Loty kosmiczne

Początek ery załogowych lotów kosmicznych datuje się na 12 kwietnia 1961 roku, kiedy na pokładzie statku kosmicznego WOSTOK I wystrzelono kosmonautę radzieckiego Jurija Gagarina (1934-1968). Jego statek wykonał okrążenie Ziemi w 90 minut. Po katapultowaniu się ze statku, który opadł na ziemię, Gagarin wylądował na spadochronie. Stany Zjednoczone były drugim krajem, który wysłał człowieka w przestrzeń okołoziemską. 20 lutego 1962 roku na pokładzie kapsuły kosmicznej FRIENDSHIP 7 w kosmos został wystrzelony John Glenn. Glenn był jednak niezupełnie pierwszym Amerykaninem w kosmosie, bowiem 5 maja 1961 roku "skoku w kosmos" dokonał Alan Shepard. Zanim wrócił na Ziemię, osiągnął wysokość około 180 km. Wkrótce po nim kosmonauta Herman Titow dokonał 17 okrążeń Ziemi. Po sukcesie Gagarina prezydent Kennedy obwieścił, że przed końcem dekady Stany Zjednoczone zamierzają wysłać na Księżyc człowieka.

W miarę upływu czasu radzieckie i amerykańskie misje kosmiczne stawały się coraz ambitniejsze. NASA zaczęła wysyłać dwuosobowe statki Gemini, które pozostawały coraz dłużej na orbicie. Astronauci mieli też nad nim znacznie większą kontrolę. Był to wstęp do programu Apollo, z trzyosobową załogą spędzającą w kosmosie ponad tydzień, kiedy to niejednokrotnie trzeba było precyzyjnie zmienić tor lotu. Odbywało się to w ciasnym wnętrzu ówczesnego statku kosmicznego, gdzie wszystko było zminiaturyzowane (nie wyłączając wymyślnych komputerów, które aż do tego czasu miały wielkość pokoju).

Program księżycowy wymagał też znacznie potężniejszych rakiet nośnych niż te, które dotychczas istniały. Co innego umieścić niewielki statek Gemini na niskiej orbicie okołoziemskiej, zaledwie kilkaset kilometrów nad powierzchnią Ziemi, a co innego wysłać większy statek Apollo na Księżyc, ponad 300000 km od Ziemi! NASA gruntownie zmodyfikowała i powiększyła wypróbowaną rakietę Saturn I, tworząc kolosa-rakietę Saturn V.

Po latach przygotowań nadszedł czas rozpoczęcia programu Apollo. Na początku roku 1967 rakieta Saturn IB miała wynieść statek Apollo 1 (wówczas Saturn V był jeszcze w fazie projektowej). Jeszcze przed startem wydarzyła się katastrofa. Podczas rutynowych symulacji startu na statku umieszczonym na wyrzutni wybuchł pożar, rozprzestrzeniając się błyskawicznie w atmosferze złożonej prawie wyłącznie z tlenu. Trzej kosmonauci zamknięci wewnątrz hermetycznego statku: Gus Grismon, Ed White i Roger Chaffe nie mieli żadnych szans na przeżycie - po prostu udusili się. Dochodzenie i konieczność wprowadzenia znacznych modyfikacji opóźniły program o ponad rok.

Rosjanie mogli wygrać wyścig na Księżyc, jednak i im przydarzyło się nieszczęście. W kwietniu 1967 roku przeprowadzili lot, w którym miało dojść do połączenia się dwóch statków kosmicznych. Wskutek awarii statku Sojuz 1, który spalił się przy wchodzeniu w atmosferę podczas powrotu na Ziemię, zginął Władymir Komarow.

