Az AS–202 (Apollo–Saturn–202) az amerikai Apollo-program harmadik ember nélküli (teszt)repülése űrhajósok nélkül. Ennek keretében szuborbitális pályán kipróbálták a Saturn IB hordozórakétát és az Apollo űrhajót, és kiküszöbölték az első, hasonló tesztrepülésen felmerült hibákat.

Az Egyesült Államok 1961-ben elhatározta és bejelentette, hogy embert juttat a Holdra. Tette ezt azért, mert nyilvánvalóan lemaradt a Szovjetunió mögött a világűr meghódításában és kellett egy bombasztikus űrprogram, amely a szovjet sikereket semmissé tették. A cél elérése érdekében életre hívtak egy tervet, amely alapján lépésről-lépésre kifejlesztették az eljárásokat és eszközöket, majd tesztrepüléseken kipróbálták őket, végül élesben végrehajtották a Holdra szállást. A program 1966-ban lépett a kipróbálási fázisba, amelynek során az újonnan fejlesztett Saturn rakétát és Apollo űrhajót próbálhatták ki, hogy az majdan alkalmas lesz-e eljutni a Holdra.

A próbafolyamat első lépése az űrhajó képességeinek igazolása volt még emberek nélkül, automata üzemmódban. Ebből a célból végezték el az AS–201 tesztrepülést, amely azonban nem járt teljes sikerrel és szükség volt egy újabb próbára. Az újabb próba kissé összetettebb volt: hosszabb ideig tartott, teljes értékű űrhajót kapott és összetettebb manővereket írtak elő számára (kiküszöbölvén az előző, sikertelen repülés hibáit. A késedelmek miatt közben a NASA elhatározta, hogy előrébb hozza a sorban később következő AS–203-as tesztrepülést és a két repülés helyet cserél.

A tesztrepülés startjára 1966. augusztus 25-én került sor, amikor is 13:15-kor a Saturn IB elstartolt Cape Kennedy LC-34-es indítóállásáról. Az első rakétafokozat tökéletesen teljesített, majd a leválása után (amelyet kamerákkal figyeltek meg) az S–IVB tovább gyorsított. A repülést szuborbitálisra tervezték, ezért pályára állás előtt leállították a hajtóműveket. Az űrhajó leválásával kezdődhettek az igazi tesztek, a CSM SPS hajtóművével. Összesen négy hajtóműindítással próbálták ki az űrhajó főhajtóművét, így igazolva a rakétahajtómű képességét az újraindíthatóságra. A hajtómű indításokkal óriási sebességre gyorsították az űrhajót, így teremtve meg a feltételeket a hőpajzs kipróbálására is. A próbákat maradéktalanul teljesítve az űrhajó végül háromnegyed fordulatnyit repülve a Wake-sziget mellett szállt le a Csendes-óceánon, ahol a USS Hornet anyahajó emelte ki a tengerből.

Előzmények

Az 1950-es és 1960-as évek hidegháborújában a világ két szuperhatalma között elindult az űrverseny egy speciális versengés, egyfajta önálló technológiai erőpróba, amely addig ismeretlen színtéren folyt, hogy egymás előtt – és a világ többi részének közvéleménye előtt – bizonyítsák melyik állam (és egyben világrend képes végrehajtani 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 próbálta utolérni a szovjet teljesítményeket. Ennek folyományaként állították fel a NASA-t amerikai oldalon, majd a sorozatos kudarcélmények hatására határozták el – és hirdette ki John F. Kennedy –, hogy embert juttatnak a Holdra. Ez elhomályosította volna a szovjetek addigi összes teljesítményét azzal, hogy egy elképzelhetetlen projekt végrehajtásával törtek volna előre.

