مقدمة لبرنامج أبولو

فصل تمهيدي للسلسلة المستمرة حول برنامج أبولو وتاريخ برنامج الفضاء ككل
הקדמה

"أعتقد أن شعبنا يجب أن يفعل كل ما في وسعه لتحقيق الهدف الذي حددناه لأنفسنا. إنزال رجل على سطح القمر حتى قبل نهاية العقد الحالي وإعادته سالما إلى إسرائيل". كانت هذه كلمات الرئيس جون ف. كينيدي في 25 مايو 1961. كان برنامج أبولو هو الخطوة الأخيرة في جهود الولايات المتحدة لهبوط رجل على سطح القمر. أولاً في رحلات برجل واحد (عطارد)، ثم في رحلات برجلين (جيميني)، وأخيراً في مركبة أبولو الفضائية، التي كان كل منها يقودها ثلاثة رواد فضاء. لاحظ التاريخ الذي ألقى فيه الرئيس كينيدي بيانه أمام مجلس الشيوخ. ويقترب هذا التاريخ من 12 أبريل 1961، وهو تاريخ إطلاق يوري جاجارين، أول إنسان ينطلق إلى الفضاء. وأثبتت هذه العملية الروسية تفوق هذه القوة في استكشاف الفضاء. إن خيبة الأمل التي أصابت الولايات المتحدة قدمت لها تحدياً كبيراً لإظهار تفوقها بوضوح في هذا المجال الجديد والسحري. كل ما يمكن أن يفعله الروس سيفعله الأمريكيون بشكل أفضل وأقوى. وبالفعل نجح علماء الولايات المتحدة في تحقيق الآمال التي زرعوها فيهم. حقق إعلان الرئيس كينيدي نجاحًا باهرًا، على الرغم من عدة إخفاقات وكارثة واحدة (أبولو 1) حلت بوكالة ناسا.
كان الروس روادًا في مختلف المجالات. لقد كانوا أول من أرسل إنسانًا إلى الفضاء، وأول من هبط بمركبة فضائية غير مأهولة على سطح القمر. كانت خططهم بعد ذلك باهتة، على الرغم من أنه لا ينبغي بأي حال من الأحوال الاستهانة بما فعلوه. الأسباب التي خيمت على تقدمهم في استكشاف الفضاء تنبع من ضعف تكنولوجيا الكمبيوتر، والتخلف في مجال الإلكترونيات، وصعوبات التصغير، والسرية المفرطة، وتدخل السياسة في استكشاف الفضاء. أجبرت هذه القيود الروس على إبطاء تقدمهم حتى اضطروا إلى التخلي عن هبوط رجل على سطح القمر وبدأوا في التركيز على مجالات أخرى لاستكشاف الفضاء.

خطاب الرئيس كينيدي عام 1962 حول الحاجة إلى رحلة إلى القمر

أعطت الخبرة الواسعة المكتسبة في المركبة الفضائية ميركوري وجيميني الضوء الأخضر لبرنامج أبولو. كان علماء ناسا يدركون جيدًا جميع المشكلات المتعلقة بمناورات الاقتراب بين المركبات الفضائية والمركبات الفضائية والنشاط خارج المركبة والبقاء في الفضاء لمدة أسبوعين (الجوزاء 7). بدأ البرنامج في 26 فبراير 1966. في مثل هذا اليوم، تم إطلاق مركبة أبولو الفضائية بدون طيار لأول مرة. إن هبوط الإنسان على القمر أمر معقد للغاية ويجب التمييز قبله بين عدة مراحل وهي:

• و. رحلات جوية بدون طيار لاختبار المركبة الفضائية بكل تعقيداتها وجميع الأنظمة المرتبطة بشكل مباشر وغير مباشر بهذا المشروع الكبير. بدأت هذه المرحلة كما ذكرنا في 26 فبراير 1966 وانتهت في 4 أبريل 1968.
• ب. رحلات تجريبية مأهولة على طريق وطني - أبولو 7، أبولو 9.
• ثالث. رحلات تجريبية مأهولة في المدار القمري - أبولو 8، أبولو 10.
• رابع. الهبوط على القمر - أبولو 11 إلى أبولو 17.

تم بذل الكثير من العمل لضمان سلامة رواد الفضاء وسلامة المركبة الفضائية. ولم تؤد الرحلات المأهولة لمركبتي أبولو 7 وأبولو 9 إلى الهبوط الفوري على سطح القمر. لقد تصرف علماء الفضاء بحكمة عندما اختبروا المركبة الفضائية مرة في المدار الأرضي ومرة ​​في المدار القمري. تم أولاً اختبار مقصورة الخدمة ومقصورة القيادة في المدار الأرضي (أبولو 7) ثم في المدار القمري (أبولو 8). ثم تم اختبار مركبة الهبوط في المدار الأرضي (أبولو 9) وفي المدار القمري (أبولو 10). فقط عندما أدركوا أن الأجزاء الثلاثة للمركبة الفضائية تعمل بنجاح، تقرر الهبوط على سطح القمر. كان هناك علماء أوصوا بأن يتم الهبوط على متن رحلة أبولو 10. إلا أن هذا الاقتراح تم رفضه. وبعد الرحلة أصبح من الواضح أن عدم تنفيذ هذا الاقتراح له ما يبرره. لم تكن أنظمة الاتصالات الخاصة بالمركبة الفضائية موثوقة بدرجة كافية للهبوط على سطح القمر. لو تم الهبوط على هذه الرحلة، لكان الأمر قد انتهى بكارثة.

