โครงการ Apollo 4  ปฐมบทแห่งการเดินทางสู่ดวงจันทร์

โครงการ Apollo 4 (อะพอลโล 4) นับเป็นก้าวสำคัญอย่างยิ่งในประวัติศาสตร์การสำรวจอวกาศของมนุษยชาติ โดยเป็นเที่ยวบินทดสอบไร้คนขับครั้งแรกของจรวด Saturn V (แซเทิร์น 5) จรวดที่ทรงพลังที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของโครงการ Apollo ที่มีเป้าหมายอันท้าทายคือการนำมนุษย์ไปลงจอดบนดวงจันทร์ให้ได้ภายในทศวรรษ 1960

วัตถุประสงค์หลักของภารกิจ

Apollo 4 มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อทดสอบประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของจรวด Saturn V อย่างเต็มรูปแบบ รวมถึง

• การทดสอบ “All-Up” เป็นการทดสอบแบบบูรณาการ โดยนำจรวดทั้งสามท่อน (S-IC, S-II, และ S-IVB) และยานอวกาศ Apollo Command and Service Modules (CSM) มาทำการบินทดสอบพร้อมกันเป็นครั้งแรก เพื่อประเมินการทำงานร่วมกันของระบบต่างๆ
• การประเมินประสิทธิภาพของแต่ละท่อนจรวด ตรวจสอบการทำงานของเครื่องยนต์ การเผาไหม้ การแยกตัวของแต่ละท่อนจรวดตามลำดับเวลาที่กำหนด
• การทดสอบการจุดเครื่องยนต์ S-IVB ใหม่ในวงโคจร สาธิตความสามารถในการจุดเครื่องยนต์ท่อนที่สามอีกครั้ง ซึ่งมีความสำคัญต่อการเดินทางออกจากวงโคจรโลกไปยังดวงจันทร์ (Trans-Lunar Injection – ทีแอลไอ)
• การประเมินระบบป้องกันความร้อนของยาน Command Module (CM) ทดสอบความสามารถของแผ่นป้องกันความร้อนในการทนต่อความเร็วและอุณหภูมิสูงขณะกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก ซึ่งจำลองสภาวะการกลับมาจากดวงจันทร์
• การทดสอบระบบย่อยอื่นๆ ประเมินการทำงานของระบบนำทาง ระบบควบคุม ระบบสื่อสาร และระบบตรวจจับเหตุฉุกเฉิน

ยานอวกาศและจรวด

• จรวด Saturn V (SA-501) จรวดสามท่อนมหึมาที่มีความสูงเท่าตึก 36 ชั้น และมีแรงขับดันมหาศาลถึง 7.6 ล้านปอนด์ในขณะปล่อยตัว ท่อนแรก (S-IC) ใช้เครื่องยนต์ F-1 จำนวน 5 เครื่องยนต์ ท่อนที่สอง (S-II) ใช้เครื่องยนต์ J-2 จำนวน 5 เครื่องยนต์ และท่อนที่สาม (S-IVB) ใช้เครื่องยนต์ J-2 เพียง 1 เครื่องยนต์
• Apollo Command and Service Modules (CSM-017) ประกอบด้วยส่วน Command Module (CM-017) ซึ่งเป็นส่วนที่นักบินจะโดยสาร และ Service Module (SM-020) ซึ่งบรรจุระบบขับเคลื่อน ระบบไฟฟ้า และอุปกรณ์สนับสนุนอื่นๆ แม้ว่าจะเป็นรุ่น Block I ที่ออกแบบสำหรับการทดสอบในวงโคจรโลก แต่ก็ได้มีการปรับปรุงบางส่วนเพื่อทดสอบคุณสมบัติที่จะใช้ในรุ่น Block II สำหรับภารกิจสู่ดวงจันทร์ เช่น แผ่นป้องกันความร้อน

ลำดับเหตุการณ์สำคัญ

• 9 พฤศจิกายน 1967 ปล่อยตัวจาก Launch Complex 39A (แอลซี-39เอ) ที่ Kennedy Space Center (เคนเนดี สเปซ เซ็นเตอร์) รัฐ Florida (ฟลอริดา) ในเวลา 07:00:01 น. ตามเวลา Eastern Standard Time (อีเอสที)
• จรวด Saturn V ทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ โดยแต่ละท่อนจรวดแยกตัวตามกำหนดเวลา
• ท่อน S-IVB จุดเครื่องยนต์ครั้งแรกเพื่อเข้าสู่วงโคจรรอบโลก
• หลังจากโคจรรอบโลกได้ 2 รอบ ท่อน S-IVB จุดเครื่องยนต์ครั้งที่สองเพื่อจำลองการเดินทางสู่ดวงจันทร์ โดยพายาน CSM ขึ้นไปในวงโคจรที่มีจุดสูงสุดถึง 18,216 กิโลเมตร
• ยาน CSM แยกตัวออกจากท่อน S-IVB และทำการจุดเครื่องยนต์ Service Propulsion System (เอสพีเอส) เพื่อเพิ่มความเร็วในการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก
• ยาน CM กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกด้วยความเร็วสูงถึง 24,917 ไมล์ต่อชั่วโมง (ประมาณ 40,100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของแผ่นป้องกันความร้อน
• 9 พฤศจิกายน 1967  ยาน CM ตกลงในมหาสมุทรแปซิฟิก ใกล้กับ Midway Island (มิดเวย์ ไอส์แลนด์) หลังจากปฏิบัติภารกิจนาน 8 ชั่วโมง 37 นาที

ผลลัพธ์และความสำคัญ

โครงการ Apollo 4 ประสบความสำเร็จอย่างงดงาม โดยบรรลุวัตถุประสงค์ทั้งหมดที่ตั้งไว้ การทดสอบจรวด Saturn V เป็นไปตามแผน และยาน CM สามารถทนทานต่อความร้อนและความเร็วสูงในการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้สำเร็จ ภารกิจนี้เป็นการพิสูจน์ให้เห็นว่าจรวด Saturn V มีศักยภาพเพียงพอที่จะนำมนุษย์ไปสู่ดวงจันทร์ได้จริง และเป็นรากฐานสำคัญสำหรับภารกิจ Apollo ที่ตามมา ซึ่งในที่สุดก็นำไปสู่การเหยียบดวงจันทร์ครั้งแรกของมนุษย์ในปี 1969