نگاهی به اولین سفر انسان به مدار ماه، نیم قرن پس از پرتاب آپولو 8 [بخش اول]

50 سال پیش فضاپیمایی از زمین به سمت فضا پرتاب شد که برای همیشه آینده بشر را متحول کرد. آپولو 8 با 3 فضانورد سفر خود به سمت ماه را آغاز کرد تا با رقم زدن بسیاری از اولین ها، قدم گذاشتن انسان روی یگانه قمر زمین را تسهیل کند.

جهان در دوران آپولو 8

این اولین باری بود که انسان می توانست زمین را به شکل یک سیاره کامل ببیند و در عین حال بیشتر از هر سفر فضایی دیگری از زمین فاصله بگیرد. علاوه بر این تمامی این فرایند می توانست آمریکا را در زمینه مسابقه فضایی در موقعیتی برتر قرار دهد.

هنگامی که آپولو در 21 دسامبر سال 1968 پایگاه «کیپ کندی» (بعدها به نام کیپ کاناورال) به فضا پرتاب شد جهان در آشفتگی به سر می برد. جنگ سرد در جریان بود و بلوک شرق و غرب در پی برتری بر یکدیگر بودند.

در همان دوران، اصلاحات سیاسی در چکسلواکی با سرکوب نیروهای شوروی مواجه شده بود. پاریس با شورشی ها درگیر بود، ایالات متحده در شُک ناشی از تظاهرات مخالفان با جنگ ویتنام به سر می برد و از سوی دیگر ترورها و نابرابری نژادی در این کشور مشکل ساز شده بود.

ناسا هم با مشکلات دیگری دست و پنجه نرم می کرد. در ژانویه 1967 برنامه فضایی شکست ناگواری را تجربه کرد. فضانوردان فضاپیمای آپولو یک، در پی آتش سوزی روی سکوی پرتاب جان سپردند. بازرسی هایی که برای یافتن علت موضوع انجام شد خبر از نقص هایی در طراحی، اشتباهات مونتاژ و مدیریت نادرست می داد.

اما در نهایت در 11 اکتبر 1968 همه چیز تغییر کرد. آپولو 7 از پایگاه کیپ کاناورال به فضا پرتاب شد و این اولین پرواز سفینه فرماندهی و خدمات آپولو (CSM) بود. در طی این پرتاب سفینه به مدت 10 روز در مدار پایینی زمین گردش کرد و در نهایت بازگشت سالم 3 فضانورد به زمین موفقیت بزرگی برای ناسا را رقم زد.

ماجرای پنهانی آپولو 7

اما آنچه که بسیاری از افراد، حتی افراد دخیل در پروژه آپولو از آن بی خبر بودند به دستور کار پنهانی آپولو 7 مرتبط بود؛ پروژه ای که تأثیر مهمی در مسابقه فضایی، جنگ سرد و تاریخ گذاشت.

در 1968 با برنامه آپولو قرار شد دسترسی به ماه تا پیش از انتهای همان دهه ممکن شود. پس از سال ها پیشرفت و پسرفت در نهایت ناسا تصمیم به استفاده از بوستر راکت غول پیکر ساترن 5 گرفت؛ بوستری که از مجسمه آزادی هم بلندتر بود و می توانست دو سفینه را با خود به مدار زمین ببرد.

اولین سفینه همان سفینه فرماندهی و خدمات آپولو بود که در واقع سفینه اصلی محسوب می شد. ماژول فرماندهی در واقع خانه فضانوردان به حساب می آمد، مرکز کنترل و فرماندهی مأموریت بود و همچنین برای بازگشت به زمین کاربرد داشت. ماژول خدمات، آب، برق و ارتباطات راه دور را فراهم می کرد و مهم تر از همه اینکه موتور اصلی را با خود حمل می کرد. این موتور قرار بود سفینه را در مدار ماه قرار داده و مجدد به زمین باز گرداند.

