Apollo-13 – A “sikeres kudarc”

Az Apollo-13 a hetedik emberes küldetése volt az Apollo-űrprogramnak, mely a harmadik Holdraszállást tervezte végrehajtani. Az Apollo-11 és 12 küldetés sikere után nem a biztonságos leszállás és minimális kutatómunka volt a NASA célja a Holdon, hanem már összetettebb geológiai vizsgálatokat és feladatokat tűztek ki az űrhajósoknak. Erre utal a misszió mottója is: „Ex Luna, Scientia” (From the Moon, Knowledge ~ kb. Tudomány a Holdról).

A legénység
Az elsődleges személyzet tagjai eredetileg Jim Lovell parancsnok, Ken Mattingly parancsnoki modul pilóta és Fred Haise holdkomp pilóta voltak, a tartalékszemélyzetet pedig John Young parancsnok, Jack Swigert modul pilóta és Charles Duke holdkomp pilóta adták. Hét nappal az indítás előtt Duke-nál kanyarót állapítottak meg, és mivel a hat űrhajós folyamatosan együtt gyakorolt a küldetésre, mindannyian elkaphatták a fertőzést. Mivel korábban csak Mattingly nem volt kanyarós, nem alakult ki az immunitása a betegségre, és valószínűleg a misszió közepén alakultak volna ki nála a tünetek, ezért az orvosok nem engedélyezték számára az indulást. A NASA szabálya alapján, ha bármelyik tagot le kell váltani az elsődleges legénységből, akkor a teljes csapatot lecserélik a tartalék személyzetre, ám ezúttal csak a parancsnoki modul pilóta feladatkörben történt csere, és két nappal az indítás előtt Swigert vette át Mattingly helyét (aki végül sosem lett kanyarós). Így rohamtempóban kellett a három űrhajósnak összeszoknia és a tréningeket befejeznie.

Az űrhajó és egyéb egységek
A küldetés űrhajója az SA-508 számú Saturn-V rakéta volt, mely majdnem tökéletesen megegyezett az Apollo-8 és Apollo-12 missziók között használt járművével. Azonban a későbbi, ún. „J-missziók” tesztelése céljából (amelyeken még több tudományos kísérletet terveztek végrehajtani, ezáltal még több felszerelés volt a listán), több üzemanyaggal tankolták fel a rakétát, mely az indításkor is meglátszott: egy kicsit lassabban kezdte meg emelkedését.
A CSM-109 kódjelű parancsnoki modul az Odyssey, az LM-7 holdmodul pedig az Aquarius nevet kapta.

Az indítás
1970. április 11-én 14:13-kor (19:13 UTC), a tervezett időpontban elstartolt a rakéta, mely a fentebb leírt okok miatt lassabban, de rendben elhagyta az indítóállást. Azonban négy perccel később, amikor már a második fokozat gyorsította az űrhajót, ismét előjött a Saturn-V típushibája: az S-II középső hajtóműve a tervezett időpont előtt két perccel hamarabb leállt, és egy utólagos vizsgálat azt mutatta ki, hogy csak egy hajszál választotta el az űrhajót a katasztrófától, mert a nagy nyomásváltozás heves rázkódást okozott a hajtóműkeretben, ami ennek következtében elferdült. Azonban a mérnökök végül úgy oldották meg a problémát, hogy a további négy hajtóművet 34 mp-el, majd a harmadik, S-IVB  fokozatot is 9 mp-el tovább működtették, így az űrhajó végül lassabban, de elérte a tervezett orbitális parkolópályát 190 km-es magasságban. Két óra múlva pedig végrehajtották a pályamódosítást, amivel a Hold felé vették az irányt.

