Per Aspera ad Lunam
Veiko Tamm
01.05.2019
Apollo 10 kuumoodul lähenes vaid 15 km kaugusele Kuu pinnast. | NASA

20. juulil möödub 50 aastat ajast, mil inimese jalg astus esmakordselt meie planeedi kaaslase Kuu pinnale ja Neil Armstrong lausus oma surematud sõnad: „See on väike samm ühe inimese jaoks, kuid suur hüpe kogu inimkonnale.“ Läbi milliste raskuste ja katsumuste, võitude ja kaotuste see teoks sai, seda vaatamegi, sedakorda kuni Apollo 10 missioonini.

Pärast Teise maailmasõja lõppu lootis inimkond rahuaegade saabumist, ent pinged N. Liidu poolt veetava kommunismileeri, kes soovis üleilmset revolutsiooni, ja USA ning ta liitlaste vahel NATOst kasvasid taevasse – puhkes nn külm sõda. Öeldagu mida tahes tuumarelva kasutamise kohta, kuid selle relva hävitusjõud, isegi ta algelisel kujul, ei jätnud kainelt mõtlevatele poliitikutele kahtlustki, et tuumasõjas võitjat ei ole. Ning see hoidis ära mõlema poole „sõjapistrike“ soovi valla päästa n-ö ennetav löök. Kuid pinged säilisid ja kasvasid, võidurelvastumine tegi aina uusi samme. N. Liidu edusammud kosmoses – esimene sputnik 4. oktoobril 1957, esimene inimene, Juri Gagarin, kosmoses 12. aprillil 1961 – viisid USA paanikasse. Nende Project Mercury viis küll astronaudi(d) kosmosesse, kuid ikkagi hiljem. Seda ei saanud ennast maailma suurvõimuks pidav riik kuidagi lubada. Maine päästmiseks tuli midagi suurt ette võtta.

 

Project Apollo
Kolmas USA kosmoseprogramm Apollo (Mercuryle järgnes Maa-lähedane Project Gemini) kuulutati n-ö ametkondlikult välja veel president Dwight D. Eisenhoweri administratsiooni poolt, kuid maailmale edastas selle John F. Kennedy oma kuulsas kõnes Kongressile 25. mail 1961: „Me viime veel enne selle kümnendi lõppu inimese Kuule ja toome ta sealt ka ohutult tagasi!“ Kõne peeti vaid 20 päeva pärast USA esimest mehitatud kosmoselendu Freedom 7 Alan Shepardiga pardal.
1960–1972 kestnud Apollo-programm oli erakordselt kallis – 1973. aasta väärtuses 25,4 miljardit dollarit (aasta 2018 väärtuses ligi 112 miljardit dollarit) ehk suurim kulutus, mida eales on mängu pandud rahuaja tingimustes. Üksainus Saturn V start maksis 375 miljonit dollarit – võrrelgem terve National Science Foundation’i aastaeelarvega toona, mis oli 440 miljonit dollarit. Nime andis programmile NASA mänedžer Abe Silverstein Kreeka päikesejumala Apolloni järgi.

Programmi käigus viidi Kuule ühtekokku kaks tosinat inimest ja toodi Maale 382 kg Kuu kivimeid ja pinnast, millest 75% säilitatakse praegu Lunar Sample Laboratory Facility’s. Nende näidiste vanus jääb vahemikku 3,2–4,6 miljardit aastat. Oma tippaegadel olid selles programmis kaastegevad enam kui 400 000 inseneri, tehnikut ja teadlast ning oma panuse andsid rohkem kui 20 000 tööstusfirmat ja ülikooli. Kõvem alus pandi programmile 1. juulil 1960 avatud NASA Marshall Space Flight (MSFC) keskusega Huntsville’is, Alabamas. Seal alustati uute Saturn-klassi kanderakettidega.

