Út a Holdig, avagy ama "kis lépés" előkészítése 2. – A Gemini-program

A hidegháborús űrversenyben az amerikaiakra sokként hatottak a Vosztok űrhajók útjai. Gagarin megelőzte őket, Vlagyimir Bikovszkij, és Valentyina Tyereskova pedig a maguk öt, illetve három napos “űrutazásával” alaposan rávertek az amerikaiakra, hiszen Gordon Cooper hajójának a Faith-7-nek “csak” másfél napra futotta a Föld körül.

A Mercury-program folytatásaként John F. Kennedy 1961. május 25-én elindította az Apollo-programot, ám a terv ahhoz képest, hogy az amerikai űrrepülés igencsak hiányos tapasztalatokkal rendelkezett, igen nagyratörőnek bizonyult. Éppen ezért az Apollo-val párhuzamosan elindították a Gemini-programot, melyben az űrműveletek biztonságos végrehajtásának lehetőségeit kutatták, és többek között az űrhajósok felkészítését, és kiképzését is magában foglalta, különös tekintettel a majdani holdraszállásra. A Gemini-programnak – melynek a Föld és Hold közötti út kikövezése volt a feladata-, minden olyan műveletnek a kivitelezhetőségét bizonyítani kellett, amely az Apollo-program sikeres teljesítéséhez szükséges volt. Igen ám, de egy ilyen horderejű vállalkozáshoz rengeteg pénzre volt szükség.
Az évtizedek távlatából is abszolút érthető módon a hidegháborús fenyegetés biztosította a zöld utat a két program párhuzamos futtatásához. A szovjethatalom űrprogramjának katonai szempontból sem elhanyagolható előnyétől joggal rettegő amerikai szenátorok bizony készségesen váltak meg jó pár millió dollártól.

A Gemini-program Space Task Group által meghatározott céljai:

– Kéttagú legénységet feljuttatva az űrbe hosszú időtartamú repüléseket megvalósítani, megfigyelve az emberi szervezet hosszútávú űrbeli hatásokra mutatott reakcióit és az űrhajórendszerek működőképességét;
– Egy másik űreszközzel űrrandevút és összekapcsolódást megvalósítani, majd az összekapcsolt űrhajókkal manővereket végezni;
– Tökéletesíteni a visszatérési technikákat és elérni, hogy az űrhajó az előre kijelölt leszállási ponton érkezzen le;
– Tapasztalatokat szerezni a súlytalanság hatásairól, és a hosszú időtartamú repülések fiziológiai hatásairól;
– Űrsétát végrehajtani.

Ezek végrehajtásához többek között egy többszemélyes, manőverezhető, űrséták megtételére alkalmas űrhajó létrehozása volt. A szakemberek szerint ugyanis a holdrepüléshez nem volt elég egy ember (ezért kellett a többszemélyes kialakítás), a holdűrhajó nyilvánvalóan több modulból épült fel, ezért dokkolásokra volt kilátás (ami elengedhetetlenné tette a hajó önálló manőverezését) és persze az út végén az űrhajósoknak ki kellett szállni a holdfelszínre (amihez mind az űrhajósnak, mind az űrhajónak képesnek kellett lennie egy űrsétára). Mindezeket a képességeket bizonyítani kellett, mert nélkülük hiába volt az Apollo-program bármelyik célkitűzése is.
Nyilvánvalóvá vált, hogy a Mercurynál strapabíróbb, és nagyobb teljesítményű űrhajóra volt szükség. A hordozórakéta megtervezéséhez, és kivitelezéséhez a NASA a McDonnell Aircraft Corporation repülőgépgyárat vonta be.
A cég 1939-ben indult útjára, és többek között olyan vívmányokat mondhat magáénak, mint az első, kifejezetten repülőgép hordozóra tervezett vadászgépet, az FH-1 Phantomot, annak egyik legsikeresebb fejlesztését az FH-4 Phantom II kétüléses szuperszonikus vadászgépet, és az első amerikai űrhajót, a Mercury-t.
(A cég vadász-, és űrrepülőgép-tervezésben mutatott tapasztalatai és sikerei ellenére azonban az Apollo programhoz végül – gyaníthatóan a háttérben meghúzódó ellenlobbi miatt-, egyik másik cég, az 1928-ban alapított  North American, a P-51 Mustang vadász, B-25 Mitchell bombázó,  és a B1-Lancer szuperszonikus nehézbombázó gyártója kapta a megbízást.)