A baleset
A küldetés 3. napján, április 14-én, 330.000 km-re a Földtől egy élő TV-s bejelentkezés után egy egyszerű rutinfeladatra kérték meg Swigertet a houstoni irányítók: a közvetítés idejére megszüntetett hőkiegyenlítő forgás visszaállítását, illetve az oxigéntartályok mérését kellett végrehajtania, ehhez  a tartályokban lévő keverő ventilátort kellett üzembe helyezni. A műveletet 95 mp-el később azonban egy óriási robbanásszerű hang követte, és az űrhajó fő vészjelzője is bekapcsolt, majd ezt sorra követték további vészjelzések. Swigert rögtön jelezte a bajt az irányító központnak, de a mérnökök hitetlenkedve visszakérdeztek. Ekkor adta le immár Lovell parancsnok ismét az azóta híressé vált vészjelzést: „Houston, we’ve had a problem”, azaz „Houston, volt egy problémánk.”
A számítógép a vészjelzés szerint azonban csak az egyik fő áramkörben észlelt feszültségesést, így az űrhajósok először azt gyanították, hogy a holdkompból jöhetett a zaj, amit esetleg egy meteorit talált el. Lovell azonnal a parancsnoki modulba rendelte Haise-t is, aki addig a holdkompot készítette fel a holdi való landolásra, és lezáratta a szűk átjárót. A kapkodásban azonban nem sikerült a fedelet megfelelően rögzíteni, de ez egyben meg is mutatta, hogy nem meteortalálat érte az űrhajót, mert ekkorra már elillant volna az oxigén az egész járműből, így a parancsnoki modulban kezdték meg a hiba felkutatását. A mérnökök is csak műszerhibára tudtak gondolni, mert irreális adatokat küldött a fedélzeti számítógép. A döntő megfigyelést Lovell tette meg végül: az ülése melletti ablakon kinézve észrevette, hogy valamilyen gáznemű anyagot bocsátanak ki az űrbe. Így az észlelt robbanással, illetve a műszerek által jelzett áramproblémával együtt már sikerült összerakni a pontos képet, az oxigéntartály felrobbant, vagy minimum kilyukadt, szökik belőle az oxigén, és így nem jut elegendő gáz az áramtermelésre szolgáló üzemanyagcellába. Ez végzetes hibának bizonyult, mivel mindent elektromos áram működtetett (többek között a kormányrendszert, a navigációs rendszert és a létfenntartó rendszert is). Az űrhajósok tehát közvetlen életveszélybe kerültek, a misszió célja pedig immár nem a leszállás a Holdon, hanem a személyzet élve hazahozatala lett. Az addig kissé már érdektelenségbe süllyedt küldetést hirtelen a média és a közvélemény figyelmének középpontjába került.

A mentési műveletek
Gene Kranz repülésirányító azonnal berendelte a teljes személyzetet, illetve mindenkit, aki az űrhajó építésében részt vett, majd utasításba adta, hogy Lovellék kezdjék el a houstoni mérnökök segítségével a holdkomp üzembe helyezését, aminek szintén fel voltak töltve az oxigéntartályai és akkumulátorai, és így „mentőcsónakot” jelenthetett az űrhajósok számára. Szerencse a szerencsétlenségben, hogy a robbanás még a Hold felé vezető úton történt, mert ha mindez a hazaúton történik, a már a Hold felszínén maradt komp híján a biztos halál várt volna a legénységre.
A repülési tervet teljesen át kellett dolgozni, ami normál helyzetben több heti munka lett volna, ám ezúttal alig pár óra állt a mérnökök rendelkezésére. Az első feladat azonban az űrhajó stabilizálása volt, ami a robbanás következtében letért a kijelölt pályáról és összevissza hánykolódott a végtelen világűrben. Mivel ilyen helyzetet nem szimuláltak korábban, gyakorlatilag újra meg kellett tanulni repülni az űrhajóval. Miután valamelyest sikerült stabilizálni a járművet, a következő feladat a szabad visszatérési pályára való visszatérés volt. Mivel a műszaki egység fő hajtóműve is megsérülhetett a robbanásban, nem kockáztatták meg annak működtetését a pályakorrekcióhoz, ezért a Hold gravitációját, majd a Aquarius hajtóművét alkalmazták a Föld felé tartó hazaút pályájának eléréséhez. Miután megkerülték a Holdat, ismét egy pályakorrekciót kellett végrehajtani. Erre azért volt szükség, hogy minél pontosabban meg tudják határozni a visszaérkezés helyét, illetve lerövidítsék az utat. Végül a cél a Csendes–óceán lett, mert ott állt rendelkezésre megfelelő mentőegység, ennyi idő alatt máshonnan nem tudták volna átrendelni a mentésben résztvevő hajókat. Az egyik utolsó pályamódosítás volt az űrhajósok számára a legnehezebb, mivel ekkorra már a teljesen leállított parancsnoki modul és holdkomp számítógépeit kellett életre kelteni rövid ideig, illetve 2° pontossággal kellett eltalálni a pontos visszatérési út szögét (ha túl lapos a visszatérési szög, az űrhajó lepattan a légkör felső rétegéről, és továbblendül az űrbe, ha pedig túl meredek szögben érkezik, elég a légkörben).

