LApollo 8 fu la seconda missione con equipaggio del programma spaziale statunitense Apollo. La navicella venne lanciata il 21 dicembre 1968 e fu la prima con a bordo degli uomini a lasciare l'orbita della Terra, a raggiungere la Luna, ad orbitare intorno ad essa e a tornare in sicurezza sulla Terra.
I tre astronauti – il comandante Frank Borman, il pilota del modulo di comando James Lovell e il pilota del modulo lunare William Anders – divennero pertanto i primi esseri umani ad uscire dalla gravità terrestre, a poter osservare la Terra nella sua interezza, ad entrare nel campo gravitazionale di un corpo celeste diverso dalla Terra (la Luna), a vedere con i propri occhi il lato nascosto della Luna, ad ammirare dallo spazio il sorgere della Terra dall'orizzonte della Luna e a rientrare nel campo gravitazionale terrestre. Per il lancio la missione utilizzò il razzo Saturn V, al suo terzo volo, il primo con equipaggio. Fu il primo lancio con equipaggio effettuato dal Kennedy Space Center, Florida, situato nei pressi della Cape Canaveral Air Force Station.
Originariamente prevista per l'inizio del 1969 come una missione in orbita terrestre media per testare il modulo lunare e il modulo di comando, nell'agosto del 1968 fu resa più ambiziosa, anche perché il modulo lunare non era ancora pronto per il primo volo. Questo accorciò la durata di addestramento e preparazione dell'equipaggio di due-tre mesi rispetto a quanto inizialmente previsto.
L'Apollo 8 impiegò tre giorni per raggiungere la Luna. Orbitò intorno ad essa dieci volte nel corso di 20 ore, durante le quali l'equipaggio effettuò una trasmissione televisiva in occasione della vigilia di Natale, leggendo i primi 10 versetti della Genesi (all'epoca risultò il programma TV più seguito della storia). Gli astronauti fecero ritorno sulla Terra il 27 dicembre 1968, ammarando nel nord dell'Oceano Pacifico.
Il successo della missione Apollo 8 aprì la strada all'Apollo 11 che realizzò l'obiettivo del presidente americano John F. Kennedy di portare un uomo sulla superficie lunare prima della fine degli anni sessanta.
Contesto
Durante il secondo mandato del Presidente Eisenhower gli Stati Uniti si trovarono a rincorrere i successi dell'Unione Sovietica nella cosiddetta corsa allo spazio, aperta dal lancio nel 1957 dello Sputnik 1, il primo satellite artificiale in orbita attorno alla Terra. Nel gennaio del 1961 John Kennedy ereditò dall'amministrazione precedente il programma Mercury, che aspirava a portare il primo uomo nello spazio, e una bozza del programma Apollo, che avrebbe dovuto essere un proseguimento del precedente nello spazio circumterrestre. Ma il 25 maggio 1961, in un discorso pronunciato durante una sessione speciale del Congresso degli Stati Uniti, Kennedy riconvertì l'obiettivo del programma Apollo verso un allunaggio «entro la fine del decennio», in risposta al nuovo primato stabilito dall'Unione Sovietica, che il 12 aprile aveva lanciato con successo Jurij Gagarin nello spazio.
Il programma Apollo, pur funestato dalle sciagure dell'Apollo 1 e dell'Apollo 13, fu coronato da numerosi successi, il più grande dei quali fu l'allunaggio nel 1969 dell'Apollo 11, cui seguirono altre sei missioni lunari prima dell'interruzione del programma nel 1975. L'Apollo 8 fu la secondaFu la terza se si considera anche la sfortunata missione Apollo 1 dove l'equipaggio morì in un incidente a terra in fase di test. missione con equipaggio, che faceva parte della fase preparatoria del programma. Tra il 1963 e il 1966 il programma Apollo fu affiancato dal programma Gemini, attraverso il quale la NASA acquisì le competenze nelle tecniche del volo spaziale che sarebbero state richieste per le successive missioni Apollo: la capacità di individuare, raggiungere e agganciare un altro veicolo in orbita, nonché di svolgere attività extraveicolari. Furono altresì acquisite informazioni riguardo alla risposta degli astronauti alla permanenza nello spazio.
