Programa Apolo

O programa Apollo, também conhecido como Projeto Apollo, foi o terceiro programa de voos espaciais tripulados dos Estados Unidos realizado pela Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA), que sucedeu na preparação e pouso dos primeiros humanos na Lua de 1968 a 1972. Foi concebido pela primeira vez em 1960 durante a administração do presidente Dwight D. Eisenhower como uma espaçonave de três pessoas para seguir o Projeto Mercury de uma pessoa, que colocou o primeiros americanos no espaço. A Apollo foi posteriormente dedicada ao objetivo nacional do presidente John F. Kennedy para a década de 1960 de "colocar um homem na Lua e devolvê-lo em segurança à Terra". em um discurso ao Congresso em 25 de maio de 1961. Foi o terceiro programa de voos espaciais tripulados dos EUA a voar, precedido pelo Projeto Gemini de duas pessoas concebido em 1961 para estender a capacidade de voos espaciais em apoio à Apollo.

O objetivo de Kennedy foi alcançado na missão Apollo 11, quando os astronautas Neil Armstrong e Buzz Aldrin pousaram seu Apollo Lunar Module (LM) em 20 de julho de 1969 e caminharam na superfície lunar, enquanto Michael Collins permaneceu na lua órbita no módulo de comando e serviço (CSM), e todos os três pousaram com segurança na Terra no Oceano Pacífico em 24 de julho. Cinco missões Apollo subsequentes também pousaram astronautas na Lua, a última, Apollo 17, em dezembro de 1972. Nessas seis voos espaciais, doze pessoas caminharam na Lua.

Buzz Aldrin (foto) andou na Lua com Neil Armstrong, na Apollo 11, de 20 a 21 de julho de 1969.

Nascer da Terra, a imagem icônica de 1968 da Apollo 8 tirada pelo astronauta William Anders

A Apollo funcionou de 1961 a 1972, com o primeiro voo tripulado em 1968. Encontrou um grande revés em 1967, quando um incêndio na cabine da Apollo 1 matou toda a tripulação durante um teste de pré-lançamento. Após o primeiro pouso bem-sucedido, restou equipamento de voo suficiente para nove pousos subsequentes com um plano para exploração geológica e astrofísica lunar estendida. Cortes orçamentários forçaram o cancelamento de três deles. Cinco das seis missões restantes alcançaram pousos bem-sucedidos, mas o pouso da Apollo 13 foi impedido por uma explosão de tanque de oxigênio em trânsito para a Lua, paralisando o CSM. A tripulação mal retornou à Terra com segurança usando o módulo lunar como um "bote salva-vidas" na viagem de volta. A Apollo usou a família de foguetes Saturno como veículos de lançamento, que também foram usados para um Programa de Aplicações Apollo, que consistia no Skylab, uma estação espacial que apoiou três missões tripuladas em 1973-1974, e o Projeto de Teste Apollo-Soyuz, um projeto conjunto dos Estados Unidos. Missão de órbita baixa da Terra Estados-União Soviética em 1975.

A Apollo estabeleceu vários marcos importantes de voos espaciais tripulados. Ele é o único a enviar missões tripuladas além da órbita baixa da Terra. A Apollo 8 foi a primeira espaçonave tripulada a orbitar outro corpo celeste, e a Apollo 11 foi a primeira espaçonave tripulada a pousar humanos em um deles.

No geral, o programa Apollo retornou 842 libras (382 kg) de rochas lunares e solo para a Terra, contribuindo muito para a compreensão da composição e história geológica da Lua. O programa lançou as bases para a subsequente capacidade de voo espacial humano da NASA e financiou a construção de seu Johnson Space Center e Kennedy Space Center. A Apollo também estimulou avanços em muitas áreas de tecnologia relacionadas a foguetes e voos espaciais tripulados, incluindo aviônicos, telecomunicações e computadores.

Fundo

Estudos de viabilidade de origem e espaçonaves

O programa Apollo foi concebido durante o governo Eisenhower no início de 1960, como uma continuação do Projeto Mercury. Enquanto a cápsula Mercury poderia suportar apenas um astronauta em uma missão orbital terrestre limitada, a Apollo levaria três. Possíveis missões incluíam transportar tripulações para uma estação espacial, voos circunlunares e eventuais pousos lunares tripulados.

O programa recebeu o nome de Apolo, o deus grego da luz, da música e do Sol, pelo gerente da NASA, Abe Silverstein, que mais tarde disse: "Eu estava nomeando a espaçonave como se fosse meu bebê".." Silverstein escolheu o nome em casa uma noite, no início de 1960, porque sentiu que "Apolo cavalgando sua carruagem através do Sol era apropriado para a grande escala do programa proposto".

Em julho de 1960, o vice-administrador da NASA, Hugh L. Dryden, anunciou o programa Apollo para representantes da indústria em uma série de conferências do Space Task Group. As especificações preliminares foram estabelecidas para uma espaçonave com uma cabine de módulo de missão separada do módulo de comando (cabine de pilotagem e reentrada) e um módulo de propulsão e equipamento eu>. Em 30 de agosto, foi anunciado um concurso de estudo de viabilidade e, em 25 de outubro, três contratos de estudo foram concedidos à General Dynamics/Convair, General Electric e à Glenn L. Martin Company. Enquanto isso, a NASA realizou seus próprios estudos internos de design de espaçonaves liderados por Maxime Faget, para servir como um medidor para julgar e monitorar os três projetos da indústria.

A pressão política aumenta

Em novembro de 1960, John F. Kennedy foi eleito presidente após uma campanha que prometia a superioridade americana sobre a União Soviética nas áreas de exploração espacial e defesa antimísseis. Até a eleição de 1960, Kennedy vinha se manifestando contra a "lacuna dos mísseis" que ele e muitos outros senadores achavam que havia se desenvolvido entre a União Soviética e os Estados Unidos devido à inação do presidente Eisenhower. Além do poderio militar, Kennedy usou a tecnologia aeroespacial como um símbolo de prestígio nacional, prometendo fazer dos Estados Unidos não "primeiro, mas, primeiro e, primeiro se, mas primeiro período". Apesar da retórica de Kennedy, ele não tomou uma decisão imediata sobre o status do programa Apollo assim que se tornou presidente. Ele sabia pouco sobre os detalhes técnicos do programa espacial e ficou desconcertado com o enorme compromisso financeiro exigido por um pouso tripulado na Lua. Quando o recém-nomeado administrador da NASA James E. Webb de Kennedy solicitou um aumento de orçamento de 30 por cento para sua agência, Kennedy apoiou uma aceleração do grande programa de reforço da NASA, mas adiou uma decisão sobre a questão mais ampla.

Em 12 de abril de 1961, o cosmonauta soviético Yuri Gagarin tornou-se a primeira pessoa a voar no espaço, reforçando os temores americanos de serem deixados para trás em uma competição tecnológica com a União Soviética. Em uma reunião do Comitê de Ciência e Astronáutica da Câmara dos EUA um dia após o voo de Gagarin, muitos congressistas prometeram seu apoio a um programa intensivo destinado a garantir que a América o alcançasse. Kennedy foi circunspecto em sua resposta às notícias, recusando-se a assumir um compromisso sobre a resposta dos Estados Unidos aos soviéticos.

Presidente Kennedy entrega sua proposta para colocar um homem na Lua antes de uma sessão conjunta do Congresso, 25 de maio de 1961

Em 20 de abril, Kennedy enviou um memorando ao vice-presidente Lyndon B. Johnson, pedindo a Johnson que examinasse o status do programa espacial americano e programas que pudessem oferecer à NASA a oportunidade de alcançá-lo. Johnson respondeu cerca de uma semana depois, concluindo que "não estamos fazendo o máximo esforço nem alcançando os resultados necessários para que este país alcance uma posição de liderança" Seu memorando concluiu que um pouso tripulado na Lua estava longe o suficiente no futuro para que fosse provável que os Estados Unidos o alcançassem primeiro.

Em 25 de maio de 1961, vinte dias após o primeiro voo espacial tripulado Freedom 7 dos EUA, Kennedy propôs o pouso tripulado na Lua em uma Mensagem Especial ao Congresso sobre Necessidades Nacionais Urgentes:

Agora é hora de levar mais tempo – tempo para uma grande nova empresa americana – tempo para que esta nação tome um papel claramente líder na conquista espacial, que de muitas maneiras pode manter a chave para o nosso futuro na Terra.

...Eu acredito que esta nação deve se comprometer a alcançar o objetivo, antes que esta década esteja fora, de aterrar um homem na Lua e devolvê-lo com segurança para a Terra. Nenhum projeto espacial único neste período será mais impressionante para a humanidade, ou mais importante na exploração de longo alcance do espaço; e nenhum será tão difícil ou caro para realizar. Texto completo

Expansão da NASA

Na época da proposta de Kennedy, apenas um americano havia voado no espaço - menos de um mês antes - e a NASA ainda não havia enviado um astronauta para a órbita. Até mesmo alguns funcionários da NASA duvidaram que o ambicioso objetivo de Kennedy pudesse ser alcançado. Em 1963, Kennedy chegou perto de concordar com uma missão lunar conjunta EUA-URSS, para eliminar a duplicação de esforços.

