Project Apollo 1967-1969 en trailer Apollo 11

Op 16 juli a.s. is het 50 jaar geleden dat de Apollo 11 richting de maan vertrok. In  aanloop naar het 50ste jubileum van de Apollo 11 maanlanding een korte terugblik op de drie hectische jaren die aan de ’11’ vooraf gingen. Een korte quote uit de onvergetelijke toespraak die de VS aanspoorde om het uiterste te geven om dit doel te bereiken mag natuurlijk niet ontbreken. Op 25 mei 1961 gaf wijlen president John F. Kennedy voor het Amerikaans Congres te Washington zijn beroemde ‘Moon Shot Speech’ waarin hij een oproep deed voor uitvoering van een ambitieus ruimtevaart programma. Hoewel niet louter maanexploratie, ook de Rover nucleaire raket en satellieten werden genoemd, ging de maan wel voorop. Ik citeer uit deze toespraak, sectie IX, ruimtevaart, doelstellingen; ‘First, I believe that this nation should commit itself to achieving the goal, before this decade is out, of landing a man on the moon, and returning him safely to the Earth. No single space project in this period will be more impressive to mankind, or more important for the long-range exploration of space; and none will be so difficult or expensive to accomplish. We propose to accelerate the development of the appropriate lunar space craft“.

Moon Shot toespraak op 25 mei 1961 door president John F. Kennedy credits; Space.com

De lancering van de Apollo 11 op de 16e juli 1969 was exact vijf en een halve maand voor JFK’s gestelde deadline en de maanreis culmineerde op 20 juli met de maanlanding van de Eagle met de astronauten Neil Armstrong (1930-2012) en Buzz Aldrin (1930-). Momenteel zitten we in mei 2019 tussen de beide jubilea data van de lanceringen van de Apollo 9 (3 maart j.l.) en Apollo 10 (18 mei a.s.) in. Een korte terugblik.

Alan B. Shepard jr. na de Mercury vlucht op de USS Lake Champlain 5 mei 1961 credits; NASA

Basis voor maanlanding
De basis voor de Amerikaanse bemande ruimtevaart werd gelegd door het Mercury ruimteprogramma (1958-1963). Dit programma diende om een astronaut in een baan om de aarde te brengen, het functioneren en het gedrag van de mens in de ruimte te bestuderen en de capsule inclusief astronaut veilig op aarde te laten terugkeren. Zes van de zeven geplande bemande vluchten werden uitgevoerd. De eerste vlucht werd door marine testpiloot Alan B. Shepard jr. (1923-1997) uitgevoerd en hij werd daarmee eerste Amerikaan in de ruimte. Het was een zogenoemde ballistische vlucht die 15 minuten duurde maar er werd wel een hoogte bereikt van meer dan 100 km waardoor het als een officiële ruimtevlucht geldt. De opvolger, het Gemini programma, diende, hoewel de Gemini’s nooit de baan rond de aarde verlieten, ter bewijs dat een missie naar de maan technisch haalbaar moest zijn voor mens en machine. Tussen 1964 en 1966 vlogen er 12 Gemini missies,  twee onbemande (Gemini 1 en 2) en tien bemande Gemini (3 tot en met 12), ruimtevluchten werden uitgevoerd. Citaat uit de biografie Forover Young, van de zeer ervaren astronaut John W. Young (1930-2018) (Gemini 3 en 10, Apollo 10 en 16) en historicus/schrijver James R. Hansen, 2012, blz. 64 luidt;

‘Before we could ever think of heading off to the Moon, there was so much to learn, so much to plan, so much to design and build, and so much to figure out how to do. The framework for doing off al it was Project Gemini. As the critical forerunner of Apollo, its mission objectives were to demonstrate rendezvous, the duration required for staying in orbit, exrtravehicualr activity , and the use of the spaceraft to do all of the things leading up to rendezvous. It cost 1.3 billion (miljard usd) but it was going to be well worth the money.’

Gemini 3 met Gus Grissom (r) en John W. Young, 3 maart 1965 credits; Space.com

De Gemini-capsule bood plaats aan twee astronauten die oefenden ter voorbereiding op het Apollo programma. In de loop van hun tien missies maakten de astronauten vijf extravehicular activities (EVA of ruimtewandelingen), tien rendezvous manoeuvres (nadering Gemini met o.a. een Agena raket) en negen koppelingsmanoeuvres, dit met behulp van zeven verschillende naderingsprocedures. De lange duur vluchten van de Gemini 5 en de Gemini 7 (resp. 7 en 13 dagen) maakten tevens duidelijk dat mensen lange blootstelling aan gewichtloosheid konden verdragen zonder nadelige medische effecten en dat het ruimteschip bescherming bood tegen kosmische straling en meteorietregens.

