CALM/arwiki huggingface dataset:
في 4 أكتوبر 1957، أطلق "سبوتنيك 1" كأول قمر صناعي يدور حول الأرض، الأمر الذي أطلق بالتالي شرارة بدء سباق الفضاء. وكان هذا الحدث غير المتوقع بمثابة محل فخر للسوفييت وصدمة للأمريكيين، الذين بات من المحتمل الآن تعرضهم لهجوم مباغت بصواريخ روسية ذات رؤوس نووية في أقل من 30 دقيقة. كذلك، كان يُنظر على نطاق واسع إلى الصفير الثابت للمنارة اللاسلكية الموجودة على متن القمر الصناعي "سبوتنيك 1" الذي كان يمر كل 96 دقيقة على كلا الجانبين على أنه دعاية فعالة إلى دول العالم الثالث تدل على التفوق التكنولوجي للنظام السياسي السوفيتي مقارنة بالنظام السياسي الأمريكي. وقد تعزز هذا التصور بسلسلة من الإنجازات السوفيتية لاحقًا في مجال الفضاء. ففي عام 1959، تم استخدام الصاروخ R-7 لإطلاق أول إفلات من الجاذبية الأرضية للدخول في المدار الشمسي، وتحقيق أول هبوط صعب على سطح القمر والتقاط أول صور فوتوغرافية للجانب البعيد من القمر الذي لم يُر من قبل. وتمت هذه المهام باستخدام المركبة الفضائية لونا 1 ولونا 2 ولونا 3.
وكان الرد الأمريكي على هذه الإنجازات السوفيتية هو تسريع وتيرة مشروعات الفضاء والصواريخ العسكرية التي كانت موجودة مسبقًا بشكل كبير وإنشاء وكالة فضاء مدنية ناسا. وبدأت الجهود العسكرية لتطوير وإنتاج كميات هائلة من الصواريخ البالستية العابرة للقارات (صاروخ باليستي عابر للقارات) التي من شأنها سد ما يُسمى بثغرة الصواريخ وتمكين سياسة الردع للحرب النووية مع السوفييت المعروفة باسم التدمير المتبادل المؤكد أو MAD. وتمت إتاحة هذه الصواريخ المطورة حديثًا للمدنيين العاملين بوكالة ناسا الفضائية لاستخدامها في مشروعات عديدة (التي ستكون لها فائدة إضافية تتمثل في إثبات دقة الحمولة والتوجيه ومصداقية الصواريخ البالستية العابرة للقارات الأمريكية مقارنة بالسوفيتية).
وفي حين أن وكالة ناسا أكدت على الاستخدامات السلمية والعلمية لتلك الصواريخ، إلا أن استخدامها في مختلف جهود استكشاف القمر كان ينطوي على هدف ثانوي يتمثل في اختبار الصواريخ ذاتها اختبارًا واقعيًا وموجهًا نحو أهداف معينة وتطوير البنية الأساسية المرتبطة بها، تمامًا كما كان يفعل السوفييت مع الصاروخ R-7. وضيق الجداول الزمنية والأهداف السامية التي حددتها ناسا لاستكشاف القمر كان أيضًا أحد العناصر التي لا ريب فيها لخلق دعاية مضادة لإظهار للدول الأخرى أن البراعة التكنولوجية الأمريكية كانت تعادل بل وتتفوق على نظيرتها السوفيتية.
الرحلات القمرية السوفيتية المبكرة غير المزودة بآدميين (1958-1966).
عقب انهيار الاتحاد السوفيتي في عام 1991 كشف عن سجلات تاريخية للسماح بإجراء محاسبة حقيقية للجهود السوفيتية لاستكشاف القمر. وعلى عكس التقاليد الأمريكية المتمثلة في تعيين اسم معين للمهمة قبل الإطلاق، كان السوفييت يعينون رقمًا عامًا لمهمة "لونا" فقط إذا أدت عملية الإطلاق إلى خروج المركبة الفضائية من مدار الأرض. وكان للسياسة أثر في إخفاء إخفاقات السوفييت بشأن الصور التي التقطت للقمر عن الرأي العام. إذا فشلت المحاولة في مدار الأرض قبل المغادرة إلى القمر، كان في كثير من الأحيان (وليس دائمًا) يُعطى لها رقم مهمة لمدار الأرض باستخدام القمر الصناعي "سبوتنيك" أو "كوزموس" لإخفاء الغرض منها. ولم يفصح إطلاقًا عن الانفجارات التي تحدث في عمليات الإطلاق.
الرحلات القمرية الأمريكية المبكرة غير المزودة بآدميين (1958-1965).
