Ngày 21 tháng 12 tới đây sẽ là ngày kỷ niệm 45 năm sứ mạng Apollo 8 - sứ mạng chinh phục Mặt Trăng đầu tiên có sự tham gia của con người. Vào năm 1968, Apollo 8 đã rời trung tâm không gian Kennedy tại Florida đưa 3 phi hành gia lên quỹ đạo Mặt Trăng và trở lại Trái Đất an toàn. Qua đó, Apollo 8 đã mở đường cho sứ mạng Apollo 11 với những bước chân đầu tiên của con người đặt lên bề mặt vệ tinh của Trái Đất.
Apollo 8 là một sứ mạng dường như đã được dự đoán từ trước. Khi Jules Verne viết cuốn tiểu thuyết “From Earth to the Moon” và “Around the Moon”, các phi hành gia trong tiểu thuyết đã bay vòng quanh Mặt Trăng nhưng không đáp xuống. Tình huống tương tự cũng được nhắc đến trong truyện ngắn “Trends” của Isaac Asimov. Thậm chí Wernher Von Braun - kỹ sư chế tạo tên lửa Saturn V cũng đã đề cập về vấn đề này trong các văn bản đề nghị cho một chương trình khám phá Mặt Trăng trước khi chính phủ Mỹ bắt đầu quan tâm.
Tuy nhiên, Apollo 8 cuối cùng không phải là một sản phẩm tưởng tượng. Sứ mạng là một phần thuộc chương trình Apollo của Mỹ, nối tiếp các dự án Mercury và Gemini với mục tiêu là thực hiện lời hứa của tổng thống John F Kennedy nhằm đưa một con người thật sự lên Mặt Trăng vào cuối thập kỷ 60.
Mục đích của sứ mạng Apollo 8 rất quan trọng. Cuộc chiến tranh lạnh đang đến hồi căng thẳng và Mỹ cũng như Liên Xô đang tham gia vào cuộc đua không gian trong đó chương trình không gian của Mỹ được xem là đang ở trạng thái tồi tệ nhất. Năm 1968 là một năm hỗn loạn với nhiều cuộc bạo động nổ ra tại Paris và nhiều thành phố lớn của Mỹ, những vụ ám sát chính trị và chiến tranh leo thang tại Việt Nam. Chính phủ Mỹ nhìn nhận Apollo 8 như một giải pháp để “đền bù" cho một năm không mấy may mắn và giải thoát cho người dân Mỹ khỏi một bầu không khí được bộ trưởng Norman Vincent Peale gọi là “một cảm giác buồn tẻ của sự thất vọng”.
Biểu tượng sứ mạng Apollo 8 với tên của 3 phi hành gia.
Nhưng thật trớ trêu, nhiệm vụ ban đầu của Apollo 8 không phải là bay thăm dò Mặt Trăng. Con tàu nguyên bản được trang bị các mô-đun bao gồm mô-đun CSM (Command/Service Module) và mô-đun LEM (Lunar Excursion Module). Mô-đun Service được sử dụng để đẩy tàu đến Mặt Trăng và trở về trong khi mô-đun Command hình nón sẽ là nơi cư trú của các phi hành gia. Mô-đun LEM được gắn kết vào đỉnh mô-đun CSM để đưa 2 phi hành gia lên bề mặt Mặt Trăng. Sứ mạng của Apollo 8 sẽ là đưa mô-đun LEM vào quỹ đạo tầm trung của Trái Đất vào đầu năm 1969 để thực hiện các chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của thiết bị hạ cánh Mặt Trăng. Tuy nhiên, những sự kiện nêu trên đã bất ngờ làm thay đổi kế hoạch.
NASA đã rất lo ngại và họ có nhiều lý do. Vào ngày 15 tháng 9 năm 1968, Liên Xô đã phóng tàu Zond 5, mang theo một phi hành đoàn gồm những con rùa và các thực thể sống khác bay vòng quanh Mặt Trăng. Đây cũng là sứ mạng thăm dò Mặt Trăng đầu tiên trở về Trái Đất an toàn. Tồi tệ hơn, cơ quan tình báo Mỹ - CIA đã có được thông tin về việc Liên Xô có thể đang tìm cách đưa một phi hành gia lên Mặt Trăng trước khi năm 1968 kết thúc. Thêm vào đó, NASA còn gặp vấn đề về trang thiết bị. 2 mô-đun CSM đã được chuyển đến trung tâm không gian Kennedy nhưng mô-đun LEM vẫn gặp lỗi kỹ thuật và nhà sản xuất Grumman cho biết chậm nhất là tháng 2 năm 1969 thì mô-đun này mới được hoàn thiện.
Trước tình thế gấp rút, George Low - quản lý chương trình Apollo Space Program đã nảy ra một ý tưởng. Mô-đun LEM chưa sẵn sàng nhưng CSM thì đã xong, vậy tạo sao không thực hiện một sứ mạng bay quanh Mặt Trăng? Kết quả là những cuộc tranh luận sau đó đã đi đến quyết định thực sứ mạng Apollo 8 sớm hơn vào cuối tháng 12 năm 1968 thay vì đầu năm 1969. Kế hoạch thay đổi, thời gian chuẩn bị gấp rút khiến các phi hành gia phải luyện tập ở cường độ cao hơn. Đồng thời, NASA phải hoạch định lại các nhiệm vụ cho Apollo 8 để đơn giản hóa sứ mạng với các mục tiêu như thử nghiệm mô-đun CSM và chụp ảnh thăm dò bề mặt Mặt Trăng để chuẩn bị cho lần hạ cánh của Apollo 11.
