2012. szeptember: Neil Armstrong és az Apollo-program | MCSE

2012. szeptember: Neil Armstrong és az Apollo-program

 Az Apollo-program kezdete John F. Kennedy 1961-ben a Kongresszus előtt tartott beszédéhez vezethető vissza. Ebben kijelentette, hogy „az évtized vége előtt ember lép a Holdra, majd onnan biztonságban visszatér a Földre.” Ezzel a kijelentéssel hatalmas feladatot rótt a NASA-ra, a program teljes ideje alatt közel 400 000 ember dolgozott a cél megteremtésén. Kennedy 20 nappal Alan Shepard űrugrása után jelentette be a célját, az amerikaiaknak mindössze 15 percnyi tapasztalatuk volt az űrben, szemben a szovjetekkel, akiknek már rögtön több, mint 1 órányi tapasztalatuk volt Gagarin repülése révén.

20120901_honap_tema_john_houbolt

 John Houbolt a holdraszállás tervét magyarázza egy gyűlésen

Azonban a holdutazás oda-vissza hét napig tartott, de a NASA-nak nem volt hosszú űrrepülésben tapasztalata, ezért bejelentették, hogy megszakítják a Mercury-programot, és helyette életbe lép a Gemini-program. A kétszemélyes Gemini-űrhajókkal a dokkolási és leválási manővereket, űrsétákat, valamint újonnan kifejlesztett űrruhákat próbálták ki. Összesen tíz repülésre került sor 1964 és 1966 között. Ezek után lépett életbe az Apollo-program.

20120901_honap_tema_shepard

Alan Shepard, az első amerikai űrhajós

A leszállóegység megvalósításának terve egy éven keresztül vita tárgya volt a NASA-nál. Von Braun csapatának terve szerint egy hatalmas rakétával teszik meg a Holdig tartó utat megteszik, leszállnak a felszínre, majd visszajönnek. Egy John Houbolt nevű mérnök azonban merőben új ötlettel állt elő. Véleménye szerint a holdraszállás csak úgy valósítható meg, ha a Hold körüli pályán egy külön holdkomp leválik az űrhajóról, ezzel leszállnak a felszínre, majd újra összekapcsolódik az űrhajóval, így térve vissza a Földre. Az ötlet elég vakmerőnek tűnt, Max Faget szerint „nem is tudja, miről beszél.” 1962. elején végül von Braun is Houbolt ötletét támogatta, így ez az elgondolást valósították meg.

A holdkomp megépítésének jogát az amerikai Grumman repülőgépgyártó cég kapta meg. Amikor az első prototípust az űrhajósokkal is letesztelték, sok változtatásra kényszerültek. Eredetileg köteleket akartak felszerelni a holdkompra, de annak a használata elég bonyolult volt, így létrára cserélték ki azt. A kerek bejárati ajtóba az űrruha hátizsákja nem fért be, ezért szögletes ajtó került a helyére. Érdekesség, hogy a holdkompon található hajtóműveket soha nem tesztelték, mert a hajtóanyag annyira erős oxidálószer volt, hogy minden egyes földi teszt után újra kellett építeni a hajtóműveket.

Az első éles tesztet a parancsnoki modullal 1967. január 27-én végezték három űrhajóssal: Gus Grissom, Ed White és Roger Chaffee foglalt helyet az Apollo-1 tesztjében. A rutinműveletnek számító tesztek katasztrófába torkollottak. A parancsnoki modulban tiszta oxigén volt, hiszen az űrrepülések során is ilyen körülmények uralkodnak majd az űrhajóban a tervek szerint, de egy szikra következtében a kapszula 30 másodperc alatt szinte teljesen kiégett, benne a három űrhajóssal.