على النقيض من الانتصارات السوفيتية في مجال استكشاف القمر في عام 1959، فقد استعصى النجاح على الجهود الأمريكية الأولى للوصول إلى القمر من خلال برامج بايونير وبرامج رينجر. فقد فشلت خمس عشرة مهمة أمريكية إلى القمر بدون آدميين على مدى ست سنوات من عام 1958 إلى 1964 في إنجاز مهام التصوير الفوتوغرافي الأساسية؛ ومع ذلك، نجحت المركبات الفضائية رينجر 4 و6 في تكرار الهبوط على القمر الذي نجح فيه السوفييت كجزء من مهامهم الثانوية.
وتضمنت حالات الفشل ثلاث محاولات أمريكية في عام 1962 لإنزال حزم صغيرة لأجهزة قياس الزلازل تم إطلاقها من قِبل المركبة الفضائية الرئيسية رينجر. وكان الغرض من هذه الحزم السطحية هو استخدام صواريخ كابحة للحفاظ على عملية الهبوط، بعكس المركبة الرئيسية، التي تم تصميمها للاصطدام عمدًا بالسطح. ونجحت آخر ثلاث مسابر للمركبة الفضائية رينجر في إنجاز مهام تصويرية لاستطلاع القمر بارتفاعات شاهقة خلال التصادم المتعمد بين
مهام المركبة الفضائية بايونير.
تم نقل ثلاثة تصاميم مختلفة من مسابر بايونير لاستكشاف القمر على ثلاثة صواريخ بالستية عابرة للقارات. وتلك المسابر التي تم نقلها على أداة الدعم ثور المعدلة بالمرحلة العلوية من آبل قد حملت نظامًا تلفزيونيا لإجراء المسح الضوئي للصور بالأشعة تحت الحمراء بدقة تبلغ 1 ميللي راديان لدراسة سطح القمر، وغرفة تأيين لقياس الإشعاعات في الفضاء، ومجموعة قياس الموجات الصوتية/مكبر الصوت لاكتشاف الجسيمات النيزكية الدقيقة، ومقياس المغناطيسية، وأجهزة مقاومة درجات الحرارة المتغيرة لرصد الظروف الحرارية الداخلية للمركبة الفضائية. وأولى هذه الرحلات، التي تمت إدارتها من قِبل القوات الجوية للولايات المتحدة، انفجرت أثناء الانطلاق، ؛ بينما تُركت إدارة جميع رحلات بايونير اللاحقة إلى القمر لوكالة ناسا. وعادت الرحلتان التاليتان إلى كوكب الأرض واحترقتا عند دخولهما مرة أخرى في الغلاف الجوي بعدما كانتا قد حققتا ارتفاعات قصوى تبلغ حوالي 70000 و، أقل بكثير من اللازمة لبلوغ المناطق القريبة من سطح القمر.
وبعد ذلك تعاونت وكالة ناسا مع وكالة الصواريخ البالستية التابعة لوكالة الصواريخ البالستية لإرسال مسبارين صغيرين للغاية على شكل مخروطي على متن الصاروخ البالستي العابر للقارات جونو، تحمل فقط خلايا ضوئية والتي سيتم تشغيلها بضوء القمر وبيئة الإشعاع القمري باستخدام الكاشف أنبوب جيجر-مولر. وقد بلغ المسبار الأول ارتفاعًا حوالي فقط، وجمع مصادفةً بيانات أكدت وجود أحزمة فان ألن الإشعاعية قبل إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي للأرض. والمسبار الثاني مر بجوار القمر على مسافة تزيد على ، أي أبعد مرتين مما هو مخطط له وأبعد بكثير عن تشغيل أي من الأجهزة العلمية الموجودة على متن المسبار، ومع ذلك تُعد هذه المركبة الفضائية هي المركبة الأمريكية الأولى التي تبلغ المدار الشمسي.
وتألف المسبار القمري النهائي من فئة بايونير من أربع لوحات شمسية لوحات شمسية ذات عجلات تجديف تمتد من جسم مركبة فضائية لقمر صناعي مثبت حول محور كروي الشكل ويبلغ قطره مترًا واحدًا والذي كان مجهزًا لالتقاط صور لسطح القمر بنظام شبه تلفزيوني، وتقدير كتلة القمر وتضاريس القطبين، وتسجيل توزيع وسرعة الجسيمات النيزكية الدقيقة، ودراسة الإشعاعات، وقياس المجالات المغناطيسية، واكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية ذات التردد المنخفض في الفضاء واستخدام نظام دفع للمناورة ودخول المدار أيضًا. لم يستمر بقاء أي من المركبات الفضائية الأربع التي تم بناؤها ضمن هذه السلسلة من المسابر إلى ما بعد الإطلاق على الصاروخ البالستي العابر للقارات أطلس المزود بالمرحلة العلوية من آبل.
