Misje kosmiczne XX wieku: Program Gemini

Zdjęcie w tle: NASA

Program Gemini, realizowany w latach 1963-1966, był kolejnym kamieniem milowym w wyścigu na Księżyc. Początkowo miał nosić nazwę Mercury Mark II, w nawiązaniu do poprzedniego projektu Mercury, tylko, że z dodaną rzymską dwójką, bo w nowych misjach zakładano loty dwuosobowe. Jednak ostatecznie wybrano nazwę Gemini – inspirację stanowiła konstelacja Bliźniąt.

Głównym celem programu było wyćwiczenie czynności nieodzownych do przeprowadzenia udanego lotu na Księżyc: dokowania na orbicie, wytrzymywania w nieważkiej kapsule przez około dwa tygodnie, a także wykrywania potencjalnych problemów i niedociągnięć, póki jeszcze był na to czas. Najważniejsze osiągnięcia programu obejmują udane spotkania orbitalne, pierwszy w historii astronautyki USA spacer kosmiczny oraz znaczne zwiększenie precyzji manewrów orbitalnych.

Nowy program, nowi astronauci

Na potrzeby programu Gemini zrekrutowano dziewięciu nowych śmiałków, a potem jeszcze czternastu, myśląc przyszłościowo o programie Apollo. Nowa dziewiątka, tak jak Siódemka Mercurego, w procesie rekrutacji musiała przejść rygorystyczną serię badań, zarówno psychologicznych, jak i fizycznych. Nowi kosmiczni bohaterowie również cieszyli się zainteresowaniem mediów, choć nie w tak dużym stopniu, ale podobnie jak poprzednicy mieli podpisany kontrakt z magazynem Life. Opiewał on na tę samą kwotę – 500 000 dolarów rocznie – do równego podziału między całą dziewiątkę; wcześniej tę samą kwotą dzieliła się siódemka, więc nowicjusze nie byli tak zmobilizowani do udzielenia wywiadów jak poprzednicy.

„Ostatnia Czternastka”, wśród której figurowały takie nazwiska jak Collins i Aldrin, znała się lepiej od poprzedników na kwestiach techniczno-naukowych, ale za to miała mniej doświadczenia jako piloci. Nowi astronauci byli też nieco młodsi od swoich poprzedników.

Kapsuła jak na pilota przystało

Kapsuła użyta w programie Gemini szybko otrzymała miano Gusmobile – drugi Amerykanin w kosmosie, Vigil Ivan „Gus” Grissom, był bardzo zaangażowany w jej projekt i budowę. Jako, że był pilotem, zależało mu na stworzeniu statku dla pilota z prawdziwego zdarzenia. Podczas gdy ten użyty w programie Mercury spotykał się z wyśmiewaniem ze strony lotników niezaangażowanych w wyścig kosmiczny, kapsułę Gemini traktowano z dużo większą powagą. Przede wszystkim pilot mógł nią w pełni sterować we wszystkich osiach; rola naziemnej kontroli lotów ograniczała się do aktualizowania danych komputerowych.

Mój pojazd kosmiczny Gemini był orbitalnym odpowiednikiem samolotu myśliwskiego, […] moim ulubionym statkiem powietrznym. – Walter Schirra, jeden z Siódemki Mercurego

Mimo ulepszeń, statek Gemini, podobnie jak Mercury, był ciasny – na jednego astronautę przypadał 1 m³ przestrzeni. Zachował również stożkowaty kształt aerodynamiczny podobny do poprzednika. Całkowita długość statku wynosiła 5,6 metrów, a średnica w najszerszym miejscu – 3 metry. Składał się z dwóch modułów – załogowego i silnikowego. W dziobie modułu załogowego znajdowały się spadochrony oraz radar. Między sekcją dziobową a kabiną załogi zamontowano zbiorniki paliwa wraz z utleniaczem oraz osiem silników korygujących orientację statku podczas wchodzenia w atmosferę. W kabinie znajdowały się fotele, prymitywny komputer pokładowy oraz inne instrumenty niezbędne do sterowania kapsułą. W module silnikowym umiejscowiono m.in. cztery silniki na paliwo stałe oraz systemy podtrzymywania życia.

100% udanych startów

W 1961 roku firma Glenn L. Martin zaproponowała NASA, by w nowym programie kosmicznym jako rakiety użyć ich pocisku balistycznego, Titan II. Inżynierowie przystali na tę propozycję, jako że Titan II była mocniejsza niż pozostałe rakiety, do jakich NASA ówcześnie miała dostęp.