A mérhetetlenül nagynak tűnő feladatot a NASA kapta, amelynek keretein belül több lépcsőben ki is dolgozták a Hold elérésének elvi módszerét. A fejlődési lépcsők során előbb az ún. direkt leszállás módszerét vették elő a korábbi tanulmányok közül, amelyet elég hamar – annak gyakorlati megvalósíthatatlansága miatt – felváltott az ún. EOR (Earth Orbit Rendezvous – Randevú Föld körüli pályán) módszer, végül pedig – egy 1914-es forradalmi megoldás újra felmerülése nyomán – lefektették az ún. LOR (Lunar Orbit Rendezvous – Hold körüli pályán végrehajtott randevú) koncepcióját. Az elgondolások között a felküldendő tömeg volt a döntő tényező. Az első esetében egy óriási tömegű rakéta szállt volna fel a Földről, majd eljutván a Holdhoz le a holdfelszínre majd dolga végeztével vissza újra a Földre, amelynek magával kellett volna cipelnie mindent: a Földről való felszálláshoz szükséges rakétát, űrhajót, hajtóanyagot, majd a holdi leszálláshoz és az onnan való felszálláshoz szükséges ugyanilyen eszközöket és erőforrásokat is. A második elképzelés már annyit enyhített ezen, hogy a gigantikus feljuttatandó tömeget több „csomagban” juttatta volna fel Föld körüli pályára, ahol összedokkolgatva őket indulhatott volna a Holdra a még mindig ugyanakkora űrszerelvény. Ez a megoldás is azzal járt volna, hogy visszafelé egy akkora űrszerelvény startolt volna a holdfelszínről, mint a Mercury program rakéta-űrhajó rendszerei, amelyhez egy hatalmas indítóállásra és százas nagyságrendű személyzetre volt szükséges itt a Földön is, szemben a holdi nulla 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. Egyben ez a terv kijelölte a hasznos tömeg (űrhajók, személyzet, hajtóanyag, készletek stb.) feljuttatásához szükséges hordozóeszközök iránti igény fő paramétereit is, amelyek a kisebb feljuttatandó tömeg miatt értelemszerűen sokkal szerényebbek voltak, mint a korábbi ilyen igények. Sőt a haderőnemek fejlesztései között a tervezőasztalon feküdt is olyan terv (a Saturn rakétaosztály), amelynek paraméterei hasonlóak voltak az igényekhez.

Az általános koncepció birtokában kezdődött a részletes fejlesztés úgy az űrhajókra, mint a rakétákra vonatkozóan. 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 a nulláról indult a fejlesztés. Wernher von Braun már a koncepció kialakulása előtt elkezdte óriásrakéták fejlesztését. Az egyik ilyen rakéta a Saturn I, illetve később annak továbbfejlesztett változata, a 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 rakéták kapacitásába. De úgy ennek a rakétának, mint az űrhajóegységeknek végig kellett járnia 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 külön kipróbálásával, harmadrészt pedig a Földön lehetett elvégezni. A NASA így ki is dolgozott egy lépcsőzetes, egymásra épülő tervet a tesztek végrehajtásának sorozatára

Az Apollo űrhajó fejlesztése

A program egyik fő súlyponti kérdése, egyben a legelső tesztek tárgya a Holdat elérni képes űrhajó kifejlesztése volt. Az Apollo űrhajó tervezése rögtön Kennedy elnök bejelentését követően megkezdődött és gyártóként – némileg meglepetésre, lecserélve a bevált McDonnellt – a North Americannel kötött szerződést a NASA. A szerződéskötéskor, azaz a fejlesztések kezdetén még a direkt leszállás koncepciója volt érvényben az űrügynökségen belül, az űrhajó dizájnban semmiféle holdkompról nem volt szó, így a tervezés egyetlen önálló űrhajó irányába indult el, amelynek más űrjárművel nem kell találkoznia és összekapcsolódnia az űrben. Ez változott meg alapjaiban, amikor a NASA új koncepciót nevezett meg a holdra szállás alapjául, immár két űrhajóval és űrbéli dokkolással. A tervezés folyamatában ezért ez a váltás nyomot is hagyott, a már nagy vonalakban megtervezett, de összekapcsolódásra és ilyen konfigurációban való repülésre alkalmatlan verzió tervezését és előállítását időtakarékosságból meghagyták Block I (Első gyártási sorozat) jellel, míg a végleges, teljes tudású változatot Block II néven vitték tovább. Később úgy tervezték, hogy a Block I-gyel repülik az összes tesztet és az emberekkel térnek át a Block II-re.

