بر دوش «تایتان»ها: نظر به زیرساخت فنی پروژه آپولو

کمتر از دو هفته مانده تا پنجاهمین سالگرد فرود فضانوردان آپولو-۱۱ بر ماه. در مقاله حاضر که دومین مقاله از سلسله‌مقاله‌های سه‌گانه‌ای است که به همین مناسبت ترتیب دیده‌ایم، به نقشه‌ راه تحقق این رؤیا و جهش‌های فنی لازم برای انتقال انسان از زمین تا ماه و بازگرداندن ایمن او به زمین خواهیم پرداخت.

در مقاله اول اشاره کردیم که انگیزه‌های اصلی فرود آوردن انسان بر ماه، از زنجیره‌رقابت‌هایی تأمین می‌شد که ریشه در تنش‌های سیاسی جنگ سرد داشت. اما به مجرد تحقق این مهم، هر دو ابرقدرت وقت از مواضع فضایی بلندپروازانه‌شان تا حدی عقب نشستند و زمینه برای پیشبرد برنامه‌هایی کمتر جاه‌طلبانه ولی با چشم‌اندازی متداوم‌تر فراهم شد؛ که از زمره‌ی مهم‌ترین‌شان می‌توان به استقرار ایستگاه‌های فضایی در مدار زمین اشاره کرد.

اگرچه پرونده‌ی مأموریت‌های آپولو در همان ابتدای دهه هفتاد میلادی بسته شد و از آن پس انسان‌ها دیگر هیچ رجعت سرنشین‌داری به ماه نداشته‌اند، اما سلسله‌دستاوردهای فنی منتهی به تحقق مأموریت‌های آپولو، امروزه به زیرساخت بالغ بر هجده سال حضور متداوم انسان‌ در فضا تا به امروز شکل داده است. در این مقاله نگاهی به همین دستاوردهای فنی داریم، که به ویژه در چارچوب برنامه سرنشین‌دار «جمینی» در حدفاصل سال‌های ۱۹۶۴ تا ۱۹۶۶ حاصل شدند.

برنامه مرکوری: آهسته ولی پیوسته

تا پیش از مأموریت آپولو-۱۱، مجموعاً ۲۴ آمریکایی در چارچوب سه برنامه مجزا به فضا اعزام شده بودند: هفت فضانورد در چارچوب برنامه «مرکوری»، هفده فضانورد در چارچوب برنامه «جمینی»، و دوازده فضانورد طی چهار مأموریت پیش از آپولو-۱۱ در چارچوب همان برنامه «آپولو». به ازای هرکدام از این سه برنامه نیز، سه کپسول سرنشین‌دار طراحی شده بود، که ظرفیت میزبانی از یک، دو، و سه فضانورد را به ترتیب طی مأموریت‌های مرکوری، جمینی، و آپولو داشت.

هدف از مأموریت‌های تک‌نفره مرکوری، استقرار نخستین فضانوردان آمریکایی در مدار زمین بود، و سپس افزایش تدریجی مدت اقامت‌شان در مدار. طی دو مأموریت ابتدایی این برنامه، کپسول سرنشین‌دار مرکوری بر دوش موشک ردستون (Redstone) به فضا پرتاب شد، که نیروی پیشرانش کافی برای تزریق کلاهک خود به مدار زمین را نداشت. لذا این دو مأموریت، مأموریت‌هایی زیرمداری بودند در واکنش به اعزام نخستین فضانورد شوروی و جهان، یوری گاگارین به فضا. در چارچوب این دو مأموریت دو فضانورد آمریکایی به نام‌های آلن شپرد، و ویرژیل گریسام، پرتاب‌هایی زیرمداری را به مدت تنها ۱۵ دقیقه تجربه کردند تا صرفاً حضور کشورشان را در فضا – و نه در مدار زمین – تثبیت کرده باشند.

در آن مقطع، هنوز اطمینان کافی از سطح امنیت موشک‌های قوی‌تر «اطلس» حاصل نشده بود؛ و به همین دلیل، اولین پرتاب این موشک در چارچوب برنامه مرکوری برای استقرار نخستین فضانورد آمریکایی در «مدار» زمین (که در واقع سومین مأموریت برنامه مرکوری به شمار می‌رفت)، تا هفت ماه پس از پرتاب پانزده‌دقیقه‌ایِ گریسام به فضا رقم نخورد. سرانجام در ۲۰ فوریه ۱۹۶۲ بود که فضانورد آمریکایی، جان گلن موفق شد سوار بر یک فروند موشک اطلس، اولین پرتاب سرنشین‌دار آمریکا به مدار زمین را به مدت ۴ ساعت و ۵۵ دقیقه رقم بزند.

کمتر از سه ماه بعد، اسکات کارپنتر همین مأموریت را تکرار کرد، و زمینه برای دو پرتاب پایانی برنامه مرکوری، که مأموریت‌هایی به مراتب طولانی‌تر را شامل می‌شدند فراهم شد: در ۳ اکتبر ۱۹۶۲، والتر شیرا موفق شد ۹ ساعت و ۱۳ دقیقه را در مدار زمین سر کند؛ و نهایتاً این گوردون کوپر بود که پنج ماه بعد، با مأموریتی به مدت ۱ روز و ۱۰ ساعت و ۱۹ دقیقه، به برنامه مرکوری پایان داد.

