Az Apollo–6 az amerikai Apollo-program második és egyben utolsó olyan tesztrepülése volt, amikor még nem ültek űrhajósok az űrhajóban, de már a teljes kiépítésű Saturn V rakétát használta a NASA az űrhajó felbocsátásához. A NASA által felállított repülési szisztémában az A típusú repülés jelölést kapta a parancsnoki űrhajó első berepülése (legyen az bármilyen hordozóeszközzel végrehajtva), így az Apollo–4 után ez a repülés lett a második A típusú repülés (egyben az egyetlen, amikor ugyanabból a típusból megismételtek volna repüléseket).
A repülés célja, hogy igazolják a Saturn V képességét, hogy holdirányú pályára képes állítani az Apollo űrhajórendszert, illetve hogy a Holdtól visszatérő űrhajó hőpajzsa alkalmas a visszatéréskor fellépő extrém hőterhelésre. Ennek keretében a rakétára egy valódi Block I űrhajót építettek, valamint a holdkompot imitálandó, annak tömegének 80%-t kitevő holdkomp utánzatot építettek be. A rakéta harmadik fokozata, az S-IVB hajtóművének ismételt beindításával kívántak holdirányra állni az űrhajóval, majd annak főhajtóművével – mintegy imitálva egy pályaközi repülésmegszakítást – visszafordultak volna a Föld felé, hogy nagy sebességű visszatérést szimuláljanak az űrhajóval, amelynek hőpajzsát tesztelték volna ezáltal.
A startra 1968. április 4-én került sor, helyi idő szerint 7:00-kor (12:00 UTC), ám az emelkedés második percében rögtön problémák léptek fel. Az első fokozat hajtóműveiben ún. pogo oszcilláció, azaz nyomáslengések léptek fel, amelynek következtében a rakétahajtóművek rángatni kezdték az egész űrszerelvényt. A mért értékek csalódást keltőek voltak, mivel meghaladták azokat a biztonsági limiteket, amelyekkel még emberek biztonsággal tudtak volna utazni az űrhajó fedélzetén. Tetézte a bajt, hogy a fokozatleválást követően az S-II fokozat J–2-es hajtóművei közül kettő is leállt, és csak a maradék három hajtómű hosszabb égetésével, majd az S-IVB fokozat szintén hosszabb égetésével sikerült a tervezettől teljesen eltérő orbitális pályára állítani az űrszerelvényt. A pályára állás után következett volna az S-IVB újraindítása, ám egy hiba miatt ez is kudarcot vallott, és végül az Apollo űrhajó SPS hajtóművének segítségével tudták csak nagy magasságba emelni az űrhajót, hogy a sebesség- és hőpajzstesztet el tudják végezni. További járulékos kár volt, hogy az emelkedés során az űrhajót védő orrkúpról panelek váltak le a különböző erőhatások következtében.
Az űrhajó 9 óra 57 perc 20 másodperc repülést követően szállt le a U.S.S. Okinawa hadihajó mellett, a Hawaii-szigetektől északra, a Csendes-óceánon, csak részben teljesítve a kitűzött feladatokat. A kivizsgálás megállapította, hogy kisebb tervezési hiányosságok okozták mind a pogo oszcillációt, mind a második fokozat hajtóműveinek leállását, amelyeket a teszteket követően különböző változtatásokkal megoldottak a mérnökök.
Az Apollo–6 részleges kudarca azonban elveszett a hírek között, és nem gyakorolt túl nagy befolyást a közvéleményre, mivel ugyanaznap hajtották végre a tesztrepülést, amikor egy orvlövész megölte Martin Luther Kinget, valamint amikor Lyndon B. Johnson elnök bejelentette, hogy nem indul az 1968-as elnökválasztásokon az újraválasztásáért.