اتخذ العلماء احتياطات مختلفة بعد كارثة أبولو 1 في 27 يناير 1967. كان من المفترض أن تكون هذه المركبة الفضائية أول رحلة مأهولة في برنامج أبولو. خلال إحدى الدورات التدريبية، اشتعلت النيران في استخدام الأكسجين النقي للتنفس وأدى إلى الوفاة المأساوية لفيرجيل جريسوم وإدوارد وايت وروجر تشافي. استغرق الأمر 18 شهرًا لتجميع جو جديد وغير خطير في المركبة الفضائية. لقد أثبت التأجيل الطويل نفسه ولم تتغير مثل هذه الأعطال. أدى العطل الخطير في أبولو 13 إلى تأجيل رحلة أبولو 14 لمدة أربعة أشهر، وذلك من أجل تركيب خزان أكسجين إضافي وتحسين الأنظمة المختلفة المتعلقة به.

لم يكن هناك نقص في الأعطال أثناء الرحلات الجوية. بعض الأعطال البسيطة وبعضها خطيرة، سواء في النفق الذي يربط بين كابينة القيادة ومركبة الهبوط (أبولو 10، أبولو 14)، سواء في مركبة الهبوط (أبولو 10) أو في المحرك الرئيسي (أبولو 16). وينبغي اعتبار الأخطاء طبيعية بالنسبة لهذه الأنظمة التي تتكون من 5.6 مليون جزء، ومن المتوقع وجود أخطاء بهذا التعقيد. وفي بعض الحالات، كان من الضروري اتخاذ إجراءات مكثفة للعثور على مصدرها، ولكن تم حل جميع المشاكل أو يمكن تجاهلها. معظم الأعطال نتجت عن خطأ من قبل فني، أو خلل في الدائرة الكهربائية، وأكثر من ذلك. كان الانفجار الذي وقع في أبولو 13 بمثابة حادث مؤسف خطير. وهنا بالتحديد تم الكشف عن موثوقية هذا النظام العظيم. أدى هذا العطل إلى إلغاء الهبوط والعودة إلى إسرائيل. المحرك الوحيد الذي كان يعمل هو محرك مركبة الهبوط. وقد تم تصميم هذا المحرك للعمل على القمر فقط. لم يتم تصميمه للرحلات بين النجوم مثل الأرض والقمر. تم تشغيل المحرك وأدى ما تم تكليفه به (تصميم اللحظة الأخيرة الذي لم يخضع لأية اختبارات من قبل.) بنجاح كبير يفوق التوقعات. هبوط أبولو 13 هو الوحيد الذي تم إحباطه من أصل سبع رحلات، أي بنسبة نجاح 85%.

الروبوتات مقابل الناس
وأحضر طيارو أبولو معهم إلى إسرائيل 427 كجم من عينات التربة مقارنة بـ 400 جرام جلبتها المركبتان الفضائيتان الروسيتان لونا 16 ولونا 20. وعملت المركبة القمرية الروسية لوناخود 1 لمدة 10 أشهر تقريبًا في بحر الأمطار ونقلت العديد من الأشياء المهمة البيانات المتعلقة بهذه المنطقة، لكن طغت عليها إدخال المركبة الفضائية (الروفر) التي استخدمها طيارو أبولو في الرحلات الثلاث الأخيرة. ما يميز هذه الأداة هو توسيع مجال عمل رواد الفضاء في فترة زمنية محدودة. أدرك علماء الفضاء الروس أنهم لن يتمكنوا من اللحاق بوكالة ناسا في هبوط الإنسان على القمر، فاتجهوا إلى القناة غير المأهولة من أجل تحقيق ما لم يتمكنوا من تحقيقه مع البشر والبقاء في الصورة. لقد نجحوا في القيام بذلك. وكما ذكرنا، فقد أحضروا إلى إسرائيل عينات من سطح القمر وقاموا بتشغيل مركبة بحثية غير مأهولة فوقه. لقد أظهر هؤلاء المؤدون تحسنًا في قدرتهم الإلكترونية ويجب التعامل مع هذا الأمر بالأهمية الواجبة. لقد طغى علماء ناسا على الروس في التشغيل الناجح للمركبة وفي كمية عينات التربة التي أحضروها إلى إسرائيل. لقد ثبت أن الرحلات الجوية المأهولة أكثر فائدة من الرحلات الجوية بدون طيار. على الرغم من أن للمركبة الآلية أهمية كبيرة (البحث في الأماكن التي لا يستطيع الإنسان الوصول إليها لأسباب فنية أو بيولوجية)، إلا أن القدرة على التعلم وإجراء إصلاحات غير متوقعة (أثبت أبولو 13 ذلك) وتحديد ما هو الأفضل، هي في أيدي البشر وليس الآلات.

الإنجازات الأولية

أظهر برنامج أبولو أن وكالة ناسا يمكنها أيضًا إظهار الأولوية في الرحلات الفضائية. لأول مرة، تم إطلاق أقمار صناعية صغيرة للبحث من المركبات الفضائية (أبولو 15، أبولو 16). كان رواد الفضاء الأمريكيون أول من قام بنشاط خارج كوكب الأرض ليس في مدار أرضي، ولكن على مسافة 300,000 ألف كيلومتر من الأرض (آخر 3 رحلات أبولو) ولأول مرة تم وضع مرصد فلكي على التربة القمرية.
حماية
تم تجهيز طياري أبولو بالأسلحة لرحلاتهم. انطلق رواد الفضاء لاستكشاف أرض مجهولة. ورغم أن القمر ميت بيولوجيا، إلا أنه لا يمكن استبعاد احتمال وجود قواعد لكيانات معادية وغير معروفة على سطحه. ولأغراض دفاعية، كان السلاح عنصرًا أساسيًا في كل رحلة (ملاحظة: تمت كتابة هذا المقال في السبعينيات). قد يبدو هذا الموضوع مثل الخيال العلمي. اهتمت ناسا كثيرًا بضمان سلامة رواد الفضاء. وإذا كان هناك بالفعل شخص موجود على القمر أو كان موجودًا عليه، فهو يمتلك تقنيات تتجاوز تلك الموجودة حاليًا على الأرض، ولديه القدرة على إبطال مفعول الأسلحة التي يمكن أن تكون في أيدي رواد الفضاء. ومن الصعب تصديق أن ناسا لم تكن على علم بذلك. إن تجهيز رواد الفضاء بالأسلحة كان له ثقل نفسي أكبر. لإعطاء شعور بالثقة بالنفس نتيجة التواجد في مكان جديد تماماً).

