„To mały krok dla człowieka, ale wielki dla ludzkości” – mówił Neil Armstrong w czasie, gdy człowiek po raz pierwszy postawił swoją nogę na innym niż Ziemia ciele niebieskim. Był to ogromy triumf ludzkości, a także triumf USA nad ZSRR w zimnej wojnie, która przeniosła się poza naszą planetę w postaci eksploracji kosmosu. NASA zatriumfowała jednak jeszcze raz, mniej niż rok później bezpiecznie sprowadzając astronautów Apollo 13 z powrotem na Ziemię. A szanse, że załoga w ogóle wróci były nikłe. 

Nie zapominajmy o katastrofie Apollo 1

Niewiele jednak brakowało, by sławetna misja Apollo 11 nie odbyła się w ogóle, albo odbyła wiele lat później, zaś misja Apollo 13 być może nie napotkała żadnych problemów i wróciła na Ziemię po radosnym spacerze po Księżycu w warunkach nikłej grawitacji.

Misja Apollo 1 miała być pierwszą załogową misją programu Apollo, której start wyznaczono na luty 1967 roku. Jednak dnia 27 stycznia 1967 podczas jednego z testów przedstartowych umieszczony na wyrzutni moduł dowodzenia uległ zniszczeniu w wyniku pożaru, a cała trzyosobowa załoga złożona z Gusa Grissoma, Eda White’a i Rogera Chaffee’a spłonęła żywcem. Oczywiście misja Apollo 1 nie miała lecieć w kierunku księżyca, ani tym bardziej lądować na nim – miała być testem modułu dowodzenia na niską orbitę okołoziemską.

Już przed misją było wiadomo, że moduł dowodzenia trapiony jest przez problemy – przede wszystkim NASA nie wyraziła zgody na zamontowania ładunków pirotechnicznych, które służyć miały do szybkiego otwarcia drzwi w sytuacjach awaryjnych. Agencja obawiała się, że może to doprowadzić do niezamierzonego otwarcia włazu, a przez to nawet śmierci załogi. NASA nie wyraziła zgody także na zastosowanie mieszanki tlenowo – azotowej podobnej do tej, obecnej w atmosferze ziemskiej. W tym przypadku obawiano się przede wszystkim choroby dekompresyjnej, wnętrze modułu dowodzenia zapełniano więc czystym tlenem, który był z powodzeniem stosowany w poprzednich programach kosmicznych – Mercury i Gemini.

Rakieta Saturn V - taka, jak wyniosła poza Ziemię astronautów Apollo 13
Rakieta Saturn V i jej poszczególne moduły

Astronauci wyrażali zaniepokojenie

Astronauci biorący udział w programie wyrażali swoje zaniepokojenie stanem technicznym i ilością przeróżnych usterek wykrytych, a nie do końca naprawionych w module dowodzenia. Obawiano się także atmosfery złożonej z czystego tlenu, która doprowadzić mogła do łatwopalności modułu.




Po wejściu astronautów do modułu dowodzenia dnia 27 stycznia 1967 okazało się, że start musi zostać opóźniony ze względu na dużą ilość problemów, w tym kwaśny zapach maślanki wyczuwalny we wnętrzu. Pojawiały się także problemy z łącznością z dowodzeniem. Mimo to, po wielu godzinach oczekiwania, właz został zamknięty, a moduł, w którym znajdowali się astronauci napełniony tlenem.

Pożar w kabinie

O godzinie 6:30:54 nastąpił chwilowy zanik zasilania, a kilka sekund później załoga zaczęła informować o rozprzestrzeniającym się pożarze. Ed White próbował otworzyć drzwi, ale okazało się to niemożliwe ze względu na duże ciśnienie panujące w kabinie. Otwarcie drzwi sprawiło także problem obsłudze naziemnej, która dotarła na miejsce po kilku długich minutach. Nie udało im się otworzyć włazu przed śmiercią astronautów w ogniu.

