W tym miesiącu mija 40 lat od kolejnej załogowej wyprawy na Księżyc – misji Apollo-14. W ciągu najbliższych kilku dni przybliżymy historię wydarzeń, które miały miejsce w styczniu i lutym 1971 roku. Część piąta poświęcona jest ostatniemu dniu eksploracji rejonu Fra Mauro.
Dzień drugi – wyprawa do krateru Stożkowego
Jest 6 lutego 1971r. Shepard i Mitchell kończą właśnie okres odpoczynku. Drugi dzień badań rejonu Fra Mauro będzie ciekawszy zarówno dla nich, jak i dla geologów pragnących uzyskać interesujące próbki skalne. Poprzednie misje lądowały na dosyć płaskich i rozległych obszarach mórz księżycowych, rejonach zdominowanych przez stosunkowo młode skały. Te pochodzące ze starszego okresu geologicznego Księżyca znajdują się pod warstwą materiału utworzonego przez księżycowe morza. W przypadku rejonu Fra Mauro, gdzie dotarła misja Apollo-14, sytuacja przedstawia się zupełnie inaczej. Po pierwsze obszar ten powinien zawierać materiał skalny powstały podczas formowania się olbrzymiego krateru, który potem został wypełniony bazaltem, tworząc Morze Deszczów (Mare Imbrium). Po drugie istnienie w tym rejonie stosunkowo młodego krateru, zwanego Kraterem Stożkowym (Cone crater), ma istotne znaczenie. Uderzenie meteorytu w tym miejscu zadziałało jak naturalny odwiert, odsłaniając i wyrzucając stare materiały skalne. Być może eksploracja tego rejonu pomoże zrozumieć pochodzenie Księżyca.
Plan drugiego dnia badań okolic Fra Mauro wygląda następująco: Shepard i Mitchell udadzą się do oddalonego o nieco ponad kilometr trzystu metrowego Krateru Stożkowego. Podczas wędrówki planowane są miejsca postoju, które nazywano “stacjami”. W tych miejscach załoga zbierze próbki skalne, wykona dokumentację fotograficzną oraz przeprowadzi inne eksperymenty naukowe. Nieocenioną pomocą będzie wykorzystanie wózka transportowego MET, który posłuży do transportu wyposażenia badawczego i zebranych próbek geologicznych.
Zdjęcie rejonu lądowania Apollo-14 wykonane przez sondę Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Widoczny jest moduł lądujący lądownika “Antares”, stacja naukowa ALSEP, ślady na powierzchni pozostawione przez Sheparda i Mitchella oraz wyraźnie widoczny krater Stożkowy (NASA).
Dzień drugi – wyprawa do krateru Stożkowego
Drugi spacer EVA-2 rozpoczął się nad ranem czasu GMT w 131h13m misji. Pierwszy z lądownika wyszedł Sheprard, kilka minut później dołączył do niego Mitchell. Ponieważ minęło już mniej więcej 16 godzin od rozpoczęciu pierwszego spaceru, cienie rzucane są pod innym kątem. Słońce znajdowało się teraz około osiem stopni wyżej niż podczas EVA-1. Jednym z pierwszych zadań był transfer niezbędnego wyposażenia na wózek transportowy MET.
Zdjęcie wykonane po zakończeniu EVA-1. Widoczny jest wózek transportowy MET przykryty osłoną chroniącą przed Słońcem (NASA/scan: Kipp Teague).
Jednym z elementów, które astronauci wzięli na pokład MET, był przenośny magnetometr Lunar Portable Magnetometer (LPM). Za jego pomocą zamierzano dokonać pomiaru pola magnetycznego w różnych miejscach podczas wędrówki do Krateru Stożkowego. Ponieważ realizowane pomiary pola magnetycznego Księżyca zawierały w sobie zarówno czynniki zewnętrzne (Ziemia i Słońce), jak i lokalne (Księżyc), należało te przyczynki w jakiś sposób oddzielić. W poprzednich misjach magnetometr był częścią wyposażenia stacji naukowej ALSEP. Jego zadaniem był pomiar pola magnetycznego przez wiele miesięcy. Ponieważ czynniki zewnętrzne zmieniają się z czasem (np. Księżyc porusza się względem ziemskiej magnetosfery), to ich wpływ był możliwy do oszacowania. To z kolei umożliwiało korektę danych, pochodzących z przenośnego magnetometru, którym dysponowała załoga Apollo-14.
