מבוא לתכנית אפולו

פרק מבוא לסדרה המתמשכת על תוכנית אפולו וההסטוריה של תוכנית החלל בכללה
הקדמה

“אני מאמין שעמנו צריך לעשות כל מה שביכולתו כדי להשיג את המטרה שאנו מציבים לעצמנו. הנחתת אדם על הירח עוד לפני תום העשור הנוכחי והחזרתו הבטוחה ארצה”. אלה היו דבריו של הנשיא ג’ון פ. קנדי ב־25 במאי 1961. תכנית אפולו הייתה השלב האחרון במאמציה של ארה”ב להנחית אדם על הירח. תחילה בטיסות חד־מאוישות (מרקורי), אחר כך בטיסות דו־מאוישות (ג’מיני) ולבסוף בחלליות אפולו, שכל אחת מהן אוישה בשלושה אסטרונאוטים. יש לשים לב לתאריך שבו הנשיא קנדי הביא את הצהרתו בפני הסנט. תאריך זהו הוא סמוך ל־12 באפריל 1961, מועד שיגורו של יורי גאגרין, האדם הראשון ששוגר לחלל. מבצע רוסי זה הוכיח את עליונותה של מעצמה זו בחקר החלל. אכזבתה של ארה”ב העמידה בפניה אתגר גדול להראות בעליל את עליונותה בתחום חדש וקוסם זה. כל מה שהרוסים מסוגלים לעשות האמריקנים יעשו טוב יותר וחזק יותר. ואמנם, מדעניה של ארה”ב הצליחו לממש את התקוות שתָלו בהם. הצהרתו של הנשיא קנדי הפכה להצלחה מסחררת, אף כי כמה כישלונות ואסון אחד (אפולו 1) פקדו את נאס”א .
הרוסים היו חלוצים בתחומים שונים. הם הראשונים ששיגרו אדם לחלל, הראשונים שהנחיתו חלליות בלתי־מאוישות על הירח. תכניותיהם לאחר מכן היו חיוורות, אם כי אין בשום אופן לזלזל במה שעשו. הסיבות שהעיבו על התקדמותם בחקר החלל נבעו מטכנולוגית מחשבים חלשה יותר, פיגור באלקטרוניקה, קשיים במזעור, סודיות מופרזת ושיתוף הפוליטיקה בחקר החלל. אילוצים אלה הכריחו את הרוסים להאט את קצב התקדמותם עד שנאלצו לוותר על הנחתת אדם על הירח והחלו להדגיש תחומים אחרים בחקר החלל.

נאומו של הנשיא קנדי משנת 1962 אודות הצורך בטיסה לירח

הניסיון הרב שנרכש בחלליות מרקורי וג’מיני נתנו אור ירוק לתכנית אפולו. מדעניה של נאס”א הכירו היטב את כל הבעיות הקשורות לתמרוני התקרבות בין חלליות, הצמדת חלליות, פעילות חוץ־רכבית ושהייה של שבועיים בחלל (ג’מיני 7). התכנית החלה ב־26 בפברואר 1966. ביום זה שוגרה לראשונה חללית אפולו בלתי־מאוישת. הנחתת אדם על הירח היא מורכבת ביותר ויש להבחין בכמה שלבים קודם לכן והם:

• א. טיסות בלתי־מאוישות כדי לבדוק את החללית על כל מורכבותה ואת כל המערכות הקשורות באופן ישיר ובלתי־ישיר במפעל גדול זה. שלב זה החל כאמור ב־26 בפברואר 1966 והסתיים ב־4 באפריל 1968.
• ב. טיסות מבחן מאוישות במסלול ארצי – אפולו 7, אפולו 9.
• ג. טיסות מבחן מאוישות במסלול ירחי – אפולו 8, אפולו 10.
• ד. נחיתה על הירח – אפולו 11 עד אפולו 17.

עבודה רבה הושקעה כדי להבטיח את שלום האסטרונאוטים ושלמות החלליות. טיסותיהן המאוישות של אפולו 7 ואפולו 9 לא הביאו לנחיתה מידית על הירח. מדעני החלל עשו בחוכמה כשבדקו את החללית פעם במסלול ארצי ופעם במסלול ירחי. ראשית נבחנו תא השירות ותא הפיקוד במסלול ארצי (אפולו 7) ואחרי כן במסלול ירחי (אפולו 8). אחר כך הועמדה הנחתת במבחן במסלול ארצי (אפולו 9) ובמסלול ירחי (אפולו 10). רק משנוכחו לדעת ששלושת חלקי החללית מתפקדים בהצלחה הוחלט להנחיתה על הירח. היו מדענים שהמליצו לבצע את הנחיתה בטיסת אפולו 10. אולם הצעה זו נדחתה. לאחר הטיסה התברר שאי־ביצועה של הצעה זו היה מוצדק. מערכות הקשר של החללית לא היו אמינות מספיק לצורך נחיתה על הירח. לוּ בוצעה הנחיתה בטיסה זו היא הייתה מסתיימת באסון.