کمتر از یک ماه پس از پایان برنامه مرکوری، برنامه فضایی «وستوک» اتحاد شوروی نیز با ششمین مأموریتش به پایان رسید. برنامه وستوک از هر حیث، یک سر و گردن از برنامه مرکوری بالاتر بود، و طی هر مأموریت خود رکوردی را جابجا می‌کرد: وستوک ۱، اولین فضانورد جهان، یوری گاگارین را در مدار زمین قرار داد؛ ده ماه پیش از آنکه آمریکا چنین بکند. وستوک ۲، به فرماندهی گرمان تیتوف، اولین مأموریت فضایی بود که بیش از یک روز به طول می‌انجامید، پانزده ماه پیش از آمریکا. وستوک ۳ و ۴، نخستین دو مأموریتی بودند که همزمان در فضا حاضر شدند و فضاپیماهایشان از نزدیکی هم عبور کردند؛ دستاوردی که آمریکا تنها دو سال و پنج ماه بعد به آن نائل شد. وستوک ۵، به فرماندهی والری بایکوفسکی، با مأموریتی به مدت ۴ روز و ۲۳ ساعت، طولانی‌ترین حضور انسان در مدار زمین را رقم زد؛ که این رکورد را نیز آمریکا تا دو سال و پنج ماه بعد نشکست. و در نهایت، وستوک ۷ اولین زن فضانورد جهان، والنتینا ترشکووا را به مدار زمین رساند؛ که نمونه مشابه آمریکایی چنین مأموریتی تا بیست سال بعد رقم نخورد.

در زمین رقیب

شروع سیر قهقرایی برنامه فضایی شوروی، و همزمان اوج گرفتن برنامه فضایی آمریکا، در جریان دومین برنامه‌های فضایی سرنشین‌دار این دو ابرقدرت رقم خورد. شوروی کوشید تا طی برنامه کوتاه‌مدت «وسخود» که تنها دو مأموریت را پوشش می‌داد، دو رکورد مهم دیگر را نیز عجولانه جابجا کند؛ رکوردشکنی‌هایی که گرچه توأم با موفقیت بود، اما ساز و کار تحقق‌شان ندای آینده‌ای تاریک را برای برنامه فضایی این کشور می‌داد.

اتحاد شوروی کوشید تا طی مأموریت وسخود-۱، اولین گروه سه‌نفره از فضانوردان را روانه مدار زمین سازد؛ اما در عمل تغییرات چندانی را در طراحی فضاپیمای تک‌نفره وستوک اعمال نکرد. گنجاندن سه فضانورد در فضاپیمایی که در اصل به قصد میزبانی از یک نفر طراحی شده بوده، به معنای حذف برخی اجزای حیاتی یک مأموریت فضایی، از جمله لباس فضانوردی بود. بدین‌ترتیب، سه فضانورد مأموریت وسخود-۱ بدون لباس مخصوص فضایی، و صرفاً در احاطه دیواره‌های ناامن فضاپیمای وسخود به فضا رفتند. مأموریت این سه توأم با موفقیت بود، اما بنای رسمی را گذاشت که شوروی پنج سال بعد، و در چارچوب سومین برنامه فضایی سرنشین‌دار خود بهای سنگین آن را داد:

طی مأموریت سایوز-۱۱ در سال ۱۹۷۱، سه فضانورد شوروی گئورگی دابروولسکی، ولادیسلاو ولکوف، و ویکتور پاتسایف، در فضاپیمایی عازم مدار زمین شدند که عملاً برای میزبانی از دو فضانورد طراحی شده بود. نتیجه، بار دیگر حذف لباس فضایی از مایحتاج فنی فضانوردان بود؛ و نتیجه‌ی تکان‌دهنده‌تر آنکه این سه فضانورد، حین بازگشت از مأموریت ۲۳ روزه‌شان به زمین، بر اثر نشت هوای داخل کابین و افت فشار، جان خود را از دست دادند.

مأموریت وسخود-۲ نیز خالی از خطر نبود. در این مأموریت که در اصل به قصد ثبت رکورد نخستین «راهپیمایی فضایی» طراحی شده بود، دو فضانورد روس به نام‌های پاول بلی‌یائف و الکسی لئونوف عازم مدار زمین شدند. مأموریت آن بود که لئونوف با پوشیدن لباس مخصوص فضایی، اولین انسانی بشود که از محیط فضاپیما خارج، و در خلأ فضا معلق بشود. لئونوف این خروج را با موفقیت به ثمر رساند، اما حین تلاش برای بازگشت به کابین، دچار مشکل شد. فشار داخل لباس فضایی او ناگهان افزایش یافت و حرکت را برایش دشوار کرد. در نهایت پس از دقایقی تلاش، لئونوف ریسک از دست دادن هشیاری‌اش در پی افت شدید فشار را به جان خرید و فشار هوای داخل لباس را کاهش داد تا فوراً به محفظه‌ی حائل بین محیط خلأ و فضاپیما بازگردد. بعدها پزشکان گزارش کردند که دمای بدن لئونوف به مدت ۲۰ دقیقه تا ۱ و هشت‌دهم درجه سانتیگراد افزایش یافته بوده، و او تا زانو درون عرق فرورفته بود.