W maju 1963 Titan borykał się z problemem – na skutek niestabilnego spalania w silniku siła ciągu ulegała zmianie, przez co cała konstrukcja oscylowała. Drgania nie stanowiłyby przeszkody w lotach bezzałogowych, aczkolwiek dla astronauty lot w wibrującym statku byłby groźny dla zdrowia.

USAF rozpoczęło prace nad niezbędnymi poprawkami. Ich tempo nie zadowalało NASA; wszyscy w agencji spieszyli się, by sprostać celowi wyznaczonemu przez Kennedy’ego – wysłać człowieka na Srebrny Glob do końca dekady. W pewnym momencie mieli nawet zrezygnować ze współpracy i użyć rakiety Von Brauna, Saturna I. Wkrótce jednak USAF wprowadziło niezbędne ulepszenia – m.in. dodało rury ciśnieniowe w przewodach utleniacza – dzięki czemu Titan był gotowy do lotu.

Nowa dwustopniowa rakieta miała niemal 33 m wysokości oraz 3 m średnicy. Pierwszy człon napędzany był przez dwa silniki o łącznej sile ciągu 195 ton, a drugi przez jeden silnik o ciągu 45 ton. Te parametry pozwalały na wyniesienie do 3600 kg ładunku na LEO. Przez cały okres działania rakiety wystartowała ona 12 razy, a każdy z tych lotów należał do udanych.

Loty bezzałogowe

Przed oczekiwanymi lotami z astronautami na pokładzie musiały odbyć się loty próbne – Gemini 1 oraz Gemini 2. Ta pierwsza, Gemini 1, była misją orbitalną, która miała na celu przetestowanie sprawności rakiety oraz jej integralności z kapsułą. Pozostałe cele obejmowały: pomiary osiągów rakiety, zmierzenie precyzji wejścia na orbitę, a także test systemu wykrywania usterek. Obserwacje oraz pomiary trwały zgodnie z planem 4 godziny i 50 minut. Po tym czasie kapsuła okrążała Ziemię jeszcze ponad 3 dni, zanim, również zgodnie z planem, spłonęła w atmosferze.

Misja Gemini 2 była natomiast suborbitalna i skupiała się na sprawdzeniu trwałości osłony termicznej oraz systemów statku Gemini. Lot trwał nieco ponad 18 minut i tym razem odzyskano kapsułę; dziś można ją zobaczyć na wystawie w muzeum na przylądku Canaveral.

Incydent z kanapką z wołowiną

Na początku 1964 roku ogłoszono składy załóg Gemini 3: pierwotnej i zapasowej. Jako, że u Alana Sheparda, członka załogi pierwotnej i pierwszego Amerykanina w kosmosie, zdiagnozowano chorobę Ménière’a, to tej drugiej załodze – Walter’owi Schirrze oraz John’owi Youngowi – przyszło lecieć w kosmos w ramach tej misji.

Była to pierwsza wieloosobowa misja kosmiczna USA, ale nie na świecie – tu znowu wiedli prym Sowieci, którzy kilka miesięcy wcześniej wysłali w kosmos trzech astronautów. Co ciekawe, Gemini 3 była jedyną misją w programie, w której kapsuła miała swoją nazwę. Gus Grissom, zainspirowawszy się musicalem Niezatapialna Molly Brown, zasugerował, by nazwać statek The Molly Brown. Było to nawiązaniem do jego debiutanckiej misji, w trakcie której jego kapsuła zatonęła. NASA z początku uznała, że nazwa jest dla agencji ośmieszająca, jednak po usłyszeniu kolejnej propozycji – Titanic – zgodziła się na tę pierwszą nazwę.

Mimo naukowego podejścia, w środowisku astronautów i inżynierów NASA nie brakowało przesądów. Przed pięciogodzinną misją astronauci zostali tradycjonalnie obudzeni przez Deke’a Slaytona, by następnie zjeść śniadanie złożone z jajek i steka (to samo jadł Shepard przed swoim debiutanckim lotem, z którego wrócił żywy).

Jednakże najwyraźniej astronauci nie byli najedzeni – niedługo po starcie zjedli po kilka kęsów kanapki z wołowiną, którą nieopierzony Young przemycił w kieszeni skafandra. Kontrola lotów nakazała schowanie kanapki – w stanie nieważkości dryfujące okruchy mogły zniszczyć układy elektroniczne kapsuły. Po powrocie na Ziemię załoga dostała reprymendę i zaczęto uświadamiać nowe załogi przed negatywnymi konsekwencjami niepożądanych zachowań.

Poza opisanym incydentem lot był udany – zrealizowano podstawowe cele misji z wyjątkiem jednego. Z sukcesem zmieniono parametry orbity i przetestowano możliwości kapsuły; nie udało się natomiast precyzyjnie ustawić kąta natarcia statku podczas wejścia w atmosferę. Poza tym, zrezygnowano z wykonania jednego z trzech eksperymentów naukowych, a pozostałe wykonano częściowo.