מִשנה זהירות נקטו המדענים לאחר אסון אפולו 1. ב־27 בינואר 1967. חללית זו אמורה הייתה להיות הטיסה המאוישת הראשונה בתכנית אפולו. במהלך אחד האימונים השימוש בחמצן נקי לצורך נשימה התלקח והביא למותם הטרגי של ווירג’יל גריסום, אדווארד וויט ורוג’ר צ’אפי. 18 חודשים נדרשו כדי להרכיב אטמוספירה חדשה ובלתי מסוכנת בחללית. הדחייה הארוכה הוכיחה את עצמה ותקלות כאלה לא נִשנו. התקלה החמורה באפולו 13 הביאה לדחיית טיסתה של אפולו 14 בארבעה חודשים, כדי להתקין מיכל חמצן נוסף ולשפר מערכות שונות הקשורות אליו.

לא חסרו תקלות בזמן הטיסות. בחלקן תקלות פעוטות ובחלקן חמורות, אם במנהרת החיבור של תא הפיקוד והנחתת (אפולו 10, אפולו 14), אם בנחתת (אפולו 10) ואם במנוע הראשי (אפולו 16). יש לראות תקלות כטבעיות למערכות אלה מורכבות מ־5.6 מיליון חלקים ותקלות במורכבויות כאלה צפויות. במקרים מסוימים נדרשה פעולה אינטנסיבית למציאת מקורן, אך כולן נפתרו או שניתן היה להתעלם מהן. רוב התקלות נבעו מטעות של טכנאי, מליקוי במעגל חשמלי ועוד. תקלה חמורה הייתה ההתפוצצות באפולו 13. דווקא כאן התגלתה אמינותה של המערכת האדירה הזו. תקלה זו חייבה לבטל את הנחיתה ולשוב ארצה. המנוע היחיד שהיה כשיר לפעולה היה המנוע של הנחתת. מנוע זה תוכנן לפעולה על הירח בלבד. הוא לא תוכנן לטיסות בין כוכביות כמו כדור הארץ – ירח. המנוע הוכנס לפעולה וביצע את המוטל עליו (תכנון של הרגע האחרון שלא הועמד בשום מבחנים קודם לכן.) בהצלחה רבה למעלה מהצפוי. נחיתתה של אפולו 13 היא היחידה שבוטלה מתוך שבע טיסות, כלומר, הצלחה של 85%.

רובוטים מול אנשים
טייסי אפולו הביאו אִתם ארצה 427 ק”ג דגמי קרקע לעומת 400 גרם שהביאו החלליות הרוסיות לונה 16 ולונה 20. רכב הירח הרוסי לונחוד 1 עבד כ־10 חודשים בים הגשמים ושידר נתונים רבים וחשובים על אזור זה, אך הוא הועמד בצל עם הכנסתו של רכב השטח (רובר) ששימש את טייסי אפולו בשלוש הטיסות האחרונות. ייחודו של כלי זה הוא בהרחבת שדה הפעולה של האסטרונאוטים בזמן מצומצם. מדעני החלל הרוסיים נוכחו לדעת שלא יוכלו להדביק את נאס”א בהנחתת אדם על הירח ופנו לאפיק הבלתי־מאויש במטרה להשיג מה שלא יכלו להשיג באמצעות אנשים ולהישאר בתמונה. הם הצליחו בכך. כאמור הם הביאו ארצה מדגמים מקרקע הירח והפעילו על פניו רכב מחקר בלתי־מאויש. מבצעים אלה הוכיחו שיפור ביכולת האלקטרונית שלהם ויש להתייחס לכך בחשיבות הראויה. מדעניה של נאס”א האפילו על הרוסים בתפעול המוצלח של הרובר ובכמות מדגמי הקרקע שהביאו ארצה. הוכח שטיסות מאוישות מועילות יותר מטיסות בלתי־מאוישות. אמנם רכב אוטומטי הוא בעל חשיבות רבה (מחקר במקומות שאדם לא יכול להגיע אליהם מסיבות טכניות או ביולוגיות), אך היכולת ללמוד, לבצע תיקונים בלתי־צפויים (אפולו 13 הוכיחה זאת) ולהחליט מה טוב יותר, נתונה בידי בני אדם ולא מכונות.

הישגים ראשוניים

תכנית אפולו הראתה שגם נאס”א יכולה להראות ראשוניות בטיסות חלל. לראשונה שוגרו לווייני מחקר זעירים מתוך חלליות (אפולו 15, אפולו 16). אסטרונאוטים אמריקנים היו הראשונים שביצעו פעילות חוץ־רכבית שלא במסלול ארצי, אלא במרחק 300,000 ק”מ מכדור הארץ (3 טיסות אפולו האחרונות) ולראשונה הוצב מצפה אסטרונומי על אדמת הירח.
הגנה
טייסי אפולו צוידו לקראת מסעותיהם בנשק. האסטרונאוטים יצאו לחקור ארץ לא נודעת. אמנם הירח מת מבחינה ביולוגית, אך אין להוציא מכלל אפשרות שקיימים על פניו בסיסים של גורמים עוינים ובלתי מוכרים. לצורך התגוננות נשק היה פריט בלתי נעדר בכל טיסה וטיסה (הערה: מאמר זה נכתב בשנות ה־70) . נושא זה יכול להישמע כמדע בדיוני. בזהירות הרבה בה נקטו בנאס”א כדי להבטיח את שלומם של האסטרונאוטים. אם אכן יש מי שנמצא או היה על הירח מצויות בידו טכנולוגיות החורגות מאלה המצויות כיום על כדור הארץ והייתה בידו יכולת לנטרל כלי נשק שיכלו להיות בידי האסטרונאוטים. קשה להאמין שבנאס”א לא היו מודעים לכך. לציוד האסטרונאוטים בנשק היה יותר משקל פסיכולוגי. לתת תחושה של ביטחון עצמי בשל היותם במקום חדש לחלוטין).