 

Kanderakett Saturn
USA üheks peamiseks rakendinduse ajuks oli juba enne Apollo programmi algust Saksamaalt sõjasaagiks saadud rakettide V-1 ja V-2 looja Wernher von Braun ja tema meeskond. Von Braun tegeles suure võimsusega rakettide Saturn loomisega, kui ootamatult viidi ta armee käsutusest ära ja pandi MSFC direktoriks. Algselt plaanis suurte rakettide pooldaja von Braun isegi Saturn-klassist suuremaid ja võimsamaid Nova-klassi kanderakette. Need oleksid olnud piisava kütusevaruga, et sellist hiidu Kuu pinnalt hiljem taas lendu viia. Kuid see tundus paljudele oma hulljulguses teostamatuna ning Kuu-programm oli korraga tupikusse jooksnud.
Keegi ei teadnud sel ajal Kuu pinnase iseloomu – oli neid, kes eeldasid kõva kaljust pinda, aga oli neid, kes arvasid, et Kuu pinda katab meetrite paksune ülipeen kosmilise tolmu kiht. Sellisele ebastabiilsele pinnale maandumine võib raketi külili kukutada ja siis on meeskond hukule määratud. Valitses teadmatus, kuni silmapaistev aeronautika insener John Houbolt pakkus välja LORi (Lunar Orbit Rendezvous) idee. Kuu orbiidile viiakse kaheosaline kosmosejaam, mille massiivsemas komando- ning teenindusmoodulis CSM (Command ja Service Module) on elu tagamise vahendeid (hapnik, vesi jne) ja piisavalt kütust, et astronaudid taas tagasi Maale tuua. Eraldi osana on kuumoodul LM (Lunar Module), mis eraldub, kuundub (maandub Kuule) ja hiljem, hüljates kogu ebavajaliku massi, tõstab Kuult lendu poole moodulist koos astronautidega ning pärast põkkumist orbiidil oleva juhtimismooduliga võtab suuna taas koju.
Algselt lükkas von Braun selle idee 1961. juunis tõredalt tagasi, kuid peale teemasse süüvimist selgus, et Houbolti lahendus oli ainus, mis võimaldas etteantud aja- ja rahapiirides ülesandega hakkama saada, pealegi oli kokkuhoid ülisuur.
Oma erakordse panuse eest Apollo Kuu-programmi edukaks elluviimiseks autasustati Houbolti 1963. aastal NASA Exceptional Scientific Achievement medali nime kandva autasuga. Esimesele Saturn I kanderaketile järgnes edasiarendatud versioon Saturn IB ning selle versiooniga AS-201 (AS kui lühend Apollo Saturnist) toimus ka esimene Apollo start 26. veebruaril 1966 ning see jõudis 492 km kõrgusele. Saturn IB teise astme mootor J-2 oli kasutuses ka hilisemas lõppversioonis Saturn V teises astmes, ent siis juba viiekordses koguses.
Apollo 1 esimene mehitatud start AS-204 pidi toimuma 21. veebruaril 1967 ning viima astronaudid Maa-lähedasele orbiidile, kuid stardieelsel katsetusel puhkes kosmoselaevas tulekahju ja kõik kolm meeskonnaliiget – Virgil Grissom, Ed White ja piloot Roger Chaffee hukkusid ränkade põletuste tagajärjel. Orbiidil oleks õhurõhk olnud umbes kolmandik normaalrõhust ja seepärast kavandati astronautide viibimine kapslis puhta hapniku keskkonnas. Moodust oli edukalt katsetatud nii Mercury kui ka Gemini moodulitega. Seekord juhtus elektrisüsteem mingis kohas andma sädet ja puhta hapniku keskkonnas plahvatas tulekahju. Kui süttis veel kapsli sisemus, tõusis temperatuur mõne sekundiga üle 1300°C. Midagi poleks mehi päästnud. Pealegi avanes kapsli luuk sissepoole ning astronaudid poleks saanud seda avada, sest kapslis oli õhurõhk kõrgem kui väljas. NASA tõmbas pidurit ja andis korralduse skafandrite muutmiseks tulekindlaks. Jätkamiseni jõuti 20 kuu möödudes.

Lõplikus versioonis oli Saturn V (koodnimega AS-500) läbimõõduga 10,1 m ning 110,6 m kõrge (sellest esimene aste viie F-1 mootoriga oli 42 m, teine aste viie J-2 mootoriga 25 m, kolmas aste ühe J-2 mootoriga 18,6 m ning kosmoselaev 25 m). Kaalus see hiiglane stardiplatvormil koos kütusega 2700 tonni. Startides neelas ta sekundis mootori kohta 3 tonni kütust ehk siis esimene aste kokku 15 tonni sekundis, arendades seejuures jõudu 160 miljonit hobujõudu. Sellise kuluga töötas esimene aste 2,5 minutit ning viis raketi 56 km kõrgusele, siis esimene aste eraldus ja tööd jätkas teine aste. Esimene uue Saturn V raketi katselend toimus 9. novembril 1967 Apollo 4 katsemooduliga.

