التكنولوجيا التي استلزمتها للوصول إلى القمر

اعتمد نجاح مهمة أبولو 11 إلى القمر وسلامة رواد الفضاء على الهندسة والإبداع والتكنولوجيا.

قفزة في عالم التكنولوجيا والخبرة
عندما أكد مستشارو الرئيس الأمريكي جون إف كينيدي أن الولايات المتحدة ستكون قادرة على إنزال رواد فضاء على القمر في أقل من عشر سنوات ، كان لدى الأمة 15 دقيقة بالضبط من تجربة رحلات الفضاء البشرية.

في عام 1961 ، انطلقت مهمة Alan Shepard’s Mercury Freedom 7. لكنها لم تكن مهمة مدارية. أخذته رحلته عالياً فوق الأرض قبل أن يتراجع لينزل في المحيط الأطلسي.

مع هذه الخبرة المحدودة ، كان من أول الأشياء التي كان على الأمريكيين أن يقرروها هو كيفية الوصول إلى القمر والعودة.

التخطيط لكيفية الوصول إلى القمر والعودة
كانت هناك طريقتان رئيسيتان في الأصل للوصول إلى القمر والعودة بأمان.

كانت الطريقة الأولى هي الصعود المباشر ، وغالبًا ما تكون مبسطة ومصورة في الثقافة الشعبية. كان من الممكن أن يؤدي هذا إلى إطلاق مركبة إنزال مكونة من ثلاثة أفراد مباشرة من وإلى القمر وكان يتمحور حول تصميمات وكالة ناسا لصاروخ قوي جديد – صاروخ “نوفا”.

ثلاثة مخططات توضح ثلاثة تصاميم للصواريخ تكبر تدريجياًالناسا
تصوير مبكر يقارن بين صواريخ ساتورن ونوفا ، 1962.
ناسا
والثاني هو طريقة ملتقى المدار الأرضي (EOR). كان من الممكن أن يستخدم هذا صواريخ أصغر لإطلاق مركبات فضائية منفصلة في مدار الأرض لتجميعها هناك ومن ثم تعزيزها إلى القمر.

رسم تخطيطي من الستينيات يظهر مكونات مختلفة لصاروخ ناسا
رسم تخطيطي لطريقة الالتقاء في مدار الأرض بواسطة جون دي بيرد — كان سيتطلب إطلاق عشرة صواريخ.
ناسا
في النهاية ، تم رفض كلا المخططين بعد أن اقترح مهندس صناعي يُدعى توم دولان خيارًا ثالثًا: موعد المدار القمري (LOR).

سيأخذ LOR ثلاثة رواد فضاء إلى القمر ولكن مع انتقال اثنين فقط إلى مركبة هبوط للهبوط إلى سطح القمر بينما يظل زميلهم في الخلف ، ويدورون حول القمر في وحدة خدمة القيادة (CSM).

رسم تخطيطي يوضح مسار صاروخ إلى القمر من القمر ناسا
يوضح هذا الرسم البياني مسار مهمة أبولو 13. تشير علامة “X” إلى اللحظة التي كاد انفجار على متنها جلب مأساة للمهمة ، وقد تم شرحه من قبل أفراد الطاقم فريد هايز وجيمس لوفيل.
ناسا
يمكن إطلاق مركبة الهبوط الأصغر ، أو الوحدة القمرية (LEM) ، بالإضافة إلى صاروخ CSM بواسطة نوع من صواريخ زحل الحالية التي طورتها ناسا بالفعل تحت إشراف فيرنر فون براون.

تم اختيار طريقة الالتقاء في المدار القمري في النهاية كطريق إلى القمر والعودة مرة أخرى لأنها كانت الخيار الأكثر قابلية للتحقيق من الناحية المالية وفي الإطار الزمني لكينيدي.

مركبة فضائية جديدة
رسم تخطيطي يوضح مركبة الفضاء أبولو 11 في موقع الإطلاق التابع لناسا
رسم يُظهر صاروخ ومركبة أبولو 11 في تكوين الإطلاق.
ناسا
بمجرد الإجابة على “كيف” ، كانت هناك حاجة إلى تصميم مركبة فضائية جديدة لنقل رواد الفضاء إلى القمر والعودة.