Előzmények
A hidegháború egyik színtereként az 1950-es és 1960-as években elindult az űrverseny, amelyben a világ két szuperhatalma feszült egymásnak, hogy egymás előtt hajtson végre olyan teljesítményeket, amelyek egyrészt a létező legmagasabb csúcstechnológiát képviselték, másrészt megelőztek velük mindenkit. Ebben a versenyben kezdetben a Szovjetunió járt elöl, az USA pedig kétségbeesetten akarta utolérni a szovjet teljesítményeket. Ennek jegyében határozták el – és hirdette ki John F. Kennedy –, hogy embert juttatnak a Holdra, hogy elhomályosítva a szovjetek addigi élen járását, egy elképzelhetetlen projekt végrehajtásával törjenek előre. A feladatot a NASA kapta, amelynek berkein belül több lépcsőben ki is dolgozták a Hold elérésének módszerét. A fejlődési lépcsők, amelyeken átment a tervezés: előbb az ún. direkt leszállás módszerét tűzték ki, amelyet – annak gyakorlati megvalósíthatatlansága miatt – felváltott az ún. EOR (Earth Orbit Rendezvous – Randevú Föld körüli pályán) módszer, végül pedig – egy forradalmi megoldás felmerülése nyomán – lefektették az ún. LOR (Lunar Orbit Rendezvous – Hold körüli pályán végrehajtott randevú) koncepcióját. Az elgondolások között a felküldendő tömeg volt a lényegi különbség. Az elsőnél egy óriási tömegű rakéta szállt volna fel a Földről, majd eljutván a Holdhoz le a holdfelszínre és vissza. A második már annyit enyhített ezen, hogy a gigantikus feljuttatandó tömeget több „csomagban” juttatta volna fel Föld körüli pályára, ahol őket összedokkolgatva indulhatott volna a Holdra. Ez a megoldás is azzal járt volna, hogy visszafelé egy akkora űrszerelvény startolt volna a holdfelszínről, mint a Mercury program rakéta-űrhajó rendszerei, amelynek startjához egy hatalmas indítóállás és százas nagyságrendű szakember volt szükséges itt a Földön, szemben a holdi zéró kiszolgáló infrastruktúrával. A harmadik pedig azt a forradalmi újítást hozta el, hogy két külön űrhajót vizionált, egyet amelyikben a holdutazók eljutnak a Holdig, majd vissza a Földre, és egy másikat, amelyet csak a holdi leszállásra és felszállásra használnak. Ezzel meg lehetett takarítani azt a jelentős tömeget, amely a hazajutáshoz szükséges hajtóanyag kényszerű Holdra juttatásával, majd onnan való felszállításával járt volna. Ez utóbbi koncepció kijelölte a fejlesztési irányokat is: kell egy nagyobb és egy kisebb űrhajó, egy anyaűrhajó és egy holdkomp.
Az általános koncepció birtokában kezdődött a részletes fejlesztés. Az egyes szakterületek megkapták az egyes hardver részegységek fejlesztését. Megkezdődött az Apollo űrhajó és a holdkomp tervezése űripari beszállítók – a North American és a Grumman – bevonásával, illetve a hordozórakéták fejlesztése. Utóbbi irányban már nem nulláról indult a fejlesztés. Wernher von Braun már a koncepció kialakulása előtt elkezdte az óriásrakéták fejlesztését. Az egyik ilyen rakéta a Saturn I, illetve Saturn IB volt, amely kisebb tömeget volt képes feljuttatni, a másik pedig egy valódi óriás, a Saturn V volt. A LOR-koncepció zsenialitása éppen abban állt, hogy a feljuttatandó tömeg éppen belefért a már fejlesztés alatt levő rakéta kapacitásába. De ennek keretében úgy a rakétáknak, mint az űrhajóegységeknek végig kellett járniuk a fejlesztés különböző lépcsőfokait. Ez a fejlesztés egy sor tesztet foglalt magába, amelyeket egyrészt a gyártóhelyen (pl. különböző statikus hajtóműtesztek), másrészt csak az egyes rakétafokozatok, vagy űrhajók külön kipróbálásával, harmadrészt pedig a Földön lehetett elvégezni. Azonban a végső teszt, a teljes kiépítésű rakéta reptetése volt a tesztek csúcsa. A NASA erre is kitűzött egy közbenső megoldást: a rakétát egy űrhajómakettel, automata üzemmódban reptette, még természetesen emberi jelenlét nélkül.
A Saturn V fejlesztése
A holdra szálláshoz szükséges kapacitású rakéta fejlesztése 1956-ban kezdődött, amikor az amerikai hadsereg nehézrakéták fejlesztésére írt ki megbízást, amellyel új típusú kommunikációs és egyéb műholdakat (értsd: kémműholdakat) kívántak Föld körüli pályára állítani. A hadsereg erre szakosodott intézménye, az ARPA írta ki a követelményeket: a rakétának – kilogramm tömegű eszközt kellett Föld körüli pályára állítani, és 2700–5400 kilogrammos tömeget szökési sebességre gyorsítani. A követelményeknek alapot adó számítások szerint a leendő rakéta első fokozatának tolóereje meg kellett haladja a 6700 kN értéket, ami túllépett minden, akkoriban létező rakéta tolóerején. Ezt a problémát úgy próbálták terv szinten áthidalni, hogy az egy rakéta(fokozat) = egy hajtómű kialakítás helyett az ún. cluster (csokorba kötött) kialakítást javasolták, azaz egy fokozatba egymás mellé több hajtóművet is szereltek volna. Ezt az elképzelést a létező legkorszerűbb harci rendeltetésű rakéták, a Jupiter hordozórakéták analógiáján Super-Jupiter vagy Super-Juno néven kezdték el tervezni.
