á braut um tunglið Heppnaðist - Fyrsti mannaði leiðangurinn til tunglsins (án tunglferju), fyrsta jarðarupprás sem menn urðu vitni að
Apollo 9 Satúrnus V Jim McDivitt, Dave Scott, Rusty Scwheickart 3. mars 1969 Komast á braut um jörðu Heppnaðist - Mannaðar tíu daga leiðangur á braut um jörðu, í fyrsta sinn prófuðu menn að fljúga tunglferjunni, tunglbúningurinn prófaður í fyrsta sinn og tunglferja og stjórnfara tengd saman í fyrsta sinn
Apollo 10 Satúrnus V Tom Stafford, John Young, Gene Cernan 18. maí 1969 Komast á braut um tunglið Heppnaðist - Annar mannaði leiðangurinn til tunglsins, prófun tunglferju á braut um tunglið, geimfararnir komust næst í um 15 km hæð yfir tunglinu.
Apollo 11 Satúrnus V Neil Armstrong, Michael Collins, Buzz Aldrin 20. júlí 1969 Tungllending Heppnaðist - Fyrsta mannaða tungllendingin og fyrstu skref manna á tunglinu. Settu upp vísindatilraunir og söfnuðu sýnum.
Apollo 12 Satúrnus V Pete Conrad, Richard Gordon, Alan Bean 14. nóvember 1969 Tungllending Heppnaðist - Önnur mannaða tungllendingin, lent innan við 200 metra frá Surveyor 3 tunglkannanum (fyrirfram ákveðið)
Apollo 13 Satúrnus V Jim Lovell, Jack Swigert, Fred Haise 11. apríl 1970 Tungllending Heppnaðist/misheppnaðist - Sprenging í þjónustufarinu á leiðinni til tunglsins varð til þess að hætta varð við tungllendingu. Áhöfnin var í lífshættu en sneri heilu og höldnu aftur til jarðar eftir eina hringferð umhverfis tunglið.
Apollo 14 Satúrnus V Alan Shepard, Stuart Roosa, Edgar Mitchell 31. janúar 1971 Tungllending Heppnaðist - Þriðja mannaða tungllendingin, fyrstu litmyndirnar frá tunglinu
Apollo 15 Satúrnus V Dave Scott, Alfred Worden, James Irwin 26. júlí 1971 Tungllending Heppnaðist - Fjórða mannaða tungllendingin, fyrsta langa dvölin á tunglinu (3 dagar), ítarlegar jarðfræðirannsóknir með hjálp tungljeppans sem notaður var í fyrsta sinn
Apollo 16 Satúrnus V John Young, Ken Mattingly, Charles Duke 16. apríl 1972 Tungllending Heppnaðist - Fimmta mannaða tungllendingin, eini leiðangurinn á hálendi tunglsins
Apollo 17 Satúrnus V Gene Cernan, Ronad Evans, Harrison Schmitt 7. desember 1972 Tungllending Heppnaðist - Sjötta og seinasta mannaða tungllendingin, eini leiðangurinn þar sem vísindamaður (jarðfræðingur) var um borð
Apollo 18
Apollo 19
Apollo 20
Satúrnus V   Fóru aldrei á loft Tungllending Aflýst - Hætt var við fleiri tungllendingar í sparnaðarskyni
Skylab 1 Satúrnus V Ómannað 14. maí 1973 Komast á braut um jörðina Heppnaðist - Geimskot Skylab geimstöðvarinnar
Skylab 2 Satúrnus 1B Pete Conrad, Paul Weitz, Joseph Kerwin 25. maí 1973  Geimstöð Heppnaðist - Apollo geimfar ferjar fyrstu áhöfnina í Skylab geimstöðina, 28 daga dvöl
Skylab 3 Satúrnus 1B Alan Bean, Jack Lousma, Owen Garriot 28. júlí 1973 Geimstöð Heppnaðist - Apollo geimfar ferjar aðra áhöfnina í Skylab geimstöðina, 59 daga dvöl
Skylab 4 Satúrnus 1B Gerald Carr, William Pogue, Edward Gibson 16. nóvember 1973 Geimstöð Heppnaðist - Apollo geimfar ferjar þriðju áhöfnina í Skylab geimstöðina, 84 daga dvöl
Apollo-Soyuz Satúrnus V Tom Stafford, Vance Brand, Deke Slayton 15. júlí 1975 Komast á braut um jörðu Heppnaðist - Apollo geimfar er tengt saman við sovéska geimfarið Soyuz 19 á braut um jörðina - leiðangurinn er stundum kallaður Apollo 18

 

Tengt efni

Heimildir

  1. Andrew Chaikin. 1994. A Man on the Moon: The Voyages of the Apollo Astronauts. Penguin Books, New York.
  2. Hjálmar Sveinsson. 1970. Geimannáll 1968. Almanak hins íslenska þjóðvinafélags: 96. árgangur. Bókaútgáfa Menningarsjóðs og Þjóðvinafélagsins, Reykjavík.
  3. Hjálmar Sveinsson. 1971. Geimannáll 1969. Almanak hins íslenska þjóðvinafélags: 97. árgangur. Bókaútgáfa Menningarsjóðs og Þjóðvinafélagsins, Reykjavík.
  4. David Williams. 2003. The Apollo Program (1963-1972). NASA, sótt 26. júlí 2009.
  5. Þorsteinn Sæmundsson. 2004. Apolló tunglferðirnar. Vefsíða Almanaks Háskóla Íslands. Sótt 27. júlí 2009.
  6. Ferðaáætlun tunglfaranna, Lesbók Morgunblaðsins, 16. júlí 1969, bls. 17.
  7. John F. Kennedy's Address at Rice University on the Nation's Space Effort. JFKLibrary.org. Sóttt 28. júlí 2009.

Hvernig vitna skal í þessa grein

  • Sævar Helgi Bragason (2016). Apollo geimáætlunin. Stjörnufræðivefurinn. http://www.stjornuskodun.is/solkerfid/geimferdir/apollo-geimaaetlunin (sótt: DAGSETNING).