Com o objetivo claro de um pouso tripulado substituindo os objetivos mais nebulosos de estações espaciais e voos circunlunares, a NASA decidiu que, para progredir rapidamente, descartaria os projetos de estudo de viabilidade de Convair, GE e Martin, e prossiga com o design do módulo de comando e serviço de Faget. O módulo de missão foi determinado para ser útil apenas como uma sala extra e, portanto, desnecessário. Eles usaram o projeto de Faget como especificação para outra competição para licitações de aquisição de espaçonaves em outubro de 1961. Em 28 de novembro de 1961, foi anunciado que a North American Aviation havia vencido o contrato, embora sua licitação não fosse tão boa quanto a proposta de Martinho. Webb, Dryden e Robert Seamans o escolheram de preferência devido à associação mais longa da América do Norte com a NASA e seu antecessor.

Pousar humanos na Lua no final de 1969 exigiu a mais repentina explosão de criatividade tecnológica e o maior comprometimento de recursos (US$ 25 bilhões; US$ 164 bilhões em dólares americanos de 2021) já feito por qualquer nação em tempos de paz. No seu auge, o programa Apollo empregou 400.000 pessoas e exigiu o apoio de mais de 20.000 empresas industriais e universidades.

Em 1º de julho de 1960, a NASA estabeleceu o Marshall Space Flight Center (MSFC) em Huntsville, Alabama. A MSFC projetou os veículos de lançamento pesados Saturn, que seriam necessários para a Apollo.

Centro de Naves Espaciais Tripuladas

Ficou claro que o gerenciamento do programa Apollo excederia as capacidades do Grupo de Tarefas Espaciais de Robert R. Gilruth, que dirigia o programa espacial tripulado do país a partir do Langley Research Center da NASA. Assim, Gilruth recebeu autoridade para transformar sua organização em um novo centro da NASA, o Manned Spacecraft Center (MSC). Um local foi escolhido em Houston, Texas, em um terreno doado pela Rice University, e o Administrador Webb anunciou a conversão em 19 de setembro de 1961. Também ficou claro que a NASA logo superaria sua prática de controlar missões de suas instalações de lançamento da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral. na Flórida, então um novo Centro de Controle de Missão seria incluído no MSC.

Em setembro de 1962, quando dois astronautas do Projeto Mercury orbitaram a Terra, Gilruth mudou sua organização para um espaço alugado em Houston e a construção das instalações do MSC estava em andamento, Kennedy visitou Rice para reiterar seu desafio em um famoso discurso:

Mas porquê, alguns dizem, a Lua? Por que escolher isso como nosso objetivo? E eles podem bem perguntar, por que escalar a montanha mais alta? Há 35 anos atrás, pilota o Atlântico?... Escolhemos ir para a Lua. Nós escolhemos ir para a Lua nesta década e fazer as outras coisas, não porque eles são fáceis, mas porque eles são difíceis; porque esse objetivo servirá para organizar e medir o melhor de nossas energias e habilidades; porque esse desafio é um que estamos dispostos a aceitar, um que não estamos dispostos a adiar, e um que pretendemos ganhar... Texto completo

O MSC foi concluído em setembro de 1963. Ele foi renomeado pelo Congresso dos EUA em homenagem a Lyndon Johnson logo após sua morte em 1973.

Centro de operações de lançamento

Também ficou claro que a Apollo superaria as instalações de lançamento de Canaveral na Flórida. Os dois mais novos complexos de lançamento já estavam sendo construídos para os foguetes Saturn I e IB no extremo norte: LC-34 e LC-37. Mas uma instalação ainda maior seria necessária para o gigantesco foguete necessário para a missão lunar tripulada, então a aquisição de terras foi iniciada em julho de 1961 para um Centro de Operações de Lançamento (LOC) imediatamente ao norte de Canaveral em Merritt Island. O projeto, desenvolvimento e construção do centro foram conduzidos por Kurt H. Debus, membro da equipe original de engenharia de foguetes V-2 do Dr. Wernher von Braun. Debus foi nomeado o primeiro diretor do LOC. A construção começou em novembro de 1962. Após a morte de Kennedy, o presidente Johnson emitiu uma ordem executiva em 29 de novembro de 1963 para renomear o LOC e Cabo Canaveral em homenagem a Kennedy.

George Mueller, Wernher von Braun, e Eberhard Rees assistir o lançamento AS-101 da sala de disparo

O LOC incluía o Complexo de Lançamento 39, um Centro de Controle de Lançamento e um Edifício de Montagem Vertical (VAB) de 130 milhões de pés cúbicos (3.700.000 m³). em que o veículo espacial (veículo de lançamento e espaçonave) seria montado em uma plataforma de lançamento móvel e então movido por um transportador de esteira para uma das várias plataformas de lançamento. Embora pelo menos três blocos tenham sido planejados, apenas dois, designados A e B, foram concluídos em outubro de 1965. O LOC também incluiu um Edifício de Operações e Verificação (OCB) para o qual as espaçonaves Gemini e Apollo foram inicialmente recebidas antes de serem acopladas a seus veículos de lançamento. A espaçonave Apollo pode ser testada em duas câmaras de vácuo capazes de simular a pressão atmosférica em altitudes de até 250.000 pés (76 km), o que é quase um vácuo.

Organização

O administrador Webb percebeu que, para manter os custos da Apollo sob controle, ele precisava desenvolver maiores habilidades de gerenciamento de projetos em sua organização, então recrutou o Dr. George E. Mueller para um cargo de alta gerência. Mueller aceitou, com a condição de ter uma palavra a dizer na reorganização da NASA necessária para administrar a Apollo com eficácia. Webb então trabalhou com o administrador associado (mais tarde vice-administrador) Seamans para reorganizar o Office of Manned Space Flight (OMSF). Em 23 de julho de 1963, Webb anunciou a nomeação de Mueller como vice-administrador associado para voo espacial tripulado, para substituir o então administrador associado D. Brainerd Holmes em sua aposentadoria a partir de 1º de setembro. o Manned Spacecraft Center (Gilruth), o Marshall Space Flight Center (von Braun) e o Launch Operations Center (Debus) relataram a Mueller.

Com base em sua experiência na indústria de projetos de mísseis da Força Aérea, Mueller percebeu que alguns gerentes qualificados poderiam ser encontrados entre os oficiais de alto escalão da Força Aérea dos EUA, então ele obteve a permissão de Webb para recrutar o general Samuel C. Phillips, que ganhou reputação por sua gestão eficaz do programa Minuteman, como controlador do programa OMSF. O oficial superior de Phillips, Bernard A. Schriever, concordou em emprestar Phillips à NASA, junto com uma equipe de oficiais sob seu comando, com a condição de que Phillips fosse nomeado Diretor do Programa Apollo. Mueller concordou e Phillips gerenciou a Apollo de janeiro de 1964, até que conseguiu o primeiro pouso humano em julho de 1969, após o qual ele voltou ao serviço da Força Aérea.

Escolhendo um modo de missão

John Houbolt explicando o conceito LOR

Configuração inicial da Apollo para a ascensão direta e órbita terrestre Rendezvous, 1961

Depois que Kennedy definiu um objetivo, os planejadores da missão Apollo enfrentaram o desafio de projetar uma espaçonave que pudesse alcançá-lo, minimizando o risco à vida humana, custo e demandas de tecnologia e habilidade do astronauta. Quatro possíveis modos de missão foram considerados:

• Ascensão direta: A nave espacial seria lançada como uma unidade e viajar diretamente para a superfície lunar, sem primeiro entrar em órbita lunar. 50.000 libras (23.000 kg) Navio de retorno da Terra pousaria todos os três astronautas no topo de um 113.000-pound (51.000 kg) estágio de propulsão descida, que seria deixado na Lua. Este projeto teria exigido o desenvolvimento do veículo de lançamento Saturn C-8 ou Nova extremamente poderoso para transportar uma carga de 163.000 libras (74,000 kg) para a Lua.
• Terra Orbit Rendezvous (EOR): Múltiplos lançamentos de foguetes (até 15 em alguns planos) levariam partes da sonda Direct Ascent e unidades de propulsão para injeção translunar (TLI). Estes seriam montados em uma única nave espacial na órbita da Terra.
• Lunar Surface Rendezvous: Duas naves espaciais seriam lançadas em sucessão. O primeiro, um veículo automatizado carregando propelente para o retorno à Terra, pousaria na Lua, para ser seguido algum tempo depois pelo veículo tripulado. O propulsor teria de ser transferido do veículo automatizado para o veículo tripulado.
• Lunar Orbit Rendezvous (LOR): Esta foi a configuração vencedora, que alcançou o objetivo com a Apollo 11 em 24 de julho de 1969: um único Saturno V lançou uma sonda espacial de 96,886 libras (43,947 kg) composta por um módulo de comando Apollo de 63,608 libras (28,852 kg) e um módulo de serviço Apollo que permaneceu em órbita ao redor da Lua e um módulo de distribuição de superfície de 33,278 libras (15,095 kg) de dois estágios, que o módulo Lunar foi lançado em seguida. Aterrissando a nave espacial menor na Lua, e retornando uma parte ainda menor (10,042 libras ou 4,555 kg) para a órbita lunar, minimizava a massa total a ser lançada da Terra, mas este foi o último método inicialmente considerado por causa do risco percebido de rendezvous e ancoragem.