وعقب مسابر أطلس-آبل بايونير غير الناجحة، عكف قسم مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا على برنامج تطوير مركبة فضائية غير مأهولة يمكن استخدام تصميمها لدعم بعثات استكشاف القمر وما بين الكواكب. وكانت الإصدارات الخاصة باستكشاف الكواكب تُعرف باسم مارينرز؛ والإصدارات الخاصة باستكشاف القمر كانت من فئة رينجرز. وصمم قسم مختبر الدفاع النفاث (JPL) ثلاثة إصدارات من مسابر رينجر لاستكشاف القمر: النماذج الأولية لمسبار بلوك 1، التي من المقرر لها أن تحمل أجهزة الكشف الإشعاعية في رحلات تجريبية إلى مدار حول الأرض على ارتفاعات كبيرة جدًا والتي لم تأت قريبة من أي مكان من القمر؛ وبلوك 2، الذي كان من المقرر له محاولة إنجاز أول هبوط على سطح القمر عن طريق إنزال صعب لحزمة مقياس الزلازل؛ وبلوك 3، الذي كان من المقرر له الاصطدام بسطح القمر دون استخدام أي صواريخ كبح أثناء التقاط صور فوتوغرافية عالية الدقة واسعة النطاق للقمر أثناء الهبوط.
بعثات رينجر.
كانت بعثات المركبة الفضائية 1 و2 وبلوك 1 متطابقة تقريبًا. وشملت التجارب على متن هذه المركبات الفضائية التلسكوب من نوع إتش-ألفا، مقياس مغناطيسي ببخار الروبيديوم، ومحللات الكهرباء الاستاتيكية وكاشفات الجسيماتمتوسطة المدى، واثنين من التلسكوبات المتزامنة الثلاثية وغرفة تأيين لدمج الأشعة الكونية، وكاشفات الغبار الكوني، وعدادات الومضات. وكان الهدف يتمثل في وضع المركبة الفضائية بلوك 1 في مدار الأرض على مسافة مرتفعة جدًا عند المستوى الأقصى والمستوى الأدنى البالغ .
من هذا المنطلق، يمكن للعلماء إجراء قياسات مباشرة للغلاف المغناطيسي على مدى فترة زمنية تمتد على مدار عدة أشهر في حين توصل المهندسون إلى أساليب جديدة لتتبع المركبة الفضائية والتواصل معها بشكل روتيني عبر هذه المسافات الكبيرة. وكانت هذه الممارسة مهمة للغاية للتأكد من التقاط صور تلفزيونية عالية النطاق الترددي من القمر خلال نافذة زمنية مدتها 15 دقيقة في عمليات الهبوط اللاحقة على سطح القمر للمركبة الفضائية بلوك 2 وبلوك 3. وعانت بعثات بلوك 1 من إخفاقات المرحلة العلوية للمركبة الفضائية أجينا ولم تغادر مطلقًا مدار الانتظار المنخفض بعد عملية الإطلاق؛ واحترقت عند إعادة الدخول بعد بضعة أيام فقط.
وجرت أولى محاولات الهبوط على سطح القمر في عام 1962 خلال بعثات المركبات الفضائية رينجر 3 و4 و5 التي أرسلتها الولايات المتحدة الأمريكية. وجميع المركبات الأساسية الثلاث لبعثات بلوك 2 كانت ذات ارتفاع يبلغ 3.1 أمتار وتتألف من كبسولة للهبوط على القمر مغطاة بواق خشبي من التصادم، ويبلغ قطرها 650 ملم، ومحرك دفع أحادي وصاروخ كابح ذي قوة دفع تبلغ 5080 رطلاً (22.6 kN)، وقاعدة سداسية مطلية بالذهب والكروم يبلغ قطرها 1.5 متر. وتم تصميم جهاز الهبوط هذا (الذي يحمل اسم "تونتو") لتوفير غطاء واق من التصادم باستخدام وسادة خارجية أو خشب قابل للتصادم وبطانة داخلية محشوة بسائل الفريون غير قابل للضغط. وتم تعويم محيط الحمولة التي تزن 42 كجم (56 رطلاً) وكانت تتمتع بحرية الدوران في خزان من سائل الفريون موجود في محيط الهبوط.
وكان محيط الحمولة هذا يحتوي على ست بطاريات كادميوم فضية لتشغيل جهاز إرسال لاسلكي قدرته خمسين ميللي وات، وجهاز ذبذبة عالي الإحساس بدرجة الحرارة لقياس درجات حرارة سطح القمر، ومقياس زلازل تم تصميمه بدرجة عالية من الحساسية على نحو كافٍ للكشف عن ارتطام نيزك يبلغ وزنه 5 أرطال على الجانب الآخر من القمر. وجرى توزيع الوزن في محيط الحمولة بحيث يدور في الوسادة السائلة لوضع مقياس الزلازل في وضع عمودي وتشغيلي بغض النظر عن التوجه النهائي لمحيط الهبوط الخارجي. وبعد الهبوط ينبغي فتح المقابس بما يتيح للفريون التبخر واستقرار محيط الحمولة في وضع تلامس عمودي مع محيط الهبوط. وتم تجهيز البطاريات للسماح بتشغيل الأجهزة الموجودة في محيط الحمولة لمدة تصل إلى 3 أشهر. والعديد من قيود البعثات قصرت موقع الهبوط على منطقة Oceanus Procellarum على خط الاستواء القمري، الذي عادة ما تصل إليه مركبة الهبوط خلال 66 ساعة بعد الإطلاق.