Apollo 1, brand en gevolgen
Voor Apollo 1 moeten we terug naar de 27ste januari 1967. NASA kampte op dat moment met grote materiaal problemen bij de commando module en het testen ervan. Het betrof simulatoren die door de vele veranderingen aan de Apollo commando module bijna niet meer met elkaar overeenkwamen, splijten van het hitteschild bij testen, een ontploffing van de straalpijp van de raket motor alsook honderden gebreken binnenin de commando module enz. Ook waren er financiële problemen, van de beoogde 5,8 miljard USD werd er in het fiscale jaar van 1967 aan NASA slechts 5,02 miljard USD toegekend, een flinke en ook eerste beknibbeling op het NASA budget sinds de oprichting van het ruimtebureau. De waarschuwingen van de astronauten waren op dat moment ook talrijk. Toekomstig astronaut van de Apollo 7 Walther Schirra (1923-2007) had na aanleiding van eenzelfde test die hij met Walt Cunningham (1932-) en Donn Eisele (1930-1987) had uitgevoerd, kort voor de 27ste januari nog voor het gesloten luik en communicatie storing gewaarschuwd o.a. aan Gus Grissom (1926-1967), de commandant van de Apollo 1 missie. Ook toenmalig medisch directeur Charles Berry had gewaarschuwd voor een combinatie van brandbare materialen en pure zuurstof in de commando module. Maar de test vond doorgang. Toenmalig platformmedewerker Stephen Clemons zegt erover in een interview met Space.com; “This was to be the last major test of the spacecraft called the “Plugs Out Test,” which would simulate the liftoff of the spacecraft during an actual launch. The umbilicals, the only connection between the spacecraft and the ground control systems would jettison or drop away from the spacecraft, cutting off all ground control signals and the spacecraft would go on it’s own internal power and control systems.”

Apollo 1 bemanning vlnr Gus Grissom, Ed White en Roger Chaffee credits; NASA

Het was een laatste repetitie voor een missie naar een omloopbaan rond de aarde met de astronauten Gus Grissom, Roger Chaffee (1935-1967 ) en Edward White (1930-1967). Het was de eerste countdown demonstratie test met een gesloten luik, een uit drie lagen bestaande constructie die diende om het ruimteschip in stand te houden. Een ingewikkelde constructie met een protectie scherm en het openmaken kostte zeker een minuut. Gene Kranz (1933-), toenmalig hoofd vluchtleiding zegt in zijn biografie Failure is not an option op blz. 205 hierover; “The NASA and North American designers had not been as worried about escape contingencies as they were about the possiblity of a hatch popping open into the vacuum of space or another inadvertent opening during a water landing.”  Officieel heette het een ongevaarlijke test omdat er geen brandstof in de draagraket zou zijn en er theoretisch weinig gevaar voor brand of explosie was.  Nadat de astronauten al vele uren hadden liggen wachten voltrok zich om 18.31 in de vroege avond de vreselijke ramp. Pas na vijf minuten konden platform medewerkers het luik binnen gaan alwaar men tot de constatering kwam dat de  drie astronauten niet meer in leven waren. Alle onderzoeken ten spijt werd de exacte oorzaak van de brand nooit gevonden. Gene Kranz zegt hierover in zijn biografie op blz. 204; “The specific cause of the Apollo 1 fire was never identified but the conditions that led to the fire were clear.”  De eerste vonk zou kunnen zijn veroorzaakt door de ontdekking dat de bedrading onder Gus Grissoms stoel kapot bleek maar onduidelijk was of de slechte isolatie de oorzaak was geweest van de kortsluiting of die alleen had omgezet in een brand. Ten gevolge van de ramp werd de stofkam door het NASA organisatie schema gehaald, het budget verhoogd, en de klachten alsook raadgevingen van de astronauten serieuzer genomen.

