برنامج تطبيقات أبولو

أُنشئ برنامج تطبيقات أبولو (AAP) في وقت مبكر من عام 1966 من قبل مقر وكالة ناسا لتطوير مهمات رحلات فضائية مأهولة قائمة على أسس علمية باستخدام المعدات التي طُوّرت لبرنامج أبولو . وكان برنامج تطبيقات أبولو بمثابة التطوير النهائي لعدد من المشاريع الرسمية وغير الرسمية التي تلت برنامج أبولو، والتي دُرست في مختبرات ناسا المختلفة. ^{[ 1 ]} إلا أن الخطط الأولية الطموحة لبرنامج تطبيقات أبولو واجهت صعوبات مبكرة عندما رفضت إدارة جونسون دعمه بالكامل التزامًا بميزانية قدرها 100 مليار دولار. وبالتالي، خُصص في السنة المالية 1967 مبلغ 80 مليون دولار فقط لبرنامج تطبيقات أبولو، مقارنةً بتقديرات ناسا الأولية البالغة 450 مليون دولار اللازمة لتمويل برنامج تطبيقات أبولو كامل النطاق لتلك السنة، مع الحاجة إلى أكثر من مليار دولار للسنة المالية 1968. ^{[ 2 ]} وأدى برنامج تطبيقات أبولو في نهاية المطاف إلى إنشاء محطة سكاي لاب ، التي استوعبت جزءًا كبيرًا مما طُوّر في إطار برنامج تطبيقات أبولو.

أبدت إدارة ناسا قلقها من فقدان 400 ألف عامل شاركوا في برنامج أبولو بعد هبوطه على سطح القمر عام 1969. ^{[ 3 ]} دعا فيرنر فون براون ، رئيس مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا خلال ستينيات القرن الماضي، إلى إنشاء محطة فضائية أصغر (بعد فشل محطته الكبيرة) لتوفير فرص عمل لموظفيه تتجاوز تطوير صواريخ ساتورن، الذي كان من المقرر إنجازه في وقت مبكر نسبيًا خلال مشروع أبولو. ^{[ 4 ]} أنشأت ناسا في الأصل مكتب نظام الدعم اللوجستي لأبولو لدراسة طرق مختلفة لتعديل معدات أبولو للمهام العلمية. كان مكتب أبولو في البداية فرعًا من مكتب أبولو "X"، المعروف أيضًا باسم سلسلة تمديد أبولو. كان مكتب سلسلة تمديد أبولو يعمل على تطوير مفاهيم تكنولوجية لمهام مقترحة تعتمد على معززات ساتورن IB وساتورن V. وشملت هذه المهام قاعدة قمرية مأهولة ، ومحطة فضائية تدور حول الأرض ، وما يُسمى بالجولة الكبرى للنظام الشمسي الخارجي ، وبرنامج فوياجر الأصلي لمسبارات الهبوط على المريخ.

قاعدة أبولو القمرية (سلسلة امتداد أبولو)

اقترح مشروع قاعدة أبولو القمرية استخدام صاروخ ساتورن 5 غير مأهول لهبوط مأوى على سطح القمر، مُستندًا إلى وحدة القيادة والخدمة (CSM) الخاصة ببرنامج أبولو . وكان من المقرر أن يحمل صاروخ ساتورن 5 ثانٍ طاقمًا من ثلاثة أفراد، بالإضافة إلى وحدة قيادة وخدمة مُعدّلة ووحدة هبوط قمرية (LM) خاصة ببرنامج أبولو. وكان من المقرر أن يقضي فريق الرحلة المكون من شخصين ما يقارب 200 يوم على سطح القمر، وأن يستخدم مركبة جوالة قمرية متطورة ومركبة هبوط قمرية ، فضلًا عن مركبات لوجستية لبناء مأوى أكبر. ونظرًا لقلق مخططي المهمة بشأن عزلة قائد وحدة القيادة والخدمة، فقد تم النظر في مقترحات أخرى، منها أن يكون فريق الهبوط مكونًا من ثلاثة أفراد، أو أن تلتقي وحدة القيادة والخدمة بوحدة مدارية.

