أبولو 8

تفاصيل المهمة

أطلق أبولو 8 من كيب كينيدي في 21 ديسمبر 1968، ووضع رواد الفضاء فرانك بورمان وجيمس لوفيل جونيور وويليام أندرس في مدار يبلغ 114 إلى 118 كيلومتر في موقف انتظار عند 32.6 درجة.
خلال الدورة الثانية، في ساعتين و50 دقيقة من الوقت المنقضي، استؤنفت المرحلة الثالثة من S-IVB للحرق لمدة خمس دقائق، ولمدة 17 ثانية. بعد فصل S-IVB / CSM في ثلاث ساعات، و 21 دقيقة، بدأ حرق نصف قطره 1.5 قدم في الثانية لمحركات التحكم في التفاعل SM لتحديد مسافة كافية لإلقاء النفايات الدفعي S-IVB. وعقب الإغراق الدفعي، الذي أرسل المركبة إلى مسار متباعد ومدار شمسي، كانت المسافة الفاصلة لا تزال غير كافية ونفذت العملية ثانية للتحكم في رد فعل SM تبلغ 7.7 قدم في الثانية.
حدث أول تصحيح للوسط في حوالي 10 ساعات، و 55 دقيقة في المهمة وقدم أول فحص على نظام دفع الخدمة ، أو SPS، المحرك قبل إلتزام المركبة الفضائية بإدخال المدار القمري. حدث التصحيح الثاني والأخير في منتصف الطريق قبل إدخال المدار القمري في 61 ساعة و 8 دقائق و 54 ثانية.
وقع فقدان الإشارة في 68 ساعة و58 دقيقة و45 ثانية عندما مرت المركبة أبولو 8 وراء القمر. في تلك اللحظة، أصبح رواد الفضاء الثلاثة في ناسا أول بشر يرون الجانب الآخر للقمر. واستغرق حرق أول مدافن على القمر 69 ساعة و8 دقائق و52 ثانية واستمر لمدة أربع دقائق وثانيتين وخفضت سرعة المركبة الفضائية 8400 قدم في الثانية بمقدار 2،994 قدم في الثانية، مما أدى إلى وجود مدار قمرى أولي يبلغ 70 درجة في 193 ميل. يدور المدار على مسافة 70 ميلاً بحرق مدخله الثاني على سطح القمر بمقدار 135 قدمًا في الثانية، ويتم إجراؤه في بداية الثورة الثالثة، مرة أخرى على الجانب الخلفي للقمر، في 73 ساعة و35 دقيقة وخمس ثوانٍ.
وخلال فترة 20 ساعة في المدار القمري، أجرى الطاقم جدولًا زمنيًا كاملًا من المهام، بما في ذلك تتبع المواقع البارزة وأماكن الهبوط المحتمل، والتصوير الفوتوغرافي الاستريو العمودي، وتصوير للملاحة المجسمة، وملاحة السدس. في نهاية المدار القمري العاشر، في 89 ساعة و19 دقيقة و16 ثانية، تم إجراء حرق بالحقن عبر الأرض لمدة ثلاث دقائق و 23 ثانية، بإضافة 3،522 قدم في الثانية. فقط واحد التصحيح midercourse، وهو حرق خمسة أقدام في الثانية التي أجريت في 104 ساعة، كان مطلوبا بدلا من الثلاثة المقرر.
وقد أجريت ستة أجهزة تلفازية أثناء البعثة: اثنتان خلال الساحل المتحول، واثنتان خلال المدار القمري واثنتان خلال الساحل العابر للأرض. وقد بثت هذه الإرسالات في جميع أنحاء العالم وفي الوقت الفعلي لجميع القارات الخمس. خلال البث التلفازي في عشية عيد الميلاد، قرأ الطاقم الآيات من الفصل الأول من سفر التكوين وتمنوا للمشاهدين، "ليلة سعيدة، حظ سعيد، عيد ميلاد سعيد وبارك الهكم جميعًا - جميعكم على الأرض الجيدة". جميع أجهزة البث كانت ذات جودة ممتازة. وكانت الاتصالات الصوتية جيدة بشكل استثنائي في جميع أنحاء البعثة.
حدث فصل وحدة القيادة، أو CM، من SM في 146 ساعة و31 دقيقة. أدت مناورة مزدوجة التخطي خلال مرحلة توجيه إعادة الدخول إلى زيادة في الارتفاع تتراوح بين 25،000 و 30،000 قدم. كانت سرعة إعادة الدخول 24696 ميل في الساعة، مع درجات حرارة heatshield بلغت 5000 درجة فهرنهايت. وكان نشر المظليين وأحداث إعادة الدخول الأخرى عادية. انطلق أبوللو 8 في المحيط الهادي في الساعة 10:51 صباحا بالتوقيت الشرقي من 27 كانون الأول / ديسمبر. وكان الترشح حوالي 5100 ياردة من سفينة الاسترداد يو إس إس يوركتاون ، بعد 147 ساعة من الإطلاق وعلى وجه الدقة في الوقت المحدد. ووفقا للتخطيط المسبق، حلقت طائرات الهليكوبتر والطائرات فوق المركبة الفضائية، ولم ينتشر أفراد الباركيس حتى شروق الشمس المحلي، بعد 50 دقيقة من الهبوط. وصل طاقم السفينة أبولو 8 إلى سفينة الاستعادة في الساعة 12:20 ظهرا. EST.