תכנית אפולו

עם שיגורה של אפולו 11 חשבו מדעני החלל לבצע שתי טיסות נוספות ולעבור לתכנית אחרת. התכנית הורחבה ל־10 טיסות עד אפולו 20. כשהאחרונה תשהה על הירח שבועיים. המציאות הייתה אחרת. הצלחתה של אפולו 11 הייתה אמנם משכרת, אך הביאה לתגובות בלתי־צפויות. דעת הקהל וחלק מהסנטורים ראו בטיסה זו הגשמת חלומו של הנשיא קנדי ותו לא. הם הסתכמו בהפגנת הגמוניה אמריקנית על־פני הרוסים. תכנית אפולו הסתיימה לגביה ועל כן החליטו לקצץ בכנפיה של נאס”א. הם טענו בפני הסנט כי כמה קילוגרמים מאבני הירח הם בבחינת בזבוז משווע של כסף וחסר כל תועלת, מה עוד שבעיות דחופות יותר כמו העוני לא נפתרו. מלחמת וייטנאם תבעה גם היא את שלה ונאס”א נכנעה. שלוש הטיסות האחרונות בוטלו.
במשך שמונה שנים ( 1961 – 1969 ) העסיקה נאס”א 420,000 איש וסך כל המועסקים הקשורים לכך היה שלושה מיליון עובדים. העובדים שמחוץ לנאס”א היו עובדים בתעשיית התעופה והחלל ששימשו לצורך זה כקבלני משנה. התקציב שהופנה לכך היה 25 מיליארד דולר. 0.5% מהתוצר הגולמי שלה בעבור חקר החלל.
לזכרם של…
טייסי אפולו לא שכחו להנציח את זכרם של אסטרונאוטים אמריקנים ורוסים שנספו על כדור הארץ ובחלל באמצעות לוחות זיכרון קטנים ובהענקת שמותיהם של הנספים למכתשי הירח (הנצחות אלה נעשו בטיסת אפולו 11 ובטיסת אפולו 15). בצוואתו אמר גריסום, שנספה באפולו 1, “אם נמות, ברצוננו שהציבור יקבל את הדבר בהבנה. אנו עוסקים בעניינים מסוכנים ומקווים שאם יקרה לנו דבר מה, לא תתעכב התכנית. כיבוש החלל מצדיק סיכון חיי אדם”.

 

מפגש על הירח
יש לראות בסיורם של צ’רלס קונרד וריצ’ארד גורדון, טייסי אפולו 12, ליד סרוויאר 3, סִמליות רבה. הפעם ביקרו האסטרונאוטים ליד חללית מכדור הארץ. בפעם הבאה זאת יכולה להיות חללית מכוכב אחר.

 

סטורן 5 – רכב השיגור
להוציא את אפולו 7, אשר שוגרה על־ידי מדגם סטורן B1, שוגרו כל צוותי אפולו על־ידי טיל מדגם סטורן 5. סטורן 5 מתנשא לגובה של 121.32 מטר (עם החללית ומגדל ההימלטות) ומשקלו 2816.1 בלי דלק.

מבנה הטיל
שלב 1 גובה 42.06 מטר, קוטר 10.6 מטר, משקל 2,174,000 ק”ג, דחף 3,500,000 ק”ג
שלב 2 גובה 24.84 מ’ קוטר 10.6 מ’ משקל 470,000 ק”ג. דחף 510,00 ק”ג.
שלב 3 גובה 17.83 מ’, קוטר 6.6 מ’ משקל 118,800 ק”ג, דחף 102,000 קג.
יחידת מכשור 1  0.81 גובה ( מטר) קוטר (מטר) 6.6 משקל (ק”ג) 2050.
מתאם2 גובה (במטר) 8.53 קוטר מטר)3 3.91 קוטר (מטר)4 .6.6.

 

מערכת מילוט: גובה 10.06 מ’, קוטר 1.2 מ’;, משקל 4,000 ק”ג, דחף 66,700 ק”ג

1. הנחייה ובקרה של רכב השיגור

2. המתאם בין השלב השלישי לבין תא השירו, קונוס קטום המאחסן את הנחתת כשהיא מקופלת
3. קוטר עליון
4. קוטר תחתון
5. ראה מבנה החללית

 

מבנה החללית
חללית אפולו מורכבת משלושה חלקים – תא הפיקוד, תא השירות ונחתת הירח.
תא הפיקוד
תא הפיקוד הוא ביתם של שלושת האסטרונאוטים במסעם לירח ובחזרה ארצה. צורתו של התא היא כשל קונוס שגובהו 3.23 מטר, קוטר בסיסו 3.91 מטר ומשקלו 5.6 טון. התא בנוי משני חלקים המחוברים יחדיו – קליפה פנימית אטומה וצינה תרמית חיצונית. החלק הראשון עשוי אלומיניום בעובי משתנה. החלק השני עשוי פלדת אל־חלד ומשקלו 25% ממשקל תא הפיקוד. תפקידה העיקרי של הצינה התרמית הוא לסוכך על הצוות ועל מערכות החללית מהטמפרטורות הגבוהות הנוצרות בעת המעבר באטמוספירה עם השיבה ארצה.