برنامج أبولو

مع إطلاق أبولو 11، فكر علماء الفضاء في القيام برحلتين أخريين والتحول إلى برنامج آخر. وتم توسيع البرنامج ليشمل 10 رحلات حتى رحلة أبولو 20. وستبقى الرحلة الأخيرة على القمر لمدة أسبوعين. وكان الواقع مختلفا. لقد كان نجاح أبولو 11 مذهلاً بالفعل، لكنه أدى إلى ردود أفعال غير متوقعة. رأى الرأي العام وبعض أعضاء مجلس الشيوخ أن هذه الرحلة هي تحقيق لحلم الرئيس كينيدي وليس أكثر. لقد كانت بمثابة إظهار للهيمنة الأمريكية على الروس. انتهى برنامج أبولو بالنسبة لها ولذلك قرروا تقليم أجنحة ناسا. لقد جادلوا أمام مجلس الشيوخ بأن بضعة كيلوغرامات من أحجار القمر هي مضيعة للمال وعديمة الفائدة، والأكثر من ذلك، أن المشاكل الأكثر إلحاحًا مثل الفقر لم يتم حلها. كما أثرت حرب فيتنام واستسلمت ناسا. تم إلغاء الرحلات الثلاث الأخيرة.
لمدة ثماني سنوات (1961-1969) وظفت ناسا 420,000 ألف شخص وكان إجمالي عدد الموظفين المرتبطين بهذا الأمر ثلاثة ملايين عامل. كان الموظفون خارج وكالة ناسا موظفين في صناعة الطيران وتم استخدامهم لهذا الغرض كمقاولين من الباطن. وبلغت الميزانية المخصصة لذلك 25 مليار دولار. 0.5% من الناتج الإجمالي لاستكشاف الفضاء.
في ذكرى…
ولم ينس طيارو أبولو إحياء ذكرى رواد الفضاء الأمريكيين والروس الذين لقوا حتفهم على الأرض وفي الفضاء عن طريق اللوحات التذكارية الصغيرة ومن خلال إعطاء أسماء الذين لقوا حتفهم في الفوهات القمرية (هذه الاحتفالات تمت على أبولو 11 وأبولو 15) ). وقال غريسوم، الذي لقي حتفه في أبولو 1، في وصيته: "إذا متنا، نريد أن يفهم الجمهور. نحن نتعامل مع أمور خطيرة ونأمل أنه إذا حدث لنا شيء فلن تتأخر الخطة. إن غزو الفضاء يبرر المخاطرة بحياة الإنسان."

 

لقاء على القمر
زيارة طياري أبولو 12 تشارلز كونراد وريتشارد جوردون إلى Survivor 3 لها رمزية كبيرة. هذه المرة قام رواد الفضاء بزيارة مركبة فضائية من الأرض. في المرة القادمة يمكن أن تكون مركبة فضائية من كوكب آخر.

 

زحل 5 - مركبة الإطلاق
باستثناء أبولو 7، التي تم إطلاقها بواسطة زحل B1، تم إطلاق جميع أطقم أبولو بواسطة صاروخ زحل 5. يبلغ طول زحل 5 121.32 مترًا (مع المركبة الفضائية وبرج الهروب) ويزن 2816.1 بدون وقود.

هيكل الصاروخ
المرحلة الأولى الارتفاع 1 متر، القطر 42.06 متر، الوزن 10.6 كجم، قوة الدفع 2,174,000 كجم
المرحلة الثانية ارتفاع 2 م قطر 24.84 م وزن 10.6 كجم. التوجه 470,000 كجم.
المرحلة 3 ارتفاع 17.83 م، قطر 6.6 م، وزن 118,800 كجم، قوة دفع 102,000 كجم.
وحدة القياس 1 0.81 ارتفاع (متر) قطر (متر) 6.6 وزن (كجم) 2050.
المحول 2 الارتفاع (بالمتر) 8.53 القطر (متر) 3 3.91 القطر (متر) 4 6.6.

 

نظام الهروب: الارتفاع 10.06 م، القطر 1.2 م، الوزن 4,000 كجم، الدفع 66,700 كجم

1. التوجيه والسيطرة على مركبة الإطلاق

2. المحول بين المرحلة الثالثة وغرفة شيرو، وهو مخروط مقطوع يقوم بتخزين جهاز الهبوط عند طيه
3. القطر العلوي
4. القطر السفلي
5. انظر هيكل المركبة الفضائية

 

هيكل سفينة الفضاء
تتكون مركبة أبولو الفضائية من ثلاثة أجزاء - مقصورة القيادة، ومقصورة الخدمة، ومركبة الهبوط على سطح القمر.
غرفة التحكم
مقصورة القيادة هي موطن رواد الفضاء الثلاثة في رحلتهم إلى القمر والعودة إلى الأرض. شكل الخلية يشبه المخروط بارتفاع 3.23 متر وقطر القاعدة 3.91 متر ووزن 5.6 طن. تتكون الخلية من جزأين متصلين ببعضهما البعض - غلاف داخلي محكم الغلق وعازل حراري خارجي. الجزء الأول مصنوع من الألومنيوم بسماكات مختلفة. أما الجزء الثاني فهو مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ ويزن 25% من وزن غرفة التحكم. وتتمثل الوظيفة الرئيسية للتبريد الحراري في حماية الطاقم وأنظمة المركبة الفضائية من درجات الحرارة المرتفعة الناتجة أثناء المرور عبر الغلاف الجوي عند العودة إلى الأرض.