Apollo 6 lennul juhtus aga taas äpardus – liigne vibratsioon põhjustas mootorite seiskumise, alul üks J-2, siis ka teine. Põhjuseks olid vead keevisõmblustes – neete kasutada ei saanud (liigne kaal). Pärast parendusi oldi valmis esimeseks mehitatud katselennuks – detsembris 1968 startis Apollo 8 koos kolmeliikmelise meeskonnaga. Meeskond viidi 346 km kõrgusele Maa orbiidile.

 

Skafandrid
Kuule maandunud – kuundumise asemel lubatakse öelda ka maandumine – ja seal väljunud astronaudid on seatud väga karmidesse tingimustesse: peaaegu vaakum, temperatuur varjus –184 kraadi, päikesekiirguses kuni +148 kraadi. Skafander peab kindlustama vajadusel jahutuse või soojenduse, peab tagama hapniku ja eemaldama jääkproduktid (süsihappegaas, veeaur). Lisaks peab see olema piisavalt paindlik (mida polnud eeskujuks võetud tuukrite või kõrglendurite kostüümid), võimaldama vaba liikumist ja tegutsemist keeruka aparatuuriga Kuu pinnal.
Skafandrite loomise hanke võitis üllatuslikult International Latex Corp., hilisem Playtex ja lepingus kui ILC Dover, – firma, mis oli tuntud kui naiste aluspesu tootja. „Tugevdamaks“ nende tehnoloogilist külge, liidestati temaga ka Hamilton Standard, kelle peatööks jäi elutagamissüsteemide loomine. Kasutati tuhandeid materjale erinevatelt firmadelt ja uurimisinstituutidelt. Näiteks kinnaste juures leidis kasutust erisulamist metallkiudniitidest materjal, mille ruutmeeter maksis 2000 dollarit. NASA poolt juhtis kogu skafandriasjandust teemakohase perenimega mees Joe Kosmo. 1964. aastal valmisid esimesed skafandrid, kuid nende liidesed kippusid järskude liigutuste tagajärjel katkema. Korraliku lahenduseni ei jõutudki ja NASA katkestas olemasolevad lepingud.
1965. aasta uuel hankel osutusid taas võitjaks kaks eelmist osalist, kuid nüüd tegutsesid nad eraldi, konkurentidena üksteist täiendades, kuni jõuti korraliku lahenduseni. Krahh saabus Apollo 1 tulekahjuga, misjärel NASA nõudis, et skafander peab ka sellises ekstreemolukorras tagama astronautide ohutuse. Lahenduse leidmiseks oli aega väga vähe, kuid see leiti – skafandri väline kiht valmistati klaaskiududest tefloniga lamineeritud materjalist, mis pidas vastu ka 650kraadisele välistemperatuurile.
Skafandrite loomisel kerkis esile ka humoorikaid seiku. Kuna tollases moodulis polnud astronautidel mingeid tualettruume nagu tänapäevastes kosmosejaamades, siis lahendati see probleem spetsiaalsete kotikestega, millel oli kondoomisarnane liides. Neid tehti vastavalt liikme suurusele mõõtudes Small, Medium ja Large ning loomulikult valisid kõik suuruse Large. Kuid elu oma vormides on ju erinev… Lahendus leiti lihtsalt – uued astmed said nimeks Large, Huge ja Gigantic ning kõik leidsid endale rahuldava vaste. Lõpuks leidis lahenduse ka skafander tervikuna, mis oli igati mugav nii liikumisvõimaluste, paindlikkuse, temperatuuri ja elutagamisvarustuse poolest.

 

Kuumoodul               
Algselt kuumooduli vastu sõdinud von Braun sai varsti aru, et tema lahendusega Kuule ei sõideta ning 1962. aastal algas lahenduste otsimine juht- ja maandumismooduli loomiseks. Juba eelkuulduste ajel oli alustanud oma lahenduste leidmist New Yorgis Long Islandil asuv firma Grumman, kel oli esitleda hanke väljakuulutamise ajaks peaaegu valmis prototüüp.
Nii sõlmitigi 1962. aastal just nendega leping kuumooduli loomiseks. Grumman kaasas partnerina tegevusse suure lennundushiiu Boeing. Selleks ajaks oli ka selge, et lõplikuks lahenduseks saab kahest moodulist koosnev Kuu Orbiter.