پنج روز پس از اتمام مأموریت وسخود-۲ (و به همراه آن، برنامه وسخود)، آمریکا نخستین مأموریت سرنشین‌دارش را در چارچوب برنامه جدید «جمینی» به مدار زمین فرستاد. تا یک سال و هشت ماه بعد که دوازدهمین مأموریت فضاپیمای جمینی به پایان رسید و راه شروع برنامه آپولو به تدریج هموار شد، شوروی هیچ مأموریت سرنشین‌داری را به ثمر نرساند. در این فاصله، سرگئی کورولف، سرمهندس ارشد موشک‌های فضایی شوروی از دنیا رفت، و به اتفاق آن، برنامه فضایی نامنسجم این کشور نیز راه سقوط را در پیش گرفت. جانشینان او گرچه کوشیدند در چارچوب برنامه سایوز، دستاوردهای چشمگیر دیگری را رقم بزنند، اما واقعیت این بود که تداوم رَویه‌ی اتکا به توان «افراد» و چشمپوشی از ضعف مهلک زیرساخت‌ها در برنامه فضایی این کشور دیگر جوابگو نبود.

در چنین شرایطی نخستین مأموریت از سومین برنامه فضایی سرنشین‌دار شوروی (که به «برنامه سفر به ماه سایوز» معروف شده بود)، در ۲۳ آوریل ۱۹۶۷ به فرماندهی ولادیمیر کمارف به فضا پرتاب شد. هدف، اعزام همزمان فضاپیمای سرنشین‌دار سایوز-۲ در فردای آن روز به فضا بود، تا دو فضاپیما پس از الحاق در فضا و تعویض خدمه، به زمین برگردند؛ مانوری که تا به آن مقطع (حتی در تمام طول ده مأموریت برنامه جمینی آمریکا) سابقه نداشت. در گزارش مهندسین طراح مأموریت سایوز-۱، ۲۰۳ مورد هشدار فنی به رهبران حزب کمونیست به چشم می‌خورد؛ هشدارهایی که در نهایت به دلیل ”فشارهای سیاسی وارده جهت حصول برخی دستاوردهای فضایی، همزمان با زادروز لنین“، نادیده گرفته شده بودند.

به مجرد استقرار کمارف در مدار، نواقص فنی فضاپیمای اصلی برنامه سفر به ماه شوروی یکی پس از دیگری ظاهر شدند. ابتدا یکی از دو پنل خورشیدی فضاپیما که مسئولیت تأمین برق آن را به عهده داشت، گشوده نشد. با افت فشار برق، ناوبری خودکار فضاپیما نیز ممکن نبود و تصمیم بر این شد تا با لغو مأموریت سایوز-۲، کمارف هرچه زودتر از طریق هدایت دستی به زمین بازگردد. این مرحله از مأموریت نفس‌گیر سایوز-۱ نیز به لطف توان فردی کمارف در هدایت فضاپیما با موفقیت سپری شد. تجربه خلبانی این فضانورد کارکشته، همچنین نقص عایق‌های حرارتی فضاپیما به هنگام ورود به جو را نیز جبران کرد و کمارف از گرمای فزاینده کابین سایوز حین ورود به جو جان به در برد. اما دقایقی مانده به فرود، این چترهای نجات کپسول فرود فضاپیما بود که عمل نکردند و کمارف در عین شایستگی تمام، مرگی فجیع را تجربه کرد. او نخستین فضانورد قربانی در حین یک مأموریت فضایی بود.

بعدها مشخص شد یوری گاگارین که در آن مأموریت نقش فضانورد علی‌البدل را به عهده داشته (تا در صورت بروز هرگونه مشکلی برای کمارف، جانشین او بشود)، با اطلاع کامل از ریسک‌های انجام چنین مأموریتی، طی گزارشی ده‌صفحه‌ای به مأمور کا.گ.ب و دوست صمیمی‌اش ونیامین روسایف، کوشیده بوده کمارف را از این مأموریت کنار بگذارد تا رهبری شوروی با عنایت به ریسک اعزام مجدد یک قهرمان ملی (گاگارین) به فضا، به نحوی با تعویق و ارتقای امنیت مأموریت موافقت کند. (بعدها کلیه افرادی که از وجود چنین گزارشی مطلع بودند، از جمله روسایف، از خدمت عزل و به استان سیبری تبعید شدند.) اما کمارف نیز در عین اطلاع از این نواقص بسیار، مایل نبود جان دوستش گاگارین به خطر بیافتد و لذا تلاش‌های وی را بی‌نتیجه گذاشت.

هفته‌ها پس از وقوع حادثه، گاگارین طی مصاحبه‌ای تند و تیز با روزنامه دولتی «پراودا»ی شوروی، مسئولینی را که اجازه‌ی پرتاب فضاپیما را صادر کرده بوده‌اند، مقصر مرگ کمارف اعلام کرد. روسایف به یاد دارد که گاگارین در گفتگویی خصوصی به او گفته بوده: ”بالاخره خودم رو به طریقی می‌رسونم به او [برژنف، رهبر وقت شوروی] و اگه بفهمم اون می‌دونسته که اوضاع از چه قراره و با این‌حال اجازه‌ داده که این وقایع رخ بده، اون‌وقت من می‌دونم و اون.“

کمتر از یک سال بعد، گاگارین در جریان یک پرواز تست متداول به اتفاق هم‌پروازش ولادیمیر سریوگین در پایگاه هوایی شکلوفسکی شوروی به طرز مرموزی کشته شد. سال‌ها بعد الکسی لئونوف فاش کرد که در روز حادثه، یک فروند هواپیمای سوخوی سو-۱۵ در فاصله‌ی تنها ۱۰ تا ۱۲ متری هواپیمای گاگارین و سریوگین، دیوار صوتی را شکسته و در نتیجه‌ی تلاطم جوی حاصله، پرنده گاگارین در مسیری غیرقابل‌کنترل قرار گرفته و با زاویه‌ای غیرمتعارف سقوط کرده است. هنوز نام خلبان آن هواپیمای دوم فاش نشده است.