 

تتحكم المادة القاتلة التي تغطي البرودة الحرارية في معدل امتصاص الحرارة، عن طريق الكربنة والتبخر. يتم الدخول إلى المركبة الفضائية من خلال باب جانبي أبعاده 74 × 97 سم. يتم الوصول إلى مركبة الهبوط عبر نفق في الطرف العلوي من مقصورة القيادة. تحتوي السفينة الفضائية على خمس نوافذ - جانبان مربعان بقياس 33 × 33 سم على جانبي رواد الفضاء، وتستخدم للمراقبة والتصوير. تسمح نافذتان مثلثتان أمام النتوءات الجانبية برؤية أمامية (فوق الجزء العلوي من الخلية) وتستخدمان بشكل أساسي للمراقبة أثناء مناورات الالتقاء والاشتباك. نافذة أخرى في باب الكابينة.

 

توجد معظم المؤشرات وأضواء التحذير التي يجب مراقبتها بشكل مستمر على لوحة العرض الرئيسية، أمام شاشات العرض الثلاث وعلى جانبيها. تنتشر المؤشرات والمفاتيح المختلفة في حجرة الطاقم وحتى على شاشات العرض، وتقع معظم معدات الملاحة والتوجيه في حجرة المعدات السفلية أسفل لوحة العرض الرئيسية. وقد تم تكييف هذا الجدول الزمني مع المسؤوليات الموكلة إلى كل فرد من الموظفين. يجلس قائد المركبة الفضائية على اليسار (وفقًا للممارسة المتبعة في طائرات الركاب)، ويجلس طيار قمرة القيادة في الوسط، ويجلس طيار الهبوط على يمينه. على الرغم من أن كل شخص لديه منطقة عمل خاصة يكون مسؤولاً عنها. يجب على الجميع معرفة المركبة الفضائية بجميع أجزائها وأن يكونوا قادرين على القيام بكل إجراء.

 

يتم توجيه المركبة الفضائية بمساعدة نظامين متكاملين يوفران المعلومات لأنظمة الدفع ودفة التفاعل ولوحات عرض المعلومات. هذه هي أنظمة التوجيه والملاحة ونظام الاستقرار والملاحة. يتم تغيير الوضع أو السرعة باستخدام مقبضين دوارين قصيرين، يشبهان قضيب قيادة الطائرة. بالإضافة إلى مقابض التحكم في السرعة. تسمح المقابض الدوارة بإرسال أوامر التدحرج والانعراج والدوران إلى نظام دفة التفاعل. وفي الوقت نفسه، يقومون بإدارة المحرك في الاتجاه المطلوب، بحيث يتم الحصول على تغيير في مسار الرحلة في حالة تشغيل المحرك. يُظهر مؤشران على لوحة العرض الرئيسية موقع المركبة الفضائية بالنسبة للنجوم الثابتة ويمكن استخدامهما لتحديد أخطاء الموقع ومعدلات التغيير.

يخلق نظام التحكم البيئي بيئة معيشية لرواد الفضاء أثناء الرحلة. في الظروف العادية، يبلغ الضغط في مقصورة القيادة 1/3 الضغط الجوي عندما يكون الغلاف الجوي عبارة عن خليط نيتروجين وأكسجين بنسبة 100% لتقليل خطر نشوب حريق (انظر أبولو 7). وتتراوح درجة الحرارة بين 21-24 درجة. يوفر النظام الأكسجين والماء الساخن والبارد من التخلص من ثاني أكسيد الكربون والروائح من غرفة التحكم والحرارة الزائدة من الغرفة والمعدات. عملها تلقائي إلى حد كبير. يوجد في لوحة التحكم بغرفة القيادة 2 مفاتيح و566 مصباح تحذير و71 مؤشرًا ميكانيكيًا و40 جهازًا متنوعًا آخر.

يمكن تعديل الأداء إلى عدة أوضاع ملائمة حسب المهام. فهي تدعم الأجواء أثناء التسارع والتباطؤ، وتسمح لهم بالجلوس بشكل مريح لأداء وظائفهم المختلفة وتخفف من صدمة الهبوط. للراحة، يتم استخدام كيسين للنوم، وهو نوع من الأراجيح التي تتدلى تحت الأوراق. يأتي عدد أكياس النوم من فكرة أنه خلال الرحلة سيكون هناك رائد فضاء واحد مستيقظ في أي وقت. لقد ثبت عمليًا أنه من الممكن بل ومن المرغوب فيه السماح للثلاثة بالنوم في نفس الوقت.

مقصورة الخدمة
غرفة المرافق عبارة عن هيكل دائري يبلغ قطر قاعدته 3.91 مترًا وطوله 6.88 مترًا ووزنه الإجمالي 24.95 طنًا. يتم ربط كابينة الخدمة بكابينة القيادة منذ لحظة الإطلاق وحتى وقت قصير قبل دخولها الغلاف الجوي، ويتم التخلص منها وحرقها في الغلاف الجوي. يوجد في هذه الحجرة محرك المركبة الفضائية. تم تركيب المحرك على حامل المحور ويوفر قوة دفع تبلغ 9300 كجم. لا يمكن ضبط درجة نبضه، ولكن من الممكن إيقاف تشغيله وإعادة تشغيله حتى 50 مرة ولمدة قصيرة تصل إلى 0.4 ثانية. في المجمل، يمكن تشغيله لمدة 750 ثانية. الإضافات زائدية لذا لا حاجة لنظام الإشعال. عرض فوهة المحرك 285 سم.
يوجد في حجرة الخدمة ثلاث خلايا وقود، تزن كل منها 110 كجم، وخلية واحدة للهيدروجين وخليتين للأكسجين (انظر التغييرات في هيكل المركبة الفضائية). توفر هذه الخلايا التيار الكهربائي لخلايا القيادة والخدمة وكذلك كمية معينة من مياه الشرب. يتم استخدام الأكسجين أيضًا بواسطة نظام التحكم البيئي في غرفة التحكم. توفر ثلاث بطاريات من الفضة والزنك الطاقة لخلية القيادة بعد فصل الخليتين عن بعضهما البعض. ويوجد خزان آخر في حجرة الخدمة يحتوي على غاز الهيليوم بضغط 253 كجم/سمXNUMX لتغذية المحرك بالوقود والأكسجين. يتم تشغيل كابينة القيادة وكابينة الخدمة باستخدام نظام الدفة التفاعلي.
الهبوط على القمر
تم تصميم مركبة الهبوط القمرية للهبوط على جرم سماوي يفتقر إلى الغلاف الجوي وبالتالي فهو عديم الشكل من الناحية الديناميكية الهوائية، إلا أن مركبة الهبوط مركبة حساسة للغاية. وهي مصنوعة من طبقتين من جدار الألمنيوم الخارجي بسمك مائة من المليمتر وجدار داخلي من الألومنيوم بسمك 1.5 ملم. "بطانية" خفيفة مصنوعة من 30 طبقة من غشاء بلاستيكي رقيق يعزل الأجزاء الحيوية عن البرودة والحرارة الهائلة السائدة على القمر. الطبقة الخارجية مصنوعة من مادة لامعة لإرجاع الحد الأقصى من إشعاع الشمس وبالتالي منع ارتفاع درجة الحرارة. تتكون مركبة الهبوط على سطح القمر من جزأين كجهاز الهبوط - الجزء السفلي ومرحلة الصعود هي الجزء العلوي.