No início de 1961, a ascensão direta era geralmente o modo de missão preferido da NASA. Muitos engenheiros temiam que o encontro e o acoplamento, manobras que não haviam sido tentadas na órbita da Terra, seriam quase impossíveis na órbita lunar. Os defensores do LOR, incluindo John Houbolt no Langley Research Center, enfatizaram as importantes reduções de peso oferecidas pela abordagem LOR. Ao longo de 1960 e 1961, Houbolt fez campanha pelo reconhecimento do LOR como uma opção viável e prática. Ignorando a hierarquia da NASA, ele enviou uma série de memorandos e relatórios sobre o assunto ao Administrador Associado Robert Seamans; embora reconhecendo que ele falou "um tanto como uma voz no deserto", Houbolt alegou que LOR não deveria ser descartado nos estudos da questão.

O estabelecimento de Seamans de um comitê ad hoc chefiado por seu assistente técnico especial Nicholas E. Golovin em julho de 1961, para recomendar um veículo de lançamento a ser usado no programa Apollo, representou um ponto de virada no modo de missão da NASA. decisão. Este comitê reconheceu que o modo escolhido era uma parte importante da escolha do veículo de lançamento e recomendou um modo híbrido EOR-LOR. Sua consideração de LOR - bem como o trabalho incessante de Houbolt - desempenhou um papel importante na divulgação da viabilidade da abordagem. No final de 1961 e início de 1962, os membros do Manned Spacecraft Center começaram a apoiar o LOR, incluindo o recém-contratado vice-diretor do Office of Manned Space Flight, Joseph Shea, que se tornou um campeão do LOR. Os engenheiros do Marshall Space Flight Center (MSFC), que tinham muito a perder com a decisão, demoraram mais para se convencer de seus méritos, mas sua conversão foi anunciada por Wernher von Braun em um briefing em 7 de junho de 1962.

Mas mesmo depois que a NASA chegou a um acordo interno, a navegação estava longe de ser tranquila. O conselheiro científico de Kennedy, Jerome Wiesner, que havia expressado sua oposição ao voo espacial humano para Kennedy antes de o presidente assumir o cargo e se opôs à decisão de pousar pessoas na Lua, contratou Golovin, que havia deixado a NASA, para presidir seu próprio 'Painel de veículo espacial', ostensivamente para monitorar, mas na verdade para questionar as decisões da NASA sobre o veículo de lançamento Saturn V e LOR, forçando Shea, Seamans e até mesmo Webb a se defender, atrasando sua anúncio formal à imprensa em 11 de julho de 1962, e forçando Webb a ainda proteger a decisão como "provisória".

Wiesner manteve a pressão, até tornando público o desacordo durante uma visita de dois dias em setembro do presidente ao Marshall Space Flight Center. Wiesner deixou escapar "Não, isso não é bom" à imprensa, durante apresentação de von Braun. Webb interveio e defendeu von Braun, até que Kennedy encerrou a disputa afirmando que o assunto "ainda estava sujeito à revisão final". Webb manteve-se firme e emitiu um pedido de proposta para candidatos a empreiteiros do Módulo de Excursão Lunar (LEM). Wiesner finalmente cedeu, não querendo resolver a disputa de uma vez por todas no escritório de Kennedy, por causa do envolvimento do presidente com a Crise dos Mísseis de Cuba em outubro e do medo do apoio de Kennedy a Webb. A NASA anunciou a seleção da Grumman como contratada do LEM em novembro de 1962.

O historiador espacial James Hansen conclui que:

Sem a adoção da NASA desta opinião minoritária teimosamente realizada em 1962, os Estados Unidos podem ainda ter chegado à Lua, mas quase certamente não teria sido realizada até o final da década de 1960, data-alvo do presidente Kennedy.

O método LOR tinha a vantagem de permitir que a espaçonave fosse usada como um "bote salva-vidas" em caso de falha do navio de comando. Alguns documentos comprovam que essa teoria foi discutida antes e depois da escolha do método. Em 1964, um estudo da MSC concluiu: "O LM [como bote salva-vidas] ... o SPS." Ironicamente, tal falha aconteceu na Apollo 13 quando a explosão de um tanque de oxigênio deixou o CSM sem energia elétrica. O módulo lunar forneceu propulsão, energia elétrica e suporte de vida para levar a tripulação para casa com segurança.

Nave espacial

Um módulo de comando da caldeira Apollo está em exposição no Centro de Visitantes de Crateras Meteor em Winslow, Arizona.

O projeto Apollo preliminar de Faget empregou um módulo de comando em forma de cone, apoiado por um dos vários módulos de serviço que fornecem propulsão e energia elétrica, dimensionados adequadamente para a estação espacial, missões cislunares e de pouso lunar. Uma vez que o objetivo de pouso na Lua de Kennedy se tornou oficial, o projeto detalhado começou de um módulo de comando e serviço (CSM) no qual a tripulação passaria toda a missão de ascensão direta e decolaria da superfície lunar para a viagem de volta, depois de ser pouso suave por um módulo de propulsão de pouso maior. A escolha final do encontro na órbita lunar mudou o papel do CSM para a balsa translunar usada para transportar a tripulação, junto com uma nova espaçonave, o Módulo de Excursão Lunar (LEM, mais tarde abreviado para LM (Módulo Lunar), mas ainda pronunciado) que levaria dois indivíduos à superfície lunar e os devolveria ao CSM.

Módulo de comando e serviço

Apollo 15 CSM Elaboração em órbita lunar

O módulo de comando (CM) era a cabine cônica da tripulação, projetada para transportar três astronautas do lançamento à órbita lunar e de volta ao pouso no oceano da Terra. Foi o único componente da espaçonave Apollo a sobreviver sem grandes mudanças de configuração à medida que o programa evoluiu desde os primeiros projetos de estudo da Apollo. Seu exterior era coberto com um escudo térmico ablativo e tinha seus próprios motores de sistema de controle de reação (RCS) para controlar sua atitude e direcionar seu caminho de entrada na atmosfera. Pára-quedas foram carregados para retardar sua descida até a aterrissagem. O módulo tinha 11,42 pés (3,48 m) de altura, 12,83 pés (3,91 m) de diâmetro e pesava aproximadamente 12.250 libras (5.560 kg).

cockpit original do módulo de comando de Apollo 11 com três lugares, fotografado de cima. Está localizado no Museu Nacional do Ar e Espaço; a imagem de alta resolução foi produzida em 2007 pela Instituição Smithsonian.

Um módulo de serviço cilíndrico (SM) apoiou o módulo de comando, com um motor de propulsão de serviço e um RCS com propulsores, e um sistema de geração de energia de célula de combustível com hidrogênio líquido e reagentes de oxigênio líquido. Uma antena de banda S de alto ganho foi usada para comunicações de longa distância nos voos lunares. Nas missões lunares estendidas, um pacote de instrumentos científicos orbitais foi carregado. O módulo de serviço foi descartado pouco antes da reentrada. O módulo tinha 24,6 pés (7,5 m) de comprimento e 12,83 pés (3,91 m) de diâmetro. A versão inicial do voo lunar pesava aproximadamente 51.300 libras (23.300 kg) totalmente abastecida, enquanto uma versão posterior projetada para transportar um pacote de instrumentos científicos em órbita lunar pesava pouco mais de 54.000 libras (24.000 kg).

A North American Aviation ganhou o contrato para construir o CSM e também o segundo estágio do veículo de lançamento Saturno V para a NASA. Como o projeto do CSM foi iniciado antes da seleção do encontro na órbita lunar, o motor de propulsão de serviço foi dimensionado para erguer o CSM da Lua e, portanto, foi superdimensionado para cerca de duas vezes o impulso necessário para o vôo translunar. Além disso, não havia provisão para acoplar com o módulo lunar. Um estudo de definição de programa de 1964 concluiu que o projeto inicial deveria continuar como Bloco I, que seria usado para testes iniciais, enquanto o Bloco II, a nave lunar real, incorporaria o equipamento de atracação e aproveitaria as lições aprendidas no desenvolvimento do Bloco I.

Módulo Lunar Apollo

Apollo 11 Lunar Module Eagle (e Buzz Aldrin) na Lua, fotografado por Neil Armstrong

O Apollo Lunar Module (LM) foi projetado para descer da órbita lunar para pousar dois astronautas na Lua e levá-los de volta à órbita para se encontrar com o módulo de comando. Não projetado para voar pela atmosfera da Terra ou retornar à Terra, sua fuselagem foi projetada totalmente sem considerações aerodinâmicas e era de construção extremamente leve. Consistia em estágios separados de descida e subida, cada um com seu próprio motor. O estágio de descida continha armazenamento para o propelente de descida, consumíveis de permanência na superfície e equipamentos de exploração de superfície. O estágio de subida continha a cabine da tripulação, o propulsor de subida e um sistema de controle de reação. O modelo LM inicial pesava aproximadamente 33.300 libras (15.100 kg) e permitia que a superfície permanecesse por cerca de 34 horas. Um módulo lunar estendido pesava mais de 36.200 libras (16.400 kg) e permitia estadias na superfície de mais de três dias. O contrato para o projeto e construção do módulo lunar foi concedido à Grumman Aircraft Engineering Corporation, e o projeto foi supervisionado por Thomas J. Kelly.