20120901_honap_tema_apollo_1

A teljesen kiégett Apollo 1

A NASA ezek után áttervezte a parancsnoki modult, sokkal biztonságosabbá téve azt, és törölte az Apollo-2, 3 és küldetéseket. A következő már egy ember nélküli teszt volt, az Apollo-4. Ekkor használtak először Saturn V rakétát. A teszt során sem a parancsnoki modullal, sem a rakétával nem voltak problémák, de csak az Apollo-7 vitt a fedélzetén embereket 1968 októberében. Az Apollo-8, 9 és 10 voltak azok a programok, amikor begyakorolták a holdutazással kapcsolatos feladatokat. „Élesben” tesztelték a holdkompot, a dokkolásokat, az űrsétákat. Az Apollo 8 és 10 Hold körüli pályán való munkát is tesztelte, míg az Apollo 9 asztronautái csak a Föld körül pályán tevékenykedtek.

20120901_honap_tema_apollo_8_foldkelte

A földkelte, ahogy az Apollo 8 űrhajósai látták

Az Apollo-8 során a műszaki egység navigációs és számítógéprendszerét tesztelték. Hatalmas várakozás előzte meg a Hold mögé repülést, hiszen ilyenkor a Hold blokkolja a rádiójeleket, az űrhajósok csak a fedélzeti számítógépben bízhatnak. Az irányítóközpontban eközben várták, hogy ismét fogják az űrhajó rádiójeleit. Ha a számított idő előtt nem jelenik meg az Apollo-8, akkor vagy sikeresen pályára állt, vagy lezuhant. Az idő előtti felbukkanás pedig sikertelen pályára állást jelentett volna. Azonban minden rendben működött, a Hold körül pályára állás tökéletes volt. Tíz keringés után újra begyújtották a hajtóműveket, hogy visszatérhessenek a Földre. Ekkor is minden rendben zajlott, egyértelmű jel volt mindez arra, hogy majdnem minden készen áll egy sikeres holdraszálláshoz. A következő két küldetésben a dokkolásokat gyakorolták az űrhajósok, és az Apollo-10 küldetésének végére minden készen állt a sikeres holdraszálláshoz.

20120901_honap_tema_apollo_1_legenyseg

Az Apollo 11 legénysége: balról jobbra Neil Armstrong, Michael Collins és Buzz Aldrin

Eljött 1969. július 16-a, egy Saturn V rakétával csúcsán elindult az Apollo-11 Neil Armstronggal, Edwin “Buzz” Aldrinnal és Michael Collinsszal a fedélzetén. Három nappal később, immár Hold körüli pályán Neil Armstrong és Buzz Aldrin átszáll a Sas holdkompba, Michael Collins pedig a Columbia parancsnoki egységben marad. A leszállás során a fedélzeti számítógép egy programhibát jelzett, de az irányítóközpontban felülbírálták, így Armstrongék folytathatták a leszállást a Mare Tranquillitatis lávafennsíkjára. Hat órával a leszállás után Neil Armstrong elhagyta a holdkompot, ekkor hangzott el a híres mondat: “kis lépés az embernek, nagy lépés az emberiségnek.”

Nem sokkal később megkezdődött a tudományos munka. Az űrhajósok csökkentett műszerkészletet vittek magukkal, mert az eredeti csomag túl nehéz lett volna. A felszerelés egy lézertükörből, egy passzív szeizmométerből és egy pordetektorból állt. A lézertükrökre a későbbiekben lézernyalábokat irányítottak a helyszínre, és az erről visszaverődő jelekből centiméter pontossággal meg lehetett mérni a Föld-Hold távolságot (ezeket a tükröket ma is használják). Aldrin feladata a műszerek kihelyezése volt, Armstrongnak pedig a kőzetmintagyűjtés. A tudományos program mellett különösen jelentős volt, hogy tapasztalatokat szerezhettek az elkövető missziók személyzete nem elhanyagolható jelentőségű volt annak a tesztelése, hogy milyen körülmények között kell a következő űrhajósoknak dolgozniuk. Kitűzték az amerikai zászlót, ami mint később kiderült, túl közel helyezték el a holdkomphoz, és a felszállás során a hajtóműből kiáramló gázok elsodorták azt. Armstrongék összesen 21 órát tartózkodtak a felszínen, majd július 24-én épségben visszatértek a Földre.