آلية ربط كابينة القيادة بمركبة الهبوط
يتم حمل المركبتين الفضائيتين بواسطة ثلاث عروات صغيرة. لتقوية القبضة، يجب تفعيل مضخة تربط الأداتين بالشفط. فقط في المرحلة النهائية يتم تفعيل عشرات الأقواس القوية التي تكمل عمليات الالتصاق.

• و. هبوط الركوع

ويبلغ قطر منصة الهبوط 4.29 مترًا، وارتفاعها 3.23 مترًا، ووزنها 10.05 طنًا. إنه هيكل معقد مكون من 8 أضلاع و4 أرجل مطوية عندما يتم تخزين مركبة الهبوط في مركبة الإطلاق. ويعلق على كل ساق في الأسفل صفيحة قطرها 94 سم مصنوعة من قرص العسل من الألومنيوم. سلم متصل بإحدى الأرجل. ويتمثل دور محرك مركبة الهبوط في إبطاء سرعتها وتمكين الهبوط السلس على سطح القمر. يطور المحرك قوة دفع تبلغ 4,750 كجم ويمكن أن يخفضها إلى 475 كجم. ومن الممكن تشغيله عدة مرات وإمالته في أي اتجاه بمقدار 6 درجات من محوره الرأسي للتحكم في طائرتي ألارود وسابسوف. يوجد في منطقة الهبوط 4 خلايا:
كابينة عدد 1: هوائي خاص للملاحة للهبوط، بطاريات كهربائية وبطاريات احتياطية.
الخلية رقم 2: الأدوات الإلكترونية لرادار الهبوط وخزان المياه وأدوات البحث القمري.
المقصورة رقم 3: نظام التحكم الإلكتروني لمحرك الهبوط.
الخلية رقم 4: النظام الإلكتروني لفصل منصة الهبوط عن الجزء العلوي. تعمل منصة الهبوط بمثابة منصة إطلاق للجزء العلوي.

 

• ب. الجزء الأعلى

ويستخدم الجزء العلوي كمكان لسكن طياريها ومركبة الإطلاق من القمر تمهيداً للاتصال بكابينة القيادة. ويبلغ قطر هذا الجزء 4.29 متر، وارتفاعه 3.76 متر، ووزنه 4.55 طن. يتمتع محرك هذا الجزء ببنية بسيطة تقديرا لأهمية دوره الحاسم وهو قادر على تطوير قوة دفع تبلغ 1600 كجم. يوجد في هذا الجزء لوحة قيادة معقدة، تلسكوب، نظام ملاحي، رادار التصاق، كمبيوتر، 16 محرك ملاحي 4 على كل جانب، نافذتان مثلثتان تسمحان بالنظر إلى الأسفل وإلى الأمام وفوق رؤوس رواد الفضاء توجد فتحتين للمراقبة لغرض الالتصاق. في هذا الجزء يوجد أيضًا فتحة الخروج. ويرتفع من رأس هذا الجزء 6 هوائيات بثلاثة أشكال مختلفة. ولا توجد مقاعد في هذه الكابينة وينام فيها رواد الفضاء مستلقين على أرضية الكابينة ومتكئين على أحد الجانبين. ونظرًا لعدم وجود جاذبية في المقصورة، يربط رواد الفضاء أنفسهم بالأرض بأحزمة نايلون مرنة تربطهم بالأرض بقوة 12 كجم.

 

التغييرات في هيكل المركبة الفضائية

أدت المراحل المتقدمة لبرنامج أبولو والأعطال الجسيمة أثناء الرحلات الجوية وعلى الأرض إلى تغييرات وتحسينات في مكونات المركبة الفضائية وهي:
أ. تغييرات أخرى بعد حريق أبولو 1.

• 1 . استلزم الموت المأساوي لطياري أبولو 1 تغييرًا في تكوين الغلاف الجوي للمركبة الفضائية من الأكسجين النقي إلى خليط مكون من 60% أكسجين و40% نيتروجين. استبدال الغلاف الجوي هو منع خطر الاشتعال.
• 2. تم استبدال آلية فتح باب المركبة الفضائية بأخرى جديدة تفتح خلال 3 ثواني مقارنة بـ 90 ثانية في الآلية السابقة.
• 3. تم استبدال معظم المواد القابلة للاشتعال بمواد مقاومة للحريق.
• 4. تم استبدال طبقة النايلون الخارجية لبدلة الفضاء بقماش "بيتا" المقاوم لدرجة حرارة 800 درجة.
• 5. أدت هذه التغييرات إلى زيادة وزن المركبة الفضائية بمقدار 1,599 كجم واستلزم إعادة تصميم الأنظمة مثل نظام المظلة.