الرحلة إلى القمر

كان طاقم رواد الفضاء وعلى رأسهم بورمان أول رواد للفضاء يركبون الصاروخ العملاق ساتورن 5 ذي الثلاثة مراحل.وكان عليهم أن يحتفظوا بالمرحلة الثالثة للصاروخ خلال الثلاثة ساعات الأولى من رحلتهم حيث يتخدون أولا مدارا حول الأرض يقومون خلالها بفحص سلامة عمل الأجهزة والحاسوب بمساعدة محطة المراقبة على الأرض في هيوستن. وبعدالتأكد من سلامة الأجهزة كان عليهم اشعال المرحلة الثالثة للصاروخ وتسمي "اشعال التوجه إلى القمر" Translunar Injection فيكسبهم الصاروخ سرعة تمكنهم من مغادرة مدارهم حول  الأرض. ثم يتم فصل مرحلة الصاروخ الثالثة وإلقائها وبذلك تستمر مركبة الفضاء بهم في طريقها إلى القمر . بعد ثلاثة ساعات و 21 دقيقة  بعد الإقلاع اصبح رواد الفضاء في طريقهم إلى القمر . في هذا الوقت قام بورمان بتدوير مركبة الفضاء نصف دورة ( 180 درجة)  لتصبح واجهتها مواجهة للأرض وأما محركها الصاروخي فأصبح في اتجاه القمر . استمرت الرحلة على ذلك إلى القمر الذي يبعد عنا 240.000 ميلا وبذلك يدخل بورمان ولوفل وأندرسن منطقة لم يصلها الإنسان من قبل. لم يرى الرواد القمر إلا وقت وصولهم إليه حيث كانوا يرون الأرض فقط خلال الطريق . وكان توجيه مركبة الفضاء بهذه الطريقة حتى الوصول إلى القمر لأن تشغيل المحرك الصاروخي عن الوصول كان لازما لكبح سرعة المركبة بغرض الوصول إلى مدار حوله على ارتفاع نحو 65 ميل  . وكانت تلك المناورة حساسة جدا إذ أن سرعتهم التي وصلوا بها إلى القمر كانت - لو بقوا عليها - لضاعوا في الكون حيث أن جاذبية القمر كانت لا تحتفظ بهم بسبب سرعتهم الفائقة . في نفس الوقت كانت مناورة كبح سرعة المركبة حساسة للغاية إذ لو زاد كبح سرعة المركبة ونقصت سرعتها إلى حد اقل من السرعة المحسوبة لسقطت المركبة على القمر وارتطمت به ، وبالتالي تكون تلك نهاية رواد الفضاء . لهذا كان تشغيل المحرك الصاروخي فترة وجيزة محسوبة بدقة جدا للوصول إلى مدار حول القمر كان يقوم به الحاسوب الموجود في مركبتهم. 
و القمر بقطره الذي يبلغ 2160 ميل ليس ثابتا في مكانه فهو يدور حول الأرض بسرعة تصل إلى 2.300 ميل في الساعة. ومعني ذلك أن على رواد الفضاء أن يوجهوا مركبتهم إلى نقطة في الفضاء بحيث يلتقيا بالقمر عند مروره بها. وعند بلوغه فلا بد لهم من خفض سرعتهم خلف القمر عن طريق اشعال محرك مركبة الفضاء الصاروخي وذلك في اتجاه عكسي حتى يتمكنوا من اتخاذ مدار حوله يعلو عن سطحه بنحو 65 ميل.
ولكن تخيل أن لا تتم تلك الخطوات بالدقة اللازمة أو عدم استجابة أحدالأجهزة. فإن حدث ولم يستطيعوا خفض سرعتهم فإنهم ينطلقون بفعل جاذبية القمر إلى أعماق الفضاء بلا رجعة حتى نفاذ الأكسجين الذي معهم. إلا أن ميكانيكا الفضاء تعطيهم فرصة للعودة إلى الأرض. وقد اتخذ المراقبون على الأرض احتياطهم للتصرف في هذه الحالة. وذلك عن طريق تصويب مركبة الفضاء أبولو 8 إلى مسافة معينة قريبة من القمر فتحولهم جاذبية