Po przeprowadzeniu badań nad zniszczonym przez ogień modułem dowodzenia, badacze doszli do wniosku, że przyczyną katastrofy była iskra, która powstała gdzieś w 25 kilometrach kabli w module dowodzenia. Zapoznając się ze światowymi wynikami badań nad sztucznymi środowiskami bogatymi w tlen, można także zauważyć, że w wielu przypadkach, w podobnym środowisku, zawierającym 100% tlenu pod tak wysokim ciśnieniem, materiały normalnie uważane za niełatwopalne, potrafiły się spontanicznie zapalić. Dochodzenie wykazało też wiele przykładów niespełniających obowiązujących standardów dotyczących elementów okablowania i instalacji hydraulicznej modułu dowodzenia.

Modernizacja modułu dowodzenia i wątpliwości

Natychmiast po katastrofie program Apollo został zawieszony aż do czasu przeprowadzenia modernizacji pod kątem bezpieczeństwa załogi. Moduł dowodzenia zawierał wiele zaniedbań projektowych, które wymuszone zostały po części przez morderczy wyścig z ZSRR. Zmieniono przede wszystkim skład atmosfery w środku radykalnie zmniejszając ilość tlenu, a także zredukowano ilość materiałów łatwopalnych. Rozwiązano także aż 1407 problemów z okablowaniem wewnątrz modułu.

badanie szczątków modułu dowodzenia Apollo 1
Inżynier bada szczątki modułu dowodzenia Apollo 1

Katastrofa Apollo 1 sprowadziła na Ziemię agencję NASA, która wyraźnie popadła w samozadowolenie po bezwypadkowych lotach programów Mercury i Gemini.

Dyrektor lotów NASA, Gene Kranz, pisał w swojej książce:

Sukces stał się dla nas niemal rutynąPoważna awaria nie była dla nas realną opcją. […] W kraju panowało samozadowolenie.

Apollo 1 zwrócił uwagę publiczności i inżynierów na bezpieczeństwo lotów kosmicznych. Pomimo tej niewątpliwej tragedii, Apollo 1 w swoisty sposób pozwolił na wprowadzenie tysięcy poprawek i ulepszeń w zakresie bezpieczeństwa i wydajności, a przez to już w 1969 roku obietnica Kennedy’ego została spełniona: Neil Armstrong jako pierwszy człowiek postawił nogę na Księżycu.

Przed opuszczeniem powierzchni Księżyca astronauci Apollo 11 pozostawili na jego powierzchni pamiątkowe medaliony z nazwiskami Grissoma, White’a i Chaffee’a – tych, którzy zginęli w Apollo 1.

Loty na Księżyc? To rutyna

Nauka wyciągnięta z tragedii Apollo 1 nie trwała jednak długo. Po niesamowitym historycznym sukcesie Apollo 11, a następnie powtórzeniu tego wyczynu przez Apollo 12, loty na Księżyc stawały się wręcz rutyną, a NASA znów zachłysnęła się słodyczą triumfu.

Mało kto wiedział jednak, że misja Apollo 13 była trapiona problemami już na samym początku. Thomas Mattingly – pilot modułu dowodzenia oraz Charles Dulke – pilot modułu księżycowego rozchorowali się na różyczkę i musieli zostać błyskawicznie zastąpieni przez Swigerta i Haise’a, członków załogi zapasowej.

Zanim jednak przejdziemy do opisu misji Apollo 13, wypadałoby omówić konstrukcję statku kosmicznego i plan lotu.

Apollo 13 – rakieta nośna, moduł dowodzenia i lądownik

Rakietą nośną Apollo 13 oraz wszystkich innych misji Apollo oraz Skylab był Saturn V. Ta potężna trzystopniowa rakieta nośna na paliwo ciekłe była i wciąż jest jednym z najbardziej zaawansowanych technicznie tworów człowieka w historii. Huk jej silników był słyszalny w promieniu 80 kilometrów. Saturn V wytwarzał ciąg 34,02 milinów newtonów i miał udźwig 118 ton. Wysokość rakiety to 110,65 metra.