لم يتم حمل أي كاميرات من قِبل مركبات الهبوط الخاصة بالمركبة الفضائية رينجر ولم يتم التقاط أي صور من سطح القمر خلال المهمة. بدلاً من ذلك، حملت السفينة الرئيسية الخاصة بالمركبة الفضائية بلوك 2 كاميرا تلفزيونية ذات 200 خط مسح ضوئي كان الغرض منها هو التقاط صور خلال الهبوط بالسقوط الحر إلى سطح القمر. وتم تصميم الكاميرا لإرسال صورة كل 10 ثوانٍ. وقبيل الهبوط وعند مسافة فوق سطح القمر، التقطت السفن الرئيسية التابعة للمركبة الفضائية رينجر صورة (التي يمكن رؤيتها هنا.
وكان من بين الأجهزة الأخرى لجمع البيانات قبل ارتطام السفينة الرئيسية بالقمر مقياس طيف أشعة جاما لقياس التركيب الكيميائي القمري العام ومقياس الارتفاع الراداري. كان الغرض من مقياس الارتفاع الراداري إعطاء إشارة لإخراج كبسولة الهبوط والصاروخ الكابح الذي يعمل بالوقود الصلب من فوق السفينة الرئيسية للمركبة الفضائية بلوك 2. وكان الغرض من الصاروخ الكابح هو إبطاء محيط الهبوط حتى التوقف التام عند فوق السطح والانفصال، بما يتيح لمجال الهبوط السقوط الحر مرة أخرى والارتطام بالسطح.
وعلى متن المركبة الفضائية رينجر 3، كان من شأن فشل نظام توجيه أطلس وخطأ في البرمجيات على متن المرحلة العليا من أجينا أن يضعوا المركبة الفضائية على مسار بعيدًا عن القمر. وفشلت محاولات التقاط صور للقمر خلال التحليق إلى ما وراء القمر بسبب فشل حاسوب الرحلة الموجود على متن المركبة أثناء الرحلة. وربما كان هذا بسبب التعقيم الحراري لمركبة الفضاء من خلال وضعها فوق نقطة غليان المياه لمدة 24 ساعة على الأرض، وذلك لحماية القمر من التلوث بجراثيم الأرض. وألقي باللائمة أيضًا على التعقيم الحراري للتسبب في حالات فشل لاحقة لحاسوب المركبة الفضائية رينجر 4 والنظام الفرعي للطاقة على متن المركبة رينجر 5. والمركبة الفضائية 4 فقط نجحت في بلوغ القمر في ارتطام غير خاضع للتحكم على الجانب الآخر من القمر.
وتوقف التعقيم الحراري لآخر أربعة مسابر من فئة بلوك 3. وتم استبدال كبسولة الهبوط الخاصة بالمركبة بلوك 2 وصاروخها الكابح بنظام تلفزيوني أثقل وأكثر قدرة لدعم عملية تحديد موقع الهبوط بالنسبة لرحلات أبولو المأهولة المرتقبة للهبوط على القمر. وتم تصميم ست كاميرات لالتقاط آلاف الصور من ارتفاع شاهق خلال فترة العشرين دقيقة الأخيرة قبل الهبوط على سطح القمر. وبلغت دقة الكاميرا 1132 خط مسح، وهي دقة أعلى بكثير من دقة الـ 525 خطًا التي كانت موجودة في التلفزيون المنزلي الأمريكي في عام 1964. وبينما عانت المركبة الفضائية رينجر 6 اخفاقًا لنظام هذه الكاميرا ولم ترسل أي صور فوتوغرافية على الرغم من نجاح الرحلة، فإن رحلة المركبة رينجر 7 إلى Mare Cognitum كانت ناجحة تمامًا.
وأعتُبرت رحلة المركبة الفضائية رينجر 7، التي كسرت سلسلة الإخفاقات الممتدة على مدار ست سنوات في المساعي الأمريكية لتصوير القمر من مسافة قريبة، نقطة تحول على الصعيد الوطني وأمرًا هامًا في السماح بتمرير مخصصات وكالة ناسا في ميزانية 1965 من خلال كونغرس الولايات المتحدة دون تخفيض في الأموال المخصصة لبرنامج رحلات أبولو المأهولة للهبوط على القمر. وعززت النجاحات اللاحقة للمركبة الفضائية رينجر 8 ورينجر 9 من آمال الأمريكيين.
الرحلات السوفيتية غير المأهولة للهبوط السهل على سطح القمر (1966-1976).