Lançar veículos

Quatro conjuntos de foguetes Apollo, desenhados para escala: Little Joe II, Saturno I, Saturno IB e Saturno V

Antes do início do programa Apollo, Wernher von Braun e sua equipe de engenheiros de foguetes começaram a trabalhar em planos para veículos de lançamento muito grandes, a série Saturn, e a ainda maior série Nova. Em meio a esses planos, von Braun foi transferido do Exército para a NASA e foi nomeado Diretor do Marshall Space Flight Center. O plano inicial de ascensão direta para enviar o módulo de comando e serviço Apollo de três pessoas diretamente para a superfície lunar, no topo de um grande estágio de foguete de descida, exigiria um lançador da classe Nova, com uma capacidade de carga lunar de mais de 180.000 libras (82.000 kg). A decisão de 11 de junho de 1962 de usar o encontro na órbita lunar permitiu que o Saturn V substituísse o Nova, e o MSFC passou a desenvolver a família de foguetes Saturno para a Apollo.

Como a Apollo, como a Mercury, usou mais de um veículo de lançamento para missões espaciais, a NASA usou números de série combinados de espaçonaves e veículos de lançamento: AS-10x para Saturno I, AS-20x para Saturno IB e AS-50x para Saturno V (compare Mercury-Redstone 3, Mercury-Atlas 6) para designar e planejar todas as missões, em vez de numerá-las sequencialmente como no Projeto Gemini. Isso mudou quando os voos humanos começaram.

Pequeno Joe II

Como o Apollo, como o Mercury, exigiria um sistema de escape de lançamento (LES) em caso de falha no lançamento, um foguete relativamente pequeno foi necessário para o teste de voo de qualificação desse sistema. Seria necessário um foguete maior que o Little Joe usado pela Mercury, então o Little Joe II foi construído pela General Dynamics/Convair. Após um voo de teste de qualificação em agosto de 1963, quatro voos de teste LES (A-001 a 004) foram feitos no White Sands Missile Range entre maio de 1964 e janeiro de 1966.

Saturno I

Um foguete Saturn IB lança Apollo 7, 1968

Saturn I, o primeiro veículo de lançamento pesado dos EUA, foi inicialmente planejado para lançar CSMs parcialmente equipados em testes de órbita baixa da Terra. O primeiro estágio S-I queimou RP-1 com oxidante de oxigênio líquido (LOX) em oito motores Rocketdyne H-1 agrupados, para produzir 1.500.000 libras-força (6.670 kN) de empuxo. O segundo estágio do S-IV usou seis Pratt & Motores Whitney RL-10 com 90.000 libras-força (400 kN) de empuxo. O terceiro estágio S-V voou inativo em Saturno I quatro vezes.

Os primeiros quatro voos de teste do Saturn I foram lançados do LC-34, com apenas o primeiro estágio ativo, carregando estágios superiores fictícios cheios de água. O primeiro voo com um S-IV ativo foi lançado do LC-37. Isso foi seguido por cinco lançamentos de CSMs padronizados (designados AS-101 a AS-105) em órbita em 1964 e 1965. Os últimos três deles apoiaram ainda mais o programa Apollo, transportando também satélites Pegasus, que verificaram a segurança do ambiente translunar. medindo a frequência e a gravidade dos impactos de micrometeoritos.

Em setembro de 1962, a NASA planejava lançar quatro vôos CSM tripulados no Saturn I do final de 1965 até 1966, simultaneamente com o Projeto Gemini. A capacidade de carga útil de 22.500 libras (10.200 kg) teria limitado severamente os sistemas que poderiam ser incluídos, então a decisão foi tomada em outubro de 1963 para usar o Saturn IB aprimorado para todos os voos orbitais terrestres tripulados.

Saturno IB

O Saturn IB era uma versão atualizada do Saturn I. O primeiro estágio do S-IB aumentou o empuxo para 1.600.000 libras-força (7.120 kN) aprimorando o motor H-1. O segundo estágio substituiu o S-IV pelo S-IVB-200, movido por um único motor J-2 queimando combustível de hidrogênio líquido com LOX, para produzir 200.000 libras-força (890 kN) de empuxo. Uma versão reiniciável do S-IVB foi usada como o terceiro estágio do Saturn V. O Saturn IB poderia enviar mais de 40.000 libras (18.100 kg) para a órbita baixa da Terra, o suficiente para um CSM parcialmente abastecido ou o LM. Os veículos e voos de lançamento do Saturn IB foram designados com um número de série AS-200, "AS" indicando "Apolo Saturno" e o "2" indicando o segundo membro da família de foguetes Saturno.

Saturno V

Um foguete Saturn V lança Apollo 11, 1969

Veículos e voos de lançamento do Saturn V foram designados com um número de série AS-500, "AS" indicando "Apolo Saturno" e o "5" indicando Saturno V. O Saturno V de três estágios foi projetado para enviar um CSM e LM totalmente abastecido para a Lua. Tinha 33 pés (10,1 m) de diâmetro e 363 pés (110,6 m) de altura com sua carga lunar de 96.800 libras (43.900 kg). Sua capacidade aumentou para 103.600 libras (47.000 kg) para os pousos lunares avançados posteriores. O primeiro estágio S-IC queimou RP-1/LOX para um impulso nominal de 7.500.000 libras-força (33.400 kN), que foi atualizado para 7.610.000 libras-força (33.900 kN). O segundo e terceiro estágios queimaram hidrogênio líquido; o terceiro estágio era uma versão modificada do S-IVB, com empuxo aumentado para 230.000 libras-força (1.020 kN) e capacidade de reiniciar o motor para injeção translunar após atingir uma órbita de estacionamento.

Astronautas

Equipe Apollo 1: Ed White, piloto de comando Gus Grissom e Roger Chaffee

O diretor de operações da tripulação de voo da NASA durante o programa Apollo era Donald K. "Deke" Slayton, um dos astronautas originais do Mercury Seven, que foi medicamente aterrado em setembro de 1962 devido a um sopro no coração. Slayton foi responsável por fazer todas as atribuições da tripulação Gemini e Apollo.

Trinta e dois astronautas foram designados para missões de voo no programa Apollo. Vinte e quatro deles deixaram a órbita da Terra e voaram ao redor da Lua entre dezembro de 1968 e dezembro de 1972 (três deles duas vezes). Metade dos 24 andou na superfície da Lua, embora nenhum deles tenha retornado depois de pousar uma vez. Um dos moonwalkers era um geólogo treinado. Dos 32, Gus Grissom, Ed White e Roger Chaffee foram mortos durante um teste de solo em preparação para a missão Apollo 1.

Equipe Apollo 11, da esquerda: Comandante Neil Armstrong, Piloto do Módulo de Comando Michael Collins e Piloto do Módulo Lunar Buzz Aldrin

Os astronautas da Apollo foram escolhidos entre os veteranos do Projeto Mercury e Gemini, além de dois grupos de astronautas posteriores. Todas as missões foram comandadas por veteranos da Gemini ou Mercury. As tripulações em todos os voos de desenvolvimento (exceto os voos de desenvolvimento do CSM em órbita terrestre) durante os dois primeiros pousos na Apollo 11 e Apollo 12, incluíram pelo menos dois (às vezes três) veteranos do Gemini. O Dr. Harrison Schmitt, um geólogo, foi o primeiro astronauta cientista da NASA a voar no espaço e pousou na Lua na última missão, a Apollo 17. Schmitt participou do treinamento em geologia lunar de todas as equipes de pouso da Apollo.

A NASA concedeu a todos esses 32 astronautas sua mais alta honraria, a Medalha de Serviço Distinto, concedida por "serviço distinto, habilidade ou coragem" e pessoal "contribuição representando um progresso substancial para a missão da NASA& #34;. As medalhas foram concedidas postumamente a Grissom, White e Chaffee em 1969, depois às tripulações de todas as missões da Apollo 8 em diante. A tripulação que voou na primeira missão de teste orbital da Terra, Apollo 7, Walter M. Schirra, Donn Eisele e Walter Cunningham, foi premiada com a menor Medalha de Serviço Excepcional da NASA, devido a problemas de disciplina com as ordens do diretor de voo durante o voo.. Em outubro de 2008, o administrador da NASA decidiu premiá-los com as Medalhas de Serviços Distintos. Para Schirra e Eisele, isso foi postumamente.

Perfil da missão lunar

A primeira missão de pouso lunar foi planejada para proceder da seguinte forma:

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  Lançamento Os três SaturnoV estágios queimam por cerca de 11 minutos para alcançar uma órbita de estacionamento circular de 100 milhas náuticas (190 km). A terceira etapa queima uma pequena porção de seu combustível para alcançar a órbita.

• 

  Injeção de translúcido Depois de uma a duas órbitas para verificar a prontidão dos sistemas de naves espaciais, a terceira fase do S-IVB reinicia por cerca de seis minutos para enviar a sonda para a Lua.

• 

  Transposição e ancoragem Os painéis do adaptador do módulo lunar da nave espacial (SLA) se separam para libertar o CSM e expor o LM. O módulo de comando piloto (CMP) move o CSM para fora uma distância segura, e gira 180°.

• 

  Extração O CMP atraca o CSM com o LM, e puxa a nave completa longe do S-IVB. A viagem lunar leva entre dois e três dias. As correções do curso médio são feitas conforme necessário usando o motor SM.