 

החומר האבלטיבי המצפה את הצינה התרמית מבקר את שיעור ספיגת החום, על־ידי התפחמותו והתאדותו. הכניסה לחללית היא דרך דלת צדדית שממדיה הם 74 על 97 ס”מ. הגישה אל הנחתת היא דרך מנהרה בקצה העליון של תא הפיקוד. לחללית חמש חלונות – שניים צדדיים ריבועיים בגודל 33 על 33 ס”מ משני צִדי היצועים הצדדים של האסטרונאוטים ומשמשים לתצפית ולצילום. שני חלונות משולשים מול היצועים הצדדים מאפשרים מבט קדימה (מעל קודקוד התא) ומשמשים בעיקר לתצפיות במהלך תמרוני מפגש והתחברות. חלון נוסף נמצא בדלת התא.

 

רוב המחוונים ואורות האזהרה שיש לפקח עליהם ברציפות ממוקמים בלוח התצוגה הראשי, בחזית שלושת היצועים ומשני צִדיהם. מחוונים ומתגים שונים פזורים בתא הצוות ואף על היצועים., רוב ציוד הניווט וההנחיה מצוי בתא הציוד התחתון למרגלות לוח התצוגה הראשי. לוח זה הותאם לאחריות המוטלת על כל אחד מאנשי הצוות. מפקד החללית יושב ביצוע השמאלי (לפי הנוהג במטוסי נוסעים), טייס תא הפיקוד במרכז וטייס הנחתת מימינו. אף־על־ פי שלכל אחד שטח פעולה מיוחד שהוא אחראי לו. על כולם להכיר את החללית על כל חלקיה ולהיות מסוגלים לבצע כל פעולה.

 

החללית מונחית בעזרת שתי מערכות משולבות המספקות מידע למערכות ההנעה ולהגאי התגובה וללוחות תצוגות המידע. אלו הן מערכות ההנחיה והניווט ומערכת הייצוב והניווט. שינוי מצב או מהירות נעשים באמצעות שתי ידיות מסתובבות קצרות, דמויות מוט נהיגה של מטוס. בתוספת ידיות בקרה על המהירות. הידיות המסתובבת מאפשרות שליחת צווי גלגול, עלרוד וסבסוב למערכת הגאי תגובה. באותן זמן הן מסובבות את המנוע בכיוון הרצוי, כך שאם המנוע פועל, מתקבל שינוי בנתיב הטיסה. שני מחוונים בלוח התצוגה הראשי מראים את מצב החללית יחסית לכוכבים קבועים וניתן לקבוע על־פיהם טעויות במצב ושיעורי שינויים.

מערכת הבקרה על הסביבה יוצרת סביבת מגורים לאסטרונאוטים בזמן הטיסה. בתנאים רגילים הדחס בתא הפיקוד הוא 1/3 הלחץ האטמוספרי כאשר האטמוספירה היא 100% תערובת חנקן וחמצן כדי להקטין את סכנת האש (ראה אפולו 7). הטמפרטורה נעה בין 21 – 24 מעלות. המערכת מספקת חמצן, מים חמים וקרים מסלקת 2CO וריחות מתא הפיקוד וחום עודף מהתא ומהציוד. פעולתה אוטומטית במידה רבה. בלוח הבקרה של תא הפיקוד 566 מצויים מפסקים, 71 נורות אזהרה, 40 מחוונים מכניים ו־24 מכשירים שונים אחרים.

את היצועים ניתן לכוון לכמה מצבים נוחים בהתאם למשימות. הם תומכים באטמוספירות בזמן תאוצה ותאוטה, מאפשרים להם ישיבה נוחה לביצוע עבודותיהם השונות ומקטינות את זעזוע הנחיתה. למנוחה משתמשים בשני שקי שינה, מעין ערסלים התלויים מתחת ליצועים. מספר שקי השינה נובע מהמחשבה שבמהלך הטיסה יהיה אסטרונאוט אחד ער בכל זמן שהוא. מעשית הוכח שניתן ואף רצוי לאפשר לכל השלושה להירדם בו־זמנית.

תא השירות
תא השירות הוא מבנה עגול אשר קוטר בסיסו 3.91 מטר, אורכו 6.88 מטר ומשקלו הכללי 24.95 טון. תא השירות מחובר לתא הפיקוד מרגע השיגור ועד זמן קצר לפני הכניסה לאטמוספירה, הוא מושלך ונשרף באטמוספירה. בתא זה נמצא מנוע החללית. המנוע מותקן על מתלה צירים ומספק 9300 ק”ג דחף. אין אפשרות לכוון את מידת הדחף שלו, אך אפשר לדומם אותו ולשוב ולהתניעו עד 50 פעם ולמשך זמן קצרים עד כדי 0.4 שנייה. בסך הכול אפשר להפעילו 750 שניות. ההודפים הם היפרגוליים ולכן לא דרושה מערכת הצתה. רוחב הנחיר של המנוע הוא 285 ס”מ.
בתא השירות מצויים שלושה תאי דלק שמשקל כל אחד מהם 110 ק”ג, תא אחד למימן ושני תאים לחמצן (ראה שינויים במבנה החללית). תאים אלה מספקים זרם חשמלי לתאי הפיקוד והשירות וגם כמות מסוימת של מי שתייה. החמצן משמש גם את מערכת הבקרה על הסביבה בתא הפיקוד. שלושה מצברי כסף – אבץ נותנים הספק לתא הפיקוד לאחר הפרדת שני התאים זה מזה. מיכל נוסף בתא השירות מכיל גז הליום בלחץ של 253 ק”ג/ סמ”ר להזנת הדלק והמחמצן למנוע. תא הפיקוד ותא השירות נהוגים באמצעות מערכת הגאי תגובה.
נחתת הירח
נחתת הירח נועדה לנחיתה על גרם שמימי חסר אטמוספירה ולכן היא חסרת צורה אווירודינמית, עם זאת הנחתת היא כלי עדין ביותר. היא עשויה שתי שכבות דופן אלומיניום חיצונית בעובי מאית מילימטר ודופן אלומיניום פנימי בעובי 1.5 מילימטר . “שמיכה ” קלה עשויה 30 שכבות של קרום פלסטי דקיק המבודד את החלקים החיוניים מהקור והחום העצומים השוררים על הירח. השכבה החיצונית עשויה מחומר מבהיק כדי להחזיר מקסימום קרינה מהשמש ולמנוע בצורה כזאת התחממות יתר. נחתת הירח בנויה משני חלקים כרע הנחיתה – התחתון ושלב העלייה הוא החלק העליון.