حققت المركبة الفضائية لونا 9، التي أطلقها الاتحاد السوفيتي، أول هبوط سهل على سطح القمر في 3 فبراير. واستطاعتالوسائد الهوائية حماية الكبسولة القابلة للانبثاق البالغ وزنها التي قاومت سرعة الارتطام التي تزيد على . وكررت المركبة الفضائية لونا 13 هذا الإنجاز حيث نجحت في تحقيق هبوط مشابه على سطح القمر في 24 ديسمبر 1966. ونجحت في إعادة صور فوتوغرافية بانورامية التي كانت تُعد أولى المناظر التي تأتي من سطح القمر.
وكانت لونا 16 أول مسبار روبوتي يهبط على القمر ويجلب معه عينة من تربة القمر إلى الأرض. وكانت هذه الرحلة تمثل أولى الرحلات المخصصة لجلب عينة من سطح القمر من قِبل الاتحاد السوفيتي، وثالث مهمة لجلب عينة قمرية بشكل عام، عقب رحلات أبولو 11 وأبولو 12. وتكررت هذه المهمة بنجاح من قِبل المركبة الفضائية لونا 20 (1972) والمركبة الفضائية لونا 24 (1976).
وفي عامي 1970 و1973، تم إرسال اثنتين من المركبات الفضائية لونوخود ("الرائد الفضائي الذي يمشي على القمر") الروبوتية القمرية إلى القمر، حيث نجحتا في العمل لمدة 10 و4 أشهر على التوالي، وغطتا 10.5 كم (لونوخود 1) و37 كم (لونوخود 2). وكانت هذه البعثات الاستكشافية تتم بالتزامن مع لسلسلة بعثات زوند ولونا للتحليق بالقرب من القمر والتحليق في مدار القمر والهبوط على سطح القمر.
الرحلات الأمريكية غير المأهولة للهبوط السهل على سطح القمر (1966 - 1968).
كان برنامج سيرفيور الروبوتي الأمريكي جزءًا من الجهود الرامية إلى تحديد موقع آمن على سطح القمر لإجراء الهبوط البشري واختبار الظروف القمرية الفعلية والرادار ونظم الهبوط اللازمة لتحقيق عملية هبوط حقيقية خاضعة للتحكم. وحققت خمس بعثات من أصل سبع بعثات للمركبة الفضائية سيرفيور هبوطًا ناجحًا على سطح القمر. وتمت زيارة المركبة الفضائية سيرفيور 3 بعد هبوطها على سطح القمر بعامين من قِبل طاقم أبولو 12. وقام الفريق بإزالة أجزاء من المركبة لفحصها على كوكب الأرض لتحديد آثار التعرض طويل المدى للبيئة القمرية.
الانتقال من الهبوط التصاعدي المباشر إلى العمليات المدارية القمرية.
في غضون أربعة أشهر من بعضها البعض في أوائل 1966 أنجز كل من الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة عمليات هبوط ناجحة على سطح القمر باستخدام مركبات فضائية غير مأهولة. وأظهر البلدان أمام عامة الناس قدرات تقنية متساوية تقريبًا عن طريق إرسال صور فوتوغرافية من سطح القمر. وقدمت هذه الصور إجابة تأكيدية هامة على السؤال الحاسم المتمثل في ما إذا كان من شأن التربة القمرية أن تدعم مركبات الهبوط المأهولة المرتقبة ذات الوزن الأكبر.
ومع ذلك، كان الإنزال الصعب للمحيط المجهز لتحمل الصدمات بواسطة المركبة الفضائية لونا 9 باستخدام وسائد هوائية بسرعة ارتطام بالستية تبلغ في الساعة أكثر تشابهًا مع محاولات هبوط المركبة رينجر الفاشلة في عام 1962 وارتطاماتها المخطط لها بسرعة في الساعة من الهبوط السهل للمركبة الفضائية سيرفيور 1 باستخدام الصاروخ الكابح للهبوط القابل للتوجيه والخاضع للتحكم بالرادار. وبينما كان كل من المركبة الفضائية لونا 9 والمركبة الفضائية سيرفيور 1 يُعد إنجازًا وطنيًا كبيرًا، استطاعت المركبة سيرفيور 1 فقط الوصول إلى موقع هبوطها باستخدام تقنيات هامة ستكون لازمة للرحلات المأهولة. وبالتالي، اعتبارًا من منتصف الستينيات، بدأت الولايات المتحدة تحرز تقدمًا على الاتحاد السوفيتي فيما يُسمى بسباق الفضاء لإنزال رجل على القمر.