Programmazione Pianificazione della missione
Le missioni Apollo sono denominate secondo una progressione numerica basata, a partire da Apollo 4, sull'ordine di lancio. Allo stesso tempo gli obiettivi da conseguire durante la missione (ovvero il tipo di missione che sarebbe stata condotta) seguivano una sequenza elaborata nel settembre del 1967, in cui ciascun tipo era contrassegnato da una lettera, in ordine alfabetico secondo la complessità crescente. Le missioni lunari (appartenenti alle classi G, H e J) avrebbero dovuto essere precedute da sei tipi di missioni preparatorie. Attraverso le missioni A e B, prive di equipaggio, sarebbe stato verificato il funzionamento in orbita terrestre bassa rispettivamente dell'Apollo Command/Service Module (CSM) e del modulo lunare (LEM). La missione C avrebbe replicato la missione A con equipaggio a bordo. Per la missione D erano stati ideati due possibili scenari che ad ogni modo prevedevano l'esecuzione di manovre di rendezvous tra il modulo di comando e servizio ed il LEM in orbita terrestre bassa, in presenza dell'equipaggio. Durante la missione E sarebbe stata adottata per la prima volta la configurazione completa della navicella spaziale Apollo; inoltre, l'equipaggio avrebbe eseguito manovre di sgancio e riaggancio del LEM in orbita terrestre media. Infine, la missione F, che sarebbe entrata in orbita attorno alla Luna, avrebbe parzialmente eseguito la manovra di allunaggio, da abortire ad appena 15 km dalla superficie.Si consultino le informazioni relative al 20 settembre 1967 (September 20) di
La missione di tipo A fu eseguita con successo da Apollo 4 e 6 rispettivamente nel novembre del 1967 e nell'aprile del 1968. La missione di tipo B fu completata dall'Apollo 5 nel gennaio del 1968. Nell'ottobre del 1968 la missione di tipo C sarebbe stata completata dall'Apollo 7. Se la programmazione fosse stata rispettata, l'Apollo 8 sarebbe stato utilizzato per una missione di tipo D. Ma nell'agosto del 1968 risultò chiaro che il LEM, necessario per tale missione, non sarebbe stato disponibile entro l'anno. Lo svolgimento di una missione D fu quindi rinviato al 1969, col rischio però di mancare l'obiettivo di compiere un allunaggio prima della fine del 1969., 1981.
Nell'agosto del 1968 George Low, responsabile dellApollo Spacecraft Program Office, propose di utilizzare il modulo di comando e servizio (CSM) ed il lanciatore Saturn V già costruiti per anticipare alcune caratteristiche delle missioni E ed F. In particolare, propose di eseguire una missione circumlunare per verificare l'efficacia delle comunicazioni, della navigazione e del controllo termico nello spazio profondo. La nuova tipologia fu indicata come C' (C prime in inglese) e assegnata all'Apollo 8. Il successo avrebbe permesso poi di cancellare la missione di tipo E dal programma.
La proposta incontrò un'ampia approvazione tra i dirigenti della NASA, che espressero la propria fiducia nell'hardware e nel personale e riconobbero il potenziale incoraggiamento collettivo che sarebbe derivato da una missione che sarebbe giunta così vicino alla Luna. James Webb, amministratore della NASA, la ritenne inizialmente troppo rischiosa, ma accordò infine il proprio consenso. Ad ogni modo, chiese di mantenere un basso profilo con i mass media, che non ricevettero anticipazioni riguardo al cambio di programma per l'Apollo 8 se non il 12 novembre, tre settimane dopo che la missione dell'Apollo 7 si era conclusa con successo e 40 giorni prima del lancio dell'Apollo 8., 1979., 1979.
Nel settembre del 1968 l'Unione Sovietica aveva lanciato con successo la capsula Zond 5 con a bordo delle tartarughe russe e altre creature viventi, in una traiettoria che l'aveva portata a sorvolare la Luna e poi a rientrare sulla Terra., 1994. Nacque allora all'interno della NASA e sulla stampa occidentale la preoccupazione che i sovietici avrebbero potuto ripetere la missione prima della fine del 1968 con cosmonauti a bordo, precedendo di nuovo gli americani. Ciò aggiunse ulteriore pressione al programma Apollo.