מנגנון חיבור תא הפיקוד לנחתת
שתי החלליות מוחזקות על־ידי שלושה זיזים זעירים. כדי לחזק את האחיזה יש להפעיל משאבה המצמידה את שני הכלים ביניקה. רק בשלב הסופי מופעלים תריסר סוגרים חזקים המשלימים את תהליכי ההיצמדות.

• א. כרע נחיתה

כרע הנחיתה קוטרו 4.29 מטר, גובהו 3.23 מטר ומשקלו 10.05 טון. זהו מבנה מורכב שלו 8 צלעות ולו 4 רגליים המקופלות כאשר הנחתת מאוחסנת ברכב השיגור. לכל רגל מוצמדת בתחתיתה צלחת בקוטר 94 ס”מ עשויה מכוורת אלומיניום. לאחת הרגליים מחובר סולם. מתפקידו של מנוע הנחתת לבלום את מהירותה ולאפשר נחיתה רכה על הירח. המנוע מפתח כוח דחף של 4,750 ק”ג ויכול לצמצמו ל־475 ק”ג. אפשר להתניעו כמה פעמים ולהטותו לכל כיוון ב־6 מעלות מצירו האנכי כדי לבצע בקרה במישורי העלרוד והסבסוב. בכרע הנחיתה 4 תאים:
תא מספר 1: אנטנה מיוחדת לניווט לצורך נחיתה, מצברים חשמליים וסוללות רזרביות.
תא מספר 2: מכשירים אלקטרוניים של מכ”מ הנחיתה, מיכל מים ומכשירי מחקר ירחיים.
תא מספר 3: מערכת פיקוח אלקטרונית של מנוע הנחיתה.
תא מספר 4: מערכת אלקטרונית לביצוע ההפרדה בין כרע הנחיתה לחלק העליון. כרע הנחיתה משמש ככן שיגור לחלק העליון.

 

• ב. החלק העליון

החלק העליון משמש כמקום מגורים לשני טייסיו ורכב שיגור מפני הירח לקראת ההתחברות עם תא הפיקוד. קוטרו של חלק זה 4.29 מטר, גובהו 3.76 מטר ומשקלו 4.55 טון. מנועו של חלק זה הוא בעל מבנה פשוט מתוך הכרה בחשיבות תפקידו הקריטי והוא מסוגל לפתח כוח דחף של 1600 ק”ג. בחלק זה נמצאים לוח פיקוד מורכב, טלסקופ, מערכת ניווט, מכ”מ היצמדות, מחשב, 16 מנועי ניווט 4 בכול צד, שני חלונות משולשים המאפשרים מבט מטה וקדימה ומעל ראשי האסטרונאוטים מצויים שני אשנבי תצפית לצורך ההיצמדות. בחלק זה נמצא גם פתח היציאה. מראשו של חלק זה מתנשאות 6 אנטנות בשלוש צורות שונות. בתא זה אין מקומות ישיבה והאסטרונאוטים ישנים בו כשהם שוכבים על רצפת התא ונשענים על אחת הדפנות. מכיוון שבתא אין כוח כובד, האסטרונאוטים מתחברים לרצפה בחגורות ניילון גמישות המהדקות אותם לרצפה בכוח של 12 ק”ג.

 

שינויים במבנה החללית

שלבים מתקדמים של תכנית אפולו ותקלות חמורות בזמן הטיסות ועל הקרקע הביאו לשינויים ושיפורים במרכיבי החללית והם:
א שינויים אחרים לאחר השריפה באפולו 1.

• 1 . מותם הטרגי של טייסי אפולו 1 חייב שינוי בהרכב האטמוספירה של החללית מחמצן נקי לתערובת של 60% חמצן ו־40% חנקן. החלפת האטמוספירה באה למנוע סכנת התלקחות.
• 2. המנגנון לפתיחת הדלת של החללית הוחלף בחדש, הנפתח ב־3 שניות לעומת 90 שניות במנגנון הקודם.
• 3. רוב החומרים הדליקים הוחלפו בחומרים עמידים בפני אש.
• 4. שכבת הניילון החיצונית של חליפת החלל הוחלפה בבד “ביתא” העמיד בטמפרטורה של 800 מעלות.
• 5. שינויים אלה הגדילו את משקל החללית ב־1,599 ק”ג וחייבו תכנון מחודש של מערכות כמו מערכת המצנחים.