Amerykański Orzeł

Kolejna misja, Gemini 4, była już dłuższa niż poprzednie – trwała 4 dni. Czas ten pozwalał na przetestowanie, jak ludzki organizm odnajduje się w kosmicznych warunkach przez dłuższy czas.

Najważniejszym kamieniem milowym misji był pierwszy w historii USA spacer kosmiczny. Podczas spaceru kapsuła Eda White’a oraz Jamesa McDivitta miała utrzymywać stałą odległość – 6 metrów – względem drugiego stopnia rakiety Titan II, by za pomocą pistoletu odrzutowego White mógł się do niego przedostać. Niestety nie udało się dokonać ostatniego założenia, jednak pozostałe elementy EVA uznano za sukces.

Spacer White’a trwał 20 minut. Podczas niego astronauta podziwiał piękno naszej planety, dryfując w otchłani kosmosu. Był tak zachwycony, że ciężko go było namówić, by wrócił na pokład. Mimo, że NASA zabroniła nadawania misji kryptonimów, załoga na pamiątkę tego wydarzenia ochrzciła misję American Eagle, czyli Amerykański Orzeł.

Kosmiczne rendezvous

Dzięki innowacji, jaką było zasilanie statków ogniwami paliwowymi, misje począwszy od Gemini 5 trwały dłużej, bo aż do 2 tygodni. Pierwszym czternastodniowym lotem był Gemini 7, z Frankiem Bormanem oraz Jamesem Lovellem na pokładzie.

Podczas misji przeprowadzono aż 20 eksperymentów naukowych – więcej, niż podczas jakiejkolwiek innej. Jednak najważniejszym osiągnięciem misji było spotkanie orbitalne ze statkiem Gemini 6A, na pokładzie którego znajdowali się Walter Schirra oraz Thomas Stafford. W szczytowym momencie obydwie kapsuły zbliżyły się na odległość 30 cm, co wymagało nie lada precyzji.

Inną istotną kwestią było utrzymywanie higieny – nietrudno domyślić się, że siedząc dwa tygodnie w ciasnej puszce bez okien łatwo o zaniedbanie tej kwestii. Aby uniknąć gromadzenia się płatów skórnych wewnątrz kabiny, astronauci myli włosy szamponem przeciwłupierzowym codziennie przez 2 tygodnie poprzedzające misję, a wyleciawszy w kosmos, zdjęli skafandry ciśnieniowe, by ich skóra mogła zachować lepsze nawilżenie.

Mimo starań, podjęte kroki nie rozwiązały problemu braku higieny w kosmosie. Po wodowaniu dwaj z trzech nurków zabezpieczających kapsułę otworzywszy właz, zwymiotowało.

Pierwsze dokowanie z Ageną

Agena była statkiem kosmicznym bez załogi, który był wykorzystywany do ćwiczeń dokowania w programie Gemini, począwszy od misji Gemini 8. Statek ten wystrzelano zwykle kilka godzin przed startem misji załogowej, by mógł dolecieć na założone parametry orbity i tam czekać na załogę.

Podczas misji Gemini 8 przeprowadzono pierwsze dokowanie z Ageną. Po namierzeniu statku i zbliżeniu się na odległość 46 metrów, załoga przez pół godziny obserwowała obiekt, by upewnić się, że nie uległ żadnym uszkodzeniom podczas startu. Gdy astronauci otrzymali przyzwolenie na dokowanie, Armstrong zaczął zbliżać się do Ageny z prędkością 8 centymetrów na sekundę; proces dokowania przebiegł pomyślnie.

Po dokowaniu niespodziewanie pojawił się poważny problem. Gdy astronauci znajdowali się poza zasięgiem komunikacji z kontrolą lotów, połączone ze sobą statki zaczęły się obracać. Nie znając przyczyny zaistniałej sytuacji, piloci zdecydowali na wszelki wypadek odłączyć się od Ageny. Wbrew intencjom sprawiło to, że zaczęli wirować jeszcze szybciej. Mimo tego, iż prędkość dochodziła już do jednego obrotu na sekundę i astronauci byli bliscy utraty przytomności, Armstrong z zimną krwią znalazł przyczynę. Okazało się, że silnik numer 8, który odpowiadał za regulację nachylenia osi pionowej, zaciął się w położeniu włączonym.

Cały proces hamowania wirowania trwał 30 minut, a podczas niego zużyto 75 procent paliwa. Z tego powodu dla bezpieczeństwa załogi kontrola zadecydowała o awaryjnym wodowaniu kapsuły. Neil Armstrong, mający tendencję do umniejszania wagi problemów, skwitował przebieg misji następującymi słowami:

Była to nietrywialna sytuacja.