برای فرود روی ماه اما وسیله نقلیه دیگری نیاز بود. ماه نشین آپولو که در ابتدا «ماژول گردش در ماه» (LEM) نام داشت. این وسیله ظاهری شبیه به عنکبوت داشت، تنها می توانست در فضای خلا کار کند و توسط سفینه فرماندهی و خدمات آپولو حمل می شد. در نهایت دو فضانورد به ماه نشتین می رفتند و اقدام به جداسازی آن از سفینه دیگر و فرود روی ماه می کردند. این در حالی بود که قرار بود فرد دیگر همچنان در ماژول فرماندهی باقی بماند.

از آپولو 7 تا 11

تمام این فرایندهای پیچیده به این معنی بود که فضانوردان مأموریت آپولو باید در زمینه وظایف متعددی مرتبط با ماژول فرماندهی و نیز ماه نشین مهارت پیدا می کردند. در طرح اولیه قرار بود طی پروژه آپولو 7، ماژول فرماندهی در مدار پایین زمین آزمایش شود، با آپولو 8 هر دو ماژول تست شود و با آپولو 9 هر دو آنها از ارتفاع 7400 کیلومتری به پرواز در آید. در نهایت هم در سال 1969 آپولو 10 اولین پرواز به دور مدار ماه را انجام دهد و ماژول ماه نشین را در یک تمرین در شرایط گرانشی آزمایش کند تا در پروژه آپولو 11 روی ماه فرود آید.

این برنامه زمان بندی مرتب تنها یک مشکل داشت. زمانی که آپولو 8 به سکوی پرتاب می رسید، ماژول ماه نشین هنوز آماده پرواز نبود! در واقع این ماژول یک مشکل مهندسی به حساب می آمد چرا که تاکنون هیچ کس سفینه ای نساخته بود که از فضا تنها با استفاده از نیروی راکت ها فرود آید، چه برسد به اینکه روی ماه بنشیند.

در 1968 اولین ماژول ماه نشین به کیپ کندی رسید. اما بازرسی ها خبر از اشکالات پر تعداد دادند و علاوه بر این پایه های فرود هم توانایی پشتیبانی از وزن بالای سفینه را نداشتند. بررسی های بیشتر هم نشان دادند که در بهترین حالت ماژول فرود روی ماه تا فوریه 1969 هم آماده پرواز نخواهد شد.

سوال این بود که حالا چه باید بکنیم؟ بدون ماژول فرود روی ماه آپولو 8 نمی توانست پرواز کند و به این ترتیب برنامه برای ماه ها به تأخیر می افتاد.

پیشنهاد ارسال ماژول ماه نشین به ماه بدون آزمایش در مدار زمین

هیچ کس نمی داند که اولین بار چه زمانی این ایده مطرح شد اما طرح آن به «جرج لو»، مدیر وقت ناسا نسبت داده می شود. او گفته بود که آزمایش مدار پایین را فراموش کنید، ماژول گردش در ماه را هم فراموش کنید و طی 16 هفته آپولو 8 را مستقیماً به مدار ماه بفرستید.

این ایده ترسناک به نظر می رسید. از دید سیاسی تنها تعداد محدودی از مقامات رسمی در این سازمان از ایده مدیر خبر داشتند. حتی برخی از مقامات بالارده ناسا هم از موضوع بی اطلاع بودند و این بی اطلاعی برای کنگره ایالات متحده هم صدق می کرد. تا اینکه افرادی که در پس این ایده بودند کاملاً اطمینان حاصل کردند که این ایده امکان پذیر است و به این ترتیب از آن پشتیبانی کردند. از دید فنی اما این ایده دیوانه وار بود.

تصور معمول این است که ناسا یک سازمان جالب و بر پایه محاسبات است که همه افراد همه چیز را تا چندین رقم اعشار حساب می کنند. این موضوع تا حدود زیادی صحیح است اما مشکل در آن جایی ریشه داشت که در مسابقه فضایی تنها شکست دادن زمان نبود که اولویت داشت؛ دانشمندان و مهندسان باید با مقدار بسیار زیادی از ناشناخته هایی که تا کنون اطلاعی درباره آنها نداشتند هم مواجه می شدند.