Siiani polnud aga selge, milline on Kuu pind, kuhu maandumismoodul peab laskuma. Seega katsetati kõike, alates kivisest pinnasest kuni meetrite paksuse kihiga tolmukastini. Viimane oli eriti keerukas ülesanne, mis viis suuremal jaol juhtudest mooduli külilipaiskumiseni ehk siis tegi tagasipöördumise Maale võimatuks. Samuti oli väga oluline kaalu jaotamine Kuule jääva osa ning tagasi orbiidile pöörduva stardimooduli vahel – iga poole kilogrammi kaalu kohta, mida oli tarvis tagasi üles saada, oli vaja vähemalt 2 kg kütust. Kevadeks 1965 esitas Grumman esimesed mooduli prototüübid.
Siis selgus taas ootamatu takistus – mooduli ümmargune väljumisluuk ei sobinud skafandrite kandiliste elutagamismoodulitega ja astronaut ei mahtunudki nagu karupoeg Puhh Jänese juurest august välja. Pärast nende avade kandiliseks muutmist laabus kõik. Ka muudeti startiva mootori kütust – selleks sai segunedes isesüttiv oksüdeerijast ja põletusainest moodustuv segu, millega hoiti taas kokku kilosid süütemehhanismide ja toiteakude arvelt. Need komponendid olid aga erakordselt toksilised ja moodulite katsetamisel juhtus mitmeid lekkeid, mil õhku paiskunud oranži pilve tõttu pidi evakueeritama kogu lähedal oleva Huntsville’i linnakese elanikkond.
Kuna mooduli katsetused venisid, siis startis Apollo 4 katselend veel ilma kuumoodulita. Alles Apollo 5 viis 22. jaanuaril 1968 kosmosesse esimese komplekse mooduli, seekord küll veel mehitamata. Veidi hiljem startis taas mehitamata, kuid kuumoodulitega varustatud lend Apollo 6 (AS-502), mis pidi testima Kuu orbiidile minekut. Sellel lennul tabas raketti stardil raske vibratsioon, mis peatas hiljem kahe teise astme mootori töö ning kahjustas oluliselt kolmandat astet. Kuna aga vea põhjus ning lahendus tekkinud probleemidele leiti ja rakett sai ikkagi omadega hakkama, raporteeris NASA valmisolekut mehitatud lendude alustamiseks.

 

Meeskonnaga lennud
11. oktoobril 1968 startis Apollo 7, pardal astronaudid Schirra, Eisele ja Cunningham ning sooritas 11-päevase lennu Maa orbiidil, testides CSM-moodulit. Detsembrisse 1968 planeeritud Apollo 8 missiooni eesmärke aga muudeti. Kuna septembris saatis N. Liit Kuu orbiidile oma Zond 5 elusolenditega pardal, siis kartis USA, et nad saadavad sinna peatselt ka inimese. Nii loobuti algsest Maa ümber tiirutamisest ning kosmoselaev saadeti hoopis Kuud orbiteerima. Kaks Gemini programmi veterani Frank Borman ja Jim Lovell ning uustulnuk William Anders tegid 20 tunni jooksul kümme tiiru ümber Kuu, saatsid hulga teleülekandeid meie kaaslasest Maale ning saabusid õnnelikult Maale tagasi.
Apollo 9 missiooni käigus lennati Maa orbiidil, eraldati kuumoodul ning dokiti seejärel see taas peamooduli külge. Lennu käigus väljus astronaut Schweickart kuuskafandris avakosmosesse. Viimase katsemissiooni käigus, mais 1969 toimunud Apollo 10 lennul viisid Gemini veteranid Thomas P. Stafford, John Young ja Eugene Cernan laeva Kuu orbiidile ning Stafford ja Cernan liginesid maandumismooduliga vaid 15 km kaugusele Kuu pinnast. Kõik pöördusid edukalt Maale tagasi. Ning siis saabus juuli 1969 – ja inimene astus Kuule. Aga sellest juba järgmises loos.

Artikli märksõnad: 

Sarnased artiklid