مرگ کمارف، مقامات فضایی کشور را وادار به توقف آزمایش فضاپیماهای سایوز، و بازطراحی آنها کرد و این تصمیم، شوروی را هشت ماه از پیشبرد برنامه فضایی‌اش عقب انداخت؛ تعویقی که هیچ‌گاه جبران نشد، و آمریکا را در نهایت فاتح مسابقه بزرگ فضایی کرد.

گام‌هایی کوچک برای جهشی بزرگ

با اتمام برنامه سرنشین‌دار مرکوری، ایالات متحده در چارچوب برنامه سرنشین‌دار بعدی خود موسوم به جمینی، فضاپیمایی کاملاً جدید را با ظرفیت دو نفر طراحی کرد، و موشکی قوی‌تر را نیز از نیروی هوایی (موشک «تایتان-۲») به خدمت گرفت. هدف از اجرایی کردن این برنامه، آزمودن یکایک گام‌هایی بود که برداشتن جملگی‌ آنها در هر مأموریتِ سفر به ماه و بازگشت ایمن از آن، ضرورت داشت.

دو مأموریت ابتدایی جمینی (یعنی مأموریت‌های جمینی-۱ و جمینی-۲) به منظور تست تاب‌آوری فضاپیمای جدید انجام شدند، و مأموریت سوم نیز به تست عملکرد فضاپیما با حضور فضانوردان در مدار زمین اختصاص پیدا کرد. بدین‌ترتیب، تحقق گام‌به‌گام اهداف اصلی برنامه جمینی رسماً از مأموریت جمینی-۴ آغاز شد. هدف این مأموریت، انجام نخستین راهپیمایی فضایی توسط یک فضانورد آمریکایی بود. در این مأموریت، ادوارد وایت، ۲۲ دقیقه را در محیط بیرون از فضاپیما معلق ماند، و بر خلاف همتای روسی خود، الکسی لئونوف، در جریان این راهپیمایی به مشکل حادی برنخورد.

مأموریت جمینی-۵، تمدید مدت اقامت فضانوردان تا یک هفته در مدار زمین بود تا تأثیرات فیزیولوژیک این اقامت نسبتاً طولانی‌مدت بر بدن فضانوردان بررسی شود؛ چراکه هر مأموریت سفر به ماه، دست‌کم هشت روز به طول می‌انجامید. در جریان این مأموریت همچنین برای نخستین بار از پنل‌های خورشیدی برای تأمین برق استفاده شد، و توان ناوبری فضاپیما برای مأموریت‌های آتی جمینی مورد ارزیابی قرار گرفت.

دو مأموریت جمینی-۶ و جمینی-۷، به قصد آزمودن مانور کنارگذر (rendezvous) به فضا پرتاب شدند. ابتدا قرار بر این بود تا محموله‌ای بی‌سرنشین با قابلیت کنترل از راه دور (موسوم به محموله هدف «آجنا») در مدار قرار گیرد و سپس با استقرار کپسول جمینی-۶ در همان مدار، مانور کنارگذر با حضور این محموله به ثمر برسد. اما پرتاب این محموله در ۲۵ اکتبر ۱۹۶۵، با انفجار موشک حامل به شکست انجامید. تصمیم بر این شد تا از کپسول سرنشین‌دار مأموریت جمینی-۷ به عنوان محموله هدف این مانور استفاده بشود؛ و با این حساب، کپسول جمینی-۷، نُه روز زودتر از کپسول جمینی-۶ به فضا پرتاب شد.

با استقرار هر دو فضاپیما در مدار و حضور همزمان مجموعاً چهار فضانورد آمریکایی در فضا، عملیات کنارگذر با موفقیت به ثمر رسید، و رکورد نزدیک‌ترین عبور دو فضاپیمای سرنشین‌دار از نزدیکی هم (به مسافت ۳۰ سانتیمتر) در اختیار آمریکا قرار گرفت. اهمیت این مأموریت در اطمینان از تسلط فضانوردان بر مانورهای ظریف فضایی بود؛ چراکه هدایت فواصل نسبی دو فضاپیما در مدار، تفاوتی قابل توجه با هدایت فواصل نسبی دو هواپیمای در حال پرواز دارد. هدف بعدی، الحاق و جداسازی دو فضاپیما در مدار بود، که به عنوان مأموریت جمینی-۸ مفهوم‌پردازی شد.

تصمیم بر این بود تا عملیات الحاق، توسط فضانوردان جمینی-۸ با یک محموله بی‌سرنشین آجنا صورت بپذیرد. این‌بار محموله هدف در همان روز پرتاب مأموریت سرنشین‌دار به فضا پرتاب شد و با موفقیت در مدار زمین قرار گرفت. دقایقی بعد، کپسول جمینی-۸ نیز به فرماندهی نیل آرمسترانگ زمین را ترک کرد و در مدار زمین واقع شد. پس از جانمایی محموله آجنا در مدار، آرمسترانگ کپسول جمینی-۸ را با موفقیت به آن ملحق کرد.