Saturn V Apollo 13
Start rakiety Saturn V podczas różnych misji programu Apollo

Na samej górze rakiety, nad skonstruowanym przez IBM członem Instrumental Unit zawierającym komputer pozwalający na sterowanie rakietą umieszczono lądownik księżycowy oraz moduł dowodzenia. Oba te moduły były dwuczłonowe.

Moduł dowodzenia Apollo 13
Moduł dowodzenia wraz z modułem serwisowym

Moduł dowodzenia / serwisowy

Moduł dowodzenia składał się z dwóch jednostek – właściwego modułu dowodzenia w którym mieszkała załoga i który zawierał systemy sterowania oraz modułu serwisowego w którym znajdowały się ogniwa paliwowe, system napędowy, zapasy tlenu.

Moduł dowodzenia był jedynym elementem rakiety, który wracał z powrotem na ziemię – moduł serwisowy był oddzielany przed wejściem w atmosferę.

Lądownik

Podobnie jak moduł dowodzenia / serwisowy, również lądownik składał się z dwóch jednostek: części załogowej oraz członu napędowego. Moduł ten był zdolny do pracy jedynie w przestrzeni kosmicznej.

Plan misji

Moduły były ułożone w środku rakiety w następujący sposób w celu zaoszczędzenia miejsca.

Apollo 13 budowa rakiety
Budowa rakiety wraz z modułami księżycowym i dowodzenia

Po znalezieniu się na kursie w kierunku księżyca, trzeci człon rakiety nośnej był odrzucany, a moduł dowodzenia / serwisowy oddzielał się od modułu księżycowego i obracał się o 180 stopni, by następnie połączyć się z modułem księżycowym włazem do przodu umożliwiając astronautom przejście między nimi.

Połączenie modułów Apollo 13
Połączone moduły

Taka konstrukcja leciała aż do orbity Księżyca, gdzie dwóch astronautów przechodziło do modułu księżycowego, jeden zaś zostawał w module dowodzenia. Lądownik oddzielał się i opuszczał na powierzchnię naszego naturalnego satelity korzystając z umieszczonego w nim silnika. Po wykonaniu części misji na Księżycu, załoga wracała do modułu Księżycowego, a człon napędowy służył za wyrzutnię dla części załogowej, co pozwalało na powrót astronautów na orbitę księżyca. Człon napędowy pozostawał na Księżycu, a człon mieszkalny był odrzucany wkrótce po przejściu astronautów z powrotem do modułu dowodzenia.

Korzystając z ciągu silników, w które wyposażony była część serwisowa modułu dowodzenia, cały pojazd kierowany był z powrotem na Ziemię. Tuż przed wejściem w atmosferę odrzucano moduł serwisowy, a na planetę wracał jedynie moduł dowodzenia, obracając się uprzednio osłoną termiczną w jej kierunku w celu uniknięcia spalenia się w gęstej ziemskiej atmosferze.

Tak wyglądałaby modelowa misja Apollo 13, gdyby nie awaria, która wydarzyła się niedługo po starcie.

Awaria na pokładzie Apollo 13

11 kwietnia 1970 roku rakieta Saturn V wystartowała z przylądka Canaveral z trzyosobową załogą na pokładzie: dowódcą Jamesem Lovellem, pilotem modułu dowodzenia Johnem „Jackiem” Swigertem oraz pilotem modułu księżycowego Fredem Haisem.

Tuż po starcie statek wpadł w rezonans podczas odrzucenia pierwszego modułu przy wprowadzaniu na orbitę okołoziemską. Wymusiło to zmianę czasu działania silników drugiego modułu rakiety nośnej, silnik główny został wyłączony dwie minuty wcześniej niż zakładano. Pozostałe cztery silniki modułu drugiego oraz silniki modułu trzeciego działając dłużej niż zakładano naprowadzają jednak Apollo 13 w kierunku Księżyca, z nieco niższą prędkością niż zakładano. Warto zauważyć, że podobnych problemów z wpadaniem w rezonans doświadczył już Apollo 6.

Kolejne dwa dni lotu nie zapowiadały jednak żadnych poważnych awarii – astronauci wykonywali typowe czynności, o ile czynności wykonywane na statku kosmicznym można kiedykolwiek nazwać typowymi.

