Apollo programm

Apollo programm oli NASA kolmas kosmoselendude programm, mis toimus aastatel 1961–1972. Programmi eesmärk oli mehitatud maandumine Kuul. President John F. Kennedy kuulutas programmi välja 25. mail 1961, kui Alan Shepard oli edukalt sooritanud missiooni Mercury-Redstone 3. President lubas oma kõnes, et ameeriklane astub Kuu pinnale veel enne kümnendi lõppu.
Apollo programmiga samal ajal toimus Gemini programm, mille käigus harjutati põkkumist ja teisi Kuule minekuks vajalikke manöövreid. Apollo programm oli edukas hoolimata tõsisest tagasilöögist, kui Apollo 1 põlengus hukkus kogu kolmeliikmeline meeskond. NASA tegi õnnetusest tõsised järeldused ja programmis kasutatud kosmoselaeva muudeti tunduvalt turvalisemaks. Apollo programmi esimene missioon toimus 1968. aastal ja Kennedy lubatud eesmärk sai teoks 20. juulil 1969, kui missiooni Apollo 11 komandör Neil Armstrong ja kuumooduli piloot Buzz Aldrin astusid esimeste inimestena Kuu pinnale.
Kokku käis Apollo programmi raames Kuul 12 astronauti. Esialgu plaanitud Apollo 18, 19 ja 20 lennud tühistati eelarvekärbete tõttu 1970. aastal. Kokku hoitud eelarvevahendeid taheti kasutada kosmosesüstiku ehitamisel ja Skylabi programmi jaoks. Programmi viimane missioon, Apollo 17, toimus 1972. aastal.
Taust.
Apollo programmi kaaluti esimest korda 1960. aastal, kui USA president oli Dwight Eisenhower. Algul pidi sellest saama Mercury programmi mantlipärija. Programmiga tegelenud insenerid mõistsid kiiresti, et Mercury kosmoselaev ei suuda Kuule lennata, sest see oli mõeldud lühikesteks lendudeks ja mahutas ainult ühe meeskonnaliikme. Apollo kosmoselaev pidi plaanide kohaselt mahutama kolm.
Programmile andis Vanakreeka jumala Apolloni järgi nime NASA direktor Abe Silverstein, kes leidis, et see nimi kajastab hästi NASA uue programmi suurust, tuues võrdluseks kujutluse Apollost sõitmas oma kaarikul mööda Päikest. Silverstein mainis hiljem, et valis nime sama hoolikalt, nagu nimetanuks oma last.
Uuringud uue kosmoselaeva väljatöötamiseks.
1960. aasta juulis tutvustas NASA asedirektor Hugh L. Dryden Apollo programmi Kosmose Töörühma ("Space Task Group") konverentsidel kosmose- ja lennundustööstuse esindajatele. Esialgsed plaanid nägid ette, et kosmoselaeval on kolm eraldi moodulit: juhtimis-, teenindus- ja kuumoodul. 30. augustil kuulutati välja kosmoselaeva teostatavusuuringute konkurss. 25. oktoobril avalikustati selle võitjad General Dynamics / Convair, General Electric ja Glenn L. Martin Company ning määrati neile uuringulepingud. NASA-s tegutses Maxime Fageti juhtimisel asutusesisene uuringurühm, et hinnata kolme võitja disaine.
Poliitiline surve.
1960. aasta novembris valiti USA presidendiks John F. Kennedy, kes oli oma valimiskampaanias lubanud, et USA kosmoseprogramm ja raketikaitse saavutavad Nõukogude Liidu üle ülemvõimu. Valimiskampaania lubadustest hoolimata ei kiirustanud Kennedy Apollo programmi heaks kiitma. Tal olid puudulikud teadmised kosmoseprogrammi tehnilisest poolest ja ka programmi maksumus muutis presidendi ettevaatlikuks. Ta suurendas küll vastselt ametisse nimetatud NASA direktori James E. Webbi ettepanekul 30% võrra NASA rahastust, kuid oli Apollo programmi asjus endiselt ebakindel.