A Gemini-programon belül a McDonnell Aircraft jóvoltából két személyzet nélküli tesztpéldányt és tíz, emberekkel a fedélzetén repülő példányt bocsátottak fel Cape Canaveralről a Titan II hordozórakétával.  Természetesen a Titan is a kiöregedett katonai rakéták családjából származott. A Mercury-programban résztvevő Redstone, és az Atlas rakéták teljesítménye csak az alacsony Föld körüli pálya elérését tette lehetővé, a Holdhoz vezető útra nagyságrendekkel erősebb “igáslovakra” volt szükség. A Titan II. azonban eleinte nem bizonyult jó választásnak, startjai vagy robbanással végződtek, vagy a szerkezeti integritás sérült meg komolyan. Hiába kezdett alakot ölteni a tervezőasztalon a Mercury Mark II, a Mercury-program tapasztalatai szegényesnek bizonyultak egy ilyen léptékű fejlesztéshez; a NASA pedig egy igen alattomos mókuskerékben kezdett el szaladgálni.

A fejlesztések egyre több túlórát vettek igénybe, ami viszont költségtúllépéshez vezetett, és félő volt, hogy a projektre keresztet vethet az Egyesült Államok. Még az első Gemini-start előtt felmerült a program elvetésének ötlete, majd a szenátorok húzódozva ugyan, de megszavazták a költségtúllépést. Hogy a félelem, vagy az arrogancia hajtotta-e őket, az máig kérdés, de tény, hogy a szovjetek többszemélyes űrhajója, a Voszhod-1 már elstartolt Bajkonurból; az amerikaiak már ebben is a kommunisták mögött kullogtak. 1962 végén a sorozatos kudarcok és a hatalmas költségvetés miatt az egész programot újratervezték.

A Gemini kabin tervezésekor a mérnökök megpróbálták a lehető legtöbb rendszert kivinni a kabinból, ennek egyik eredménye a különálló műszaki egysége. Energiaellátó-rendszere is újdonságnak számított; megjelent az üzemanyagcella, a hidrogén és oxigén reakciójával működő áramtermelő egység, ami a mai napig fontos szerepet játszik az űrhajók áramellátásában. A legnagyobb újdonságot azonban az űrhajó palástjába épített kis kormányfúvókák jelentették, mellyel az űrhajó térbeli helyzete, sőt pályája az űrhajósok által volt megváltoztatható.

Az első -személyzet nélküli-, startra végül 1964. április nyolcadikán került sor. Az űrhajó hatvannégy Föld körül megtett keringés után tért vissza, majd a légkörbe lépés után elégett. Az első repülés során tesztelték a Titan II-es hordozórakétát, és az űrrepülő terhelhetőségét.
Az űrhajósok helyére mérőeszközöket szereltek be.
A második tesztrepülésre 1965, januárjában került sor. A Gemini-2. szuborbitális pályán 18 percet repült. Az Atlanti-óceánra szállt le. Tesztelték a hővédelmet, a fedélzeti rendszereket és a Gemini űrhajó szilárdságát.

A Mercury programba beválogatott első generációs pilóták után újabb “eresztés” toborzásába fogott a NASA. Az eredeti Hetek megfogyatkoztak; Grissom ugyan még aktív volt, ám Glennt beszippantotta a politika, Shepard, és Slayton betegségeik miatt nem jöhettek számításba, szükség volt tehát némi vérfrissítésre.
Az első, emberes Gemini-3 űrhajó 1965. március 23-án, negyvennyolc évvel ezelőtt indult Cape Canaveralről Virgil Grissom parancsnokkal, és az újgenerációs “zöldfülű” John Young pilótával a fedélzetén. A tartalékszemélyzet Walter Schirra parancsnok, és Thomas Stafford pilóta volt.
A repülés során tesztelték az űrhajó rendszereit, illetve először végzett emberszállító űrhajó pályamódosítást.