ب التغييرات بعد رحلة أبولو 13.

• 1. تم زيادة عدد خزانات الأكسجين من 3 إلى 4. ويتم تركيب الرابع بحيث لا يكون متصلاً بالخزانات الثلاثة.
• 2. تحتوي حجرة المرحاض على بطارية إضافية مماثلة لتلك الموجودة في مركبة الهبوط.
• 3. تم زيادة مخزون مياه الشرب (9 كجم) للطوارئ.
• 4. في غرفة التحكم تم إدخال محطة توليد كهربائية بها خلايا وقود تستهلك الأكسجين للتفاعل الكيميائي.
• 5. تم استبدال غلاف الأسلاك التيفلون الموجود في خزانات الأكسجين بالفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للحريق. وقبل الضغط في خزانات الأكسجين (70 كجم/مXNUMX).

لمنع التراكم في الخزانات، ضع في اعتبارك وضع خزانات هوائية. وقد أظهرت الاختبارات أن حركة المركبة الفضائية والإزالة المستمرة للأكسجين من الخزانات تخلق حركة خلط كافية للأكسجين الموجود في الخزان وتبريده. تقرر التخلي عن المروحة.
ج: يتطلب تركيب المركبة القمرية "الروفر" على مركبة الهبوط زيادة وزنها إلى 17 طنًا وإضافة 900 كجم إلى مقصورة القيادة وكابينة المرحاض.
المركبة القمرية "روفر".

لتسهيل عمل رواد الفضاء على سطح القمر ولزيادة مخرجات العمل، تم بناء مركبة خاصة لجميع التضاريس تسمى "المركبة الجوالة". وفقًا لبرنامج أبولو الأصلي، أصبحت السيارة متاحة للفرق الخمسة الأخيرة في برنامج أبولو. أدت التخفيضات في ميزانية ناسا حتما إلى انخفاض في عدد المركبات على الطرق الوعرة. وفقا للخطة الجديدة، تم بناء ثلاث مركبات فقط.
ويبلغ طول السيارة 3.2 متر وعرضها 1.8 متر ووزنها 180 كجم. سرعة السيارة 13 كم/ساعة. نطاق التشغيل هو 50-60 كم وتبلغ حمولتها 450 كجم، ولغرض تخزين المركبة عند الهبوط، تم تصميمها بحيث يمكن طيها لأبعاد عربة الأطفال. بعد الهبوط، يسحب رواد الفضاء عدة حلقات. تنزلق السيارة على الأرض وتستقيم عجلاتها الأربع المطوية.

يتم تشغيل المركبة القمرية ببطاريتين من الفضة والزنك بقدرة 36 ​​فولت. تم تجهيز كل عجلة بمحرك خاص بها. عجلات السيارة مصنوعة من شبكة من الأسلاك الفولاذية بدلاً من المطاط المملوء بالهواء. يتم تثبيت شرائح التيتانيوم على سطح الشبكة للحد من تآكلها. العجلات محمية ضد "الشقوق". لمنع الأعطال غير المتوقعة، تم تجهيز السيارة بصندوق الأدوات.

تتيح العجلات ونظام مكابح الصدمات تجاوز العوائق التي يبلغ ارتفاعها 30 سم والخنادق بعمق 60 سم. تستطيع المركبة القمرية تسلق منحدر يصل انحداره إلى 20 درجة. مركز ثقل المركبة منخفض جدًا لمنع الانقلاب أثناء السير على السطح الصلب للقمر. وفي حالة السقوط من المركبة، يربط رواد الفضاء أنفسهم بأحزمة الأمان. تحتوي السيارة على نظام ملاحي معقد يشمل الجيروسكوب، والذي يوفر معلومات عن الاتجاه ومسافة الحركة والسرعة والموقع الدقيق. تسمح بقية المؤشرات الموجودة على لوحة التحكم بمراقبة حالة البطاريات والأجزاء الحيوية الأخرى في السيارة. تحتوي المركبة على كاميرات تلفزيونية وأنظمة اتصالات خاصة بغرفة القيادة. تحتوي السيارة على نظامين للدفة، نظام أمامي ونظام خلفي. وتكون الدفات على شكل روافع تشبه دفات الطائرة. جميع المواد التي صنعت منها السيارة موثوقة للغاية. إنها تتحمل الاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة والإشعاع والصدمات التي تحدث أثناء القيادة على الأراضي غير المعبدة.

الدعاوى الفضائية

تتغير الملابس خلال المراحل المختلفة من الرحلة. هناك ثلاثة أوضاع أساسية - بدون بدلات، وبدلات فضائية، وبدلات للأنشطة خارج المركبة، والتي تُستخدم أيضًا للأنشطة خارج المركبة. أثناء الرحلة، يرتدي رواد الفضاء نوعًا من الحزام السميك، وأجهزة بيولوجية، وقبعة اتصال ناعمة (اللقب المعطى له هو سنوبي) مع ميكروفونات وسماعات رأس، وملابس سفلية مسامية، وزرة طيران وأحذية، ويتنفس بحرية. خلال المراحل الحرجة من الرحلة وأثناء النشاط القمري أو في الفضاء، يرتدي رواد الفضاء بدلة لنشاط القطار. في الجزء الأمامي من الخوذة - النافذة مغطاة بطبقة خاصة لمنع تراكم البخار عليها.