12. aprillil 1961 saatis Nõukogude Liit kosmosesse Juri Gagarini, kes sai esimeseks inimeseks kosmoses. Kongresmenidega kohtudes nõustus Kennedy, et USA peab Nõukogude Liidul kannul püsima. 20. aprillil 1961 käskis president Kennedy asepresident Lyndon B. Johnsonil uurida, mis seisus on USA kosmoseprogramm ja millised NASA projektid aitaksid USA-l Nõukogude Liidule järele jõuda. Johnson vastas nädal aega hiljem, et kosmoseprogramm ei pinguta ülemvõimu saavutamiseks maksimaalselt ja tulemused on selleks samuti ebapiisavad. Samas leidis ta, et mehitatud maandumine Kuule on piisavalt kauges tulevikus ja Ameerika Ühendriigid suudaksid seda teha esimesena.
25. mail 1961, 20 päeva pärast Mercury programmi esimest missiooni kuulutas Kennedy välja Apollo programmi ja lubas oma kõnes, et ameeriklane astub Kuu pinnale veel enne kümnendi lõppu.
NASA laienemine.
Kennedy kõne ajaks oli kosmoses käinud ainult Alan Shepard ja sedagi vähem kui kuu enne kõnet. Orbiidile polnud jõudnud ükski astronaut ja isegi mõni NASA töötaja arvas, et Kennedy plaan on liiga ambitsioonikas. 1963. aastal kaalus Kennedy Nõukogude Liiduga koostööd, kuid sellest plaanist siiski loobuti.
NASA mõistis, et Kuule maandumine enne 1969. aasta lõppu tähendab, et nad peavad kiirelt välja töötama selleks vajaliku tehnoloogia. Lisaks sai sellest nii majanduslikult kui ka suuruselt hiidprogramm, sest Apollo programmi tippajal andis see tööd üle 400 000 inimesele ning sellega tegeles üle 20 000 firma ja ülikooli.
Mehitatud kosmoselendude keskus.
NASA mõistis, et programm on Robert R. Gilruthi juhitud Kosmose rakkerühmale liiga suur, tänu millele anti talle luba oma rakkerühm ümber organiseerida. 1963. aasta septembris avati Texase osariigis Houstonis mehitatud kosmoselendude keskuse hoone, kuhu kolis Cape Canaveralilt ka missiooni juhtimiskeskus. 1973. aastal nimetas USA Kongress mehitatud kosmoselendude keskuse ümber Lyndon B. Johnsoni kosmosekeskuseks.
Stardikontroll.
NASA avastas, et ka stardiplatvormid ja stardikontroll on Apollo programmi jaoks liiga väikesed. Seetõttu ehitas NASA Kennedy kosmosekeskuse stardikompleksi 39, mis valmis 1965. aasta oktoobris. Merritti saarele ehitati ka uus stardikontrolli hoone.
Kosmoselaev.
Apollo kosmoselaev koosnes kahest põhiosast: juhtimismoodulist, millega oli ühendatud teenindusmoodul, ja kuumoodulist. Kanderaketina kasutati esimestel proovilendudel kaheastmelist raketti Saturn IB. Hiljem, kui algasid mehitatud lennud, võeti kasutusele võimas kolmeastmeline Saturn V, mis oli 110,6 meetrit pikk ja diameetriga 10,1 meetrit. Saturn V suutis orbiidile viia kuni 47 tonni.
Juhtimis- ja teenindusmoodul.
Apollo juhtimis- ja teenindusmoodul koosnes kahest osast. Juhtimismoodulis elas kolmeliikmeline meeskond ja see tõi nad tagasi Maale. Teine osa oli teenindusmoodul, milles asusid mootor, kütuseelemendid elektri tootmiseks ja ruumid varustuse tarbeks.