• 

  Inserção da órbita lunar A sonda passa cerca de 60 milhas náuticas (110 km) atrás da Lua, e o motor SM é demitido para retardar a sonda e colocá-la em uma órbita de 60 por 170 milhas náuticas (110 por 310 km), que é logo circularizada a 60 milhas náuticas por uma segunda queimadura.

• 

  Após um período de descanso, o comandante (CDR) e o piloto do módulo lunar (LMP) movem-se para o LM, ligar seus sistemas e implantar o trem de pouso. O CSM e LM separados; o CMP visualmente inspeciona o LM, em seguida, a equipe LM move uma distância segura e dispara o motor decente para Inserção de órbita descendente, que leva a um perilune de cerca de 50.000 pés (15 km).

• 

  Descida alimentada Em perigo, o motor descida dispara novamente para iniciar a descida. O CDR assume o controle após pitchover para uma aterragem vertical.

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  O CDR e LMP realizam um ou mais EVAs explorando a superfície lunar e coletando amostras, alternando com períodos de descanso.

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  A fase de ascensão levanta-se, usando o estágio decente como um bloco de lançamento.

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  O LM rendezvouses e docas com o CSM.

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  A transferência CDR e LMP de volta para o CM com suas amostras de material, em seguida, o estágio de ascensão LM é Jettisoned, para eventualmente cair fora da órbita e bater na superfície.

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  Injeção de Trans-Earth O motor SM dispara para enviar o CSM de volta para a Terra.

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  O SM está jateado pouco antes da reentrada, e o CM vira 180° para enfrentar a sua extremidade contundente para a reentrada.

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  O arrasto atmosférico retarda o CM. O aquecimento aerodinâmico envolve-o com um envelope de ar ionizado que causa um apagão de comunicações por vários minutos.

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  Paraquedas são implantadas, retardando o CM para um respingo no Oceano Pacífico. Os astronautas são recuperados e trazidos para um porta-aviões.

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  Perfil de voo lunar (distâncias para não escalar).

Variações de perfil

• As três primeiras missões lunares (Apollo 8, Apollo 10 e Apollo 11) usaram uma trajetória de retorno livre, mantendo um caminho de voo coplanar com a órbita lunar, o que permitiria um retorno à Terra, caso o motor SM não fizesse a inserção da órbita lunar. As condições de iluminação do local de aterramento em missões posteriores ditaram uma mudança de plano orbital lunar, que exigia uma manobra de mudança de curso logo após a TLI, e eliminou a opção de retorno livre.
• Depois que Apolo 12 colocou o segundo de vários sismômetros na Lua, as fases de ascensão de LM em Apolo 12 e missões posteriores foram deliberadamente travadas na Lua em locais conhecidos para induzir vibrações na estrutura da Lua. As únicas exceções a isso foram o Apollo 13 LM que incendiou na atmosfera da Terra, e Apollo 16, onde uma perda de controle de atitude após o jettison impediu fazer um impacto direcionado.
• Como outra experiência sísmica ativa, os S-IVBs na Apollo 13 e as missões subsequentes foram deliberadamente travadas na Lua em vez de serem enviadas para a órbita solar.
• Começando com Apollo 13, a inserção da órbita descida deveria ser realizada usando o motor do módulo de serviço em vez do motor LM, a fim de permitir uma maior reserva de combustível para aterragem. Isso foi feito pela primeira vez na Apollo 14, já que a missão Apollo 13 foi abortada antes de aterrar.

Histórico de desenvolvimento

Testes de voo não tripulados

A missão de desenvolvimento não tripulada da Apollo lança. Clique em uma imagem de lançamento para ler o artigo principal sobre cada missão

Dois CSMs Block I foram lançados do LC-34 em voos suborbitais em 1966 com o Saturn IB. O primeiro, AS-201, lançado em 26 de fevereiro, atingiu uma altitude de 265,7 milhas náuticas (492,1 km) e mergulhou 4.577 milhas náuticas (8.477 km) no Oceano Atlântico. O segundo, AS-202 em 25 de agosto, atingiu 617,1 milhas náuticas (1.142,9 km) de altitude e foi recuperado 13.900 milhas náuticas (25.700 km) no Oceano Pacífico. Esses voos validaram o motor do módulo de serviço e o escudo térmico do módulo de comando.

Um terceiro teste Saturn IB, AS-203 lançado da plataforma 37, entrou em órbita para apoiar o projeto da capacidade de reinicialização do estágio superior S-IVB necessária para o Saturn V. Ele carregava um cone de nariz em vez da espaçonave Apollo e sua carga útil era o combustível de hidrogênio líquido não queimado, cujo comportamento os engenheiros mediram com sensores de temperatura e pressão e uma câmera de TV. Este voo ocorreu em 5 de julho, antes do AS-202, que foi adiado devido a problemas para preparar a espaçonave Apollo para o voo.

Preparação para voo tripulado

Duas missões orbitais tripuladas Block I CSM foram planejadas: AS-204 e AS-205. As posições da tripulação do Bloco I foram intituladas Piloto de Comando, Piloto Sênior e Piloto. O Piloto Sênior assumiria funções de navegação, enquanto o Piloto funcionaria como engenheiro de sistemas. Os astronautas usariam uma versão modificada do traje espacial Gemini.

Depois de um vôo de teste LM AS-206 sem tripulação, uma tripulação voaria no primeiro Bloco II CSM e LM em uma missão dupla conhecida como AS-207/208 ou AS-278 (cada espaçonave seria lançada em um Saturn separado BI). As posições da tripulação do Bloco II foram intituladas Comandante, Piloto do Módulo de Comando e Piloto do Módulo Lunar. Os astronautas começariam a usar um novo traje espacial Apollo A6L, projetado para acomodar a atividade extraveicular lunar (EVA). O capacete de viseira tradicional foi substituído por um transparente "aquário" digite para maior visibilidade, e o traje EVA da superfície lunar incluiria uma roupa íntima refrigerada a água.

Deke Slayton, o astronauta da Mercury que se tornou diretor de operações da tripulação de voo para os programas Gemini e Apollo, selecionou a primeira tripulação da Apollo em janeiro de 1966, com Grissom como piloto de comando, White como piloto sênior e o novato Donn F. Eisele como Piloto. Mas Eisele deslocou o ombro duas vezes a bordo da aeronave de treinamento de imponderabilidade KC135 e teve que passar por uma cirurgia em 27 de janeiro. Slayton o substituiu por Chaffee. A NASA anunciou a seleção final da tripulação para o AS-204 em 21 de março de 1966, com a tripulação reserva composta pelos veteranos do Gemini James McDivitt e David Scott, com o novato Russell L. "Rusty" Schweickart. O veterano do Mercury/Gemini Wally Schirra, Eisele e o novato Walter Cunningham foram anunciados em 29 de setembro como a tripulação principal do AS-205.

Em dezembro de 1966, a missão AS-205 foi cancelada, pois a validação do CSM seria realizada no primeiro voo de 14 dias, e o AS-205 teria se dedicado a experimentos espaciais e não contribuiria com novos conhecimentos de engenharia sobre a nave espacial. Seu Saturn IB foi alocado para a missão dupla, agora redesignada como AS-205/208 ou AS-258, planejada para agosto de 1967. McDivitt, Scott e Schweickart foram promovidos à tripulação principal do AS-258, e Schirra, Eisele e Cunningham foram realocados como a equipe reserva da Apollo 1.

Atrasos do programa

As naves para as missões AS-202 e AS-204 foram entregues pela North American Aviation ao Centro Espacial Kennedy com uma longa lista de problemas de equipamento que tiveram de ser corrigidos antes do voo; esses atrasos fizeram com que o lançamento do AS-202 ficasse para trás do AS-203 e eliminou as esperanças de que a primeira missão tripulada pudesse estar pronta para ser lançada em novembro de 1966, simultaneamente com a última missão Gemini. Eventualmente, a data planejada do voo do AS-204 foi adiada para 21 de fevereiro de 1967.

A North American Aviation foi a contratada principal não apenas para o Apollo CSM, mas também para o Saturn segundo estágio V S-II, e atrasos neste estágio forçaram o primeiro desengate Saturn V vôo AS-501 do final de 1966 a novembro de 1967. (A montagem inicial do AS-501 teve que usar um carretel espaçador fictício no lugar do palco.)

Os problemas com a América do Norte foram graves o suficiente no final de 1965 para fazer com que o Administrador de Vôos Espaciais Tripulados, George Mueller, nomeasse o diretor do programa Samuel Phillips para chefiar uma "equipe de tigres". para investigar os problemas da América do Norte e identificar correções. Phillips documentou suas descobertas em uma carta de 19 de dezembro ao presidente da NAA, Lee Atwood, com uma carta de palavras fortes de Mueller, e também fez uma apresentação dos resultados a Mueller e ao vice-administrador Robert Seamans. Enquanto isso, Grumman também estava encontrando problemas com o Módulo Lunar, eliminando as esperanças de que estaria pronto para vôo tripulado em 1967, não muito depois dos primeiros vôos CSM tripulados.