Dalszy ciąg programu

Kolejne loty odbywały się regularnie, co dwa miesiące. Przez ten czas zainteresowanie prasy lotami kosmicznymi zdążyło osłabnąć – przestrzeń kosmiczna nie wydawała się publice już tak obca i pełna niebezpieczeństw, jak za czasu programu Mercury.

Ostatnie cztery loty obejmowały doskonalenie takich elementów jak: spotkania orbitalne, dokowania oraz spacery kosmiczne. Podczas gdy dokowania i spotkania szły książkowo, każdy z kosmicznych spacerowiczów, prócz Aldrina, zmagał się z mnogością problemów. Za większością z nich stała trzecia zasada dynamiki Newtona, nazywana akcja-reakcja. Utrudniała ona poruszanie się i dotykanie czegokolwiek w przestrzeni kosmicznej. Poza tym, praca w dwudziestojednowarstwowym skafandrze kosmicznym stanowiła nie lada wyzwanie dla młodych śmiałków. Sam Eugene Cernan z załogi Gemini 9 porównał sztywność skafandra do zardzewiałej zbroi – podczas EVA jego tętno dochodziło do 195 uderzeń na minutę, a w wyniku wyczerpania podczas czterodniowej misji schudł sześć kilogramów.

Spacer podczas misji Gemini 10 również nie należał do najłatwiejszych – Collins po wykonaniu zaledwie kilku z powierzonych mu zadań utknął między kapsułą Gemini a Ageną. Wydostawszy się z niefortunnej pozycji, zaplątał się w piętnastometrowy przewód łączący go ze statkiem. W wyniku tejże niefortunnej serii zdarzeń spacer Collinsa został przerwany zaledwie po 39 minutach.

Misja Gemini 11 nie przyniosła większych postępów w zakresie poruszania się poza statkiem. Zaplanowany dwugodzinny spacer Dicka Gordona, mimo jego dobrego przygotowania, trwał jedynie 44 minuty. Astronauta całkowicie wyczerpany i oślepiony własnym potem dostał rozkaz powrotu do wnętrza statku.

Pod jednym względem wspomniana misja wyprzedziła pozostałe – za sprawą pierwszego czynnego satelity komunikacyjnego, Telstara 1, widzowie z osiemnastu krajów mogli na żywo oglądać start Titana II.

Przygotowanie do spaceru kosmicznego Gemini 12 i sam spacer zostały wykonane o wiele bardziej profesjonalnie. Wyciągnięto wnioski z poprzednich EVA (Extravehicular activity, czyli określenie spaceru kosmicznego), co pozwoliło na dopracowanie treningów. Rewolucją było ćwiczenie spacerów w basenie – warunki, jakie panują pod wodą najbardziej przypominają poruszanie się w nieważkości.

Aldrin podczas lotu odbył aż trzy spacery trwające łącznie pięć i pół godziny, co znacznie przewyższyło wyniki jego prekursorów. Podczas wspomnianych spacerów zamontował kamerę na boku statku, przeprowadził eksperyment na temat mikrometeorytów, wykonał kilka fotografii, a także zajmował się innymi, relatywnie nieskomplikowanymi manualnymi zadaniami. Główny cel misji Gemini 12 został osiągnięty – udowodniono, że w stanie nieważkości da się pracować w sposób bezpieczny i efektywny.

Podczas misji przeprowadzono większość z planowanych celów drugoplanowych, w tym eksperymentów naukowych. Między innymi badano, jak rozwija się kijanka żaby w warunkach zerowej grawitacji, a także wykonano szereg fotografii nieba. Nie udało się natomiast zmienić orbity na wyższą z powodu problemów z silnikiem.

Podsumowanie

Program Gemini był ogromnym sukcesem NASA – każda z misji zrealizowała zarówno swój główny cel, jak i większość tych drugoplanowych. Misje, poza drobnymi wyjątkami, przebiegały podręcznikowo. Wszystko to stanowiło fundament sukcesu programu Apollo.

Reakcja

0%0Pozytywnie0%0Neutralnie 0%0Negatywnie

Twoje emocje

0%0Lubię to!

0%0Super0%0Ekscytujący 0%0Ciekawy0%0Smieszny0%0Smutny0%0Wściekły0%0Przerażony0%0Szokujący0%0Wzruszający0%0Rozczarowany0%0Zaskoczony

Co sądzisz?

0%0Prawda0%0Manipulacja0%0Fake news

0

0Ulub

Oryginalne źródło ZOBACZ