Koonusekujuline juhtimismoodul oli kosmoselaeva ainus osa, mis programmi ajal palju ei muutunud. Moodulil oli kuumuskilp ja ülejäänud laevast eraldi asuv RCS-tõukurite süsteem, mis juhtis laeva asendit ja selle asendit Maa atmosfääri sisenemisel. Juhtimismoodul oli 3,48 meetri kõrgune, selle diameeter oli 3,91 meetrit ja see kaalus umbes 5,5 tonni.
Silindrilise teenindusmooduli küljes asus peamootor ning see varustas laeva kütuseelementide abil elektriga. Selles moodulis asusid ka juhtimismooduli elutagamissüsteemid ja raadioside antenn. Moodul oli 7,5 meetrit pikk ja selle diameeter oli 3,91 meetrit. Stardimass oli algul umbes 23 300 kg ja hiljem, kui alustati pikendatud missioonidega, kaalus moodul veidi üle 24 tonni. Enne Maa atmosfääri sisenemist heideti teenindusmoodul juhtimismooduli küljest lahti ja see põles atmosfääris ära.
Juhtimis- ja teenindusmooduli ehitas North American Aviation, kes oli ka kanderaketi Saturn V teise astme ehitaja. Mooduli esimene projekt tuli seoses programmimuudatustega ümber teha. Esimestel katselendudel rakendati esialgse projekti järgi ehitatud Block I moodulit, aga hiljem ehitati reaalseteks Kuu-lendudeks Block II moodul, mille ehitusel kasutati Block I katselendudel saadud õppetunde.
Kuumoodul.
Apollo kuumoodul oli samuti kahest osast koosnev kosmoseaparaat, mille otstarve oli maandada missiooni käigus kaks astronauti Kuu pinnale ja missiooni lõppedes orbiidile tagasi viia. Moodul oli 7 m kõrgune ja kaalus ligi 15 tonni. Kuu pinnale laskuti rakettmootoriga pidurdades ja pärast uurimisretke lõppu kasutas tõusuaste laskumisastet stardiplatvormina. See jäi Kuu pinnale maha. Enne tagasilendu Maale jäeti kuumooduli tõusuaste Kuu orbiidile ja see kukkus mõne päeva pärast Kuu pinnale puruks.
Astronaudid.
Apollo programmis osalenud astronaudid valiti NASA nelja astronaudirühma liikmete seast. Programmi pääses 32 astronauti, kellest Kuul käis 24 (neist kolm astronauti kaks korda). Programmis osalevatest astronautidest hukkus kolm: Gus Grissom, Edward H. White ja Roger Chaffee, kes said surma Apollo 1 põlengus. Ükski ühe missiooni raames Kuul kõndinud astronaut ei teinud seda teisel missioonil teist korda. Missioonide komandörid olid alati Mercury või Gemini programmide veteranid.
Missioonid.
Mehitamata missioonid.
1966. aastal startisid kaks juhtimis- ja teenindusmoodulit suborbitaalsele lennule. Esimene, AS-201, startis 26. veebruaril, jõudis 492,1 kilomeetri kõrgusele ja läbis 8477 kilomeetrit. Teine, AS-202, startis 25. augustil, jõudis 1142 kilomeetri kõrgusele ja läbis 13 900 kilomeetrit. Nende lendudega katsetati teenindusmooduli mootorit ja juhtimismooduli kuumuskilpi.
Ettevalmistused mehitatud lennukis.
Algul planeeriti korraldada kaks mehitatud katselendu, AS-204 ja AS-205, et proovida juhtimis- ja teenindusmoodulit. Meeskonda pidid kuuluma juhtivpiloot, vanempiloot ja piloot. Juhtivpiloodi ülesanne oli meeskonda juhtida, vanempiloot vastutas navigatsiooni eest ja piloot oli lennuinsener. Lennu ajal pidid nad kandma Gemini programmis kasutatud modifitseeritud skafandrit.