Az orbitális pályán két meghibásodást – egy zéró gravitációs berendezésen és  egy kamerán-, regisztráltak. Nagyobb problémát okozott azonban, hogy visszatéréskor nyolcvannégy kilométerre landolt a kijelölt koordinátáktól, így a két űrhajós a zárt kabinban fél órát sodródott a nyílt vízen, mire megtalálták őket.
A repülés történetéhez egy Young által elkövetett ún. szendvics-csíny is hozzátartozik. Az űrhajósok számára kifejlesztett tubusos, és zacskós élelmiszerek borzalmas íze miatt Young pilóta a határozott tiltás ellenére felcsempészett néhány szendvicset az űrhajóra, amit aztán el is kezdtek enni… az eredmény sok száz apró, ide-oda lebegő morzsa lett, melyek méretük ellenére komoly katasztrófát is okozhattak volna, ha miattuk meghibásodik például a létfenntartó rendszer. A szituációt átgondolva végül az űrhajósok nem majszolgattak tovább.

A Gemini-4 indítása kiemelkedő jelentőséggel bír az amerikai űrrepülésben. 1965. június hetedikén tizenkét európai ország tévénézői követhették végig, illetve ekkor vették először igénybe a houstoni repülésirányítási központot.
A személyzet, James McDivitt parancsnok, és Edward White pilóta; a tartalék Frank Borman parancsnok, és James Lowell pilóta voltak. Még ezen a napon White pilóta sikeresen teljesítette az első amerikai űrsétát. Ezután tizenegy különböző kísérletet végeztek el, köztük sugárzásszintmérést, űrhajó-navigálást szextánssal, fényképezési kísérletet az időjárás, és földrajzi adatok megfigyelésére, orvosi kísérleteket az űrutazásnak az emberi szervezetre gyakorolt hatásáról, műszaki méréseket végeztek spektrométerrel, magnetométerrel, fényképezték a Földet, illetve vizsgálták az űrhajó belsejének elektrosztatikus töltését is.

A Gemini-5 1965. augusztus 21-én indult a program harmadik, emberes küldetése volt. Gordon Cooper és Charles Conrad repülési időtartamrekordot állított fel.
A tartalék személyzet Neil Armstrong parancsnok, és Elliott See pilóta voltak.

Gemini-6A és Gemini-7
A Gemini-7 startolt először, 1965. december negyedikén fedélzetén Frank Borman parancsnokkal, és James Lowell pilótával. A tartalékszemélyzet Edward White parancsnok, és Michael Collins pilóta voltak. A december 15-én induló Gemini-6A feladata a Gemini-7-ttel való űrrandevú volt, melyet Walter Schirra parancsnok, és Thomas Stafford pilóta sikeresen végre is hajtottak. A Gemini-6A tartalékszemélyzete Virgil Grissom parancsnok, és John Young pilóta voltak.

A Gemini-8 1966.  március 17-én startolt Neil Armstong parancsnokkal és David Scott pilótával. Az űrhajónak a tervek szerint a NASA Agena típusú rakétafokozatával kellett volna összekapcsolódnia. A dokkolás közben műszaki meghibásodás történt; a sikeres összekapcsolódás után a Gemini-8 hirtelen pörögni kezdett; körülbelül 3,5-4 g túlterhelést szenvedtek el az űrhajósok a centrifugális erő hatására. A vészhelyzet többszöri elemzése után Armstrong végül átadta az Agena irányítását Houstonnak, levált a rakétafokozatról, és a visszatérés irányító rendszerre kapcsolt, ami abban a szituációban emberfeletti teljesítménynek bizonyult. Ráadásul, a vészhelyzet alatti manőverezés közben elvesztették a visszatéréshez szükséges hajtóanyag hetven százalékát, kérdésessé vált, hogy egyáltalán le tudnak-e majd szállni. Végül az Atlanti-óceán helyett a Csendes-óceánba csobbantak bele Okinawától 800 kilométerre.
Gemini-8 repülése lett a NASA első vészhelyzete is egyben, Armstrong első űrrepülése során bizonyította, hogy rátermett parancsnok, és kiváló űrhajós is egyben. Akkor még nem sejtette senki, hogy ez volt az első lépés egy ember legendává válásának útján.

A Gemini–9 eredeti személyzetének tagjai Elliott See parancsnok és Charles Bassett pilóta voltak, de ők 1966. február 28-án St. Louis mellett életüket vesztették egy repülőgépbalesetben. Thomas Stafford parancsnok és Eugene Cernan volt az első repülő tartalékszemélyzet, James Lowell parancsnok, és Edwin Aldrin pilóta a második.