وكان إحراز التقدم في مجالات أخرى ضروريًا قبل إرسال مركبات فضائية مأهولة عقب المركبات الفضائية غير المأهولة إلى سطح القمر. وكان تطوير الخبرات لتنفيذ عمليات الطيران في المدار القمري ذا أهمية خاصة. واستخدمت جميع محاولات المركبات الفضائية رينجر وسيرفيور ولونا للهبوط على القمر مسارات طيران من الأرض سارت مباشرة خلالها إلى سطح القمر دون وضع المركبة الفضائية في المدار القمري في بادئ الأمر. ومثل هذا الصعود المباشريستخدم حدًا أدنى من كمية الوقود اللازمة للمركبة الفضائية غير المأهولة خلال رحلة في اتجاه واحد.
في المقابل، تحتاج المركبات المأهولة وقودًا إضافيًا عقب الهبوط على القمر لتمكين رحلة العودة إلى الأرض بالنسبة للطاقم. وترك هذه الكمية الهائلة من الوقود اللازمة لرحلة العودة إلى الأرض في المدار القمري حتى استخدامه بشكل فعلي لاحقًا في المهمة أكثر كفاءة بكثير من أخذ الوقود إلى سطح القمر عند الهبوط على سطح القمر ثم أخذه مرة أخرى إلى الفضاء الأمر الذي يعني العمل ضد الجاذبية القمرية. وتؤدي مثل هذه الاعتبارات منطقيًا إلى وضع الخطوط العامة لرحلة ملتقى مدار القمر من أجل إجراء هبوط مأهول على سطح القمر.
وبناءً عليه، بدءًا من منتصف الستينيات تقدم كل من الولايات المتحدة واتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفيتية بشكل طبيعي نحو إرسال بعثات تميزت بإجراء عمليات في المدار القمري باعتبارها شرطًا مسبقًا أساسيًا لتحقيق هبوط مأهول على سطح القمر. وكانت الأهداف الرئيسية لهذه الرحلات المبدئية غير المأهولة تتمثل في رسم الخرائط الفوتوغرافية واسعة النطاق لكامل سطح القمر لتحديد مواقع الهبوط المأهول، وبالنسبة للسوفييت، فحص إعداد الاتصالات اللاسلكية التي سيتم استخدامها في عمليات الهبوط السهل في المستقبل.
ومن بين الاكتشافات الهامة غير المتوقعة من المركبات المدارية القمرية الأولية اكتشاف كميات هائلة من المواد الكثيفة أسفل سهول القمر. ويمكن لتركيزات الكتلة هذه ("تركيزات الكتلة") إرسال المهمة المأهولة على نحو خطير خارج المسار خلال الدقائق النهائية للهبوط على سطح القمر عند استهداف منطقة هبوط صغيرة نسبيًا تكون سلسة وآمنة. كما تم اكتشاف أن تركيزات الكتلة على مدى فترة أطول من الزمن تسبب اضطرابًا للأقمار الصناعية منخفضة الارتفاع حول القمر، الأمر الذي يجعل مداراتها غير مستقرة والتسبب في حدوث تصادم حتمي على سطح القمر خلال فترة قصيرة نسبيًا تتراوح من شهور إلى سنوات قليلة. وبالتالي تصبح جميع الأقمار الصناعية للمركبات المدارية القمرية حتمًا "مركبات هبوط قمرية" غير مقصودة في نهاية مهامها.
ويمكن أن ينطوي التحكم في موقع الارتطام بالنسبة للمركبات المدارية القمرية على قيمة علمية. على سبيل المثال، في عام 1999 كانت هناك رغبة أن تصطدم المركبة المدارية لونار بروسبيكتور التابعة لوكالة ناسا عمدًا بمنطقة قاتمة بشكل دائم من Shoemaker Crater بالقرب من القطب الجنوبي للقمر. وكانت هناك آمال أن الطاقة الناتجة عن الارتطام سوف تعمل على تبخير كميات الجليد المخبأة المشتبه بها في الحفر وتحرير كميات بخار الماء التي يمكن الكشف عنها من الأرض. ولم تتم ملاحظة أي من هذه الكميات من البخار. ومع ذلك، تم إرسال قارورة صغيرة من الرماد من جسم العالم القمري الرائد يوجين شوميكر بواسطة المركبة الفضائية لونار بروسبيكتور إلى أحد الأماكن على سطح القمر سُمي على اسمه تكريمًا له - وحاليًا تُعتبر البقايا البشرية الوحيدة الموجودة على سطح القمر حتى الآن.
الأقمار الصناعية الروسية العاملة في مدار القمر (1966-1974).
لونا 10 أصبحت أول مركبة فضائية تدور في مدار القمر في 3 إبريل 1966.
الرحلات السوفيتية حول القمر (1967 - 1970).