Fogo da Apolo 1

Charred Apollo 1 interior de cabine

Grissom, White e Chaffee decidiram nomear seu voo Apollo 1 como um foco motivacional no primeiro voo tripulado. Eles treinaram e realizaram testes de suas espaçonaves na North American e na câmara de altitude do Kennedy Space Center. Um "plugue-out" O teste foi planejado para janeiro, o que simularia uma contagem regressiva de lançamento no LC-34 com a espaçonave transferindo da fonte de alimentação para a alimentação interna. Se bem-sucedido, isso seria seguido por um teste de simulação de contagem regressiva mais rigoroso próximo ao lançamento de 21 de fevereiro, com a espaçonave e o veículo de lançamento abastecidos.

O teste de plug-out começou na manhã de 27 de janeiro de 1967 e imediatamente foi atormentado por problemas. Primeiro, a tripulação notou um odor estranho em seus trajes espaciais que atrasou a vedação da escotilha. Então, problemas de comunicação frustraram os astronautas e forçaram a suspensão da contagem regressiva simulada. Durante esta espera, um incêndio elétrico começou na cabine e se espalhou rapidamente na atmosfera de alta pressão e 100% de oxigênio. A pressão aumentou o suficiente com o fogo para que a parede interna da cabine estourasse, permitindo que o fogo irrompesse na área da almofada e frustrasse as tentativas de resgatar a tripulação. Os astronautas foram asfixiados antes que a escotilha pudesse ser aberta.

Fato de espaço do bloco II em janeiro de 1968, antes (esquerda) e após alterações recomendadas após o Apollo1 fogo

A NASA imediatamente convocou um conselho de revisão de acidentes, supervisionado por ambas as casas do Congresso. Embora a determinação da responsabilidade pelo acidente tenha sido complexa, o conselho de revisão concluiu que "existiam deficiências no projeto, fabricação e controle de qualidade do módulo de comando". Por insistência do administrador da NASA Webb, a North American removeu Harrison Storms como gerente do programa do módulo de comando. Webb também reatribuiu o gerente do Escritório do Programa de Naves Espaciais da Apollo (ASPO), Joseph Francis Shea, substituindo-o por George Low.

Para remediar as causas do incêndio, foram feitas alterações na espaçonave do Bloco II e nos procedimentos operacionais, sendo as mais importantes o uso de uma mistura de nitrogênio/oxigênio em vez de oxigênio puro antes e durante o lançamento e a remoção da cabine inflamável e materiais do traje espacial. O projeto do Bloco II já exigia a substituição da tampa da escotilha do tipo plugue do Bloco I por uma porta de abertura externa de liberação rápida. A NASA descontinuou o programa Block I tripulado, usando a espaçonave Block I apenas para voos Saturn V não tripulados. Os membros da tripulação também usariam exclusivamente trajes espaciais A7L Bloco II modificados e resistentes ao fogo e seriam designados pelos títulos do Bloco II, independentemente de um LM estar presente no vôo ou não.

Testes Saturn V e LM sem parafusos

Em 24 de abril de 1967, Mueller publicou um esquema oficial de numeração da missão Apollo, usando números sequenciais para todos os voos, tripulados ou não tripulados. A sequência começaria com a Apollo 4 para cobrir os três primeiros voos não tripulados, retirando a designação Apollo 1 para homenagear a tripulação, de acordo com as declarações de suas viúvas. desejos.

Em setembro de 1967, Mueller aprovou uma sequência de tipos de missões que deveriam ser realizadas com sucesso para alcançar o pouso lunar tripulado. Cada etapa tinha que ser realizada com sucesso antes que as próximas pudessem ser executadas, e não se sabia quantas tentativas de cada missão seriam necessárias; portanto, letras foram usadas em vez de números. As missões A eram validação do Saturn V sem tripulação; B foi validação LM desenroscada usando o Saturn IB; C foi tripulado CSM para validação da órbita terrestre usando o Saturn IB; D foi o primeiro voo CSM/LM tripulado (este substituiu o AS-258, usando um único lançamento do Saturn V); E seria um voo CSM/LM em órbita terrestre mais alta; F seria a primeira missão lunar, testando o LM em órbita lunar, mas sem pouso (um "ensaio geral"); e G seria o primeiro pouso tripulado. A lista de tipos abrangia a exploração lunar subsequente para incluir pousos lunares H, I para missões de pesquisa orbital lunar e J para estadia prolongada pousos lunares.

O atraso no CSM causado pelo incêndio permitiu que a NASA alcançasse a classificação humana do LM e Saturn V. Apollo 4 (AS-501) foi o primeiro voo não tripulado do Saturn V, transportando um Block I CSM em 9 de novembro de 1967. A capacidade do escudo térmico do módulo de comando de sobreviver a uma reentrada translunar foi demonstrada usando o motor do módulo de serviço para colocá-lo na atmosfera a uma velocidade superior a a velocidade normal de reentrada na órbita da Terra.

O Apollo 5 (AS-204) foi o primeiro voo de teste não tripulado do LM em órbita terrestre, lançado da plataforma 37 em 22 de janeiro de 1968, pelo Saturn IB que teria sido usado para o Apollo 1. Os motores LM foram disparou com sucesso e reiniciou, apesar de um erro de programação do computador que interrompeu o disparo do primeiro estágio de descida. O motor de subida foi acionado no modo abortar, conhecido como "fogo no buraco" teste, onde foi aceso simultaneamente com o alijamento do estágio de descida. Embora Grumman quisesse um segundo teste sem tripulação, George Low decidiu que o próximo vôo LM seria tripulado.

Isso foi seguido em 4 de abril de 1968, pela Apollo 6 (AS-502), que carregava um CSM e um artigo de teste LM como lastro. A intenção desta missão era alcançar a injeção translunar, seguida de perto por um aborto de retorno direto simulado, usando o motor do módulo de serviço para obter outra reentrada em alta velocidade. O Saturn V experimentou oscilação pogo, um problema causado pela combustão não estável do motor, que danificou as linhas de combustível no segundo e terceiro estágios. Dois motores S-II desligaram prematuramente, mas os motores restantes conseguiram compensar. O dano no motor do terceiro estágio foi mais grave, impedindo-o de reiniciar para injeção translunar. Os controladores da missão puderam usar o mecanismo do módulo de serviço para repetir essencialmente o perfil de voo da Apollo 4. Com base no bom desempenho da Apollo 6 e na identificação de correções satisfatórias para a Apollo 6 problemas, a NASA declarou o Saturn V pronto para voar, cancelando um terceiro teste não tripulado.

Missões de desenvolvimento tripuladas

Apolo reuniu patches de missão de desenvolvimento. Clique em um patch para ler o artigo principal sobre essa missão

A Apollo 7, lançada do LC-34 em 11 de outubro de 1968, era a missão C , tripulada por Schirra, Eisele e Cunningham. Foi um voo orbital da Terra de 11 dias que testou os sistemas CSM.

A Apollo 8 foi planejada para ser a missão D em dezembro de 1968, tripulada por McDivitt, Scott e Schweickart, lançada em um Saturn V em vez de dois Saturn IBs. No verão, ficou claro que o LM não estaria pronto a tempo. Em vez de desperdiçar o Saturno V em outra missão simples de orbitar a Terra, o gerente da ASPO, George Low, sugeriu o passo ousado de enviar a Apollo 8 para orbitar a Lua, adiando a classe D missão para a próxima missão em março de 1969, e eliminando a missão E. Isso manteria o programa nos trilhos. A União Soviética havia enviado duas tartarugas, larvas de farinha, moscas do vinho e outras formas de vida ao redor da Lua em 15 de setembro de 1968, a bordo do Zond 5, e acreditava-se que em breve eles poderiam repetir o feito com cosmonautas humanos. A decisão não foi anunciada publicamente até a conclusão bem-sucedida da Apollo 7. Os veteranos de Gêmeos Frank Borman e Jim Lovell e o novato William Anders chamaram a atenção do mundo ao fazer dez órbitas lunares em 20 horas, transmitindo imagens de televisão da superfície lunar em Véspera de Natal e retornando em segurança à Terra.

Neil Armstrong desce a escada do LM em preparação para os primeiros passos na superfície lunar, como televisionado ao vivo em 20 de julho de 1969

Em março seguinte, o voo LM, o encontro e o acoplamento foram demonstrados com sucesso na órbita da Terra na Apollo 9, e Schweickart testou o traje EVA lunar completo com seu sistema portátil de suporte à vida (PLSS) fora do LM. A missão F foi realizada com sucesso na Apollo 10 em maio de 1969 pelos veteranos da Gemini Thomas P. Stafford, John Young e Eugene Cernan. Stafford e Cernan levaram o LM a 50.000 pés (15 km) da superfície lunar.

A missão G foi realizada na Apollo 11 em julho de 1969 por uma equipe de veteranos da Gemini composta por Neil Armstrong, Michael Collins e Buzz Aldrin. Armstrong e Aldrin realizaram o primeiro pouso no Mar da Tranquilidade às 20:17:40 UTC em 20 de julho de 1969. Eles passaram um total de 21 horas e 36 minutos na superfície e passaram 2 horas e 31 minutos fora da espaçonave, caminhando na superfície, tirando fotografias, coletando amostras de materiais e implantando instrumentos científicos automatizados, enquanto continuamente envia televisão em preto e branco de volta à Terra. Os astronautas retornaram com segurança em 24 de julho.

É um pequeno passo para um homem, um salto gigante para a humanidade.