További problémák
Az árammal való takarékosság mindvégig kritikus elemet jelentett, mivel a légkörbe való visszatéréskor mindenképp elegendő áramra volt szükség az irányításhoz. Ezért a holdkompban is minden, nem létfontosságú rendszert lekapcsoltak, ami azt is jelentette, hogy nem termelődött hő, és így fagypont közelébe esett a hőmérséklet az űrhajón. A takarékosság következtében napi 3 dl ivóvíz jutott az űrhajósoknak, mert a vízkészlet legnagyobb része a rendszerek hűtéséhez kellett.
Ezen kívül még problémát jelentett az Aquarius légszűrője, mely a kilégzéskor keletkezett szén-dioxidot semlegesítette. A berendezést két ember 30 órányi igényeire tervezték, a három űrhajós révén azonban jóval gyorsabban telítődtek, és így a mérgező gáz szintje egyre magasabb lett. Mivel a parancsnoki modul és a holdkomp szűrői nem voltak csereszabatosak, a földi mérnököknek kellett kitalálni egy szerkezetet, mely kizárólag az űrhajón található anyagokból készülhetett. Végül a parancsnoki modul négyszögletű szűrőit hozzá tudták illeszteni a komp kerek szűrőihez.
Fred Haise időközben húgyúti fertőzést is kapott. Mivel a vészhelyzet fennállása óta nem könnyíthettek magukon a szokásos módon az űrhajósok, az űrruhába kellett végezni dolgukat, melynek következménye volt Haise fertőzése.  Láz, hidegrázás és levertség is akadályozta az űrhajóst a munkavégzésben.
Ezen kívül mindhármuk esetében a folyamatos vízhiány kiszáradáshoz vezetett, és ezért az agyműködésük is megváltozott, lelassult. A biztonság kedvéért a hazaút végső fázisában úgy végezték a műveleteket az űrhajósok, hogy minden egyes lépést hangosan bemondtak a rádión.  

A hazatérés
10 órával a leszállás előtt az űrhajósok visszakapcsolták a holdkomp számítógépét, és egy utolsó pályakorrekciót hajtottak végre a megfelelő légkörbe való belépési szög beállításához. 5,5 órával később végül leválasztották a sérült műszaki modult, és először vethettek pillantást a részegységre, ahogy az lassan távolodott az űrhajótól. A hengerszerű test egyik oldalpanele teljesen hiányzott és a tartályok illetve a vezetékek összevissza lógtak ki belőle. Ezután felélesztették az Odyssey számítógépét és egyéb rendszereit, majd a holdkomp akkumulátoraiban megmaradt energiát is sikerült átvezetniük egy tápvezeték megfordításával a parancsnoki modulba. Végül az Aquariust is leválasztották, aminek az életüket köszönhették. Az irányítás így köszönt el a kis “mentőcsónaktól”: “Ég veled Aquarius, és köszönjük!”