تضمنت معدات أبولو خزانات الأكسجين ونظام تبريد للطوارئ منذ البداية. في حالة حدوث خلل، يطلق النظام الرئيسي نظامًا طارئًا لتنقية الأكسجين، ويمر تيار من الأكسجين البارد عبر البدلة مما يمنح فاصل زمني مدته 30 دقيقة للتراجع السريع إلى مركبة الهبوط. وهذا يعني فقدان الأكسجين. الترتيب الجديد الذي تم تطبيقه من رحلة أبولو 14، لم يحل هذه المشكلة فحسب، بل زاد من العمل. يسمح "النظام التبادلي" لرائد الفضاء باستخدام مياه التبريد الخاصة بصديقه في حالات الطوارئ. تم تضمين أنبوبين مرنين يسمحان بالاتصال في حالة الحاجة إلى المعدات المحمولة على هذه الرحلات وبالتالي يتم إطلاق الأكسجين من وظيفة التبريد. وكان تيار نظام تنقية الأكسجين يكفي لمدة ساعة وربع والعودة من مكان أبعد. يتم إرفاق وعاء من الماء وعصير البرتقال بالخوذة للسماح لرائد الفضاء بالانتعاش اللازم أثناء العمل الشاق.

حوض بناء السفن القمر

تم إنتاج مركبة أبولو الفضائية ومركبات الإطلاق في مصانع مختلفة. وتم بناء منشأة ضخمة لتجميعها يبلغ ارتفاعها 160 مترًا وطولها 219 مترًا وعرضها 158 مترًا. تم بناء المبنى من الفولاذ المقاوم للصدأ ومواد بلاستيكية خاصة. لأنه في هذه المنطقة، كاليفورنيا، تهب رياح قوية جدًا - الأعاصير، وقد تم بناؤها بحيث يمكنها تحمل سرعة رياح تبلغ 200 - 300 كم / ساعة. التسامح هو 30 سم. أي أنه يستطيع التأرجح إلى الجوانب بمعدل 30 سم دون أن ينهار. وللمقارنة، فإن مدى التسامح مع مجدال شالوم في تل أبيب هو 5 سم لكل جانب.

يتكون المبنى من جزأين. يُستخدم جزء واحد لتخزين مرافق التحكم الإلكترونية اللازمة لتجميع مركبات الإطلاق والمركبات الفضائية. يوجد في الجزء الثاني من المبنى أربع وحدات تجميع بحيث يمكن تجميع أربع سفن فضائية فيها في نفس الوقت. يحتوي المبنى على أربعة أبواب على جوانبه، و21 مصعدًا عالي السرعة، وكاميرات مراقبة، ووسائل اتصال مختلفة، ونظام مراوح. على ارتفاع 150 مترًا على جدار المبنى توجد غرفة مراقبة زجاجية تتسع لـ 200 صحفي و50 شخصًا مهمًا جدًا (VIP).

وبعد تجميع مركبة الإطلاق، يتم إحاطتها بالعديد من المنصات، وهي نوع من السقالات، واحدة فوق الأخرى، بحيث يرى الشخص الذي يقف على إحداها قسمًا بطول 10 أمتار من مركبة الإطلاق. ويقف الفنيون على هذه الأسطح أثناء قيامهم بتجميع مركبة الإطلاق واختبار أنظمتها.

تجميع مركبة الإطلاق

وفي نهاية إنتاجها، يتم إرسال المراحل المختلفة لمركبة الإطلاق إلى المركز الرئيسي لرحلات الفضاء في هانتسفيل، ألاباما، حيث يتم فحصها بدقة، كل جزء على حدة، ثم يتم إرسالها إلى حوض بناء السفن القمري. يتم إرسال المرحلة الأولى والمرحلة الثانية بسبب حجمهما عبر المسطحات المائية فقط. عبر نهري تينيسي وميسوري إلى خليج المكسيك. ومن هناك يصلون عبر الممرات المائية الداخلية إلى نهر الموز عند كيب كينيدي ومن خلال قناة محفورة خصيصًا لهذا الغرض يصلون إلى مبنى حوض بناء السفن. المرحلة الثالثة، وهي الأصغر، يتم إرسالها عبر الهواء في طائرة سوبر غوبي - وهي طائرة ستراتوسفيرية متطورة مصنوعة خصيصًا لنقل منصات الإطلاق. تقوم المركبات الميكانيكية الضخمة بإحضار مراحل الإطلاق إلى حوض بناء السفن.

يتم التجميع باستخدام رافعات كبيرة تتدلى وتنزل من سطح المبنى وتكون قادرة على التحرك ذهابًا وإيابًا على طول المبنى. حتى رحلات أبولو، تم تجميع قاذفات الصواريخ أفقيًا ومن ثم دعمها. هنا يتم تركيب قاذفة عموديا. تقوم الرافعات بحمل مراحل الإطلاق وتكديسها فوق بعضها البعض. توجد ثمانية فتحات سفلية على جانب واحد من المبنى لاختبار وإعداد المراحل العليا الأصغر للقاذفة ووحدات القياس والتوجيه الخاصة بها.

بعد تركيب المجموعة في نظامها الكهربائي على منصة الإطلاق، تخضع لفحص شامل للغاية لمدة أربعة أسابيع، وفي النهاية فقط يتم تجميع مركبة أبولو الفضائية في مقدمتها. تسمح مرافق التجميع، بالإضافة إلى وظيفتها الرئيسية، أيضًا باختبارات التوافق بين المراحل المختلفة لمركبة الإطلاق والمركبة الفضائية وبين منصة الإطلاق ومجموعة المعدات الأرضية المساعدة. وبفضل هذا المبنى ومرافقه، يستطيع علماء ومهندسو الفضاء في كيب كينيدي تجميع منصة الإطلاق خلال 14 أسبوعًا من وصول أجزائها إلى إطلاقها.

اليرقة

بعد تجميع منصة الإطلاق والمركبة الفضائية، يتم نقلهما إلى منصة الإطلاق على الزاحف. وهي عبارة عن سفينة بها ثماني مجموعات من اليرقات تحمل سطحًا تبلغ أبعاده 35 × 40 مترًا وارتفاعها ستة أمتار. ويبلغ وزن المركبة 2700 طن وهي قادرة على حمل حمولة 6,000 طن. سرعة السيارة 2.5 كم/ساعة.