Pärast mehitamata kuumooduli katselendu AS-206 pidi meeskond katsetama Block II juhtimis- ja teenindusmoodulit ning kuumoodulit missioonil AS-207/208 või AS-278 (tähised tulenesid sellest, et iga laev taheti orbiidile viia eraldi kanderaketiga). Meeskonda kuulusid komandör, juhtimismooduli piloot ja kuumooduli piloot. Meeskonnad pidid lennu ajal kandma uut Apollo skafandrit, millega sai väljuda avakosmosesse. Skafandri traditsiooniline visiiriga kiiver oli parema nähtavuse jaoks asendatud n-ö akvaariumkiivriga. Kuu pinnale väljumiseks oli skafandril vesijahutus.
Deke Slayton valis esimese Apollo programmi meeskonna 1966. aasta jaanuaris ning määras juhtivpiloodiks Gus Grissomi, vanempiloodiks Edward H. White'i ja piloodiks Donn F. Eisele'i. Eisele nikastas treeningul kaks korda oma õla ja vajas operatsiooni, mistõttu asendati ta Roger B. Chaffeega. Varumeeskonnaks said James McDivitt, David Scott ja Russell Schweickart. AS-205 meeskonnaks määras Slayton Wally Schirra, Eisele'i ja Walter Cunninghami.
AS-205 missioon tühistati 1966. aasta detsembris ja selle meeskond määrati Apollo 1 varumeeskonnaks.
Tehnilised rikked lükkasid Apollo 1 stardi edasi, mis purustas NASA lootused, et Apollo programmi esimene missioon ja Gemini programmi viimane missioon toimuksid ühel ajal.
Apollo 1 katastroof.
Grissom, White ja Chaffee otsustasid oma missiooni nimetada Apollo 1-ks. Meeskond asus lennuks treenima ja laeva katsetama. 1967. aasta jaanuariks oli määratud stardiproov, mille käigus pidi kanderakett lülituma stardiplatvormi toitelt enda toitele. Edukale proovile pidi järgnema veel üks stardiproov ja seejärel juba reaalne start, mis oli määratud 21. veebruarile.
Stardiproov algas 27. jaanuari hommikul ja kohe tekkisid ka probleemid. Esiteks tundsid meeskonnaliikmed oma skafandrites kummalist lõhna, mistõttu viibis meeskonnaruumi ukse sulgemine. Seejärel tuli stardiloendus katkestada, sest astronaute hakkasid häirima sideprobleemid. Pärast stardiloenduse katkestamist puhkes juhtimismoodulis tulekahju ja see väljus puhta hapnikuga täidetud ruumis kiiresti kontrolli alt. Rõhk purustas kabiini seina ja tuli levis ka starditorni. Starditorni levinud leekide tõttu ei jõudnud päästemeeskonnad õigeks ajaks astronautideni, mistõttu kõik meeskonnaliikmed lämbusid.
Õnnetust uurinud komisjon tuvastas katastroofi põhjusena lühise, kuid täpne põhjus jäi välja selgitamata. NASA ehitas mooduli ümber ja eemaldas kabiinist süttivad materjalid.
Mehitatud missioonid.
Pärast mitut katselendu otsustas NASA, et Saturn V on astronautide kosmosesse viimiseks valmis. Esimeseks mehitatud missiooniks sai Apollo 7, mis startis 11. oktoobril 1968. Selle meeskonnas olid Wally Schirra, Donn F. Eisele ja Walter Cunningham, kes olid moodustanud Apollo 1 varumeeskonna. Missioon kestis 11 päeva, mille jooksul meeskond katsetas juhtimis- ja teenindusmooduli süsteeme.