ב שינויים בעקבות טיסתה של אפולו 13.

• 1. מספר מיכלי החמצן הוגדל מ־3 ל־4. הרביעי מותקן כך שאינו קשור לשלושת המיכלים.
• 2. לתא השירותים נוסף מצבר זהה לאלה הנמצאים בנחתת.
• 3. הוגדל המלאי של מי שתייה (9 ק”ג) למקרי חירום.
• 4. בתא הפיקוד הוכנס מתקן כוח חשמלי ובו תאי דלק הצורכים חמצן לצורך הריאקציה הכימית.
• 5. מעטה הטפלון של החוטים במיכלי החמצן הוחלף בפלדת אל־חלד העמידה בפני אש. ובפני הלחץ במיכלי החמצן ( 70 ק”ג/מר’ ).

כדי למנוע הצטברות במיכלים חשבו להכניס למיכלים מאווררים. בדיקות הראו שתנועת החללית והוצאה שוטפת של החמצן מהמיכלים יוצרת תנועת ערבול מספקת של החמצן במיכל ולקירורו. הוחלט לוותר על המאוורר.
ג התקנת רכב הירח ה”רובר” בנחתת חייבה את הגדלת משקלה ל־17 טון והוספת 900 ק”ג לתא הפיקוד ולתא השירותים.
רכב הירח ה”רובר”

כדי להקל על האסטרונאוטים בעבודתם הירחית ולהגדיל את תפוקת העבודה נבנה רכב שטח מיוחד שנקרא “רובר” (rover). בהתאם לתכנית אפולו המקורית הועמד הרכב לרשותם של חמשת הצוותים האחרונים בתכנית אפולו. הקיצוצים בתקציב של נאס”א הביאו בהכרח לצמצום מספרם של רכבי השטח. בהתאם לתכנית החדשה נבנו שלושה רכבים בלבד.
אורך הרכב 3.2 מטר, רוחבו 1.8 מטר ומשקלו 180 ק”ג. מהירות הרכב 13 קמ”ש. טווח הפעולה 50 – 60 ק”מ והוא בעל מעמס של 450 ק”ג .לצורך אחסונו של הרכב בנחתת הוא נבנה כך שניתן לקפלו לממדים של עגלת ילדים. לאחר הנחיתה מושכים האסטרונאוטים כמה טבעות. הרכב גולש לקרקע וארבעת גלגליו המקופלים – מתיישרים.

רכב הירח נע בכוח שתי סוללות כסף – אבץ בנות 36 וולט. הגלגלים מצוידים כל אחד במנוע משלו. גלגלי הרכב עשויים רשת של חוטי פלדה במקום גומי ממולא אוויר. על פני הרשת מותקנים פסי טיטניום כדי למנוי את שחיקתה. הגלגלים מחוסנים מפני “תקרים”. כדי למנוע בכל זאת תקלות בלתי צפויות הרכב מצויד בארגז כלים.

הגלגלים ומערכת בלמי הזעזועים מאפשרים מעבר מכשולים בגובה 30 ס”מ ותעלות בעומק 60 ס”מ. רכב הירח מסוגל לטפס במדרון ששיפועו מגיע ל־20 מעלות. נקודת הכובד של הרכב נמוכה מאוד כדי למנוע התהפכות בזמן הנסיעה על אדמתו הטרשית של הירח. למקרה של נפילה מהרכב האסטרונאוטים נקשרים לחגורות ביטחון. לרכב מערכת ניווט מורכבת ובה ג’ירוסקופ, המספק מידע על כיוון, מרחק התנועה, מהירות ומיקום מדויק. שאר המחוונים הנמצאים בלוח הבקרה מאפשרים פיקוח על מצב הסוללות ויתר חלקיו החיוניים של הרכב. ברכב ישנן מצלמות טלוויזיה ובמערכות קשר לתא הפיקוד. לרכב שתי מערכות הגאים, מערכת קדמית ומערכת אחורית. הגאים הם בצורת מנופים הדומים להגאי מטוס. כל החומרים מהם בנוי הרכב הם בעלי אמינות גדולה. הם עומדים בהפרשי טמפרטורות גדולים, קרינה וטלטולים הכרוכים בנסיעה בשטח לא סלול.

חליפות החלל

הלבוש משתנה בשלבי הטיסה השונים. קיימים שלושה מצבים בסיסיים – ללא חליפות, חליפות חלל וחליפות לפעילות חוץ־רכבית, המשמשים גם לפעילות חוץ־רכבית. בזמן הטיסה לובש האסטרונאוטים מעין רתמה עבה, מכשירים ביולוגיים כובע תקשורת רך (הכינוי שניתן לו הוא סנופי) ובו מיקרופונים ואוזניות, בגד נקבובי תחתון, סרבל טיסה ומגפיים והוא נושם בצורה חופשית. בשלבים הקריטיים של הטיסה ובעת פעילות ירחית או בחלל האסטרונאוטים לובשים חליפה לפעילות רכבית. בחלק הקדמי של הקסדה – החלון מצופה בשכבה מיוחדת למניעת הצטברותם של אדים עליו.