من الممكن توجيه مركبة فضائية من الأرض بحيث تدور حول القمر وتعود إلى الأرض دون الدخول بشكل فعلي في مدار القمر، عقب ما يُسمى بـ مسار العودة الحر. ومثل هذه البعثات للدوران حول القمر أبسط من البعثات المدارية القمرية الفعلية نظرًا لأنه ليست هناك حاجة إلى صواريخ للكبح في المدار القمري والعودة إلى الأرض. ومع ذلك تشكل رحلة الدوران حول القمر المأهولة تحديات كبيرة تتجاوز تلك التي تشكلها رحلة مدار الأرض المنخفض المأهولة، التي تقدم دروسًا قيمة في الإعداد للهبوط المأهول على سطح القمر. ومن بين أكبر هذه التحديات هو تلبية مطالب إعادة الدخول في الغلاف الجوي للأرض لدى العودة من القمر.
والمركبات الفضائية المأهولة التي تدور حول مدار الأرض مثل مكوك الفضاء تعود إلى الأرض من سرعات تبلغ حوالي 17000 ميل في الساعة (27400 كم/ساعة، 7600 متر/ثانية). ونظرًا لتأثيرات الجاذبية، فإن المركبة العائدة من القمر ترتطم بالغلاف الجوي للأرض بسرعة كبيرة تبلغ حوالي 25000 ميل في الساعة (40200 كم/ساعة). ويمكن أن يكون الهبوط بتأثير الجاذبية على رواد الفضاء خلال التباطؤ في حدود التحمل البشري حتى خلال إعادة الدخول الشكلي. ويمكن أن تؤدي الاختلافات الطفيفة في مسار رحلة المركبة وزاوية إعادة الدخول خلال العودة من القمر إلى مستويات قاتلة من قوة التباطؤ.
والقيام برحلة مأهولة للدوران حول القمر قبل الهبوط المأهول على سطح القمر أصبح هدفًا أساسيًا للسوفييت مع برنامج المركبة الفضائية زوند الخاص بهم. وكانت أول ثلاث مركبات من زوند عبارة عن مسابر كوكبية غير مأهولة؛ وعقب ذلك، تم تغيير اسم زوند إلى برنامج مأهول منفصل كليًا. وكان التركيز الأولي لمركبات زوند المأهولة هو إجراء اختبارات شاسعة لتقنيات إعادة الدخول عالية السرعة. ولم يكن هذا هو محل تركيز الأمريكيين الذين اختاروا بدلاً من ذلك تجاوز نقطة انطلاق المهمة المأهولة للدوران حول القمر ولم يطوروا مطلقًا مركبة فضائية منفصلة لهذا الغرض.
ووضعت الرحلات الفضائية الأولية المأهولة في أوائل الستينيات شخصًا واحدًا في مدار الأرض المنخفض خلال برنامج فوستوك السوفيتي وبرنامج ميركيوري الأمريكي. واستخدم البرنامج الإضافي لبرنامج فوستوك الذي تكون من رحلتين والمعروف باسم فوسخود كابسولات فوستوك بشكل فعال مع مقاعدها لتحقيق أولى رحلات الفضاء السوفيتية التي تضم أطقمًا متعددة الأشخاص في عام 1964 وعمليات سير في الفضاء في أوائل عام 1965. وظهرت هذه القدرات لاحقًا من قِبل الأمريكيين في البعثات المدارية لمدار الأرض المنخفض الخاصة ببرنامج جيميني على مدى عامي 1965 و1966، وذلك باستخدام تصميم الجيل الثاني الجديد للمركبات الفضائية الذي يشبه قليلاً برنامج ميركيوري السابق. واستمرت بعثات برنامج جيمني هذه للتحقق من تقنيات حساسة الالتقاء والالتحام المداري الذي كان في غاية الأهمية لإجراء بعثة هبوط قمري مأهولة.
وبعد نهاية برنامج جيمني، بدأ الاتحاد السوفيتي في إرسال الجيل الثاني من المركبة الفضائية المأهولة زوند الخاصة بهم في عام 1967 بهدف وضع رائد فضاء حول في مدار القمر وإعادته على الفور من القمر إلى الأرض. وتم إطلاق المركبة الفضائية زوند مع صاروخ الإطلاق بروتون الأكثر بساطة والجاهز تشغيليًا بالفعل، على عكس الجهود السوفيتية الموازية للهبوط المأهول على القمر الجارية في ذلك الوقت استنادًا إلى الجيل الثالث من المركبة الفضائية سويوز التي تتطلب تطوير مركبة الدعم المتقدمة N-1. وبالتالي اعتقد السوفييت أن بمقدورهم إنجاز رحلة مأهولة حول مدار القمر باستخدام المركبة الفضائية زوند قبل سنوات من قيام الأمريكيين بإنجاز عمليات هبوط مأهول على سطح القمر وبذلك تحقيق انتصار دعائي. ومع ذلك، تسببت مشاكل تطويرية هامة في تأخير برنامج زوند وأدى نجاح برنامج أبولو الأمريكي للهبوط على القمر إلى إنهاء جهود برنامج زوند فعليًا.