تقریباً نیمی از زمان، برای حل مشکلات و ابداع راه حل های ابتکاری صرف می شد. در مورد آپولو 8 تغییرات جدید تنها باز نویسی یادداشت های روزانه نبود؛ بلکه مشابه این بود که بخواهید به یک قاره کاملا متفاوت حمله همه جانبه ای انجام دهید. به عبارتی حتی اگر همه آماده این تغییرات بودند باز هم این موضوع تدارکات بود که مشکل ساز می شد.

به عنوان مثال اگر آپولو 8 مستقیم به سمت ماه می رفت نیاز بود که سرنشینان آپولو 8 و 9 با هم جابجا شوند. خدمه اصلی آپولو 8 در زمینه آموزش های مرتبط با ماه نشین بسیار پیشرفت کرده بودند و اگر به این سفر نمی رفتند تمامی تلاش های آنها به هدر می رفت. از سوی دیگر فضانوردان آپولو 9 در زمینه کار با سفینه فرماندهی و خدمات آموزش فراوانی دیده بودند. در بین خدمه آپولو 9، «فرانک بورمن» فرمانده عملیات اهمیت ویژه ای داشت. بورمن در بازرسی های آپولو یک هم دخیل و کاملاً با مشکلات ایمنی آشنا بود.

به زودی آپولو 8، خدمه خود را پیدا کرد: فرمانده «فرانک بورمن» که کلنل نیروی هوایی ایالات متحده بود و در پروژه جمینی 7 (مأموریتی فضایی با دو فضانورد که در سال 1965 انجام شد) هم فرماندهی کرده بود. مورد مهم دیگر این بود که از زمان مأموریت جمینی 7 تا زمان سفر به ماه، بورمن فرد محبوبی به حساب می آمد.

در کنار او «جیمز لاول» انتخاب شد که در مأموریت جیمنای 7 در کنار بورمن حضور داشت و البته طی جمینی 12 در سال 1966 هم به فضا رفته بود.  او به عنوان جایگزینی برای «مایکل کولینز» انتخاب شد که به دلیل جراحی زمین گیر شده بود.

در نهایت به عنوان عضو سوم آپولو 8، «ویلیام آندرس» انتخاب شد. از آنجایی که ماه نشینی وجود نداشت که آندرس آن را هدایت کند به عنوان مهندس پرواز و عکاس رسمی انتخاب شد.

آپولو 7 به مدار زمین و آپولو 8 به ماه می رود

در ابتدا قرار بود از بوستر راکت ساترن IB برای پرتاب سفینه به فضا استفاده شود اما حالا نیاز به ساترن 5 غول آسا بود. به این منظور نیاز به پدر راکت ساترن «ورنر فون براون» بود. در نهایت فون براون به پروژه پیوست. دو پرواز اول ساترن 5 با مشکلاتی مواجه شده بود اما فون براون قصد داشت سومی را بدون مشکل طراحی کند. برای این کار باید بر مشکلاتی از قبیل انحراف مرحله دوم یا لرزش های خطرناک حین پرواز غلبه می کرد.

علاوه بر این نیاز بود محاسبات کامپیوتری انجام شود. ابتدا باید بر اساس محاسبات امکان پذیری مأموریت مشخص می شد و سپس بهترین روز و زمان پرتاب و در نهایت مسیر گردش به دور مدار، رسیدن به ماه و بازگشت از آن محاسبه می شد.

در نهایت قرار شد مأموریت آپولو 7 با هدف ارسال به مدار زمین انجام شود. مهندسان، فضانوردان، مقامات رده بالای ناسا و بالاتر از همه رئیس جمهور توافق کردند که اگر پروژه آپولو 7 شکست خورد به کل پروژه پایان دهند اما آپولو 7 پرتاب شد، به زمین بازگشت و موفقیت خود را به اثبات رساند.