القمر إلى اتخاذ لفة حوله تعيدهم إلى مسار يعودون منه إلى الأرض. وقد كان من الوجهة النظرية البحتة ممكنا توجيه مركبة الفضاء عند مغادرتها الأرض بحيث تتخذ مسارا على هيئة 8 يذهبون عن طريقه تلقائيا إلى القمر ثم العودة من دون أي استخدام لأجهزة أخرى. ولكن المهندسون في مركز المراقبة Mission Control لم يعطوا تلك الطريقة فرصة للتنفيذ حيث كان لا بد من تصحيح توجيه المركبة بين حين وآخر، إذ لا يوجد ضمان لدقة التنفيذ وخصوصا عدم وجود معلومات عن توازن توزيع الجاذبية على القمر.بالإضافة إلى ذلك أن مركبة الفضاء مزودة بعدة صواريخ صغيرة أخرى يمكن بواسطتها ضبط خط سير المركبة، ويستطيع رواد الفضاء استخدامها للتصحيح إذا لزم الأمر طبقا لتعليمات المراقبين في مركز المراقبة بهيوستن، وعليه فيوجد احتياطات متعددة لاحتفاظ مركبة فضاء على مسارها طوال الرحلة.
ويبلغ طول المسار إلى القمر نحو 234.000 ميل وتستغرق نحو 66 ساعة حتي الوصول يوم 24 ديسمبر. وإذا مشى كل شيء طبقا للخطة الموضوعة وأعطى مركز الفضاء التصريح لرواد الفضاء بالاشعال المسمى "إشعال المدار القمري" حيث يبدأ قائد مركبة الفضاء اشعال صاروخ الخدمة الرئيسي Service Modul لأبولو8 خلف القمر لمدة 4 دقائق، تنخفض خلالها سرعة المركبة إلى نحو 3.700 ميل/ساعة. وعند إجراء ذلك فلن يكون هناك إمكانية للعودة التلقائية إلى الأرض. عندئذ يصبح أبولو8 قمرا صناعيا للقمر ويستمر في الدوران حوله. وعليه فعلى بورمان وطاقم زملائه وضع ثقتهم في أن يعمل صاروخ وحدة الخدمة الرئيسي بدقة كاملة حين تشغيله عند العودة. هذا وكان الأمر عالقا إذ أن الصاروخ لن يعمل خلال الدورات العشرة حول القمر فتنخفض درجة حرارته انخفاضا شديدا ولم يكن من المؤكد أنه سيشتغل بعد ذلك عندما تحين لحظة تشغيله مرة أخرى للعودة إلى الأرض. ولكن الصاروخ استجاب في الوقت المناسب المحسوب وأشعل بواسطة إشارة من الحاسوب ، وتمت تلك المناورة أيضا بنجاح وأصبح رواد الفضاء في طريقهم إلى الأرض .  
وبينما كانت الناس تتابع على الأرض ليلة عيد الميلاد المجيد أخبار هؤلاء الرواد، كان بورمان و لوفل واندرس يقومون بالتقاط صور لسطح القمر خلال دورانهم في فلكه. ومن خلال الرحلات الفضائية السابقة التي تمت بدون رواد الفضاء يعرف الخبراء أن جاذبية القمر ليست متساوية بسبب سقوط الشهب والنيازك الكبيرة عليه عبر ملايين السنين وتباين كثافته.

قياس جاذبية القمر

كان على بورمان وزملائه القيام بقياسات دقيقة تحدد توزيع جاذبية القمر أثناء دورانهم حوله في دورات عديدة. في نفس الوقت لم يريد بورمانبورمان قضاء وقت أكثر من اللآزم في الدوران في مدار حول القمر، فكلما طال هذا الوقت كلما كبر احتمال حدوث عطل هنا أو هناك وتتعثر العودة، لهذا استقر الرأي مع الخبراء قبل الرحلة على 10 لفات حول القمر تستغرق 20 ساعة لإتمام القياسات. وكانت تلك القياسات ضرورية للغاية لتأمين هبوط رواد الفضاء لاحقا على سطح القمر.