ومثل برنامج زوند، تم إطلاق رحلات أبولو بصفة عامة استنادًا إلى مسار عودة حر من شأنه إعادة المركبات إلى الأرض عبر حلقة حول القمر في حال فشل خلل المركبة الفضائية السوفيتية في وضعها في مدار القمر كما هو مخطط. وتم تنفيذ هذا الخيار بعد وقوع انفجار على متن مهمة "بعثة" أبولو 13 في عام 1970، التي تُعد البعثة المأهولة الوحيدة التي تم تحليقها في حلق حول القمر حتى الآن.
كانت المركبة الفضائية زوند 5 المركبة الفضائية الأولى التي تحمل الحياة من الأرض إلى جوار القمر والعودة بها إلى الأرض، وبدء انطلاق المرحلة النهائية من سباق الفضاء باستخدام حمولة من السلاحف والحشرات والنباتات والبكتيريا. وعلى الرغم من الفشل الذي عانت منه خلال لحظاتها النهائية، تم اعتبار بعثة زوند 6 من قِبل وسائل الإعلام السوفيتية نجاحًا أيضًا. وعلى الرغم من الترحيب والإشادة في جميع أنحاء العالم واعتبارها إنجازات رائعة، فإن بعثات زوند حلقت بالفعل خارج مسار إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي الأمر الذي أدى إلى تباطؤ القوة التي ستكون قاتلة حال وجود أطقم بشرية على متنها.
ونتيجة لذلك، خطط السوفييت سرًا لاستمرار اختبارات زوند غير المأهولة حتى تثبت موثوقيتها لدعم القيام برحلة مأهولة. ومع ذلك، وبسبب استمرار المشاكل التي تواجهها ناسا مع المركبة الفضائية القمرية، وبسبب تقارير سي آي إيه بشأن احتمال قيام السوفيت بإنجاز رحلة مأهولة حول القمر في أواخر 1968، أجرت وكالة ناسا تغييرًا مصيريًا على خطة رحلة أبولو 8 من اختبار مركبة فضائية قمرية للتحليق في مدار الأرض إلى بعثة مدارية قمرية كان مقرر لها في أواخر ديسمبر 1968.
وفي أوائل ديسمبر 1968 فُتحت نافذت الإطلاق إلى القمر لموقع الإطلاق السوفيتي في بايكونور، الأمر الذي منح الاتحاد السوفيتي الفرصة الأخيرة لتحقيق الفوز على الولايات المتحدة في سباقهما إلى القمر. وذهب رواد الفضاء في حالة تأهب وطُلب منهم إرسال المركبة الفضائية زوند آنذاك في العد التنازلي النهائي في بايكونور في أول رحلة مأهولة إلى القمر. وفي نهاية المطاف، على الرغم من ذلك، قرر المكتب السياسي السوفيتي أن مخاطر موت الطاقم كان أمرًا غير مقبول بالنظر إلى الأداء السيء للمركبة الفضائية زوند/بروتون حتى ذلك الوقت ولذلك قرر تأجيل إطلاق البعثة السوفيتية المأهولة إلى القمر. وأثبت قرارهم أنه قرار حكيم، نظرًا لأنه قد تم تدمير بعثة زوند غير المأهولة في تجربة غير مأهولة أخرى عندما تم إطلاقها بعد عدة أسابيع.
بحلول هذا الوقت كانت رحلات الجيل الثالث من المركبات الفضائية لبرنامج أبولو الأمريكي قد بدأت. وكانت المركبة الفضائية أبولو، الأكثر قدرة بكثير من زوند، تتمتع بالقوة الصاروخية الضرورية للدخول إلى المدار القمري والخروج منه وإجراء التعديلات المسارية اللازمة لإعادة الدخول الآمن خلال العودة للأرض. وأجرت بعثة أبولو 8 أول رحلة مأهولة إلى القمر في 24 ديسمبر 1968، مؤكدة بذلك على صلاحية المركبة ساتيرن 5 للاستخدام المأهول والتحليق ليس في مدار حول القمر بل التحليق عشرة مدارات كاملة حول القمر قبل العودة بأمان إلى الأرض. وأجرت بعد ذلك المركبة الفضائية أبولو 10 بروفة كاملة للهبوط المأهول على القمر في مايو 1969. وتوقفت هذه المهمة لفترة قصيرة على ارتفاع عشرة أميال (16 كم) فوق سطح القمر، لإجراء رسم الخرائط اللازمة على ارتفاع منخفض لتركيزات الكتلة متغيرة المسار باستخدام مركبة قمرية نمطية ذات وزن زائد جعل من الصعب تحقيق هبوط ناجح. وبفشل المحاولة السوفيتية لإنجاز هبوط غير مأهول على سطح القمر لإعادة عينة عبر المركبة لونا 15 في يوليو 1969، كان الطريق ممهدًا للمركبة الأمريكية أبولو 11.
عمليات الهبوط المأهولة على سطح القمر (1969-1972).
الإستراتيجية الأمريكية.