Przenośny magnetometr Lunar Portable Magnetometer (LPM) używany podczas misji Apollo-14 (NASA).
Początek wędrówki – stacja A
Mniej więcej pół godziny od rozpoczęcia EVA-2 astronauci zaczęli wędrówkę w stronę pierwszego postoju – “Stacji A”. Przebycie około 150 m zajęło im kilka minut. Shepard i Mitchell zebrali próbki księżycowe, wykonali dokumentację fotograficzną oraz przeprowadzili pomiary przy pomocy przenośnego magnetometru.
Zdjęcie z naniesioną grafiką pokazujące czynności wykonane przez załogę podczas pobytu przy “stacji A” (NASA).
Poniżej panorama wykonana przy “stacji A”:
http://history.nasa.gov/alsj/a14/a14pan1321644.jpg
Podobnie jak to miało miejsce podczas EVA-1, podczas drugiego spaceru kontrola naziemna miała możliwość obserwacji astronautów poprzez kamerę telewizyjną. Została ona umieszczona w pobliżu lądownika księżycowego i ustawiona w kierunku Krateru Stożkowego, jednak ze względu na jej rozdzielczość i szybko rosnący dystans astronautów od lądownika, jej obraz stał się bezużyteczny dla nadzorowania czynności, które wykonywali Shepard i Mitcshell. Przykład jak wyglądał obraz telewizyjny można zobaczyć pod poniższym linkiem. Zawiera on złożenie zdjęć orbitalnych z sondy LRO, fragmentu obrazu telewizyjnego oraz grafiki z obszarem wokół “stacji A”:
http://history.nasa.gov/alsj/a14/A14LM-A_LROC.jpg
Zdjęcie wykonane przy “stacji A”. Widać cień Mitchell’a, wózek MET, a w oddali lądownik “Antares”. Niewielki obiekt na pierwszym planie to gnomon z elementami służącymi do późniejszej kalibracji fotografii. Zwraca też uwagę obniżenie terenu (NASA).
Podczas tego postoju Shepard przeprowadził eksperyment Thermal Degradation Sample (TDS). Składał się on z dwóch paneli, które zawierały różne materiały. Po ich wyjęciu Shepard wykonał szereg zdjęć, umieszczając na powierzchni paneli pył księżycowy. Celem doświadczenia TDS było sprawdzenie, w jakim stopniu pył będzie przylegał do różnych próbek. Jest to istotne, gdyż te materiały zostaną wykorzystane w budowie pojazdu księżycowego, który po raz pierwszy znajdzie się na wyposażeniu misji Apollo-15.
Zbocza krateru Stożkowego – stacje B
Astronauci wznowili wyprawę w stronę celu EVA-2 w 132h26m. Tempo ich wędrówki szybko zmalało do około 1,5km/h. Tak mała wartość była spowodowana przez konieczność ciągnięcia wózka MET. Shepard i Mitchell mieli też kłopoty z dokładnym określeniem swojego położenia. W konsekwencji przeszacowali dystans pokonany po powierzchni co najmniej dwukrotnie. W rzeczywistości ich kolejny postój “stacja B” znajdował się 70m na południe od pierwotnie planowanej lokalizacji “stacji A”.
Zdjęcia orbitalne z naniesionymi lokalizacjami stacjami B, B1 i B2 (NASA).
Mapy niskiej rozdzielczości, którymi dysponowała wtedy załoga, uniemożliwiały prawidłową identyfikację niektórych formacji. Przykładowo, gdy astronauci znajdowali się przy “stacji B1”, mijali niewielki krater sądząc, że jest to krater Flank, jednak ta formacja w rzeczywistości była oddalona od ich rzeczywistej pozycji o kilkadziesiąt metrów.