20120901_honap_tema_buzz_dolgozik

Buzz Aldrin azután, hogy kihelyezte a passzív szeizmométert

Az Apollo-11 sikere meggyőzte az amerikaiakat, hogy ők nyerték meg az űrversenyt, de a siker után az érdeklődés is folyamatosan apadt a program iránt, ráadásul Nixon elnök folyamatosan nyirbálta a NASA költségvetését. Nyomatékosítva döntését, leállította a Saturn V rakéták gyártását. Az Apollo-program nem állt le, de az eredetileg tervezett tíz holdraszállásból csak hat valósult meg. A Hold azonban még számos felfedezni való titkot tartogatott a következő űrhajósoknak arról, hogyan fejlődőtt ki a Naprendszer benne a Föld és a Hold párosával.

Az Apollo-program akkor került újra az érdeklődés középpontjába, amikor az Apollo-13 szervizmodulját baleset érte. A leszállás helyéül a Fra Mauro-t választották, mert a terület a Hold ősi magasföldjeinek egyikét képviselte, négymilliárd éves kőzetekre számítottak a kutatók. Az első valóban tudományos küldetés az ilyen kőzetminzák gyűjtését célozta meg. De a Hold felé tartó úton nagy bajba került a legénység, Jim Lowell, Fred Haise és Jack Swigert. Amikor már javában a Hold felé tartottak, Swigert egy rutinműveletet hajtott végre, megkeverte a hidrogént és az oxigént a tartályokban. Ekkor azonban robbanás hallatszott, valamint esett a felszültség is az egyik elosztóban. Az űrhajóban minden árammal működik, az életfenntartó rendszertől kezdve a műszerfal egységein át a főhajtóművekig minden. A hajó mozgása eközben kaotikussá vált, leálltak az üzemanyagcellák, és egyre kevesebb áramot kaptak. A problémák csak jöttek, míg Jim Lowell észreveszi, hogy szökik az oxigén a tartályokból.

A kaotikus mozgást megállították, lekapcsolták parancsnoki modult az áramról, hogy a mentőkabinul szolgáló Aquarius holdkompban legyen elég áram a hazaútig. De akadt egy probléma: azon a pályán haladtak, amin az Apollo-11 és 12 ment, hogy leszálljanak a Holdra. Nekik egy másik pálya kellett, egy olyan, amivel megkerülik a Holdat, és a tömegvonzás egy Föld felé tartó pályára állítja őket. A visszatérés során a holdkompban, ami csak két embert tudott ellátni, elkezdett nőni a szén-dioxid szintje. Azonban az irányítóközpont és a legénység találékonyságának hála, rájöttek, hogy helyezzenek be egy négyszögletes szűrőt egy, a holdkompon található kerek alkatrészbe. Ahogy közeledett az Apollo-13 a Föld felé, úgy nőtt a hit mindenkiben, hogy biztonságosan vissza tudnak térni a Földre. De miután a Föld vonzáskörzetébe értek, az űrhajó letért a pályájáról.

20120901_honap_tema_apollo_13
Az Apollo 13 megsérült műszaki egysége

A probléma nem az volt, hogy elérnek a Földig, mert az már biztos volt, hanem a jelenlegi pályán túl lapos szögben érkeztek volna a légkörbe. A velük együtt utazó törmelékek miatt nem használhatták a csillagokat, mert egy-egyfénypontról nem lehetett eldönteni, hogy törmelékdarab, vagy valóban egy csillag. Így a manőverhez egy kézenfekvő objektumot, a Földet választották. A korrekció sikerrel zárult, az űrhajósok ismét a megfelelő pályán voltak. Nem sokkal a légkörbe lépés előtt leválasztották a műszaki egységet. Amikor látták a keletkezett károkat, elképelhető volt, hogy a hőpajzs is megsérülhetett. De a sikeres visszatérés ennek az ellenkezőjét bizonyította.