—Neil Armstrong, depois de pisar na superfície da Lua

Pousos lunares de produção

Em novembro de 1969, Charles “Pete” Conrad tornou-se a terceira pessoa a pisar na Lua, o que ele fez enquanto falava mais informalmente do que Armstrong:

Whoopee! Isso pode ter sido pequeno para o Neil, mas isso é muito longo para mim.

—Pete Conrad.

A produção da Apollo tripulava os patches da missão de aterragem lunar. Clique em um patch para ler o artigo principal sobre essa missão

Conrad e o novato Alan L. Bean fizeram um pouso de precisão da Apollo 12 a uma curta distância da sonda lunar sem tripulação Surveyor 3, que pousou em abril de 1967 no Ocean of Storms. O piloto do módulo de comando era o veterano de Gêmeos Richard F. Gordon Jr. Conrad e Bean carregavam a primeira câmera de televisão colorida da superfície lunar, mas ela foi danificada quando apontada acidentalmente para o Sol. Eles fizeram dois EVAs totalizando 7 horas e 45 minutos. Em um deles, eles caminharam até o Surveyor, fotografaram e removeram algumas partes que devolveram à Terra.

O lote contratado de 15 Saturn Vs foi suficiente para missões de pouso lunar através da Apollo 20. Logo após a Apollo 11, a NASA divulgou uma lista preliminar de mais oito locais de pouso planejados após a Apollo 12, com planos para aumentar a massa do CSM e LM para as últimas cinco missões, junto com a capacidade de carga útil do Saturn V. Essas missões finais combinariam os tipos I e J na lista de 1967, permitindo que o CMP operasse um pacote de sensores orbitais lunares e câmeras enquanto seus companheiros estavam em a superfície, e permitindo-lhes permanecer na Lua por mais de três dias. Essas missões também levariam o Lunar Roving Vehicle (LRV), aumentando a área de exploração e permitindo a decolagem televisionada do LM. Além disso, o traje espacial Bloco II foi revisado para as missões estendidas para permitir maior flexibilidade e visibilidade para dirigir o LRV.

Apolo desembarca na Lua, 1969–1972

O sucesso das duas primeiras aterragens permitiu que as restantes missões fossem tripuladas com um único veterano como comandante, com dois novatos. A Apollo 13 lançou Lovell, Jack Swigert e Fred Haise em abril de 1970, indo para a formação Fra Mauro. Mas dois dias depois, um tanque de oxigênio líquido explodiu, desativando o módulo de serviço e forçando a tripulação a usar o LM como um "bote salva-vidas" para voltar à Terra. Outro conselho de revisão da NASA foi convocado para determinar a causa, que acabou sendo uma combinação de dano do tanque na fábrica e um subcontratado que não fabricava um componente do tanque de acordo com as especificações de projeto atualizadas. A Apollo foi aterrada novamente, pelo restante de 1970, enquanto o tanque de oxigênio foi redesenhado e um extra foi adicionado.

Redução de missões

Na época do primeiro pouso em 1969, foi decidido usar um Saturn V existente para lançar o laboratório orbital Skylab pré-construído no solo, substituindo o plano original de construí-lo em órbita de vários lançamentos do Saturn IB; isso eliminou a Apollo 20. O orçamento anual da NASA também começou a encolher devido ao pouso bem-sucedido, e a NASA também teve que disponibilizar fundos para o desenvolvimento do próximo ônibus espacial. Em 1971, foi tomada a decisão de cancelar também as missões 18 e 19. Os dois Saturn Vs não utilizados tornaram-se exposições de museu no John F. Kennedy Space Center em Merritt Island, Flórida, George C. Marshall Space Center em Huntsville, Alabama, Michoud Assembly Instalação em Nova Orleans, Louisiana, e Centro Espacial Lyndon B. Johnson em Houston, Texas.

Os cortes forçaram os planejadores da missão a reavaliar os locais de pouso originalmente planejados, a fim de obter amostras geológicas e coleta de dados mais eficazes das quatro missões restantes. A Apollo 15 foi planejada para ser a última das missões da série H, mas como restariam apenas duas missões subsequentes, ela foi alterada para a primeira das três missões J.

A missão Fra Mauro da Apollo 13 foi transferida para a Apollo 14, comandada em fevereiro de 1971 pelo veterano da Mercury Alan Shepard, com Stuart Roosa e Edgar Mitchell. Desta vez, a missão foi bem-sucedida. Shepard e Mitchell passaram 33 horas e 31 minutos na superfície e completaram dois EVAs totalizando 9 horas e 24 minutos, o que foi um recorde para o EVA mais longo de uma tripulação lunar na época.

Em agosto de 1971, logo após a conclusão da missão Apollo 15, o presidente Richard Nixon propôs o cancelamento das duas missões de pouso lunar restantes, Apollo 16 e 17. O vice-diretor do Gabinete de Administração e Orçamento, Caspar Weinberger, se opôs a isso e persuadiu Nixon para manter as missões restantes.

Missões estendidas

Lunar Roving Veículo usado em Apolo 15–17

A Apollo 15 foi lançada em 26 de julho de 1971, com David Scott, Alfred Worden e James Irwin. Scott e Irwin pousaram em 30 de julho perto de Hadley Rille e passaram pouco menos de dois dias e 19 horas na superfície. Em mais de 18 horas de EVA, eles coletaram cerca de 77 kg (170 lb) de material lunar.

Placa esquerda na Lua por Apolo 17

A Apollo 16 pousou nas Terras Altas de Descartes em 20 de abril de 1972. A tripulação era comandada por John Young, com Ken Mattingly e Charles Duke. Young e Duke passaram pouco menos de três dias na superfície, com um total de mais de 20 horas de EVA.

A Apollo 17 foi a última do programa Apollo, pousando na região de Taurus-Littrow em dezembro de 1972. Eugene Cernan comandou Ronald E. Evans e o primeiro cientista-astronauta da NASA, o geólogo Dr. Harrison H. Schmitt. Schmitt foi originalmente escalado para a Apollo 18, mas a comunidade geológica lunar fez lobby para sua inclusão no pouso lunar final. Cernan e Schmitt permaneceram na superfície por pouco mais de três dias e gastaram pouco mais de 23 horas de EVA total.

Missões canceladas

Várias missões foram planejadas, mas foram canceladas antes que os detalhes fossem finalizados.

Resumo da missão

Fonte: Apollo by the Numbers: A Statistical Reference (Orloff 2004)

Amostras devolvidas

O mais famoso das rochas da Lua recuperou, o Genesis Rock, retornou de Apollo 15.

Anorthosite de Ferro Moon Rock, retornou de Apollo 16.

O programa Apollo devolveu mais de 382 kg (842 lb) de rochas lunares e solo ao Laboratório de Recepção Lunar em Houston. Hoje, 75% das amostras são armazenadas no Lunar Sample Laboratory Facility, construído em 1979.

As rochas coletadas da Lua são extremamente antigas em comparação com as rochas encontradas na Terra, conforme medido por técnicas de datação radiométrica. Eles variam em idade de cerca de 3,2 bilhões de anos para as amostras basálticas derivadas dos mares lunares a cerca de 4,6 bilhões de anos para amostras derivadas da crosta das terras altas. Como tal, eles representam amostras de um período muito inicial no desenvolvimento do Sistema Solar, que estão ausentes na Terra. Uma rocha importante encontrada durante o Programa Apollo é apelidada de Genesis Rock, recuperada pelos astronautas David Scott e James Irwin durante a missão Apollo 15. Esta rocha anortosítica é composta quase exclusivamente pelo mineral feldspato anortita, rico em cálcio, e acredita-se que seja representativa da crosta das terras altas. Um componente geoquímico chamado KREEP foi descoberto pela Apollo 12, que não tem contraparte terrestre conhecida. KREEP e as amostras anortosíticas foram usadas para inferir que a porção externa da Lua já foi completamente fundida (veja o oceano de magma lunar).

Quase todas as rochas apresentam evidências de efeitos de processos de impacto. Muitas amostras parecem ter crateras de impacto de micrometeoróides, que nunca são vistas nas rochas da Terra, devido à espessa atmosfera. Muitos mostram sinais de serem submetidos a ondas de choque de alta pressão que são geradas durante eventos de impacto. Algumas das amostras devolvidas são de derretimento de impacto (materiais derretidos perto de uma cratera de impacto). Todas as amostras devolvidas da Lua são altamente brechadas como resultado de terem sido submetidas a múltiplos eventos de impacto.

A partir de análises da composição das amostras lunares devolvidas, acredita-se agora que a Lua foi criada através do impacto de um grande corpo astronômico com a Terra.

Custos

A Apollo custou US$ 25,4 bilhões (ou aproximadamente US$ 164 bilhões em dólares de 2021 quando ajustado pela inflação por meio do índice deflator do PIB).

Desse valor, US$ 20,2 bilhões (US$ 131 bilhões ajustados) foram gastos no projeto, desenvolvimento e produção da família Saturn de veículos de lançamento, a espaçonave Apollo, trajes espaciais, experimentos científicos e operações de missão. O custo de construção e operação de instalações terrestres relacionadas à Apollo, como os centros de voos espaciais tripulados da NASA e a rede global de rastreamento e aquisição de dados, adicionaram US$ 5,2 bilhões adicionais (US$ 33,7 bilhões ajustados).