تتألف هذه المركبة الفضائية الجديدة من ثلاثة أجزاء: وحدة القيادة ووحدة الخدمة والوحدة القمرية.

ستكون وحدة القيادة هي منزل رواد الفضاء ومركز التحكم طوال مدة المهمة. سوف يتم إرفاق وحدة الخدمة بدون طيار بمحرك صاروخي واحد وإمدادات وأنظمة طاقة. أخيرًا ، الوحدة القمرية – المخزنة في غلاف واقٍ أثناء الإطلاق – ستكون جزءًا من المركبة الفضائية التي ستهبط فعليًا على القمر.

تم ربط وحدات القيادة والوحدات القمرية بواسطة نفق لرسو السفن. بمجرد وصولهم إلى مدار القمر ، كان رواد الفضاء نيل أرمسترونج (قائد المهمة) وباز ألدرين (طيار الوحدة القمرية) يزحفون عبر هذا النفق إلى الوحدة القمرية الجاهزة للهبوط إلى سطح القمر.

بالقرب من نهاية المهمة ، مع عودة رواد الفضاء الثلاثة إلى وحدة القيادة ، سيتم التخلص من وحدة الخدمة وترك وحدة القيادة باعتبارها الجزء الوحيد من مركبة الفضاء أبولو بأكملها للعودة إلى الأرض.

الوحدات القمرية والقيادية
بدت الوحدة القمرية والوحدة القيادية مختلفة تمامًا حيث كان لها وظائف مختلفة جدًا لأداءها.

كان على وحدة القيادة أن تعمل في الفضاء وفي طريق عودتها عبر الغلاف الجوي للأرض عندما تسافر بسرعة 40 ألف كيلومتر في الساعة وتتوهج بالحرارة الاحتكاكية المتولدة.

وحدة قيادة أبولو 10 على سبيل الإعارة من المتحف الوطني للطيران والفضاء ، مؤسسة سميثسونيان
وحدة قيادة أبولو 10.
مُعارة من المتحف الوطني للطيران والفضاء ، مؤسسة سميثسونيان
مصدر الصورة لوحدة قيادة أبولو 10
قدم شكل جسمه غير الحاد للمركبة الفضائية درجة من القدرة على المناورة أثناء هبوطها مرة أخرى عبر الغلاف الجوي للأرض. كانت مغطاة بدرع حراري تم تصميمه

ليحترق أثناء حرارة الاحتكاك الحارقة لعودة الدخول.

صورة لقاعدة أبولو 10 على سبيل الإعارة من المتحف الوطني للطيران والفضاء ، مؤسسة سميثسونيان
علامات الاحتراق على قاعدة أبولو 10.
مُعارة من المتحف الوطني للطيران والفضاء ، مؤسسة سميثسونيان
مصدر الصورة للحصول على صورة فوتوغرافية لقاعدة أبولو 10
احتوى الجزء الداخلي من وحدة القيادة على أرائك لكل من رواد الفضاء الثلاثة ، ولوحة أدوات رئيسية كانت ضمن أذرع سهلة من الأرائك ، وجميع المعدات الحاسوبية والملاحية اللازمة للسفر من وإلى القمر.

صورة من الداخل لأبولو 10 على سبيل الإعارة من المتحف الوطني للطيران والفضاء ، مؤسسة سميثسونيان
منظر داخلي لوحدة قيادة أبولو 10 يُظهر الأرائك الثلاثة لرواد الفضاء.
مُعارة من المتحف الوطني للطيران والفضاء ، مؤسسة سميثسونيان
مصدر الصورة للحصول على صورة من الداخل لأبولو 10
تتألف الوحدة القمرية من مرحلة نزول بأربعة أرجل ومرحلة صعود مقصورة الطاقم. بدت هشة وغير عملية ولكنها صُممت لتكون خفيفة الوزن قدر الإمكان وكان عليها العمل فقط في فراغ الفضاء – لذلك لا يهم الشكل الذي كانت عليه – طالما تم تركيبها في الصاروخ.