A Jupiter név helyett nemsokára – jelezve, hogy már nem ugyanarról a rakétáról van szó, hanem annak egy teljesen átalakult, önálló új verziójáról – a Saturn néven kezdték jegyezni az új projektet, mintegy jelezve, ahogy a bolygók között is a Szaturnusz követi a Jupitert, így követi a rakéták sorában is hasonló néven az egyik a másikat. 1957. október 7-én sok tekintetben megváltozott a világ, amikor a Szputnyik–1 Föld körüli pályára állt. Válaszul Eisenhower elnök megalapította a NASA-t, és az új szervezet megkapta a további rakétafejlesztések koordinációs szerepkörét. A NASA felülvizsgált minden rakétafejlesztést, amelynek folyamatában a Silverstein-bizottság meghatározta a Saturn rakéták lehetséges fejlesztési irányait is. A különböző lehetséges első, második és harmadik fokozatok, hajtóművek variálásával egész rakétacsalád jött létre papíron. Így került a lehetséges fejlesztések közé a kisebb kapacitású Saturn I, illetve a legmerészebb kiépítésű, mindenben a legnagyobb kapacitású Saturn V változat. A fejlesztésekkel Wernher von Braun csapatát bízták meg.
Nagyjából a rakéták NASA fennhatóság alá kerülésével egy időben derült ki, hogy a kémműholdak vagy az atom robbanófejek területén végbement miniatürizálás szinte nem várt eredményeket hozott, és a hadseregnek már nincs szüksége a hirtelen mérhetetlenül erőssé vált rakétákra, ehelyett ezekre mint űrrakéta lesz szükség. Ezt erősítette meg Kennedy elnök bejelentése a holdra szállásról, amely pontosan az ilyen hatalmas kapacitású űreszközöket tette szükségessé. A koncepciótervek véglegesítésekor kialakult két fő irány. Az egyik Saturn I néven egy kisebb rakéta, amely egy nyolc H–1 jelű hajtóművet tartalmazó első fokozatból, az S-I-ből és egy hat RL10 hajtóművet magába foglaló második fokozatból, az S-IV-ből állt (később ennek továbbfejlesztéséből jött létre a Saturn IB). A kisebb rakéta mintegy 9100 kilogrammnyi tömeget volt képes Föld körüli pályára állítani, míg kb. 2200 kilogrammot a Holdhoz eljuttatni. A másik fejlesztési ág a maximum kialakítású változat, a Saturn V létrehozása volt. A tervek szerint a Saturn V első fokozata az S-IC öt, még csak a rajzasztalon létező F–1 hajtóművet kapott volna, amelyre aztán ráépítették volna a szintén forradalmi S-II fokozatot, amely szintén öt, hidrogén-oxigén hajtású J–2 hajtóművet kapott, és ennek tetejébe ültettek egy harmadik fokozatot, az S-IVB-t, amely egyetlen J–2-es hajtóművével -ot kellett Föld körüli pályára és kilogrammot a Holdhoz juttatnia.
A tervezés az alabamai Marschall Űrközpont – Wernher von Braun birodalma – feladata lett, ahol testet öltött a rakéta. A tervezés hivatalosan 1962. január 10-én kezdődött, még C–5 típusjel alatt, és 1963 elején jelölték ki mint az Apollo–programban használt hordozóeszközt, onnantól Saturn V néven futott tovább a végtermék. Számos járulékos beruházás (például a Marschall Űrközpontban épült próbapadok, amelyeken az új, példátlan erejű F–1 hajtóművek kipróbálhatóak voltak) után a rakéta 1967 közepére öltött testet. A gyártását szétszórta a NASA a különböző űripari szereplők között, így az S-IC-t a Boeing készítette a Michoud Összeszerelő Üzemben, az S-II-t a North American Seal Beach-en, Kaliforniában, míg az S–IVB-t a Douglas építette. Az óriásrakéta 121 méter magas volt, a tömege 2 950 000 kg, bár a végeredmény kissé elmaradt a tervektől, Föld körüli pályára csak , a holdhoz pedig tömeg eljuttatására volt képes. Az első teljes kiépítésű kipróbálására 1967 novemberében került sor.
Az Apollo űrhajó fejlesztése