De miért történt a robbanás a műszaki egységen? 1965-ben leváltották az elektromos rendszert 28 voltos egyenáramról 65 voltosra. Minden elektromos rendszert át kellett építeni, de az oxigéntartályokban elfelejtették végrehajtani a változtatásokat. A tartályokban keringetőszivattyú, fűtőszál és egy biztonsági szelep volt felszerelve, mely nem engedte a hőmérsékletet 25 Celsius fok fölé. 1968-ban azonban néhány centiméter magasról leejtették és megsérült. Az űrhajóba történt beszereléskor felmelegítették a tartályt, de a 28 voltos hőérzékelő zárlatos lett. A túlmelegedést semmi nem akadályozta meg, elégette a teflonszigetelést, és amikor Swigert bekapcsolta a keringetőszivattyút, megtörtént a katasztrófa.

20120901_honap_tema_holdauto
A holdautó

Az Apollo-15, 16 és 17 küldetések már holdautóval felszerelkezve indultak útnak, melyekkel messzebbre és gyorsabban tudtak elmenni az asztronauták, több tudományos mérést és kísérletet elvégezve az így nyert többletidőből. A holdautó ötlete egyébként nem új, már az ötvenes években von Braun és csapata felvetett egy holdi felfedezőút lehetőségét, amikor az űrhajósok valamiféle járművel fognak az egyik kutatási helyszínről a másikra menni. A végleges döntés egy könnyű súlyú holdautóról 1969-ben született meg. A holdautó végül 209 kg tömegű lett, ami a Hold gyenge gravitációs mezejében 35 kg-nak felelt meg. Villamos meghajtást kapott, valamint különleges, titániumborítású fémvázas kerekeket, melyeket Pavlics Ferenc tervezett. Az egyébként 3,1 méter hosszú, 1,5 méter széles és 1,5 méter magas kocsit a kerekek behajtásával és az alváz kétszeri összehajtásával egy 1,5×1,5×0,5 méteres csomagba hajtották össze.

A Saturn V rakéta sem maradt változatlanul, szükség volt változtatásokra, hogy a holdautó és a plusz műszerek által okozott többletsúlyt Föld körüli pályára tudja állítani, majd onnan útnak indítsa a Hold felé. Az első fokozat hajtóműveinek teljesítményén lehetett javítani, alacsonyabbra tervezték a Föld körüli parkolópályát, míg végül a Saturn V rakéta 48 535 kg tömeget is képes volt felcipelni. A Holdon azonban tökéletesen működött mind a három holdautó. Az Apollo-17 küldetése alatt Eugene Cernan okozta véletlen baleset miatt a holdautó egyik hátsó kerekének sárvédője leszakadt, de a problémát térképfedőlapokkal és ragasztószalagokkal sikerült megoldani.

20120901_honap_tema_saturn_v

Egy Saturn V rakéta útban a kilövőállás felé

 Mire volt jó az Apollo-program? A kevés kutatási anyag ellenére sok új ismerettel gazdagodott a tudomány. Kiderült, hogy a Hold egy korábbi becsapódás alakította ki, ezt bizonyítja a holdi és a földi kőzetek kísértetiesen hasonló összetétele. A Hold magjának szegény vastartalma is az ütközéselmélet bizonyítéka: a Föld összeállását követő néhány százmillió évben megtörtént az anyagok differenciálódása, a vas a mag felé süllyedt, így kevés nehéz elem maradt a felső rétegekben, ahonnan az ütközés leszakította a Hold anyagát.

Ez a cikk az 2012. augusztus 25-én 82 éves korában elhunyt Neil Armstrongnak állít emléket. Nyugodjék békében!

20120901_honap_tema_neil_armstrong

Neil Armstrong (1930. aug. 5. – 2012. aug. 25.)



A www.mcse.hu oldal felületén sütiket (cookie) használunk. Ezeket a fájlokat az ön gépén tárolja a rendszer. Az oldal használatával ön beleegyezik a cookie-k használatába. További információért kérjük olvassa el adatvédelmi tájékoztatónkat. További információ

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close