ציוד אפולו כלל מראשיתו מיכלי חמצן ומערכת קירור לשעת חירום. במקרה של תקלה, המערכת הראשית משחררת מערכת חירום לטיהור החמצן, זרם של חמצן קר עובר דרך החליפה המעניק מרווח של 30 דקות לשם נסיגה מהירה לנחתת. פירושו של דבר הפסד חמצן. סידור חדש שהוכנס לפעולה מטיסת אפולו 14, לא רק שפתר בעיה זו, אלא הגדיל לעשות. “מערכת הדדית” מאפשרת לאסטרונאוט להשתמש במי הקירור של חברו במקרה חירום. שני צינורות גמישים המאפשרים יצירת קשר במקרה הצורך נכללו בציוד שנישא בטיסות אלה וכך שוחרר החמצן מתפקיד הקירור. זרם מערכת טיהור החמצן הספיק לשעה ורבע וחזרה ממקום מרוחק יותר. מיכל מים ומיץ תפוזים חובר לקסדה כדי לאפשר לאסטרונאוט ריענון הכרחי בזמן עבודה מייגעת.

מספנת הירח

חלליות האפולו ורכבי השיגורים יוצרו במפעלים שונים. להרכבתם נבנה מתקן ענק המתנשא לגובה של 160 מטר, אורכו 219 מטר ורוחבו 158 מטר. הבניין נבנה מפלדת אל־חלד ומחומרים פלסטיים מיוחדים. מכיוון שבאזור זה, קליפורניה, נושבות רוחות חזקות מאוד – הוריקנים, הוא נבנה כך שיוכל לעמוד במהירויות רוחות של 200 – 300 קמ”ש. הטולרנס שלו הוא 30 ס”מ. כלומר הוא יכול להתנדנד לצדדים בשיעור של 30 ס”מ וזאת בלי לקרוס. לשם השוואה תחום הטולרנס של מגדל שלום בתל־אביב הוא 5 ס”מ לכל צד.

בבניין שני חלקים. חלק אחד משמש לאחסון מתקני הבקרה האלקטרונית הדרושים להרכבת רכבי השיגור והחלליות. בחלק השני של הבניין מצויים ארבע יחידות הרכבה כך שניתן להרכיב בהם ארבע חלליות בעת ובעונה אחת. לבניין ארבע דלתות מצדדיו, 21 מעליות מהירות, טלוויזיה במעגל סגור ואמצעי תקשורת שונים ומערכת מאווררים. בגובה 150 מטר על קיר המבנה נמצא חדר תצפית עשוי זכוכית ל־200 עיתונאים ו־50 אנשים חשובים ביותר ( VIP ).

לאחר הרכבתו של רכב השיגור הוא מוקף במשטחים רבים, מעין פיגומים, אחד מעל השני, כך שאדם הניצב על אחד מהם רואה קטע מרכב השיגור באורך 10 מטר. על משטחים אלה ניצבים עובדים הטכנאים כאשר הם עוסקים בהרכבת רכב השיגור ובדיקת מערכותיו.

הרכבתו של רכב השיגור

בתום ייצורם נשלחים שלביו השונים של רכב השיגור למרכז הראשי לטיסות חלל בהנטסיביל שבאלבמה, כאן הם נבדקים בקפדנות, כל חלק בנפרד ולאחר מכן נשלחים למספנת הירח. השלב הראשון והשלב השני, בשל גודלם, נשלחים דרך גופי מים בלבד. דרך נהרות טנסי ומיזורי למפרץ מכסיקו. משם בדרכי ים פנימיות מגיעים לנהר הבננה שבכף קנדי ודרך תעלה שנחפרה במיוחד לצורך זה, הם מגיעים עד לבניין המספנה. השלב השלישי שהוא הקטן ביותר נשלח דרך האוויר בסופר גאפי – מטוס סטרטוקוזר משוכלל שיוצר במיוחד להובלת משגרים. מרכבים מכניים אדירים מביאים את שלבי המשגר לתוך המספנה.

ההרכבה נעשית באמצעות מנופים גדולים התלויים ויורדים מגג הבניין וביכולתם לנוע הלוך וחזור לאורך הבניין. עד לטיסות אפולו, משגרים היו מורכבים אופקית ולאחר מכן מזקיפים אותם. כאן המשגר מורכב אנכית. המנופים נושאים את שלבי המשגר ומרכיבים אותם זה על גבי זה. שמונה מפרצים נמוכים יותר נמצאים בצִדו האחד של הבניין לבדיקתם והכנתם של השלבים העליונים הקטנים יותר של המשגר ויחידות המכשור וההנחיה שלו.

לאחר ההרכבה מותקנת במשגר המערכת החשמלית שלו, הוא עובר בדיקה יסודית ביותר במשך ארבעה שבועות ורק לבסוף מורכבת בחרטומו חללית האפולו. מתקני ההרכבה מאפשרים בנוסף לתפקידם העיקרי גם בדיקות התאמה בין שלביו השונים של המשגר לחללית ובין המשגר למערך ציוד העזר הקרקעי. הודות לבניין זה ומתקניו, מדעני החלל והמהנדסים בכף קנדי יכולים להרכיב את המשגר במשך 14 שבועות מרגע הגעתם של חלקיו ועד לשיגורו.

הזחלן

לאחר הרכבתם של המשגר והחללית הם מועברים לכבש השיגור על זחלן. זהו כלי בעל שמונה מערכות של זחלים הנושאים משטח שממדיו הם 35 על 40 מטר וגובהו שישה מטר. משקל הרכב 2700 טון והוא מסוגל לשאת מטען של 6,000 טון. מהירות הרכב 2.5 קמ”ש.