A légkörbe való visszatéréskor is maradtak még izgalmak. Az űrhajók körül az ereszkedés felső szakaszában az ionizált levegő zavarja a rádióadást, így ez idő alatt nem tud egymással kommunikálni a személyzet és az irányítás. Ez általában 3-4 percig tart, ami viszont az Apollo-13 esetében majdnem másfél perccel több lett, mivel az ideálisnál kicsit laposabb szögben érték el a légkört. Végül az űrhajó ejtőernyői rendben kinyíltak és tökéletes leszállást sikerült végrehajtani a Csendes-óceánon, 1,8 km-re a kijelölt leszállási ponttól. A közelben várakozó USS Iwo Jima repülőgép-hordozóról mentőhelikopterek siettek a három űrhajós kiemelésére, akiket 45 perccel később már a hajó fedélzetén üdvözölt a kapitány.

A baleset kivizsgálása
Thomas O. Paine NASA igazgató a visszatérés után azonnal elrendelte egy vizsgálóbizottság felállítását a baleset körülményeinek és okainak feltárása, melynek többek között Neil Armstrong is tagja lett. A vizsgálat csaknem 2 hónapig tartott, a végső jelentést június 15-én adták át Paine-nek. A bizottság megállapításai:
– 1965-ben, még a tervezési fázisban a parancsnoki modul elektromos rendszerét 28 voltosról 65 voltosra alakították át, azonban az oxigéntartály szintjének méréséhez használt rendszer (mely egy ventilátort, egy fűtőelemet és egy túlmelegedést megakadályozó hőérzékelőt jelentett) áttervezése elmaradt.
– Az Apollo-10 Charlie Brown nevű parancsnoki egységének építésekor az egyik oxigéntartályt cserélni kellett, amit a kiszerelés közben 5 cm-ről leejtettek, így az behorpadt (súlytakarékosság miatt minden elemet gyengére építettek az Apollo-program idején, ezért igen sérülékenyek voltak). Később kijavították ezt a tartályt, és az Odyssey építésekor újra felhasználták. De a javítás nem sikerült tökéletesen, ami akkor derült csak ki, amikor a szokásos indítás előtti teszteket végezték a már a teljesen összeszerelt Apollo-13 rendszerrel az LC- 39A indítóálláson. Az egyik tartályt ugyanis nem sikerült leereszteni, ezért melegítéssel igyekeztek a nyomást megnövelni a tartályban, hogy az oxigén távozhasson belőle. Mivel a hőérzékelő berendezés eleve nem működött megfelelően – az átalakítás elmaradása miatt-, túlmelegedett a rendszer, és ekkor sérülhetett meg az egyik vezeték szigetelése a tartályban. Végül azonban sikerült az oxigéntartály leengedése, és maga Lovell és Mattingly is csak egyszeri, átmeneti hibának minősítette az esetet (egy nagyobb javítás több hónapos csúszást okozott volna a programban, ezért nem vállalták fel, hogy az úrhajót visszavontassák a szerelőcsarnokba).
– Amikor az út során Swigertet az oxigéntartály megkeverésére kérték, a nem megfelelő feszültségű és sérült szigetelésű rendszerben rövidzárlat keletkezett, ami túlmelegítette a keringtető ventilátor motorjának sérült vezetékét, így az egyfajta fűtőszálként kezdett hőt termelni a műszaki modul belsejében. Végül a keletkező hő miatt a 2. számú tartályban lévő oxigén nyomása annyira megnövekedett, hogy széthasította a tartály falát, és kirobbanva a modulból megsértette a másik oxigéntartályt is.
– A küldetés szempontjából azonban mégis a lehető legjobbkor történt a baleset, mivel ha az korábban következik be, a technika és a holdkomp készletei nem bírták volna ki a hosszabb időtávot, és még jóval a leszállás előtt kimerültek volna. Ha pedig később történik a robbanás, pl. amikor már Hold körüli pályán kering az Odyssey, és az Aquarius már leszállt a Holdra, a holdkomp hajtóanyaga nem lett volna elég ahhoz, hogy visszatérjen a keringő űrhajóhoz és elindítsák azt a Föld felé.