Program Apollo wznowiono w październiku 1968 roku, ze zmodyfikowanym statkiem i większą rakietą nośną. Apollo 7 został wyniesiony na orbitę okołoziemską na swego rodzaju rekonesans. Jednak jeszcze przed wysłaniem Apollo 7 NASA pospiesznie przygotowywała następny lot, zaniepokojona doniesieniami o radzieckich planach załogowych lotu dookoła Księżyca. Lot Apolla 7 miał za zadanie sprawdzenie zachowania się samego statku oraz współdziałania załogi ludzkiej z jego urządzeniami. Misję zrealizowano na bliskiej Ziemi orbicie satelitarnej. Szczęśliwie dla USA radziecki lot nie doszedł do skutku, a w grudniu 1968 roku NASA odniosła wielki sukces, gdy wysłała Apolla 8. Lot Apolla 8 był pierwszą wyprawą ludzi na większą odległość od własnej planety, połączoną z oblotem Księżyca w odległości zaledwie setek kilometrów. Co więcej, statek wprowadzono na orbitę satelitarną Srebrnego Globu. Po przeprowadzeniu korekty, stała się ona podobna do orbit parkingowych przyszłych ekspedycji. Jej apolune wynosiło 117 km, perylune-108 km.

Po raz pierwszy człowiek miał okazję spojrzenia bezpośrednio na powierzchnię innego ciała niebieskiego z tak małej odległości. Korzystając z tego członkowie wyprawy Apolla 8 wykonali m.in. serię dokładnych, barwnych zdjęć powierzchni Księżyca mających nieocenioną wartość poznawczą, a także praktyczną - pomogły one w wyborze miejsc lądowania przyszłych ekspedycji. Członkami załogi Apolla 8 byli Frank Borman, James Lovell i William Anders.

Powrót na Ziemię nastąpił 27 grudnia 1968 roku. Przy tej okazji po raz pierwszy zrealizowano wtargnięcie statku z załogą ludzką w atmosferę naszej planety z drugą prędkością kosmiczną. Nastąpiło ono, analogicznie jak w przypadku radzieckiego ZOND 6, "na raty". Przy pierwszym wtargnięciu wystąpiły opóźnienia nieznacznie przekraczające 6 g, podczas drugiego- około 6g.

Loty obu statków Apollo 7 i 8 odbyły się jeszcze bez lądowania LM. Dopiero misja Apolla 9 stanowiła próbę działania wszystkich urządzeń. Na orbicie satelitarnej Ziemi przećwiczono poszczególne fazy wyprawy księżycowej w warunkach naśladowanych. Najważniejszym bodaj fragmentem tego doświadczenia było oddzielenie lądownika LM z załogą, jego swobodny lot, powrót i ponowne połączenie ze statkiem macierzystym Apollo. Astronauci wrócili na Ziemię 13 marca 1969 roku.

Zanim zdecydowano się na wyprawę na powierzchnię Srebnego Globu, dokonano jeszcze jednej próby. Apollo 10 skierowano na orbitę parkingową, opasującą Księżyc. Przebywał on na niej przez ponad 60 godzin. W tym czasie astronauci Th. Stafford i E. Cernan oddzielili lądownik LM, w którym przebywali, od statku Apollo i wykonali manewr poprzedzający normalne lądowanie na Srebnym Globie. Zbliżyli się wtedy do powierzchni tego ciała niebieskiego na odległość zaledwie 15 km.

Pomyślny przebieg wszystkich tych prób skłoniły Amerykanów do wykonania zasadniczego zadania już bez dalszych sprawdzeń. Przemyślano wszystkie zasadnicze, możliwe sytuacje awaryjne. Wybrano takie tory podróżne, które umożliwiały przerwanie realizowanej misji i powrót na Ziemię praktycznie w dowolnej fazie lotu. Statki wyposażono też w dostatecznie duże zapasy tlenu, żywności, materiałów i urządzeń, pozwalające na utrzymanie członków załogi przy życiu przez okres do 2 tygodni, podczas gdy pierwsze wyprawy miały trwać zaledwie 8-10 dni.