13 kwietnia, dwa dni po starcie misji Apollo 13 w odległości 320 tysięcy kilometrów od Ziemi, załoga dostaje polecenie włączenia mieszadeł kriogenicznego tlenu i wodoru, by poprawić transmisję z fotografowania komety Benetta. Tuż po włączeniu mieszadeł załoga słyszy głośny huk, pojawiają się wahania mocy elektrycznej, uruchomiają się także silniki korygujące pozycję modułu. Pierwszą myślą astronautów było uderzenie meteorytu o statek – w rzeczywistości jednak dochodzi do zwarcia instalacji elektrycznej, a przez to eksplozję jednego z dwóch zbiorników z tlenem. Wówczas to pada słynny komunikat z Apollo 13:

Houston, mamy problem!

Astronauci oraz obsługa naziemna szybko orientują się do czego doszło wykluczając możliwość uderzenia meteorytu. Początkowo istniała jeszcze nadzieja, że jest to niewielka awaria, którą uda się wyeliminować. Dowódca misji – Lowell – zauważa jednak wyciek tlenu z modułu serwisowego.

Lot na Księżyc odwołany

Staje się jasne, że nie uda się na Księżycu wylądować. Ale nie to najbardziej przeraża załogę i obsługę misji: niepewny był nawet powrót astronautów na Ziemię. Brak tlenu skutkował brakiem zasilania modułu dowodzenia oprócz baterii, które przeznaczone były jednak na ostatnie godziny lotu przed powrotem na naszą planetę.

Podczas gdy pozbawiony części silników sterujących statek dryfował w przestrzeni, załoga oraz obsługa naziemna próbowała wymyślić sposób na zawrócenie go w kierunku Ziemi. Pierwotny plan zakładał użycie silnika modułu serwisowego do wyhamowania, a następnie obrotu o 180 stopni i lotu powrotnego, ale obawiano się, że eksplozja zbiornika z tlenem mogła spowodować inne, nieznane jeszcze, uszkodzenia. Dodatkowo statek znajdował się już w grawitacyjnej strefie wpływów Księżyca oraz brakowało energii elektrycznej do sterowania silnikiem.

Załoga Apollo 13
Załoga Apollo 13

Zdecydowano więc, że piloci przeniosą się do lądownika. Lądownik (a więc także jego zapasy tlenu) był wprawdzie przewidziany dla dwóch osób, ale znajdowała się tam pewna zapasowa ilość na dekompresję, która teraz możliwa była do wykorzystania przez trzech mieszkańców modułu do oddychania. Problemem był niedobór wody, której zapasy również miały starczyć tylko dla dwóch osób. Niemożliwe było jej pozyskanie z innych źródeł. Zasilanie modułu dowodzenia zostało odłączone w celu oszczędzania zasobów prądu. Obniżono również zasilanie lądownika pozostawiając jedynie sterowanie klimatyzacją, komunikację, telemetrię.

Życie w uszkodzonym Apollo 13

Zdecydowano się wykorzystać asystę grawitacyjną Księżyca. Statek miał oblecieć go i skierować się z powrotem na Ziemię – pozwalało to zaoszczędzić paliwo, ale zmuszało astronautów do dłuższego czasu przebywania na uszkodzonym statku. Przez cały czas trwania lotu,  musieli oni mierzyć się z problemami z elektrycznością, odprowadzaniem dwutlenku węgla, chłodem, ciasnotą i brakiem wody.

W czasie lotu konieczne okazało się wykonanie kilku napraw. Obsługa naziemna misji nie spała kilka dób z rzędu wykonując obliczenia, instruując astronautów, jak wykonać konieczne naprawy oraz planując sprowadzenie ich z powrotem.