Il lanciatore Saturn V
Il razzo Saturn V utilizzato per la missione Apollo 8 era quello designato come o il terzo (03) modello di razzo Saturn V (5) utilizzato per il programma Saturn-Apollo (SA). Quando il 20 dicembre 1967 il razzo fu posto in verticale nel Vehicle Assembly Building, si pensava che sarebbe stato utilizzato per un volo di prova e che avrebbe immesso in orbita terrestre un boilerplate (un simulacro non funzionante e privo di equipaggio) del modulo di comando e servizio. Nel corso della missione Apollo 6, nell'aprile del 1968, erano stati rilevati diversi importanti problemi, comprese gravi oscillazioni pogo durante il funzionamento del primo stadio, lo spegnimento di un motore del secondo stadio e la mancata riaccensione del terzo stadio una volta in orbita. Non avendo la certezza che questi problemi fossero stati risolti, gli amministratori della NASA non potevano autorizzare una missione con persone a bordo. Inoltre, sarebbero stati necessari ulteriori voli di prova che attestassero il corretto funzionamento del Saturn V., 1996., 1979.
Risolvere i problemi del razzo spettava agli ingegneri del Marshall Space Flight Center (MSFC). Per prima cosa si occuparono delle oscillazioni pogo le quali, pur non ostacolando il funzionamento dei motori, avrebbero sottoposto l'equipaggio a un'accelerazione eccessiva. Un gruppo costituito dalle ditte appaltatrici, dai rappresentanti della NASA e dai ricercatori del MSFC concluse che la frequenza delle oscillazioni pogo era prossima a quella di vibrazione del razzo e che quindi sorgeva il fenomeno di risonanza. Per farvi fronte, nei condotti di alimentazione del motore furono miscelati l'ossigeno liquido e l'elio gassoso, allo scopo di smorzare tali vibrazioni.
Di uguale importanza fu considerato il malfunzionamento dei motori del secondo e terzo stadio. L'interruzione del funzionamento del motore tre era stata determinata dalla rottura di una condotta dell'idrogeno liquido del motore due. A terra, durante i test in laboratorio, attorno alla condotta si formava della brina che, a detta degli ingegneri, rendeva il materiale più resistente. Durante il volo, quando si raggiunse il vuoto dello spazio, ciò non si verificò, né avrebbe potuto verificarsi, e la parete del tubo cedette. La perdita di pressione nella condotta avrebbe portato allo spegnimento del motore due. Questo, tuttavia, fu anticipato da quello del motore tre. Infatti, quando il sistema automatico di spegnimento aveva tentato di chiudere la valvola dell'idrogeno liquido e di spegnere così il motore due, accidentalmente venne chiuso il rifornimento di ossigeno liquido al motore tre per via di un errore di connessione nei cavi. In modo simile fu spiegata anche la mancata riaccensione del terzo stadio: la brina giocava un ruolo importante nel migliorare il funzionamento del sistema di accensione anche nei test a terra del motore del terzo stadio. Ancora una volta, nel vuoto dello spazio questo contributo mancò e un componente del sistema di riaccensione, un soffietto, si ruppe in conseguenza alle notevoli vibrazioni cui fu sottoposto. Gli ingegneri apportarono dunque le modifiche necessarie a scongiurare eventi simili nei lanci successivi., 1979.
Le squadre di tecnici testarono le loro soluzioni nell'agosto del 1968 presso il Marshall Space Flight Center. Uno stadio IC del razzo Saturn fu equipaggiato con dispositivi di assorbimento delle vibrazioni per mostrare la soluzione proposta per risolvere le oscillazioni pogo, mentre un secondo stadio del Saturn fu testato con linee di carburante modificate per dimostrare la loro resistenza a perdite e rotture in condizioni di vuoto. Una volta che gli amministratori della NASA si convinsero che i problemi erano stati risolti, dettero il benestare per una missione con equipaggio che avrebbe utilizzato il razzo