Historyczny lot na powierzchnię Księżyca zapoczątkowano 16 lipca 1969 roku. Lądowanie N.Amstronga i E.Aldrina nastąpiło 20 lipca. Lądownik LM opadł na powierzchnię Srebrnego Globu na wielkiej równinie Mare Tranquillitatis w kierunku wschodnim od krateru Sabine. Załogę statku Apollo 11 tworzyli doświadczeni piloci armii Stanów Zjednoczonych: Neil Amstrong, Michael Collins i Edwin „Buzz” Aldrin. Fazy lotów wszystkich statków Apollo są podobne do siebie, chociaż poszczególne misje różnią się w szczegółach.

21 lipca 1969 roku astronauta Neil Armstrong opuścił pojazd księżycowy statku kosmicznego Apollo 11, który kilka godzin wcześniej wylądował na powierzchni Księżyca. Przebywał on tam 3 godziny. Miliony ludzi na całym świecie usłyszały jego słowa: "Dla człowieka to jeden mały krok, a dla ludzkości ogromny krok naprzód". Wkrótce potem dołączył do niego Buzz Aldrin. Był to jeden z najważniejszych momentów w historii badania przestrzeni kosmicznej. Po raz pierwszy istoty ludzkie postawiły stopę w innym świecie. Obaj lunonauci odziani byli w specjalne skafandry chroniące ich przed szkodliwym oddziaływaniem skrajnie obecnego środowiska. Na plecach nosili oni układy życiodajne, utrzymujące właściwą atmosferę we wnętrzu skafandrów i zabezpieczające odpowiednią klimatyzację. Układy te pozwalały na przebywanie poza kabiną lądownika przez okres do 4,5 godzin.

Pierwszym zadaniem Armstronga i Aldrina było sprawdzenie możliwości pobytu człowieka na powierzchni Księżyca. Gdy lunonauci przekonali się, że poruszanie się po niej nie stanowiło żadnego istotnego zagrożenia, przystąpili do realizacji programu badawczego. Zebrali oni przede wszystkim około 22 kg próbek gruntu, luźnych kamieni i pyłu umieszczając je w odpowiednich pojemnikach. Armstrong wbił w powierzchnię Księżyca pręt i rozwiesił na nim folię aluminiową o grubości 25 mm, w której zatrzymywały się jądra helu wchodzące w skład wiatru słonecznego, docierającego tu - ze względu na praktyczny brak atmosfery-bez specjalnych przeszkód. W czasie powrotu do wnętrza lądownika lunonauci zabrali folię, aby zbadać ją w laboratorium na Ziemi. Jednym z głównych ich zadań było także zatknięcie amerykańskiej flagi na powierzchni Srebnego Globu i umieszczenie na Księżycu pamiątkowej tabliczki.

Obaj lunonauci rozstawili też na powierzchni Mare Tranquillitatis przyrządy wchodzące w skład zestawu EASEP (Zestaw pierwotny naukowej aparatury doświadczalnej Apollo). Był to układ sejsmometrów biernych PSEP oraz zwierciadło do odbijania promieniowania laserowego wysyłanego z Ziemi.

Po powrocie z Księżyca do statku macierzystego następuje przeniesienie wszystkich cennych materiałów do wnętrza tego ostatniego i odrzucenie niepotrzebnego już członu startowego LM. W odpowiednim czasie Apollo startuje z orbity okołoksiężycowej w kierunku Ziemi. Na mniej więcej 15 minut przed wtargnięciem w jej atmosferę odrzuca się zbędny teraz człon napędowy Apolla. Człon załogowy swą tępą częścią niby tarczą wdziera się w płaszcz gazowy Ziemi. Wtargnięcie następuje na wysokości około 120 km. Mija tylko około kwadransa i kabina z załogą woduje łagodnie w niewielkiej odległości od oczekujących ją okrętów. Po powrocie na Ziemię Armstrong powiedział, że księżycowy pył przylgnął do jego buta, jak sproszkowany węgiel drzewny. Obaj astronauci stwierdzili, że chodzenie po Księżycu, gdzie siła grawitacyjna jest sześciokrotnie niższa niż na Ziemi, było łatwe nawet w ich dosyć ciężkich skafandrach.