Najważniejszą z wykonanych na statku czynności było stworzenie specjalnej instalacji potrzebnej do połączenia kanistrów z wodorotlenkiem litu z gniazdami w module księżycowym, które były ze sobą wzajemnie niekompatybilne. Wodorotlenek litu konieczny był do usuwania dwutlenku węgla z atmosfery, ale jego zapasy w module księżycowym, gdzie mieszkali wszyscy trzej astronauci, były niewystarczające. Sposób połączenia został w całości opracowany przez inżynierów na Ziemi z kopii wyposażenia statku, a następnie odtworzony w kosmosie przez astronautów.

Po drodze na Ziemię konieczne okazało się dwukrotne poprawienie trajektorii lotu, co było niełatwe z uwagi na uszkodzenia części silników korygujących lot. Jeśli jednak nie wykonano by tego lub wykonano niepoprawnie, Apollo 13 rozpocząłby wchodzenie w atmosferę pod nieodpowiednim kątem, mogąc odbić się od niej i wylecieć w przestrzeń skąd ściągnięcie astronautów byłoby już niemożliwe lub zwyczajnie spłonąć w atmosferze.

Powrót na Ziemię

Na godzinę przed wejściem w atmosferę załoga wykonała odrzucenie modułu serwisowego – tego, który uległ uszkodzeniu.

Apollo 13 moduł serwisowy po odrzuceniu
Uszkodzony moduł serwisowy Apollo 13

Dopiero teraz astronauci zdali sobie sprawę, jak rozległe były uszkodzenia i jak bliscy byli od śmierci. Następnie załoga wróciła do modułu dowodzenia, odrzuciła lądownik którego silniki zostały wykorzystane po okrążeniu Księżyca w celu skierowania się na Ziemię.

Po wejściu w atmosferę, Apollo 13 wodował na Pacyfiku 17 kwietnia 1970 roku o godz. 18:17:41 UTC, po misji trwającej 142 godziny, 54 minuty i 41 sekund na południowy zachód od Amerykańskiego Samoa. Astronauci zostali podniesieni przez śmigłowce i przetransportowani na pokład lotniskowca Iwo Jima, który oczekiwał na ich przybycie w odległości około 6,5 kilometra.

Szczęście w nieszczęściu

Tak, misja Apollo 13 nie zakończyła się powodzeniem. Mimo to, dzięki wytężonej pracy dziesiątek ludzi, nie powtórzyła się tragedia taka, jak podczas testów misji Apollo 1. Apollo 13 to dla NASA w pewien sposób szczęśliwa porażka – porażka, bo tym razem człowiek nie stanął na Księżycu. Szczęśliwa, bo astronauci wrócili cali i zdrowi – tym razem to właśnie było największym sukcesem.

Epilog i film warty obejrzenia

Po Apollo 13, jeszcze cztery razy NASA wysyłała ludzi na Księżyc. Niemalże każda z misji trapiona była przez pewne problemy, ale nie były one tak poważne, jak w przypadku Apollo 13. To największe osiągnięcie ludzkości kosztowało 25,4 miliarda dolarów i pozwoliło USA osiągnąć to, co w tamtym czasie było najważniejsze: wygrać kosmiczny wyścig z ZSRR, który po wysłaniu w kosmos pierwszego człowieka w postaci Jurija Gagarina, wyraźnie prowadził. Ciekawym faktem jest to, że historyczny lot Gagarina odbył się na 23 dni przed planowanym startem Amerykanina – Alana Sheparda.

Wystarczyło niespełna 8 lat, aby od kilkugodzinnego lotu Gagarina na orbitę, ludzkość tak bardzo podniosła poziom swych możliwości, żeby wylądować na innym ciele niebieskim. Niestety, jak uczy nas historia, tak szybki rozwój jest możliwy tylko w jednej sytuacji – w sytuacji wojny. Tym razem może i zimnej, ale wojny. Smutne to, ale jakże prawdziwe.

Program Apollo został zakończony wraz z powrotem misji Apollo 17, 19 grudnia 1972. Startów miało być więcej, ale program skrócono, ponieważ pożerane przez niego finanse były iście kosmiczne.

Tym, których zainteresowała historia Apollo 13, polecam film o tej samej nazwie. Może nieco podkoloryzowany, może nieco zbyt amerykański, ale całkiem autentyczny.