Ed Mitchell podczas postoju przy “stacji B1” około 700m od lądownika “Antares”. Trzyma w ręku mapę obszaru, próbując zlokalizować obecną pozycję (NASA).
Czas postoju oprócz prób lokalizacji został wykorzystany również na zebranie próbek oraz wykonanie dokumentacji fotograficznej.
Zdjęcie wykonane przy “stacji B2” w kierunku lądownika księżycowego, który znajdował się około 840m od obecnej pozycji. Fotografia pokazuje również jak oświetlenie powierzchni Księżyca i brak atmosfery utrudnia ocenę odległości (NASA).
Shepard i Mitchell czuli coraz większe zmęczenie spacerem. W drodze do “stacji B3” astronauci zrobili dwie przerwy, aby odpocząć. Zbliżając się do krateru Flank, który wcześniej pomylili z innym podobnym, w końcu byli pewni swojej pozycji. Do ostatniej ze stacji serii “B” załoga dotarła w 133h14m misji, czyli prawie godzinę od opuszczenia “stacji A”.
Mapka pokazująca położenie “stacji B3”. Widoczny jest też krater Flank (NASA).
W pobliżu krawędzi – stacje C
Kiedy Shepard i Mitchell zbliżali się do krawędzi, ich zmęczenie zaczynało wygrywać. Dodatkowo kontrola niepokoiła się malejącymi zapasami tlenu. Oprócz tego astronauci ponownie stracili orientację. Problemem okazało się zlokalizowanie krawędzi krateru: południowa krawędź, do której zmierzali, była dużo wyższa niż północna. Gdyby było odwrotnie z pewnością przed dotarciem do właściwej krawędzi dojrzeliby tę znajdującą się po przeciwnej stronie krateru. Poza tym początkowo astronauci uznali miejsce oznaczone nazwą “stacja C'” za krawędź krateru, jednak był to tylko wypłaszczony obszar znajdujący się tuż za grzbietem, który opadał w kierunku południowo-wschodnim od krawędzi krateru.
Stacje “C'” i “C1”. Ta druga znajdowała się najbliżej krawędzi krateru (NASA).
W końcu Shepard i Mitchell obrali, jak się okazało w późniejszych analizach, właściwy kierunku i w 133h40m misji dotarli w pobliże skały Saddle Rock. Miejsce nazwano “stacją C1”. Poniżej znajduje się częściowa panorama wykonana w tym miejscu:
http://history.nasa.gov/alsj/a14/a14pan1334048.jpg
Materiał telewizyjny transmitowany podczas EVA-2 komentowany m.in. przez Neila Armstronga (Apollo-11) i Franka Bormana (Apollo-8) (NASA/zellco321).
W tym czasie zarówno kontrola misji, jak i astronauci nie wiedzieli o tym, lecz od tego miejsca do krawędzi krateru brakowało zaledwie 10-20m. “Stacja C1” była najbliższym miejscem od krawędzi Krateru Stożkowego, do którego dotarła załoga. Wkrótce kontrola misji nakazała jednak rozpoczęcie drogi powrotnej do lądownika. Mimo iż Shepard i Mitchell nigdy nie dotarli do właściwej krawędzi krateru, przywiezione przez nich próbki skalne okazały się bardzo wartościowe dla naukowców i w zupełności wypełniły cele naukowe misji.
Powrót do lądownika
Droga powrotna nie była tak problematyczna jak wędrówka w stronę Krateru Stożkowego. Podczas powrotu do lądownika księżycowego Shepard i Mitchell zrobili postoje w miejscach oznaczonych jako stacje “C2”-“G1”. Gdy obaj znajdowali się w pobliżu lądownika, Mitchell udał się jeszcze w stronę “stacji H”, gdzie pobrał próbki skalne oraz wykonał zdjęcia:
http://history.nasa.gov/alsj/a14/a14pan1350130.jpg
Mapka przedstawiająca całą trasę wyprawy w kierunku Krateru Stożkowego:
http://history.nasa.gov/alsj/a14/a14_eva2trv.jpg
Nim spacer się zakończył EVA-2, Alan Shepard przeszedł do historii, zajmując się mniej ambitną czynnością niż eksploracja Księżyca -pozwalając sobie na chwilę swobody, kilkukrotnie uderzył o powierzchnię piłkami golfowymi zabranych z Ziemi. Przedstawia to poniższy materiał wideo.