چیزی از الحاق دو فضاپیما نگذشته بود که خلبان مأموریت، دیوید اسکات متوجه شد که دو فضاپیما در حال دوَران‌اند. آرمسترانگ کوشید از طریق پیشرانه‌های مانور مداریِ فضاپیمای جمینی، این دوران را خنثی کند، که موفق هم بود؛ اما چیزی نگذشت که دوران دو فضاپیما بار دیگر از سر گرفته شد. از شانس بد فضانوردان، کپسول جمینی-۸ در آن لحظه خارج از دسترس اتاق کنترل مأموریت در زمین بود.

با افزایش سرعت دوران فضاپیماها، آرمسترانگ متوجه شد که سوخت پیشرانه‌های تنظیم مدار جمینی، به ۳۰ درصد کاهش یافته؛ و این بدین‌معنا بود که منشأ اِشکال فنی، نه محموله آجنا، بلکه فضاپیمای جمینی است. دوران شدید دو فضاپیما می‌توانست در هر لحظه منجر به بروز آسیبی جبران‌ناپذیر به هرکدام از دو فضاپیما، یا حتی انفجار محموله‌ی پر از سوخت آجنا بشود. لذا آرمسترانگ و اسکات ابتدا تصمیم به جداسازی دو فضاپیما گرفتند.

اما به مجرد این جداسازی، سرعت دوَران باز هم رو به افزایش گذاشت، تا بدانجاکه کپسول جمینی در هر ثانیه ۲۹۶ درجه به دور خود می‌چرخید؛ اتفاقی که می‌توانست هرکسی جز دو خلبان کارکشته شکاری را درجا دچار بیهوشی کند. تحت چنین شرایطی، آرمسترانگ تصمیم به فعال‌سازی پیشرانه‌های فرود فضاپیما گرفت، و در کمال امیدواری، سرعت دوران کاهش یافت. بعدها اسکات در خصوص تصمیم منطقی آرمسترانگ تحت چنان شرایطی گفت: ”اون بشر محشر بود. اون سیستم رو خوب می‌شناخت. راه حلش رو پیدا کرد، و تحت یه شرایط توانفرسا اون رو عملی کرد. … از روز شانسم بود که اون هم‌پروازم بود.“ (ماجرای این حادثه در فیلم اخیر دیمون شزل، «اولین نفر»، محصول ۲۰۱۸ به تصویر کشیده شده است.)

پس از بازیابی ارتباط با اتاق کنترل مأموریت، فضاپیما عملاً بحران را از سر گذرانده بود؛ اما در عین حال، ۷۵ درصد سوخت لازم برای انحراف فضاپیما به سمت زمین نیز صرف توقف دوَران فضاپیما شد. عاقلانه‌ترین تصمیم این بود که فضانوردان از همین سوخت باقیمانده استفاده کنند و درجا به جو زمین وارد شوند. کپسول جمینی ۸، عاقبت هزاران کیلومتر دورتر از محل تعیین‌شده برای فرود، و در هشتصد کیلومتری شرق ساحل اوکیناوای ژاپن، در اقیانوس آرام فرود آمد. این نخستین فرود اضطراری یک مأموریت فضایی بود. به همین منظور، رزمناو یواس‌اس لئونارد میسون راهی منطقه شد، و فضانوردان مأموریت را به سلامت از فضاپیما بازیابی کرد.

مأموریت‌های جمینی-۹ و جمینی-۱۰ نیز در الحاق با محموله‌های هدف در مدار ناکام ماندند (البته بدون تکرار حادثه‌ای شبیه به جمینی-۸)، تا اینکه سرانجام فضانوردان مأموریت جمینی-۱۱ موفق شدند اولین عملیات الحاق و جداسازی موفق کپسول جمینی با محموله هدف آجنا را به ثمر برسانند. همین دستاورد در جریان مأموریت جمینی-۱۲، آخرین مأموریت برنامه جمینی نیز با موفقیت تکرار شد، و ناسا چراغ سبز لازم برای شروع مأموریت‌های سرنشین‌دار آپولو را به دست آورد.

 راه دشوار ماه

نخستین زیرساخت‌های پروژه آپولو، از همان آغاز برنامه مرکوری مراحل طراحی، ساخت، و آزمون را طی می‌کردند. سه مورد از مهم‌ترین این زیرساخت‌ها یکی اتاقک فرماندهی مأموریت آپولو بود که از فضانوردان میزبانی می‌کرد (و خود از دو بخش اتاقک خدمات‌رسانی، و کپسول فرود تشکیل می‌شد، که رویهمرفته به کلاهک موشک شکل می‌دادند)، دیگری اتاقک ماه‌نشین، و نهایتاً موشک‌های سری «ساترن»، که به کلی با هدف پرتاب محموله‌های بی‌سرنشین و سرنشین‌دار برنامه آپولو طراحی و ساخته می‌شدند (بر خلاف دو برنامه مرکوری و جمینی، که موشک‌های پیشران‌شان موشک‌هایی بودند اصالتاً نظامی). فرآیند طراحی و ساخت سری موشک‌های ساترن، زیر نظر تیمی از مهندسین موشکی به سرپرستی ورنر فون براون و آرتور رودولف، سرمهندسین اسبق طراحی و ساخت موشک‌های V۲ در ارتش آلمان نازی صورت گرفت.

سری موشک‌های ساترن، شامل سه پیشرانه سنگین و نیمه‌سنگین بود: ساترن-۱، ساترن-۱-بی، و ساترن-۵. در حدفاصل اکتبر ۱۹۶۱ تا ژوئیه ۱۹۶۵، مجموعاً ده موشک ساترن-۱ ساخته و آزمایش شد که پرتاب جملگی‌شان توأم با موفقیت بود. سپس از فوریه تا اوت ۱۹۶۶ نیز سه فروند موشک ساترن-۱-بی با موفقیت آزمایش شد.