تحمل اليرقة قاذفتها وبرجها السري. ويحمل البرج أنابيب التزود بالوقود والضغط والجهد الكهربائي للمراحل المختلفة للقاذفة حتى يتم رفعه. تسعة أذرع الجسر. على مسافة 20 متراً بين القاذفة وبرج المراقبة. يوجد في الجزء العلوي من الذراع خلية صغيرة تسمى الخلية البيضاء (بسبب اللون الأبيض لمعاطف الفنيين) ترتبط بفتحة خلية قيادة المركبة الفضائية. وفوق هذا الذراع، يصل رواد الفضاء إلى المقصورة ويقومون بالتحضيرات النهائية للانطلاق. مصعدين يخدمان برج المراقبة.
يعمل سطح الزاحف كمنصة إطلاق للقاذفة. كانت هناك مخاوف قليلة بشأن مصيره وقت الإطلاق. ويخشى مهندسو وكالة الفضاء أن تكون الأضرار التي لحقت بالزاحف أثناء الإطلاق واسعة النطاق. تشير التقديرات إلى أن الأمر سيستغرق ما بين أسبوعين إلى ستة أسابيع من لحظة الإطلاق حتى إعداد القاعدة لإعادة الاستخدام. ومع إطلاق أول سفينة فضاء أصبح من الواضح أن الضرر لم يكن كبيرا. استغرق الأمر ما مجموعه 12 يومًا حتى يتم تدريب اليرقة على إعادة الاستخدام.

الرحلة إذن هي الانطلاقة

وبعد تجميع منصة الإطلاق والمركبة الفضائية، يدخل الزاحف إلى حوض بناء السفن الفضائي، ويزحف تحت السطح الذي توضع عليه منصة الإطلاق ويرتفع ببطء بمساعدة نظام هيدروليكي ويبدأ رحلة بطول 5.5 كيلومتر نحو منصة الإطلاق. تعمل المثبتات الخاصة على موازنة القاذف بحيث لا يميل أكثر من 4 درجات إلى اليمين أو اليسار أثناء الرحلة. يقع القسم الخطير في النهاية عندما يتعين على السيارة التغلب على منحدر قدره 3 درجات عندما تصعد إلى منصة الإطلاق.

وتم تمهيد طريق خاص للزاحف حتى يتمكن من تحمل الحمولة الثقيلة. ويبلغ عرض الطريق 40 مترًا، وعمق البنية التحتية له 21 مترًا. وتمتلئ البنية التحتية بصخور ضخمة، تم صب طبقة من الخرسانة المضغوطة عليها، وتناثرت فوقها طبقة من الغبار الصخري الممزوج بالخرسانة. لتقليل الاحتكاك الناتج عن اليرقات الفولاذية، يتم رش الطريق أمامك بـ 100 طن من رذاذ الصابون لجعله سلسًا.

في نهاية مساره يصل الزاحف ومن ثم يتم الإطلاق. القاعدة نفسها مبنية من الخرسانة عند مصب وادٍ صغير، بحيث لا يكون الصعود من أحد الجانبين شديد الانحدار بينما توجد هوة عميقة على الجانب الآخر. نعم، عملية الإطلاق نفسها مقسمة إلى منحدر تتدفق إليه النيران المنبعثة عند إشعال المحركات. هنا، بجانب منصة الإطلاق، تعمل الأذرع الهيدروليكية للقاذفة على خفض سطح القاذفة ببطء حتى تستقر فوق المنصة. مع استقرار قاعدة التمثال، تخرج اليرقة.

نعم، تم الإطلاق في الجزء الشمالي من جزيرة ميريت. وسبب وجود القاعدة بالقرب من البحر هو الكميات الهائلة من المياه اللازمة لخنق النيران وتقليل الدمار الذي يحدث للقاذفة أثناء الإطلاق. وهذا وفر مئات الملايين من الدولارات.

نظام الاتصالات
تم توفير نظام اتصالات معقد ومتطور لبرنامج أبولو ووفر وسائل الاتصال الصوتي والتلفزيون والقياس عن بعد والتوجيه وقياس المسافات بين المركبة الفضائية والأرض، بين مقصورة القيادة في المدار القمري ومركبة الهبوط التي تقف على القمر ومركبة الهبوط لرواد الفضاء عندما يغادرونها إلى الأرض.

يتم الاتصال بالأرض من خلال شبكة مكونة من 14 محطة منتشرة فوق الأرض. وكانت لهذه المحطات هوائيات يبلغ قطرها 9 أمتار، وتوفر تغطية مستمرة من الأفق إلى الأفق عندما تكون المركبة الفضائية في مدار أرضي، وتم استكمال الشبكة بسفن وطائرات المراقبة. ومع تحرك سفينة الفضاء بعيدًا عن الأرض، تختفي القيود المرتبطة بالأفق. وعلى هذه المسافات الكبيرة، يتم الحفاظ على الاتصال من خلال ثلاث محطات تتبع أرضية بهوائيات يبلغ قطرها 26 مترًا. واحدة في غولدستون في كاليفورنيا، والثانية في مدريد في إسبانيا، والثالثة في كانبيرا في أستراليا. تم ربط كل محطة من المحطات الثلاث بمركز الطيران المأهول في هيوستن، تكساس، ومركز جودارد لرحلات الفضاء في جرونبلات، ميريلاند من خلال الخطوط الأرضية والكابلات البحرية والاتصالات اللاسلكية وأقمار الاتصالات وحافظت على اتصال مستمر معهم.
فصول إضافية في تاريخ سلسلة استكشاف الفضاء:

• برنامج الزئبق
• خطة الجوزاء
• خطة فوسخود
• برنامج فوستوك
• الاستكشاف الروسي للمريخ في الستينيات والسبعينيات

سلسلة رحلات أبولو المأهولة

• أبولو 11
• أبولو 12
• أبولو 13
• أبولو 14
• أبولو 15
• أبولو 16
• أبولو 17
• رحلة أبولو-سويوز