در 12 نوامبر همان سال و تنها 3 هفته پس از آپولو 7 اعلام شد که آپولو 8 برای رفتن به ماه ساخته خواهد شد. زمان ارسال 21 دسامبر 1968 ساعت 7:51 صبح به وقت منطقه زمانی شرقی اعلام شد. قرار بود پرتاب از سکوی LC-39A در مرکز فضایی کندی انجام شود. تا زمان پرتاب تنها 40 روز فاصله بود.

اهداف مأموریت آپولو 8

آپولو 8 علاوه بر این که قرار بود پرواز به سمت ماه و فرود روی آن را رقم بزند اما اولین هدف آن چیز دیگری بود: اینکه پیش از روس ها این کار انجام شود. از دید برخی این موضوع بچه گانه به نظر می رسید اما مهم این بود که هدف آپولو در درجه اول اکتشاف، ماجراجویی یا علم نبود بلکه در واقع جنگی در دل جنگ سرد بود.

بورمن فرمانده آپولو 8 هم این موضوع را به عنوان یک جنگ واقعی می دید و او همان گونه ای می جنگید که اگر در یک بمب افکن هم حضور داشت عمل می کرد.

به زودی در 15 سپتامبر 1968 شوروی مأموریت فضایی «زوند 5» و پس از آن در 10 نوامبر «زوند 6» را انجام داد. با این حال در این مأموریت ها به جای اینکه انسان های فضانورد به فرستاده شوند لاکپشت و دیگر موجودات زنده به فضا رفتند. روس ها به این مأموریت ها به چشم پیشگامانی برای مأموریت های انسانی آتی نگاه می کردند. اگر روس ها در موفق می شدند چنین مأموریت های انسانی را انجام دهند دیگر کار آپولو 8 تمام بود.

با این حال زوند 5 با موفقیت به زمین بازگشت اما زوند 6 به مشکل برخورد و نابود شد. همین موضوع تأخیرهایی را در برنامه های روس ها ایجاد کرد اما در آن سوی دنیا این صدای تیک تاک ساعت بود که آمریکایی ها را آزار می داد.

هدف دوم پروژه آپولو 8 همان موردی بود که موجبات تصویب شدن آنرا فراهم کرد: انجام یک بررسی دقیق به واسطه عکاسی از مناطق استوایی ماه. این در حالی بود که از دهه ها قبل بخشی از ماه که به سمت زمین قرار دارد توسط آمریکایی ها و روس ها مورد عکاسی قرار گرفته بود. این کار به واسطه ارسال ماهواره ها و مدارگردهایی به دور مدار ماه انجام شده بود و نتایج به دست آمده هم رضایت بخش بود.

تجهیزات عکاسی فضاپیماها حتی با استانداردهای امروزی هم بسیار ابتدایی به نظر می رسند اما تصویر برداری با دوربین های عکاسی استاندارد فیلمی از نزدیک این امکان را فراهم می کرد که تصاویری بهتر ثبت شود و علاوه بر این مکان بعدی برای فرود مأموریت های بعدی آپولو روی ماه با بررسی همین تصاویر ممکن شود.

تصاویر همچنین می توانستند به هدف سومی هم کمک کنند. این هدف به یک پدیده مختل کننده مرتبط می شد که در مأموریت های مداری کشف شده بود: میدان گرانشی غیر یکنواخت ماه.

این موضوع موجب شده بود ناسا در محاسبات خود به مشکلاتی برخورد کند و در مشخص کردن مسیر پرتاب با انحرافی تا بیش از 3 کیلومتر مواجه شود. تصاویر و اندازه گیری هایی که قرار بود آپولو 8 تهیه کند در نهایت می توانست به دانشمندان در طراحی مدار گردش فضاپیما کمک کند.

مخاطرات جسورانه

در پروژه آپولو 8 خطراتی وجود داشت که در طرح اولیه به آنها توجه نشده بود. یکی از مهمترین بخش های سفینه فرماندهی و خدمات، «سیستم خدمات پیشران» (SPS) بود که موتور اصلی محسوب می شد. موتور راکت های شیمیایی می توانستند نیروی پرتاب مورد نیاز برای قرار دادن آپولو 8 در مدار ماه و بازگشتن آن به زمین را فراهم کند.