با تأیید عملکرد مطلوب موشک‌های ساترن، اولین گروه از فضانوردان برنامه آپولو آماده می‌شدند تا در ۲۱ فوریه ۱۹۶۷، نخستین پرتاب‌شان را به مدار زمین، سوار بر یک فروند موشک ساترن-۱-بی تجربه کنند. این سه فضانورد عبارت بودند از ویرژیل گریسام، از فضانوردان برنامه مرکوری، و دومین آمریکایی در فضا، ادوارد وایت، اولین راهپیمای فضایی آمریکا، و راجر چافی که می‌رفت تا نخستین سفرش به مدار زمین را تجربه کند.

فضانوردان آپولو-۱ موظف بودند تا پیش از موعد پرتاب، مجموعه‌تست‌هایی را در اتاقک فرماندهی مأموریت آپولو صورت بدهند. این اتاقک که طراحی‌ای کاملاً متفاوت از نمونه‌های به‌کاررفته در برنامه‌های مرکوری و جمینی داشت، از موادی اشتعال‌پذیر در طراحی داخلی خود بهره جسته بود که حتی از دید سه فضانورد این مأموریت نیز احتمال خطر آتش‌سوزی در کابین را بالا می‌برد. با این وجود، در طراحی داخلی این کپسول، که با چراغ سبز جوزف شیا، مدیر برنامه طراحی فضاپیمای آپولو عملاً طراحی‌ای استاندارد قلمداد می‌شد، هیچ تغییری صورت داده نشد. اما سه فضانورد آپولو-۱ همچنان مراتب نگرانی‌شان را با عکسی طنزآمیز از خودشان که به حالتی نیایشگر با مدلی از کپسول ژست گرفته بودند، و جمله‌ای خطاب به شیا، اعلام کردند: ”نه اینکه بهت اعتماد نکنیم جو، اما این دفعه تصمیم گرفتیم مراتب رو بفرستیم به کرام‌الکاتبین”.

شیا در واکنش به این شوخی سه فضانورد، به پیمانکار سازنده فضاپیما دستور حذف مواد اشتعال‌پذیری همچون نگه‌دارنده‌های نایلونی کابل‌های داخل کابین را داد، اما شخصاً بر روند اجرای دستورش نظارت نکرد.

چهل و شش روز پیش از موعد پرتاب، کپسول سرنشین‌دار آپولو-۱ بر فراز یک فروند موشک ساترن-۱-بی نصب شد، و سه هفته بعد، سه فضانورد این مأموریت در جریان یکی از تست‌های پیش از پرتاب، به این کپسول وارد شدند تا تستی از مراحل شمارش معکوس پیش از پرتاب را پشت سر بگذارند. در ساعت ۶ و ۳۱ دقیقه صبح ۲۷ دسامبر ۱۹۶۷، فضانوردان در حال مرور فهرست وظایف‌شان بودند که متوجه بروز اتصال کوتاهی در یکی از سیستم‌های برق‌رسانی داخل کابین شدند. نُه ثانیه بعد، گریسام اعلام کرد که آتش‌سوزی‌ای درون کابین رخ داده، و تنها دوازده ثانیه بعد، ارتباط فضانوردان داخل کابین با جیغی دلخراش قطع شد. لحظاتی بعد آتش‌سوزی به لوله‌های اکسیژن‌رسانی داخل کابین نشت کرد و انفجاری را رقم زد که دیواره کابین را شکافت.

هر سه فضانورد مأموریت آپولو-۱ در جریان این حادثه به طرز دلخراشی جان باختند. لزوم بازطراحی و ایمن‌سازی اتاقک فرماندهی آپولو، برنامه‌ها را جملگی به تعویق انداخت، و همین باعث شد تا آماده‌سازی نسخه جدید این اتاقک با آماده‌سازی نخستین نمونه عملیاتی موشک ساترن-۵ (که با خود تأخیرهایی همراه شده بود) همزمان بشود.

در نتیجه، اولین تست موشک غول‌آسای ساترن-۵، برای نهم نوامبر ۱۹۶۷ برنامه‌ریزی شد. ساترن-۵، موشکی سه‌مرحله‌ای با سوخت مایع بود که تا به امروز همچنان رکورد بلندترین، سنگین‌ترین، و نیرومندترین موشک تاریخ را با قدرتی معادل ۱۶۰ میلیون اسب بخار با خود دارد. از این موشک تاکنون ۱۵ نمونه ساخته شده، که ۱۳ موردشان در جریان مأموریت‌های فضایی پروژه آپولو، و بعدها اسکای‌لب استفاده شدند.

پرواز افتتاحیه موشک ساترن-۵ در چارچوب مأموریت آپولو-۴، با موفقیت انجام شد. در جریان این مأموریت، نمونه‌ای بی‌سرنشین از اتاقک فرماندهی آپولو در مدار زمین مستقر، و سپس اتاقک فرود آن به زمین بازگردانده شد. کمتر از سه ماه بعد، اتاقک ماه‌نشین نیز به اتاقک فرماندهی اضافه شد، و بر فراز یک فروند موشک ساترن ۱-بی، در جریان مأموریت باز هم بی‌سرنشین آپولو-۵ روانه مدار زمین شد تا تست‌های لازمه را از سر بگذارند. و سرانجام سه ماه بعد، در چهارم آوریل ۱۹۶۸، دومین تست موشک ساترن-۵ و آخرین تست بی‌سرنشین برنامه آپولو، رقم خورد، که به رغم بروز مشکلاتی برای مراحل دوم و سوم موشک، ناسا چراغ سبز لازم برای استفاده از این موشک در مأموریت‌های سرنشین‌دار آپولو را صادر کرد.