Shepard podczas uderzania piłek golfowych (NASA/MoonInGoogleEarth).
Drugi i ostatni spacer po rejonie Fra Mauro zakończył się w 135h42m. Podsumowując: astronauci przebyli po powierzchni Księżyca rekordową odległość pieszo (kolejne misje używały już pojazdu księżycowego do przemieszczania się na dłuższe dystanse). Po raz pierwszy z powodzeniem używano kolorowej kamery telewizyjnej – wcześniej podczas misji Apollo-12 próba użycia analogicznego sprzętu do przesyłania obrazu z powierzchni Księżyca zakończyła się uszkodzeniem kamery przez Słońce. Apollo-14 zapisze się też w historii jako jedyna wyprawa programu Apollo korzystająca z wózka MET. Ostatecznie załoga przywiozła łącznie około 45kg próbek zebranych z różnych rejonów obszaru Fra Mauro.
Plakietka jaką Shepard i Mitchell zostawili przymocowaną do jednej z nóg stopnia lądującego lądownika “Antares” (NASA).
Start z powierzchni Księżyca
Po wejściu do lądownika księżycowego załoga rozpoczęła przygotowania do opuszczenia powierzchni Księżyca. Start nastąpił przy użyciu silnika stopnia wznoszącego. Po wejściu na orbitę przewidzianych było kilka manewrów zbliżających, mających na celu doprowadzenie do spotkania modułu księżycowego z modułem załogowym. W tym ostatnim znajdował się Stuart Roosa. Tutaj pojawiła się pewnego rodzaju nowość w stosunku do poprzednich wypraw: w misji Apollo-14 po raz pierwszy zastosowano technikę spotkania na orbicie nazwaną direct rendezvous. Ta metoda umożliwia spotkanie obu statków już na pierwszej orbicie po starcie z powierzchni Księżyca.
Porównanie dwóch technik spotkania na orbicie okołoksiężycowej. Po lewej direct rendezvous, po prawej dotychczas stosowana metoda (NASA).
Start z powierzchni Księżyca nastąpił w czasie misji T+141h45m40s. Silnik wznoszący pracował kilka minut, nadając “Antaresowi” wymaganą prędkość orbitalną, następnie przeprowadzono 3-4s odpalenie Terminal Phase Initiation (TPI) zbliżające do modułu załogowego, w dalszej części wykonano szereg korekt orbity. Finalnym manewrem było uruchomienie silników w fazie Terminal Phase Finalize (TPF), które ostatecznie zapewniło spotkanie dwóch statków na orbicie okołoksiężycowej. To ostatnie kilkusekundowe odpalenie zakończono w T+143h13m55.8s. Dwadzieścia minut później Stuart Roosa zadokował do modułu wznoszącego lądownika “Antares”, w którym znajdowali się Mitchell i Shepard. Tym samym zakończono najważniejszy etap misji Apollo-14.
Film nakręcony przez 16mm kamerę pokazującą start z powierzchni Księżyca. Materiał zawiera dźwięk tylko przez kilka sekund (NASA).
Moduł załogowy “Kitty Hawk” sfotografowany przez załogę “Antaresa” tuż przed połączeniem (NASA).
Na tym kończymy kolejny artykuł poświęcony misji Apollo-14. Już teraz serdecznie zapraszamy na kolejną część. Wcześniej opublikowane części są dostępne pod poniższymi linkami:
Apollo-14. Część czwarta: lądowanie na Księżycu i EVA-1
Apollo-14. Część trzecia: wejście na orbitę okołoksiężycową
Apollo-14. Część druga: początek misji
Apollo-14. Część pierwsza: opis i przygotowania do misji
Źródło: NASA