Edwin “Buzz” Aldrin

A Gemini-9 startját hátráltató tényezők egymás után pattantak elő, mint kisördög a dobozból. A tragédia után a rossz időjárás, műszaki meghibásodás, és a katonai érdeklobbi sem kedvezett az űrprogramnak.
A Gemini-9A 1966. június 3-án indult el. Ezúttal is űrrandevút kellett volna végrehajtani, egy előre felbocsájtott, az Agena-t helyettesítő szerkezettel, az ATDA-val, mely valójában az Agena elülső dokkolóeszköze volt, ám a kísérlet ezúttal sem sikerült, ugyanis az ATDA orrkúpjának szorítópántja nem robbant le a helyéről lehetetlenné téve ezzel a dokkolást.
Az űrhajó az orbitális pályán ezúttal is erőteljes forgásba kezdett, amit végül Stafford parancsnok a földi irányítás segítségével stabilizált, ezután Cernan pilóta két órát és két percet töltött a kabinon kívül, űrsétán. A katonaság “űrszékét” kellett volna tesztelnie, ami a Gemini alján, kívül volt elhelyezve, onnan kellett volna leoldani, és az összeszerelését is az űrben kellett volna elvégezni. A kirándulás kis híján tragédiába torkollott.

Cernan ugyanis nem kapott megfelelő kiképzést, ráadásul az űrhajót nem úgy tervezték, hogy alkalmas legyen űrsétán történő munkavégzésre. Sima felületén se egy kapaszkodó, se egy kiszögelés, ami segíthetett volna a pilótának a mozgásban. Az igen kimerítő, és veszélyesnek bizonyuló űrsétán Cernan megtapasztalhatta, hogy teljes súlytalanságban, minden támpont nélkül közlekedni nem csak, hogy nehéz, de szinte kivitelezhetetlen. Minden egyes apró mozdulat jóformán megpörgette a saját testtömegközéppontja körül, az életét biztosító köldökzsinór, amely az űrrepülőhöz rögzítette, folyamatosan rátekeredett, akadályozta a haladásban, mozgásban, ráadásul kiderült, hogy a szkafander hűtőrendszer sem birkózik meg azzal a feladattal, amire tervezték. Cernan majdnem “bedunsztolódott” a saját szkafanderébe. A rakétaszéket ugyan sikerült összeállítania, ám a művelet befejezésekor már 180-as pulzust jelzett az életfunkció-érzékelő rendszer. A tízmillió dolláros fejlesztést magának tudható széket végül az életveszélyre való tekintettel kipróbálatlanul hagyták.
Bár az előző Gemini-repülésekhez képest a leszállás sikeres volt – csupán 700 méterre a kijelölt pont mellett landoltak-, a Gemini-9 kudarcként rögzült.

Az első sikeres Agena-Gemini csatlakozást 1966. július 18-án hajtotta végre John Young parancsnok, és Michael Collins pilóta, a Gemini-10-zel. (Tartalék személyzet: Alan Bean parancsnok, és Clifton Williams pilóta)
Az űrhajó összekapcsolódott az Agena-10 célrakétával. 38 óra összekapcsolt keringés után 1,5 méterre megközelítették az Agena-8 célrakétát. Collins két űrsétát is tett a küldetés alatt. A második űrséta alatt megközelítette a célrakétát és leszerelte annak mikrometeorit-detektorát.

Mivel az idő igen csak szorított, a Gemini-11 műveleti terve igen ambiciózus volt; az Agenával való csatlakozás végrehajtása nem kevés erőfeszítést, és koncentrációt igényelt, de Charles Conrad parancsnok, és Richard F. Gordon pilóta feladata volt igazolni, hogy ennek ellenére a dokkolás már az első Föld körüli keringés során kivitelezhető. Erre a tesztre azért volt szükség, mert a majdani holdutazásokon a holdfelszínről visszatérő holdkomp utasai vélhetően nem lesznek bővében az időnek, és mind a majdani legénységnek, mind a földi irányításnak tudnia kellett, hogy milyen gyorsan sikerülhet a dokkolás. Az egész Gemini-program legszorosabb startmenetrendjét dolgozták ki, az indítási időablak mindössze két másodperc volt.
Az űrséta ezúttal a mesterséges gravitációs kísérlet része volt, illetve az űrhajósoknak infravörös fotósorozatot is készíteniük kellett a Földről.
A küldetés sikeres volt, az űrhajó összekapcsolódott az Agena-rakétával, és 1374 km magasságig jutott vele, Gordon pilóta pedig két űrsétát tett.