הזחלן נושא עליו את המשגר והמגדל הטבורי שלו. המגדל מעביר את צינורות התדלוק, הלחץ והמתח החשמלי של שלביו השונים של המשגר עד להמראתו. תשע זרועות מגשרות . על הפער של 20 מטר בין המשגר למגדל הפיקוח. בזרוע העליונה נמצא תא קטן הנקרא התא הלבן (בשל הצבע הלבן של חלוקי הטכנאים) הנצמד לפתח תא הפיקוד של החללית. על גבי זרוע זו מגיעים האסטרונאוטים לתא ומבצעים כאן את ההכנות האחרונות לקראת שיגורם. שתי מעליות משרתות את מגדל הפיקוח.
משטחו של הזחלן משמש כן שיגור למשגר. היו לא מעט חששות באשר לגורלו בזמן השיגור. מהנדסיה של סוכנות החלל חששו שהנזק שייגרם לזחלן במהלך השיגור יהיה רב. ההערכה הייתה שידרשו שבועיים עד שישה שבועות מרגע השיגור ועד להכשרתו של הכן לשימוש חוזר. עם שיגורה של החללית הראשונה התברר שהנזק אינו רב ביותר. בסך הכול נדרשו 12 יום עד להכשרתו של הזחלן לשימוש חוזר.

המסע לכן השיגור

לאחר הרכבת המשגר והחללית הזחלן נכנס למספנת החלל זוחל מתחת לַמשטח שעליו מוצב המשגר ומתרומם אט־אט בעזרת מערכת הידראולית ומתחיל במסע של 5.5 ק”מ לעבר כן השיגור. מייצבים מיוחדים מאזנים את המשגר כך שלא ייטה יותר מ־4 מעלות ימינה או שמאלה בזמן המסע. הקטע המסוכן הוא לקראת הסוף כאשר הרכב צריך להתגבר על שיפוע של 3 מעלות כאשר הוא עולה על כן השיגור.

כביש מיוחד נסלל בשביל הזחלן כדי שיוכל לעמוד בעומס הרב. רוחב הכביש 40 מטר ועומק תשתיתו 21 מטר. התשתית מלאה בסלעים אדירים שעליהם יצקו שכבה של בטון דרוך ומעליה פיזרו שכבה של אבק סלעים מעורב בבטון. כדי להקטין את החיכוך הנוצר בשל זחלי הפלדה מרססים את הדרך שלפניו ב־100 טון של רסס סבון כדי להחליקו.

בסוף דרכו מגיע הזחלן לכן השיגור. הכן עצמו בנוי מבטון דרוך לפתחו של עמק קטן, כך שהעלייה מצִדו האחד אינה תלולה בעוד שמצִדו השני פעורה תהום עמוקה. כן השיגור עצמו חצוי באמצעיתו במגלש שלתוכו זורמות הלהבות הנפלטת כאשר המנועים מוצתים. כאן, ליד כן השיגור זרועותיו ההידראוליות של המשגר מנמיכות אט־אט את משטחו של המשגר עד שהוא מתייצב על גבי הכן. עם ייצובו של הכן, הזחלן יוצא החוצה.

כן השיגור עצמו נמצא בחלקו הצפוני של האי מריט. הסיבה להימצאות הכן בקרבת הים היא כמויות המים העצומות הדרושות להחנקת הלהבות והפחתת הרס שגורם המשגר בזמן השיגור. בכך נחסכו מאות מילוני דולרים.

מערכת תקשורת
מערכת תקשורת מורכבת ומשוכללת הועמדה לרשותה של תכנית אפולו והיא סיפקה אמצעים לקשר קולי, לטלוויזיה, לטלמטריה, לניתוב ולמדידת מרחקים בין החללית לבין כדור הארץ, בין תא הפיקוד במסלול ירחי לנחתת הניצבת על הירח לבין הנחתת לאסטרונאוטים כאשר הם יוצאים ממנה לכדור הארץ.

הקשר עם כדור הארץ מתקיים באמצעות רשת של 14 תחנות המפוזרות על פני כדור הארץ. לתחנות אלה היו אנטנות בקוטר 9 מטר והן סיפקו סיקור רציף מאופק לאופק כאשר החללית היא במסלול ארצי השלימו את הרשת ספינות מעקב ומטוסים. ככל שהחללית מתרחקת מכדור הארץ נעלמות ההגבלות הקשורות באופק. במרחקים כה גדולים הקשר נשמר על ידי שלוש תחנות מעקב קרקעיות בעלות אנטנות בקוטר 26 מטר. אחת בגולדסטון שבקליפורניה, השנייה במדריד שבספרד והשלישית בקנברה שבאוסטרליה. כל אחת משלוש התחנות הייתה קשורה למרכז הטיסות המאוישות ביוסטון, טקסס ולמרכז טיסות החלל על־ שם גודארד בגרונבלט, מרילנד באמצעות קווים יבשתיים, כבלים תת־ימיים, קשר אלחוטי ולווייני תקשורת וקיימו עִמם קשר רצוף.
פרקים נוספים בסדרת ההסטוריה של חקר החלל:

• תוכנית מרקורי
• תוכנית ג’מיני
• תוכנית ווסחוד
• תוכנית ווסטוק
• חקר המאדים בידי רוסיה בשנות השישים והשבעים

סדרת הטיסות המאוישות של אפולו

• אפולו 11
• אפולו 12
• אפולו 13
• אפולו 14
• אפולו 15
• אפולו 16
• אפולו 17
• טיסת אפולו-סויוז