O valor aumenta para US$ 28 bilhões (US$ 181 bilhões ajustados) se os custos de projetos relacionados, como o Projeto Gemini e os programas robóticos Ranger, Surveyor e Lunar Orbiter forem incluídos.

A divisão de custos oficial da NASA, conforme relatado ao Congresso na primavera de 1973, é a seguinte:

Estimativas precisas dos custos de voos espaciais tripulados eram difíceis no início dos anos 1960, pois a capacidade era nova e faltava experiência em gerenciamento. A análise preliminar de custo da NASA estimou US$ 7 bilhões a US$ 12 bilhões para um esforço de pouso lunar tripulado. O administrador da NASA, James Webb, aumentou essa estimativa para US$ 20 bilhões antes de comunicá-la ao vice-presidente Johnson em abril de 1961.

O Projeto Apollo foi um grande empreendimento, representando o maior projeto de pesquisa e desenvolvimento em tempos de paz. Em seu auge, empregou mais de 400.000 funcionários e contratados em todo o país e foi responsável por mais da metade dos gastos totais da NASA na década de 1960. Após o primeiro pouso na Lua, o interesse público e político diminuiu, incluindo o do presidente Nixon, que queria controlar os gastos federais. O orçamento da NASA não poderia sustentar as missões Apollo, que custam, em média, US$ 445 milhões (US$ 2,4 bilhões ajustados) cada uma enquanto desenvolve simultaneamente o Ônibus Espacial. O último ano fiscal do financiamento da Apollo foi 1973.

Programa de Aplicativos da Apollo

Olhando além dos pousos lunares tripulados, a NASA investigou várias aplicações pós-lunares para o hardware da Apollo. A Apollo Extension Series (Apollo X) propôs até 30 voos para a órbita da Terra, usando o espaço no Adaptador do Módulo Lunar da Nave Espacial (SLA) para abrigar um pequeno laboratório orbital (oficina). Os astronautas continuariam a usar o CSM como uma balsa para a estação. Este estudo foi seguido pelo projeto de uma oficina orbital maior a ser construída em órbita a partir de um estágio superior vazio do S-IVB Saturn e se transformou no Programa de Aplicações Apollo (AAP). O workshop deveria ser complementado pelo suporte do telescópio Apollo, que poderia ser anexado ao estágio de subida do módulo lunar por meio de um rack. O plano mais ambicioso exigia o uso de um S-IVB vazio como espaçonave interplanetária para uma missão de sobrevôo em Vênus.

A oficina orbital S-IVB foi o único desses planos a sair da prancheta. Apelidado de Skylab, foi montado no solo e não no espaço, e lançado em 1973 usando os dois estágios inferiores de um Saturno V. Ele foi equipado com um suporte para telescópio Apollo. A última tripulação do Skylab partiu da estação em 8 de fevereiro de 1974, e a própria estação reentrou na atmosfera em 1979, depois que o desenvolvimento do ônibus espacial atrasou muito para salvá-lo.

O programa Apollo-Soyuz também usou o hardware da Apollo para o primeiro voo espacial conjunto de uma nação, abrindo caminho para uma futura cooperação com outras nações nos programas do Ônibus Espacial e da Estação Espacial Internacional.

Observações recentes

Tranquility Base, imaged in March 2012 by the Lunar Reconnaissance Orbiter

Em 2008, a sonda SELENE da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão observou evidências do halo ao redor da cratera da explosão do Módulo Lunar Apollo 15 enquanto orbitava acima da superfície lunar.

A partir de 2009, o Lunar Reconnaissance Orbiter robótico da NASA, enquanto orbitava 50 quilômetros (31 mi) acima da Lua, fotografou os remanescentes do programa Apollo deixados na superfície lunar e cada local onde os voos tripulados da Apollo pousaram. Todas as bandeiras dos EUA deixadas na Lua durante as missões Apollo ainda estavam de pé, com exceção da deixada durante a missão Apollo 11, que foi derrubada durante a decolagem da missão. superfície; o grau em que essas bandeiras mantêm suas cores originais permanece desconhecido. As bandeiras não podem ser vistas através de um telescópio da Terra.

Em um editorial de 16 de novembro de 2009, The New York Times opinou:

[T] Aqui está algo terrivelmente terrível sobre essas fotografias dos locais de pouso da Apollo. O detalhe é tal que se Neil Armstrong estivesse andando lá agora, poderíamos fazê-lo sair, fazer seus passos até, como o pé-caminho astronauta claramente visível nas fotos do site Apollo 14. Talvez a persistência seja causada pelo sentido de grandeza simples nessas missões Apollo. Talvez, também, seja um lembrete do risco que todos sentimos depois que a Águia aterrou – a possibilidade de que possa ser incapaz de levantar novamente e os astronautas estariam presos na Lua. Mas também pode ser que uma fotografia como esta seja tão próxima como podemos voltar a olhar diretamente para o passado humano.... Lá o [Apollo 11] módulo lunar senta-se, estacionado exatamente onde aterrou 40 anos atrás, como se ainda realmente fosse 40 anos atrás e todo o tempo desde apenas imaginário.

Legado

Ciência e engenharia

O programa Apollo foi descrito como a maior conquista tecnológica da história da humanidade. A Apollo estimulou muitas áreas de tecnologia, levando a mais de 1.800 produtos derivados a partir de 2015, incluindo avanços no desenvolvimento de ferramentas elétricas sem fio, materiais à prova de fogo, monitores cardíacos, painéis solares, imagens digitais e o uso de metano líquido como combustível. O projeto do computador de vôo usado nos módulos lunares e de comando foi, juntamente com os sistemas de mísseis Polaris e Minuteman, a força motriz por trás das primeiras pesquisas em circuitos integrados (ICs). Em 1963, a Apollo estava usando 60% da energia dos Estados Unidos. produção de CIs. A diferença crucial entre os requisitos da Apollo e os programas de mísseis era a necessidade muito maior de confiabilidade da Apollo. Embora a Marinha e a Força Aérea pudessem contornar os problemas de confiabilidade implantando mais mísseis, o custo político e financeiro do fracasso de uma missão Apollo era inaceitavelmente alto.

As tecnologias e técnicas necessárias para o Apollo foram desenvolvidas pelo Projeto Gemini. O projeto Apollo foi possibilitado pela adoção de novos avanços da NASA em tecnologia eletrônica de semicondutores, incluindo transistores de efeito de campo de semicondutores de óxido de metal (MOSFETs) na Plataforma de Monitoramento Interplanetário (IMP) e chips de circuito integrado de silício no Apollo Guidance Computador (AGC).

Impacto cultural

O mármore azul fotografia tirada em dezembro7 de 1972, durante o Apollo 17. "Nós fomos explorar a Lua, e na verdade descobrimos a Terra." — Eugene Cernan

A tripulação da Apollo 8 enviou as primeiras imagens ao vivo da Terra e da Lua pela televisão de volta à Terra e leu a história da criação no Livro do Gênesis, na véspera de Natal de 1968. Estima-se que um quarto da população de o mundo viu - ao vivo ou atrasado - a transmissão da véspera de Natal durante a nona órbita da Lua, e cerca de um quinto da população do mundo assistiu à transmissão ao vivo do passeio lunar da Apollo 11.

O programa Apollo também afetou o ativismo ambiental na década de 1970 devido às fotos tiradas pelos astronautas. As mais conhecidas incluem Earthrisse, tirada por William Anders na Apollo 8, e The Blue Marble, tirada pelos astronautas da Apollo 17. The Blue Marble foi lançado durante uma onda de ambientalismo e se tornou um símbolo do movimento ambiental como uma representação da fragilidade, vulnerabilidade e isolamento da Terra em meio à vasta extensão do espaço.

De acordo com The Economist, a Apollo conseguiu cumprir o objetivo do presidente Kennedy de enfrentar a União Soviética na Corrida Espacial ao realizar uma conquista singular e significativa, para demonstrar a superioridade do sistema de livre mercado. A publicação observou a ironia de que, para atingir a meta, o programa exigia a organização de enormes recursos públicos dentro de uma vasta burocracia governamental centralizada.

Projeto de restauração de dados de transmissão da Apollo 11

Antes do 40º aniversário da Apollo 11 em 2009, a NASA procurou as fitas de vídeo originais do moonwalk televisionado ao vivo da missão. Após uma busca exaustiva de três anos, concluiu-se que as fitas provavelmente haviam sido apagadas e reutilizadas. Em vez disso, foi lançada uma nova versão remasterizada digitalmente das melhores imagens de transmissão de televisão disponíveis.

Representações no filme

Documentários

Vários documentários cobrem o programa Apollo e a Corrida Espacial, incluindo:

Docudramas

Algumas missões foram dramatizadas:

Fictício

O programa Apollo tem sido o foco de várias obras de ficção, incluindo:

• Apollo 18 (2011), filme de terror que foi lançado para críticas negativas.
• Para toda a humanidade (2019), séries de TV retratando uma história alternativa na qual a União Soviética foi o primeiro país a pousar com sucesso um homem na Lua.
• Indiana Jones e o Dial de Destino (2023), quinto filme sobre Indiana Jones, no qual Jürgen Voller, um membro da NASA e ex-Nazi envolvidos com o programa Apollo, deseja fazer o mundo em um lugar melhor como ele vê.