تطور

تم النظر في المراحل التالية:

• المرحلة الأولى: 1969-1971: بدأت هذه "مرحلة أبولو" مع أول هبوط على سطح القمر، واستمرت لأربع رحلات، أو حتى اكتساب خبرة كافية تسمح ببدء المرحلة التالية. وبالفعل، نفّذت وكالة ناسا هذه الرحلات من أبولو 11 إلى أبولو 14 .
• المرحلة الثانية: ١٩٧٢ إلى ١٩٧٣: بدأت هذه المرحلة من استكشاف القمر بعد عامين تقريبًا من برنامج أبولو، وتضمنت أربع رحلات للمركبة القمرية الممتدة (ELM)، وهي نسخة معدلة من مكونات المركبة القمرية الأساسية لبرنامج أبولو . وقد ساهمت مهمات ELM في تمديد فترة بقاء المركبة على سطح القمر إلى ثلاثة أو أربعة أيام، مع حمولات تصل إلى ٤٥٠  كيلوغرامًا. يتوافق هذا السيناريو مع ما تم تنفيذه في رحلات أبولو من ١٥ إلى ١٧ .
• المرحلة الثالثة: 1974: تم تحديد مهمة مسح مداري قمري واحدة بعد مرحلة استكشاف سطح القمر، لتكون بذلك نهاية عملية شراء مركبات أبولو الفضائية الأولية. وكان من المقرر أن تُجرى هذه المهمة، التي تستغرق 28 يومًا، في مدار قطبي قمري بعد مهمات أبولو ووحدات الهبوط القمرية، وذلك لتوفير عدة مواقع مرجعية أرضية.
• المرحلة الرابعة: 1975-1976: تضمنت هذه المرحلة، مرحلة الالتقاء والاستكشاف على سطح القمر، مهمتين إطلاق مزدوجتين. حيث يتم إنزال وحدة الحمولة القمرية (LPM - وهي في الأساس شاحنة الهبوط القمري التي دُرست سابقًا) بواسطة مركبة شحن غير مأهولة إلى سطح القمر، لتكون نقطة التقاء لمركبة الهبوط القمرية المأهولة (ELM) التي تصل بعد ثلاثة أشهر كحد أقصى. أما مأوى مركبة الهبوط القمرية (Apollo LM Shelter) فكان في الأساس مركبة هبوط قمرية (Apollo LM) تم إزالة محرك مرحلة الصعود وخزانات الوقود منها واستبدالها بمواد استهلاكية ومعدات علمية تكفي لاستكشاف القمر لمدة 14 يومًا.

المركبات المرتبطة

كانت مركبة أبولو القمرية التاكسي في الأساس نسخة معدلة من مركبة أبولو القمرية الأساسية، مصممة للبقاء لفترات طويلة على سطح القمر. وكان من المتوقع أن تصبح هذه المركبة العمود الفقري لبعثات أبولو القمرية الممتدة بدءًا من عام 1970، ولنظام استكشاف القمر الأوسع نطاقًا التابع لبرنامج أبولو في منتصف إلى أواخر سبعينيات القرن الماضي.

كان ملجأ أبولو LM في الأساس عبارة عن مركبة أبولو LM تم إزالة محرك مرحلة الصعود وخزانات الوقود واستبدالها بمواد استهلاكية ومعدات علمية لاستكشاف القمر لمدة 14 يومًا ممتدة.

كانت المركبة MOBEV F2B مركبة طائرة متعددة الأشخاص من سطح إلى سطح.

عندما توقف شراء صواريخ ساتورن 5 باستثناء تلك المطلوبة للهبوط على سطح القمر في عام 1968، تحول التركيز إلى برنامج أبولو. فإلى جانب محاولة إثبات جدوى برنامج أبولو من الناحية المالية، كانت وكالة ناسا والمتعاقدون الرئيسيون ، بوينغ وغرومان ونورث أمريكان أفييشن وروكويل ، يأملون أيضاً في تأجيل التخفيض الحتمي في عدد الموظفين والمرافق بعد إتمام أول هبوط على سطح القمر.

تم اختيار ثلاثة مقترحات من برنامج العمل الأكاديمي لتطويرها:

• ستكون مهمة تلسكوب أبولو مهمة تدور حول الأرض لرصد الشمس . سيُبنى التلسكوب على منصة صعود مُعدّلة من وحدة الهبوط القمرية، وسيُطلق باستخدام صاروخ S-IVB. سيرتبط التلسكوب بوحدة قيادة وخدمة (CSM) تحمل طاقمًا من ثلاثة أفراد. ستوفر الألواح الشمسية الموجودة على التلسكوب طاقة إضافية، مما يسمح بتمديد المهمة من 21 إلى 28 يومًا. ستتضمن وحدة التلسكوب حجرة مضغوطة توفر مساحة معيشة وعمل إضافية للطاقم.
• اقترحت مهمة أبولو المأهولة للمسح القمري وحدة علمية لرصد الأرض، تعتمد أيضاً على مرحلة الصعود من المركبة القمرية، وكان من المقرر إطلاقها باستخدام مركبة S-IVB إلى مدار ذي ميل عالٍ. كما اقتُرح استخدام صاروخ ساتورن 5 فائض لإطلاق مهمة مسح قمري مأهولة لتحديد مواقع مناسبة لعمليات هبوط مأهولة لاحقاً.
• قدّم مفهوم محطة الفضاء ذات الورشة الرطبة حلاً لمحطة مدارية حول الأرض بتكلفة منخفضة. اعتمدت الخطة الأصلية، كما اقترحها فيرنر فون براون ، على المرحلة S-II كهيكل أساسي للمحطة، مع استبدال المساحة التي تشغلها عادةً المرحلة S-IVB بحاملة معدات. تم تعديل هذه الخطط لاستخدام المرحلة S-IVB عندما توقف إنتاج صاروخ ساتورن 5، ولم يتبقَّ سوى عدد قليل من الصواريخ الداعمة للرحلات القمرية فقط.

في غضون ذلك، أُلغيت عدة مهمات "اختبارية" لمدار الأرض لبرنامج أبولو، مما ترك عددًا من صواريخ ساتورن 1B غير مستخدمة. وتم تعديل الخطط لاستخدام المرحلة S-IVB، المستخدمة في كلا الصاروخين، كهيكل أساسي للمحطة. سيتم إطلاق مرحلة S-IVB معدلة إلى المدار، تحمل المرحلة الثانية منها وحدة الالتحام وألواحًا شمسية كبيرة في المنطقة التي تحمل عادةً وحدة الهبوط القمرية . وبذلك، ستتمكن وحدة القيادة والخدمة من الالتحام بالمرحلة الثانية ودخول خزانات الوقود الفارغة. كما اقتُرح أيضًا إمكانية التحام وحدتي تلسكوب أبولو ومهمة المسح بورشة العمل الرطبة لإنشاء محطة فضائية معيارية.

نُقلت مهمة "الجولة الكوكبية الكبرى" إلى برنامج مارينر تحت مسمى "مارينر جوبيتر-ساتورن"، والتي انفصلت لاحقًا عن برنامج فوياجر . أُطلق مسباران في عام 1977 على متن صواريخ تيتان IIIE ، وأكملت فوياجر 2 الجولة الكبرى كاملةً في عام 1989.

في الأصل، كان من المقرر أن تتناوب مهمات برنامج أبولو المتقدم (AAP) مع مهمات أبولو القمرية، بدءًا من عام 1969. إلا أنه مع خفض ميزانية ناسا لعام 1969، تحول التركيز إلى مشروع محطة الفضاء سكايلاب ، الذي استوعب المعدات المحددة مسبقًا لبعض مهمات برنامج أبولو المتقدم. وتحديدًا، تضمنت سكايلاب مهمة تلسكوب أبولو (التي أعيد تسميتها لاحقًا بحامل تلسكوب أبولو) المتصلة بمحطة الالتحام المستخدمة من قبل وحدات القيادة والخدمة (CSM). وبما أن المرحلتين الأوليين من صاروخ ساتورن 5 كانتا تتمتعان بقدرة حمولة كافية لوضع ورشة عمل S-IVB مسبقة الصنع في المدار المناسب، فقد أتاح ذلك تطبيق مفهوم "ورشة العمل الجافة". وقد سمح هذا بتجهيز المساحة الداخلية بشكل أفضل، مع الإبقاء على العديد من مفاهيم التصميم من ورشة العمل "الرطبة"، ولا سيما الأرضية المفتوحة التي تسمح بتدفق الوقود من خلالها، في سكايلاب.

تمت مناقشة فكرة إطلاق محطة سكايلاب أخرى إلى مدار قمري باستخدام وحدة S-IVB احتياطية لفترة وجيزة في نفس الوقت تقريبًا، ولكن لم يتم العثور على أي مبرر لذلك، لذلك تم التخلي عن المشروع في وقت مبكر.

تضمن مشروع اختبار أبولو-سويوز عملية التحام في مدار أرضي بين وحدة قيادة وخدمة ومركبة فضائية سوفيتية من طراز سويوز . استمرت المهمة من 15 إلى 24 يوليو 1975. ورغم استمرار الاتحاد السوفيتي في تشغيل مركبتي سويوز وساليوت الفضائيتين ، إلا أن مهمة ناسا المأهولة التالية لم تكن حتى مهمة STS-1 في 12 أبريل 1981.