Apollo 8 startis detsembris 1968 ja selle meeskonnas olid James Lovell, William Anders ja Frank Borman. Algul pidi sellel lennul katsetatama kuumoodulit, kuid enne missiooni starti selgus, et kuumoodul ei jõua õigeks ajaks valmis. NASA otsustas, et Apollo 8 meeskond läheb Kuu orbiidile, sest kardeti, et Nõukogude Liit saadab ise kosmonaudi analoogsele missioonile. Ameeriklastel oli põhjust karta, sest Nõukogude Zond 5 oli sama aasta septembris Kuu orbiidil käinud ja Maale naasnud. Apollo 8 tegi ümber Kuu kümme tiiru ja jõululaupäeval ka teleülekande Kuu pinnast.
1969. aasta märtsis katsetati missiooni Apollo 9 raames kuumoodulit. Missiooni meeskonnas olid James McDivitt, David Scott ja Russell Schweickart.
1969. aasta mais lendas Kuule missioon Apollo 10, mille meeskonnas olid Thomas P. Stafford, John Young ja Eugene Cernan. Stafford ja Cernan katsetasid Kuu orbiidil kuumoodulit ja laskusid sellega Kuu pinnast 15 km kõrgusele. See oli Kuule maandumise peaproov, pärast mida otsustas NASA, et on aeg päriselt Kuu pinnale maanduda.
Missioon Apollo 11 startis 16. juulil 1969. Meeskonnas olid Neil Armstrong, Buzz Aldrin ja Michael Collins ning Kuu lähedale jõuti 19. juuli õhtul. 20. juulil eraldus kuumoodul juhtimismooduli küljest ja alustas Kuule laskumist. Kuumoodul maandus maailmaaja järgi kell 20:17:40. Viis ja pool tundi pärast maandumist avas Armstrong mooduli luugi ja laskus Kuule, saades esimeseks inimeseks Kuu pinnal. 18 minutit hiljem ronis trepist alla ka Aldrin, kes sai teiseks inimeseks Kuu pinnal. Aldrin ja Armstrong veetsid Kuul 21 tundi ja 36 minutit, sellest 2 tundi ja 31 minutit kuumoodulist väljas. Apollo 11 naasis Maale 24. juulil.
Edasised missioonid.
1969. aasta novembris startis Apollo 12, mille meeskonda kuulusid Pete Conrad, Richard F. Gordon ja Alan L. Bean. Conrad ja Bean sooritasid erinevalt eelmisest missioonist täpsusmaandumise ehk maandusid ettenähtud kohta. Meeskond käis 1967. aasta septembris Kuule maandunud kosmosesondi Surveyor 3 juures, pildistas seda ja eemaldas sellelt osi, mis toodi Maale tagasi. Hiljem avastasid insenerid, et tagasi toodud jupid olid Maalt pärit bakteritega saastatud. Siiski pole kindel, kas bakterid pääsesid osadele pärast Maale tagasi toomist või olid need tõepoolest kaks aastat ekstreemsetes tingimustes üle elanud. Apollo 12 meeskonnal oli kaasas ka värvipilti salvestav videokaamera, mis sai kahjustada, kui see kogemata Päikesele suunati.
15 programmi jaoks tellitud Saturn V kanderakette oli piisav kogus, et korraldada kosmoselende kuni missioonini Apollo 20. NASA planeeris veel kaheksat missiooni Kuule ning lisaks otsustati suurendada juhtimis-, teenindus- ja kuumooduli massi, et võimaldada pikemaid missioone. Samuti otsustas NASA, et Kuule viiakse meeskonnale kasutamiseks kulgurid, et astronautide uurimisretkedel läbitavat vahemaad suurendada ja saada videopilt kuumooduli tõusuastme stardist.