Lądowanie na Księżycu było świadectwem potęgi ludzkiej myśli. Jednak w gronie przywódców dwóch największych mocarstw świata powodzenie misji Apollo 11 zostało przyjęte ze skrajnie odmiennymi uczuciami.

Program księżycowy Apollo zakończył się definitywnie w grudniu 1972 roku. Do tego czasu 12 ludzi po chodziło księżycowym gruncie, niektórzy z nich nawet jeździli. Za każdym razem nowa załoga spędzała na księżycu coraz więcej czasu. Drugi lot na księżyc miał miejsce w grudniu 1969 roku. Lądownik Apollo 12 osiadł na Oceanie Burz, w pobliżu miejsca, gdzie w 1967r. Wylądowała amerykańska sonda Surveyor 3. Astronauci Charles Conrad i Alan Bean zabrali niektóre elementy nieczynnego już próbnika na statek i z powrotem na Ziemię, by można było stwierdzić, jak wytrzymały one niesprzyjające księżycowe warunki.

Apollo 13 okazał się pod wieloma względami pechowy, choć nie do końca. W czasie lotu ku Księżycowi w kwietniu 1970r. Awaria elementów osprzętu elektrycznego spowodowała eksplozję zbiornika tlenu w module napędowym. Pozbawieni tlenu i zasilania astronauci pod dowództwem Jima Lovella przeszli do modułu lądownika. Mieli wystarczającą ilość tlenu, by dolecieć z powrotem na Ziemię, jednak szwankować zaczął system filtracji powietrza w module lądownika i astronauci musieli dokonać improwizowanych napraw, korzystając z nie pasujących zapasowych filtrów do instalacji filtracyjnej modułu mieszkalnego. Załodze nic w najbliższym czasie nic nie groziło, jednakże wykonując manewr zawrócenia, zużyliby zbyt dużo paliwa, by móc powrócić na Ziemię. Zamiast tego musieli oblecieć Księżyc i za pomocą komputera pokładowego w odpowiednim momencie włączyć silnik, który miał ich doprowadzić z powrotem. W końcu wrócili bezpiecznie, choć nikt wcześniej nie przewidywał, że będą musieli zastosować tak skomplikowaną procedurę.

Po dokładnym skontrolowaniu przestrzegania zasad bezpieczeństwa w na początku 1971 roku wystrzelono na Księżyc statek Apollo 14. Podczas tej misji astronauci zabrali ze sobą na Księżyc niewielki dwukołowy wózek służący do przewożenia elementów wyposażenia. W czasie następnej wyprawy Apollo 15 w połowie 1971 roku na Księżycu wylądował czterokołowy pojazd napędzany silnikiem elektrycznym, którym astronauci mogli się przemieszczać. Pojazdów takich użyto jeszcze dwukrotnie - w misji Apollo 16 w kwietniu roku 1972 i Apollo 17 w grudniu 1972 roku. Ta druga była jednocześnie ostatnią z księżycowego programu Apollo.

Początkowo planowano jeszcze dwie wyprawy na Księżyc, jednak spadek zainteresowania opinii publicznej oraz cięcia budżetowe zmusiły NASA do wcześniejszego zakończenia programu lotów księżycowych. Mimo to zmodyfikowany program Apollo, przemieniony teraz na „Skylab”, był prowadzony dalej - w 1973 roku na orbitę okołoziemską wyniesiona została pierwsza amerykańska stacja kosmiczna. W 1975 roku na orbicie doszło do połączenia amerykańskiego statku Apollo 18 z radzieckim Sojuzem 19 i wspólnego lotu, co miało symbolizować przełom w zimnej wojnie.