Project Apollo  rees op uit zijn as met nieuwe vastberadenheid om de maan te bereiken, het budget werd met een half miljard USD verhoogd waarvan tachtig procent werd besteed aan veranderingen ten gevolgde van de brand in de Apollo 1, o.a. de installering van een enkel luik dat de astronauten in tien seconden konden openen. Om brandgevaar op het platform te verminderen werd het luchtmengsel dat de astronauten inademden gewijzigd van 100 procent zuurstof in een 40/60 mengsel zuurstof/stikstof. Reeds vanaf 1961 werden de Saturnus lanceertrappen en Apollo CM module (en componenten) onbemand getest. Na de brand kwam er ook de discussie over nummering en naamgeving van de eerste drie onbemande  ‘AS’ vluchten. Dit kwam doordat AS-204 postuum Apollo 1 werd hernoemd. Deze bemande vlucht zou eigenlijk de eerste drie onbemande vluchten hebben gevolgd. Na de brand van de AS-204 hervatte men de onbemande AS vluchten om Apollo en Saturnus V en LM te testen; deze vluchten werden aangeduid als Apollo 4, 5 (de eerste met de LM) en 6. De eerste bemande Apollo-missie was dus Apollo 7. “Apollo” -nummers werden nooit toegewezen aan de allereerste drie onbemande vluchten, hoewel men  AS-201, AS-202 en AS-203 hernoemen als Apollo 1-A, Apollo 2 en Apollo 3 kort werd overwogen. Begin april 1967 riep Deke Slayton (1924-1993 en destijds hoofd astronaut bemanning) de astronauten bijeen voor de bezetting van de Apollo’s 7, 8 en 9. Apollo 7 zou bestaan uit het trio Walther Schirra, Donn Eisele, en Walt Cunningham. Dit zou niets meer dan een laatste proefvlucht worden van de nog steeds niet helemaal vertrouwde commando module in een baan laag om de aarde. Apollo 8 zou bezet worden door Jim McDivitt (1929-), Dave Scott (1932-) en Rusty Schweickart (1935-) en naar de buitenste regionen rond de aarde vliegen om zowel de CM als de LM maanlander nog eens te testen. Daarna zouden Frank Borman, Jim Lovell en Bill Anders met de Apollo 9 een identieke missie met de twee modules gaan uitvoeren maar dan op een hoogte van 7000 km om daar de hoge snelheid re-entry techniek te gaan oefenen die nodig was voor een veilige terugkeer vanaf de maan. Ook de backup teams werden vastgesteld maar zoals Charlie Duke van de Apollo 16 in Naar de Maan, van Harry Hurt, 1988, stelde; “Hoe we gekozen werden is een mysterie.” Waren het eerst overwegend testpiloten later kwamen er ook ingenieurs en wetenschappers bij daar de maanmissies uit afzonderlijke delen bestonden met ieder hun eigen specialisaties. Desalniettemin kregen de astronaut groepen voor Apollo allen dezelfde basistraining die bestond uit een heel spectrum van fysieke training als theoretische vakken; survival training in de woestijn en de jungle, geologie lessen, tochten over kunstmatige maanlandschappen in Hawaï, astronomie en meteorologie lessen werden gevolgd en rudimentaire medische kennis opgedaan. Om gewichtloosheid te ervaren werden ze in een zogeheten Nul G vliegtuig gezet. Door in steile parabolische loopings omhoog en omlaag te vliegen kon het Nul G vliegtuig steeds gedurende twintig seconden een toestand van gewichtloosheid creëren. Maar de vlieg simulator nam een bijzondere plek in in het trainingsprogramma. Astronaut Michael Collins (1930- en CM piloot op de Apollo 11) merkt hierover op in Naar de Maan; “Over het strand rennen is  heerlijk; geologie leren is aan te raken; het oerwoudleven is leuk; de centrifuge doet pijn; de grondtests van het ruimtevaartuig zijn nuttig; maar je bent pas klaar om te vliegen als de simulator zegt dat je klaar bent.”

Van onbemand naar bemand
De eerste reeks van onbemande Apollo vluchten rond de aarde waren flinke mislukkingen. Apollo 4 verloor brandstof en had ernstige problemen met de computer. Apollo 5, de inwijding testvlucht van de maanlander, kampte met twee grote problemen. Al voor de lancering barstte de ruiten van de Maanlander in stukken en toen het haastig opgeknapte schip van de grond kwam bleek de motor van de LM die 38 sec op volle kracht moest branden slechts in staat tot een vuurstoot van vier seconden met tien procent van stuwkracht. Met de Apollo 6 ging het nog slechter, door motor storingen van de draagraket werd het ruimteschip in een verkeerde omloopbaan geslingerd voor het de kans kreeg te tonen wat het kon. Toen bracht de Apollo 7 missie het Amerikaans maan exploratie programma weer op de juiste weg. Op 11 oktober 1968 werd de Apollo 7 gelanceerd met een nieuwe en verbeterde commando module en Schirra, Eisele en Cunningham cirkelden 11 dagen rond de aarde om op 22 oktober veilig te landen. Alle vlucht experimenten werden succesvol afgerond. Daar de productie van de maanlander (Northrup Grumman) flink achterliep werd het programma gewijzigd. Er volgde geen test met de LM in een aarde omloopbaan maar de Apollo 8 werd naar de maan gestuurd.  Dit was een keus tussen nog een keer herhaling van het Apollo 7 scenario wat feitelijk niets zou toevoegen of wachten maar aan uitstel van de vlucht kleefde een prijskaart van ten minste 30 miljoen dollar. Dus werd besloten tot een maanvlucht. En op 21 december 1968 vertrokken Frank Borman (1928-  en commandant), commandant, Jim Lovell (1928- CM piloot) CM piloot en Bill Anders (1933- en LM piloot), vanaf Cape Kennedy om rond de maan te vliegen en veilig terug naar aarde te keren. Voor NASA was het zeker uit PR oogpunt een groot succes. Op 6 januari 69 riep Dick Slayton de bemanning voor de Apollo 11 bijeen. De bemanning zou bestaan uit Neil A. Armstrong als commandant, Michael Collins als CM piloot en Buzz Aldrin als LM piloot. Aangenomen dat de missies van de Apollo 9 en 10 zouden slagen zou de ’11’een maanlanding doen. Zorgen alom. De maanlander had zelfs nog nooit bemand gevlogen en als hij bij de Apollo 9 problemen gaf zou de landing waarschijnlijk doorschuiven naar de Apollo 12. Apollo 10 moest de generale repetitie zijn voor de ’11’ en ook daar konden zich problemen voordoen die uitstel van de maanlanding noodzakelijk maakte.