1966 novemberében a program a végéhez ért, a Gemini-12 elstartolt Cape Canaveralről fedélzetén James Lowell parancsnokkal, és Edwin Aldrin pilótával.
Gemini repülés központi témája a sikeres űrséta végrehajtása volt. Persze a legfontosabb művelet mellé még számos további próbát is terveztek: orvosi kísérleteket, kötelékrepülést egy kötéllel a Geminihez kötött Agenával, magassági rekord felállítását, mikrometeorit gyűjtést, fényképezést, stb.
A sikeres űrséta kivitelezéséhez egy új gyakorlati “eszközt” dolgoztak ki; mivel a Földön a súlytalanság előidézéséhez addig használt próbák elégtelennek bizonyultak, a NASA a víz alatti gyakorlatozást vetette teszt alá. Az űrhivatal épített egy hatalmas víztartályt, amelybe a Gemini és Agena életnagyságú modelljét süllyesztették és az űrhajós ebben a közegben gyakorolhatta a súlytalanságban végzett műveletsort. A korábbi – főként Cernan útja során szerzett-, tapasztalatok után az űrhajóra egy sor kapaszkodót is terveztek a mérnökök, illetve lábtartókat is, hogy a bonyolultabb műveletek elvégzése közben a lehetőségekhez képest stabilan tudjon dolgozni az űrhajós.

Aldrin – aki egyébként már akkor az űrrandevú szakértőjének számított, amikor az arra alkalmas űrhajó még a NASA szerelőcsarnokában épült-, eme útja során többször is tanújelét adta rátermettségének. Egyetlen szextáns és egy kézitáblázat segítségével navigálta a Gemini-12-t az Agenához; a sikeres dokkolás után szétvált a két űreszköz, majd újradokkolást kíséreltek meg Lowell parancsnok irányítása alatt, ezúttal ún. földárnyékban… sikertelenül. A három dokkolóretesz közül egy nem zárt rendesen, épp ezért a szétválás sem sikerült zökkenőmentesen, de végül a Gemini újból sikeresen elvált az Agenától. A harmadik dokkolást, újból Aldrin irányításával megint siker koronázta.
A második napon egy csillagászati jelenség megfigyelésével, és rögzítésével töltötték, Napfogyatkozás volt készülőben, és az űrrepülő pont keresztezte a totalitás síkját. A harmadik napon a legnehezebb feladat a köldökzsinóros űrséta várt Aldrinra. Összesen két óra hat percet töltött az űrhajón kívül, ezalatt a kapaszkodóknak és lábtartóknak köszönhetően – lassan, óvatosan mozogva – minden akadály nélkül, könnyedén végezte el a számára kijelölt műveleteket. A legutolsó napon leváltak az Agenáról, és egy kifeszített kábel segítségével kötelékrepülésbe kezdtek vele; bár a Gemini-12-vel nem akartak forgást végrehajtani – és mesterséges gravitációt kelteni – ám mégis forgásba jöttek.
Ötvenkilenc kört megtéve, 3 nap 22 óra 34 perc és 31 másodperces repülés után az Atlanti-óceánra ereszkedett a Gemini-12, mindössze 4,8 kilométerrel eltérve a kijelölt leszállási ponttól. Mikor a Wasp repülőgéphordozó a fedélzetére vette Lovellt és Aldrint, a NASA már biztos lehetett a dolgában: a Hold elérhető.
Úgy tűnt, hogy immár semmi sem akadályozza az Apollo-program végrehajtását.

Kovács Rhewa Andrea

A poszt az Űrvilág, és a Wikipédia idevonatkozó  cikkeinek felhasználásával készült.

Az első rész olvasható itt:

http://sf.blog.hu/2013/03/23/ut_a_holdig_avagy_ama_kis_lepes_elokeszuletei_1_a_mercury-program