اولین مأموریت سرنشین‌دار برنامه آپولو را سه فضانورد علی‌البدل مأموریت ناکام آپولو-۱، در چارچوب مأموریت یازده‌روزه آپولو-۷، در اکتبر ۱۹۶۸ به ثمر رساندند. مأموریت، آزمایش عملکرد اتاقک فرماندهی آپولو در مدار زمین بود. در جریان این مأموریت همچنین اولین ارتباط زنده تلویزیونی از مدار زمین نیز برقرار شد.

قرار بود تا فضانوردان مأموریت بعدی آپولو، یعنی آپولو-۸، همین عملیات را در مدار زمین، این بار با پیوستن اتاقک ماه‌نشین به اتاقک فرماندهی آپولو تکرار کنند. اما در ماه‌نشین ساخته‌شده برای این مأموریت، بالغ بر یکصد نقص فنی یافت شد، و مقامات برنامه به صلاح دیدند تا هدف مأموریت آپولو-۸ را از تست ماه‌نشین، به تست مانور ورود سرنشین‌دار به مدار ماه تغییر بدهند، و در عوض مأموریت اصلی آپولو-۸ را بر عهده فضانوردان مأموریت آپولو-۹ بگذارند؛ تصمیمی خطیر که تا حد زیادی تحت تأثیر فضای تیره و تار جامعه ایالات متحده در سال ۱۹۶۸ (متأثر از حوادثی همچون ترور مارتین لوتر کینگ و رابرت کندی)، و به موجب ایجاد موجی از انسجام ملی گرفته شد.

عملیاتی‌سازی این تصمیم، مستلزم تغییر نوع موشک از ساترن-۱-بی به ساترن-۵ بود؛ و تصمیم به چنین تغییری، با عنایت به نواقص فنی پیش‌آمده در جریان آخرین تست این موشک غول‌آسا در چارچوب مأموریت آپولو-۶، تصمیمی جسورانه به شمار می‌رفت. اما فون‌براون به مقامات ناسا اطمینان داد که نواقص مربوطه رفع شده‌اند و نمونه‌ای از این موشک تا اول دسامبر آن سال آماده پرتاب خواهد بود.

بدین‌ترتیب اولین مأموریت سرنشین‌دار موشک ساترن-۵ در ظهر ۲۱ دسامبر ۱۹۶۸ به فرماندهی فرانک بورمن، و همراهی دو فضانورد دیگر، جیمز لاول و ویلیام اندرس، زمین را ترک کرد. این سه تن اولین انسان‌هایی بودند که مدار زمین را به مقصد یک جرم آسمانی دیگر ترک می‌گفتند.

مقصد اول، مدار زمین بود. در این مرحله که دو ساعت به طول انجامید، سه فضانورد مأموریت آپولو-۸، پس از کسب اطمینان از سلامت اتاقک فرماندهی آپولو در مدار زمین، با فعال‌سازی مرحله سوم موشک ساترن-۵، از مدار زمین خارج، و روانه مداری انتقالی به سمت ماه شدند. با گذشت سه روز، و طی ۳۸۰ هزار کیلومتر مسافت زمین تا ماه، فضانوردان آپولو-۸ در شب کریسمس سال ۱۹۶۹ به مدار ماه وارد شدند. این رخداد با ارتباط زنده تلویزیونی خدمه از مدار ماه، و ارسال تصاویری از طلوع زمین در پشت دشت‌های سنگلاخی و پرگودال این سرزمین آشنا، به لحظاتی به‌یادماندنی از تاریخ قرن بیستم شکل داد. بعدها هفته‌نامه تایم، عکس رنگی ویلیام اندرس از لحظاتی پس از طلوع زمین از پشت ماه را به عنوان یکی از صد عکس برتر تاریخ انتخاب کرد.

مأموریت آپولو-۸ در صبحگاه ۲۷ دسامبر ۱۹۶۸ با فرود موفقیت‌آمیز سه فضانورد این مأموریت در اقیانوس اطلس به اتمام رسید و فصلی نو را در تاریخ اکتشافات فضایی بشر رقم زد.

سه ماه بعد، و با رفع نواقص نمونه‌ آزمایشی ماه‌نشین، برای نخستین بار مجموعه کامل و سرنشین‌دار اتاقک فرماندهی آپولو و اتاقک ماه‌نشین، در چارچوب مأموریت آپولو-۹، سوار بر یک فروند موشک ساترن-۱-بی به مدار زمین فرستاده شد، تا عملیات الحاق اتاقک فرماندهی و ماه‌نشین در مدار زمین شبیه‌سازی شود. با اتمام موفق این عملیات در مارس ۱۹۶۹، دو ماه بعد نوبت به مأموریت آپولو-۱۰ رسید تا سه فضانورد آن، همین عملیات را در مدار ماه تکرار کنند.