SPS تا آنجا که ممکن بود ساده ساخته شده بود، به استثنای پمپ هایی که مستعد خرابی بودند. سیستم پیشران با استفاده از هلیوم کار می کرد. این سیستم نیازی به جرقه زن نداشت و به واسطه ترکیب شدن موادی که با آمیزش با هم منفجر می شدند کار می کرد. همین موضوع موجب می شد برای استفاده در فضا ایده آل باشند اما تا وقتی که روی زمین هستند مشکل ساز شوند.

مشکل از آنجایی ناشی می شد که تنها 50 درصد شانس برای کار کردن به همان صورتی که پیشبینی شده بود داشت. اگر SPS در مدار ماه با مشکل بر می خورد سفینه فرماندهی در چرخش مداری باقی می ماند. در طرح مأموریت اولیه این مشکل بزرگی نبود چرا که موتورهای ماژول ماه نشین (LEM) می توانست در شرایط اضطراری برای اصلاح مسیر مفید باشد. اما در طرح فعلی آپولو 8 دیگر خبری از ماه نشین نبود.

پرتاب آپولو 8 به فضا

در نهایت زمان پرتاب نزدیک شد. سه فضانورد حتی با چارلز لیندبرگ ملاقات کردند؛ فردی که در سال 1927 با یک هواپیمای یک موتوره موفق شده بود طول اقیانوس اطلس را طی کند. لیندبرگ محاسباتی را انجام داده و گفته بود که آپولو 8 تنها در همان یک ثانیه اول ترک زمین تا 10 برابر بیشتر از هواپیمای Spirit of St. Louis او در کل پرواز اقیانوسی اش سوخت می سوزاند.

در 21 دسامبر 1968 راکت ساترن V SA-503 بدون هیچ گونه مشکل اساسی از زمین برخواست. پس از اینکه مرحله سوم راکت (S-IVB) به همراه فضاپیما جدا شد در نهایت این بخش، ماژول فرماندهی را برای مدت 90 دقیقه در مدار 160 کیلومتری زمین حمل کرد. برای مدت 2 ساعت و 38 دقیقه و پیش از اینکه فضاپیما در مسیر حرکت به سمت ماه قرار بگیرد، مرکز کنترل مأموریت به دقت در حال بررسی و مسافت سنجی بوستر و فضاپیما بود.

پس از 2 ساعت و 44 دقیقه و 30 ثانیه پرواز موتور تکی مرحله سوم راکت (S-IVB) بار دیگر برای مدت 318 ثانیه روشن و توسط کنترل کامپیوتر زمینی هدایت شد تا اینکه در نهایت آپولو 8 در مسیر خود به سمت ماه قرار گرفت. حالا آپولو 8 با سرعتی بیشتر از هر آنچه که تاکنون بشر تجربه کرده بود در حال حرکت بود: 38 هزار و 959 کیلومتر در ساعت.

به این ترتیب 3 فضانورد برای اولین بار بیشتر از هر فرد دیگری در جهان از سیاره ما فاصله گرفتند. اما بورمن به همراه دو خدمه دیگر در همین زمان مشغول کارهای دیگری بودند.

آنها سیستم انفجاری برای جدا کردن راکت S-IVB را فعال کردند و مانوری برای جلوگیری از برخورد با راکت را انجام دادند. سپس چرخشی را اجرا کردند تا خالی شدن سوخت باقی مانده در مخزن راکت را نظارت کنند.

متأسفانه این جداسازی شدید به خوبی انجام نشد و در همین حین بورمن در حال مشاهده صحنه ای بود که نگرانی او را بیشتر و بیشتر می کرد. S-IVB شروع به بیرون دادن گازهای خود به هر سمتی کرد. بورمن اما می خواست زمان بازرسی ها را کاهش دهد تا هر چه سریع تر از راکت دور شوند؛ راکتی که ممکن بود در نهایت در حین حرکت خود به هر سمتی برود و مشکل ساز شود.

 

با بخش دوم این مطلب همراه باشید تا سفر پر مخاطره آپولو 8 را دنبال کنیم.