Utóélet, következmények
 A vizsgálat és az eredmények után áttervezték a későbbi Apollo-missziókhoz használt oxigéntankokat, és a megfelelő feszültségű elektromos berendezéseket építették be. Az oxigénszint méréséhez szükséges keverő ventilátort kiszerelték, mely azonban azt eredményezte, hogy nem tudták megfelelően mérni a gáz szintjét, így egy harmadik tartályt is beépítettek a szerviz modulba, hogy mindenképp elegendő oxigén álljon rendelkezésre a teljes út során.
Mivel az Apollo-13 nem tudott leszállni a Holdon, a tervezett tudományos kísérleteket se tudták elvégezni, azonban az űrhajó bizonyította, hogy még ilyen problémák mellett is lehetséges a biztonságos visszatérés a Földre. Ezért a NASA „sikeres kudarcnak” minősítette a küldetést.

Az egész Apollo-program politikai indíttatása miatt egy kudarc a politikusok és a közvélemény körében is káros hatással járhatott. Ráadásul az Apollo-11 és az Apollo-12 már teljesítette a Holdraszállást és így sikerült legyőzni a szovjeteket az űrversenyben, ezért egyre többször felmerült a kérdés, hogy szükség van-e a további kockázatos indításokra. A Nixon-kormányzat végül a program lassú leépítése mellett döntött, amiben a közvélemény hangulatváltása is szerepet játszott, de nagyban hozzájárult az Apollo-13 majdnem tragédiába torkolló küldetése is. Az utolsó két küldetés pénzügyi keretét visszavonták, és az űrhajó gyártósorainak lezárását is elrendelték. Végül a program az Apollo-17 sikeres Holdraszállásával fejeződött be 1972 decemberében.
Egyik űrhajós sem repült újra. Jim Lovell 1973-ban nyugdíjba vonult a NASA-tól és a haditengerészettől is. Jack Swigertet ugyan jelölték a szovjetekkel közös Apollo-Szojuz tesztprojektre 1975-ben, de végül nem ő hajtotta végre a tesztet. Ezután ő is elhagyta a NASA-t, és politikai karrierbe kezdett, 1982-ben be is választották a Képviselőházba, azonban még a hivatalba lépése előtt rákban elhunyt. Fred Haise a törölt Apollo-19 küldetés parancsnokaként tért volna vissza az űrbe, 1979-es visszavonulása előtt még azonban részt vett az űrsikló-programban a megközelítő és földetérési tesztsorozatban.

Fontosabb repülésadatok

Rakéta, űrhajó, holdkomp: Saturn V SA-508 // Apollo CSM-109 Odyssey // Apollo LM-7 Aquarius
Személyzet: 3 fő
– Parancsnok: James A. Lovell Jr. (negyedik, egyben utolsó űrutazása)
– Holdkomp pilóta: Fred W. Haise Jr. (első, és egyben az egyetlen űrutazása)
– Parancsnoki modul pilóta: John L. Swigert Jr. (első, és egyben az egyetlen űrutazása)
Start, indítóállomás: 1970. április 11, 19:13 UTC, Kennedy Space Center, Cape Canaveral LC-39A
Időtartam: 5 nap, 22 óra, 54 perc, 41 másodperc
Távolság a Holdtól: 254 km
Leszállás, felvétel: 1970. április 17. 18:07 UTC, Csendes-óceán // USS Iwo Jima repülőgép hordozó