Kahe esimese eduka maandumise järel otsustati, et komandör peab olema varem kosmoses käinud, aga ülejäänud kaks meeskonnaliiget võivad olla algajad. Järgmise missiooni, Apollo 13 komandöriks sai Jim Lovell ning moodulite pilootideks Fred Haise ja Jack Swigert, kes olid oma esmalennul. Missioon startis 1970. aasta aprillis ja sihtpunkt oli Fra Mauro. Kaks päeva pärast starti plahvatas teenindusmooduli hapnikutank ning raskelt vigastatud kosmoselaeva meeskonnaliikmete elud sattusid ohtu, kuid NASA insenerid ja lennujuhid suutsid nad siiski päästa. Apollo lennud peatati seniks, kuni insenerid olid plahvatuse põhjuse kindlaks teinud ja laeva süsteemid ümber ehitanud.
Tagasilöögid.
Pärast esimest maandumist 1969. aastal otsustas NASA kasutada üht Saturn V kanderaketti Skylabi orbiidile viimiseks. Selle otsuse tõttu tühistati missioon Apollo 20. NASA eelarve hakkas pärast Apollo 11 missiooni vähenema, aga asutus pidi leidma raha ka Space Shuttle'i ehituseks. 1971. aastal tühistati ka Apollo 18 ja 19 ning nende kanderaketid viidi muuseumi.
Tagasilöögid sundisid planeerijaid maandumispaiku üle vaatama, sest maandumisi oli alles kõigest neli. Apollo 13 maandumispaigaks planeeritud Fra Mauro määrati Apollo 14 sihtpunktiks. Apollo 14 startis 31. jaanuaril 1971 ja selle meeskonda kuulusid Alan Shepard, Stuart Roosa ja Edgar Mitchell. Shepard sai selle missiooniga ainsaks Kuul käinud Mercury Seveni liikmeks.
1971. aastal pärast Apollo 15 missiooni lõppu soovis president Richard Nixon tühistada ka missioonid 16 ja 17, aga sellele oli vastu eelarvebüroo direktor Caspar Weinberger, kes suutis Nixoni ümber veenda.
Viimased missioonid.
Apollo 16 maandus Kuul 1972. aasta aprillis. Missiooni komandör oli John Young, juhtimismooduli piloot Ken Mattingly ja kuumooduli piloot Charles Duke.
Apollo programmi viimaseks missiooniks jäi Apollo 17, mis startis 7. detsembril 1972. Apollo 17 komandöriks määrati Eugene Cernan, juhtimismooduli piloodiks Ronald E. Evans ja kuumooduli piloodiks geoloog dr Harrison Schmitt. Schmitt oli algul määratud missioonile Apollo 18, aga pärast missiooni tühistamist hakkasid teadlased nõudma, et ta pääseks ikkagi Kuule. Nõudmistele vastu tulles eemaldas NASA missioonilt Joe Engle'i ja asendas ta Schmittiga. Schmitt sai missioonil esimeseks teadlaseks Kuul ja Cernan viimaseks inimeseks, kes on Kuu peal kõndinud. Apollo 17 naasis Maale 19. detsembril.
Apollo programmi kokkuvõte.
Apollo on siiani ainuke kosmoseprogramm, mille raames on inimene lennanud Maa orbiidist kaugemale. Meeskonnad tõid Kuult kokku 381,7 kg kivimiproove, millest suuremat osa säilitatakse Houstoni kuulaboratooriumis. Programmi kuludeks on hinnatud 135 miljardit dollarit (2006. aasta vääringus; 25,4 miljardit dollarit 1969. aasta vääringus), sealhulgas kulus 17 miljardit juhtimismooduli, 11 miljardit kuumooduli ja 46 miljardit kanderakettide loomiseks. Programmis kasutatud kosmoselaevade arendustöö andis oma panuse paljude teadus- ja tehnikaharude (sealhulgas lennunduse, telekommunikatsiooni, informaatika ja üldise inseneriteaduse) arengusse. Kuu külastus andis olulise tõuke arvutiteadusele ja päikesepatareide arendamisele. Alus pandi näiteks akudel tööriistadele ja pehmetele sisetaldadele.
Paljud Apolloga seotud objektid on välja pandud muuseumides, eelkõige Smithsoniani Lennundus- ja Astronautikamuuseumis.