مأموریت آپولو-۱۰ تمام ویژگی‌های یک مأموریت فرود بر ماه را داشت، الا عملیات فرود بر ماه. در جریان این مأموریت، ابتدا یک فروند موشک ساترن-۵، حامل اتاقک فرماندهی آپولو و ماه‌نشین و سه فضانورد به نام‌های توماس استفورد، جان یانگ، و یوجین سرنان، محموله خود را در مدار زمین قرار داد. این محموله، علاوه بر اتاقک فرماندهی و ماه‌نشین، مرحله سوم خود موشک را نیز شامل می‌شد، که پس از اطمینان از عملکرد اجزای کلیدی مأموریت، از آن برای اعزام اتاقک فرماندهی و ماه‌نشین به یک مدار انتقالی به مقصد ماه استفاده شد.

پس از اتمام عملیات تزریق به مدار ماه، مرحله سوم موشک از اتاقک فرماندهی و ماه‌نشین جدا می‌شد، و لازم بود تا ماه‌نشین و اتاقک فرماندهی به هم متصل شوند. با ورود به مدار ماه و اطمینان از عملکرد مطلوب ادوات ارتباط و ناوبری، دو فضانورد از سه فضانورد مأموریت به اتاقک ماه‌نشین وارد می‌شدند و یک نفر در اتاقک فرماندهی می‌ماند تا رابط بین دو فضانورد دیگر و زمین باشد. سپس اتاقک ماه‌نشین از اتاقک فرماندهی جدا می‌شد و راه فرود بر ماه را در پیش می‌گرفت.

در مأموریت آپولو-۱۰، کلیه این مراحل انجام شد، و اتاقک ماه‌نشین، حامل توماس استفورد و یوجین سرنان، تا ۱۵ کیلومتری سطح ماه ارتفاع کم کرد؛ یعنی تا همان ارتفاعی که در صورت قصد به فرود، می‌بایست موتور فرود ماه‌نشین فعال می‌شد. اما در این مأموریت، هدف تنها آزمایش مراحل فرود بود، نه فرود اصلی، که بنا بود دو ماه بعد در چارچوب مأموریت آپولو-۱۱ صورت بپذیرد. (در این لینک می‌توانید انیمیشنی از مراحل پرتاب، فرود، و بازگشت یک مأموریت فرود بر ماه را در چارچوب برنامه آپولو مشاهده کنید.)

سرانجام مأموریت آپولو-۱۱، رسماً در ساعت ۱۳ و ۳۱ دقیقه ظهر ۱۶ ژوئیه ۱۹۶۹ با پرتاب یک فروند موشک ساترن ۵، حامل فرمانده نیل آرمسترانگ، خلبان ماه‌نشین ادوین آلدرین، و فرمانده اتاقک فرماندهی مایکل کالینز آغاز شد. دلیل انتخاب آرمسترانگ به عنوان فرمانده چنین مأموریتی، سابقه درخشان او در مدیریت شرایط بحرانی (به ویژه در چارچوب مأموریت جمینی-۸) بود، و از او گزینه ایده‌آلی برای تست عملکرد اجزای فرود در چارچوب عملیاتی می‌ساخت که تا به آن مقطع هیچ‌گاه صورت نگرفته بود.

مراحل مأموریت آپولو-۱۱ نیز همچون مأموریت آپولو-۱۰ طی شد، تا اینکه در ۲۱ ژوئیه، آرمسترانگ و آلدرین اتاقک ماه‌نشین را در منطقه‌ای از ماه موسوم به پایگاه ترانکوئیلتی فرود آوردند. شش ساعت بعد، آرمسترانگ درب اتاقک ماه‌نشین را گشود و نخستین انسانی شد که بر سطح ماه قدم گذاشت. ۱۹ دقیقه بعد، آلدرین نیز به او پیوست، و این دو مجموعاً دو ساعت و یک ربع را بر سطح ماه به انجام عملیات محوله گذراندند.

با اتمام مأموریت دو فضانورد بر سطح ماه، آنها به اتاقک ماه‌نشین برگشتند و در رأس ساعت ۱۷ و ۵۴ دقیقه به وقت گرینویچ، به کمک موتور پیشران اتاقک ماه‌نشین، از سطح ماه جدا، و به مدار ماه وارد شدند تا با الحاق مجدد به اتاقک فرماندهی آپولو، مهیای ورود به یک مدار انتقالی به مقصد زمین شوند. عملیات بازگشت نیز با موفقیت صورت گرفت، و سه فضانورد در ساعت ۱۶ و ۵۱ دقیقه ۲۴ ژوئیه ۱۹۶۹ در اقیانوس آرام شمالی فرود آمدند.

مقامات ناسا موفق شدند با دو مأموریت آپولو-۱۱ و آپولو-۱۲ (که چهار ماه بعد با موفقیت صورت گرفت)، به وعده جان اف. کندی مبنی بر فرود آوردن فضانوردان آمریکایی بر ماه تا پیش از اتمام دهه ۱۹۶۰ جامه عمل بپوشانند. پنج مأموریت دیگر از برنامه آپولو نیز تا دسامبر ۱۹۷۲ روانه ماه شدند، که از این بین تنها مأموریت آپولو-۱۳ به دلیل بروز نقص فنی در اتاقک فرماندهی آپولو، مجبور به بازگشت اضطراری از مدار ماه شد و فضانوردان آن شانس فرود بر ماه را از دست دادند (گرچه به سلامت به زمین بازگشتند).

در مقاله سوم از این مجموعه، به زوایای علمی مأموریت‌های آپولو، و پاسخ به تردیدهای متداول مربوط به سندیت علمی عکس‌های مربوط به این مأموریت‌ها خواهیم پرداخت.