A dizájnban megtartották a Gemini űrhajó tervezési alapelveit, így az űrhajó egy csonkakúp alakú legénységi kabinból és egy hengeres műszaki egységből állt össze, igaz nagyobb méretekben, mivel eleve a kétfős személyzet háromra bővült az ennek megfelelő ellátmány igénnyel. Az előbbi egységben helyezték el az űrhajósokat, illetve az ő létfenntartásukhoz szükséges berendezéseket, valamint a műszerfalat és a földi leszálláshoz szükséges ejtőernyőházat (valamint a Block II esetén az összekapcsolódáshoz szükséges radart és dokkolószerkezetet), míg a műszaki egység fogadta magába az űrhajó hajtóműveit, az azokhoz szükséges hajtó- és oxidálóanyagot, valamint a létfenntartó rendszer tartályait, valamint az energiaforrásokat. Az űrhajó manőverezését a kor legkorszerűbb számítógépe segítette, magát a helyzetváltoztatást kis, hidrogén-peroxid meghajtású rakétafúvókákkal oldották meg, míg az elektromos energia ellátásról üzemanyagcellák gondoskodtak. Az űrhajó tömege 29–30 tonna közé adódott, hosszas súlycsökkentési programot követően.

A tesztek az eredeti elképzeléseknek megfelelően a Block I változattal kezdődtek meg, majd csak jóval később, 1967 januárjában, az Apollo–1 katasztrófáját követően következett be egy lényegi változás. Ekkor számos tervezési problémát tárt fel a balesetet kivizsgáló bizottság és számos helyen kellett megváltoztatni az űrhajó konstrukcióját, elsősorban a tűzvédelem miatt a belső tér kialakítása, huzalozása és csövezése változott, valamint a mentést megakadályozó kabinajtó áttervezése valósult meg. Ekkor vetették el a Block I verzió további alkalmazását és a továbbiakban csak a végleges, átalakított Block II űrhajók repültek. Az ember nélküli tesztekhez – részben még az Apollo–1 katasztrófáját jóval megelőzően –, vagy a hőpajzs próbáihoz, vagy a Saturn rakétákkal való integrációs tesztekre és végül a teljes kiépítésű Saturn V-tel végzett végső tesztekre továbbra is az elkészült Block I-eket indították. A tűz utáni átalakításokkal csak 1968 nyarára lett kész a North American és ekkor tűzték ki az első felszállást űrhajósokkal a fedélzeten 1968 októberére.

A Saturn IB fejlesztése

Az USA rakétafejlesztései a különböző haderőnemeknél szétaprózva folytak, egészen addig, míg Dwight D. Eisenhower elnök össze nem vonta őket a NASA keretein belül. A rakétafejlesztések első számú szempontja a haderő ellátása volt különböző hatótávú ballisztikus rakétákkal, amelyekkel az USA atomhordozó kapacitását elégítették ki, ám az űralkalmazások felé is kacsingattak. Ilyen űralkalmazás volt a Juno–1 rakéta, amelyet a Szputnyik–1-gyel elszenvedett vereség szépségtapaszaként indítottak Föld körüli pályára az Explorer–1 műholddal és amelyet az addig csak afféle stratégiai tartaléknak tartogatott Wernher von Braun és német mérnökcsapata készített. Úgy a katonai, mint az űralkalmazások új, nagyobb teljesítményű eszközöket követeltek meg, ezért a Hadügyminisztérium formálisan is megalapította az ARPA-t 1958. február 8-án, amely első feladatául a rakétafejlesztésekkel kapcsolatos követelmények kidolgozását és a rendelkezésre álló alternatívák összehasonlítását kapta feladatul.

Az ARPA végül a rakétaprogramok közül szelektálva csak a legígéretesebbeknek adott zöld utat és fejlesztési kapacitást. Az akkoriban folyó fejlesztések közül a Jupiter rakéták fejlesztése tartott a legelőrébb, ez mutatkozott egyedül megfelelőnek a 9–18 tonna közötti kiíráshoz. A kiírás alapján a Rocketdyne láthatott neki egy új rakétahajtómű, a H-1 (a későbbi Saturn I és Saturn IB hajtóműve) gyártásához.