NASA officials en astronauten Gerry Griffin, Jim McDivitt, Dave Scott, Rusty Schweickart en Gene Kranz tgv Apollo 9 50 jaar op 3 maart j.l. Air/Space museum credits; Space.com

Apollo 9 en 10
Zeer tot opluchting van de Apollo 11 bemanning bleken de volgende twee missies een onvoorwaardelijk succes. Apollo 9 werd op 3 maart 1969 gelanceerd. Het was de derde bemande Apollo missie en de eerste missie met een LM. De bemanning bestond uit commandant Jim McDivitt, CM piloot Dave Scott en LM Piloot Rusty Schweickart* en was de eerste serieuze test van de maanlander / commandomodule combinatie. Hoewel de drie in een baan rond de aarde bleven was hun reis van grote betekenis. Tijdens de tien dagen durende missie testten ze systemen en procedures die cruciaal waren voor de landing op de maan, waaronder de LM-motoren, navigatiesystemen en manoeuvres voor het aanmeren. Ook voerde de bemanning een twee-persoons ruimtewandeling (EVA) uit. De missie eindigde op 13 maart. Het bewees dat de LM een bemande ruimtevlucht waardig was en daarmee het toneel vormde voor de generale repetitie voor de maanlanding, Apollo 10, voor het uiteindelijke doel, landen op de maan.  De Apollo 10 had de bitterzoete taak als generale repetitie te fungeren voor de Apollo 11. Evenals de Apollo 8 ging men naar de maan maar niet op erop te landen. Hun was opgedragen om ook een rendez-vous/koppelings manoeuvre te maken maar nu in een baan om de maan. Op  18 mei gelanceerd, vloog de ’10’ op 22 mei 1969 met commandant Tom Stafford, CM piloot John W. Young en LM piloot Eugene Cernan tot 15 km boven het maanoppervlak. Hun vliegroute voerde hen precies over de aanvliegroute die de ’11’zou gebruiken om in de Mare Tranquilitatis te komen, een route die ze de U.S. 1 doopten. Daarna voegden Stafford en Cernan zich weer bij Young in de CM module. Alhoewel er nog zorgen genoeg waren over de maan waaronder de mascons of ‘zwaartekrachtputten’ met een zeer sterke aantrekkingskracht t.o.v. hun omgeving (de Ranger/Surveyor besturingssystemen waren hierdoor beïnvloed), micrometeorieten, kosmische straling, en of het maanoppervlak überhaupt wel stevig genoeg was voor de LM kregen de astronauten van de Apollo 11 enkele dagen na de Apollo 10 lancering formele goedkeuring voor de eerste maanlandingsmissie. NASA stelde de datum vast op 16 juli 1969. Deze datum was, naast het feit dat het op die dag exact 24 jaar na de Trinity test, de eerste atoombom test te Nevada (16 juli 1945) was het  tevens vijf en een halve maand voor de deadline die president Kennedy gesteld had. En tja Apollo 11, the rest is history… Het omniversum toont de documentaire over Apollo 11 vanaf 21 mei a.s. te Den Haag. Bronnen; Forever Young, Naar de Maan, Failure is not an Option, Apollo 13, Space.com, NASA Oral History.

*Twee Apollo piloten hebben ooit in Nederland gewoond, Dave Scott in De Bilt en werkte op vliegbasis Soesterberg tussen 1959 en 1961 en Rusty Schweickart in Den Haag begin deze eeuw.

Gerelateerde Astroblogs:

Nieuw maanreferentiesysteem ontworpen om GPS op de maan mogelijk te maken DARPA lanceert LunA-10 om ontluikende cislunaire- en maaneconomie een commerciële boost te geven