Phi hành đoàn được chọn cho sứ mạng Apollo 8 bao gồm chỉ huy sứ mạng - đại tá Frank F. Borman, II; phi công mô-đun Command và hoa tiêu - đại úy thủy quân lục chiến James A. Lovell, Jr.; và phi công mô-đun Lunar kiêm kỹ sư chuyến bay - trung tá William A. Anders. Borman và Lovell đều là các phi hành gia kỳ cựu, từng tham gia vào các sứ mạng Gemini. Trong khi đó, Apollo 8 là sứ mạng đầu tiên và là chuyến bay ra ngoài không gian đầu tiên của Anders.
Cả 3 phi hành gia thực hiện sứ mạng trên con tàu có tên đầy đủ là Command Service Modul Apollo CSM-103, tín hiệu vô tuyến Apollo 8, tải trọng cất cánh 28.870 kg và được chế tạo bởi North American Rockwell. CSM-103 được xem là một thành tựu của ngành kỹ thuật hàng không vũ trụ và con tàu đã trải qua một quá trình tái thiết kế mở rộng sau khi một đám cháy trong cabin đã cướp đi sinh mạng của 3 người đàn ông khi họ đang thực hiện các thử nghiệm trên mặt đất. Cũng vì lý do này mà sứ mạng Apollo 1 đã bị hủy bỏ.
CSM-103 khá chật chội, ồn ào và bay trong nó giống như bị nhồi nhét trong một chiếc tàu ngầm, thực phẩm mang theo được sấy khô và đóng gói chân không. Con tàu được điều khiển bởi một chiếc máy tính được xem là tối tân nhất thời bấy giờ nhưng vẫn rất sơ khai so với những tiêu chuẩn của thế kỷ 21 và năng suất của nó chưa bằng một chiếc điện thoại bình dân ngày nay.
Tàu được đưa lên quỹ đạo bằng tên lửa đẩy Saturn V - tên lửa lớn nhất và mạnh nhất từng được chế tạo trong lịch sử. Với Apollo 8, đây là chuyến bay đầu tiên nhưng với Saturn V, đây đã là chuyến bay thứ 3 với các sứ mạng có sự tham gia của con người. Tên lửa cao 110,6 m, nặng khoảng 2.812 tấn và các động cơ giai đoạn 1 của Saturn V tạo ra lực đẩy đến 7,6 triệu pound (34,5 triệu Newton). Saturn V, các động cơ đẩy của nó, tàu Apollo và công nghệ hỗ trợ cho sứ mạng được chế tạo theo các hợp đồng được ký kết với nhiều công ty trên khắp nước Mỹ. Công tác hậu cần và ngân sách cho chương trình Apollo 8 có thể so sánh tương đương với một cuộc chiến tranh cỡ nhỏ.
Các chảo vô tuyến tại Madrid và Canberra sẽ hỗ trợ cho trạm quan sát đặt tại California để theo dõi các trạng thái của Apollo 8. Thêm vào đó, mạng lưới cảnh báo hạt không gian (SPAN) cũng giám sát Mặt Trời để phát hiện các dấu hiệu nguy hiểm của bão mặt trời khiến các phi hành gia có thể đối mặt với bức xạ chết người.
Ngày phóng tàu được ấn định là 21 tháng 12 năm 1968, vào lúc 7:51 sáng EST. Tàu được phóng tại bệ LC-39A thuộc trung tâm không gian Kennedy và sứ mạng sẽ kéo dài trong 6 ngày. Có vẻ như sứ mạng đã được lên lịch hơi kỳ quặc bởi chỉ vài ngày sau là Giáng sinh. Tuy nhiên, thời gian được chọn trùng với thời điểm Mặt Trăng đang ở vị trí chính xác và quan trọng hơn cả là Apollo 8 cần phải chụp lại hình ảnh tại các khu vực hạ cánh trên Mặt Trăng. Những khu vực này đang nằm trong vùng chiếu sáng và góc của Mặt Trời đủ thấp để có thể tạo bóng và độ tương phản tốt nhất.
Thời khắc căng thẳng nhất trong quá trình phóng là việc kích hoạt động cơ S-IVB giai đoạn 3 - từng bốc cháy trong bài thử nghiệm không người lái được thực hiện trước đó. Tuy nhiên, may mắn đã mỉm cười với các phi hành gia khi phần động cơ này đã hoạt động và đưa Apollo 8 vào quỹ đạo dừng và trong lần đốt thứ 2, động cơ đã đưa CSM thẳng tiến đến Mặt Trăng.
Sau 3 giờ 35 phút, phi hành đoàn Apollo 8 đi được khoảng cách xa nhất trong lịch sử khám phá vũ trụ của con người và trung tá Borman đã gọi về trạm kiểm soát sứ mạng nói rằng: “Bảo Conrad là kỷ lục của anh ta đã bị phá”. Pete Conrad và Richard Gordon là 2 phi hành gia đã tham gia sứ mạng Gemini XI vào năm 1966 và vào thời điểm đó, họ đã bay lên độ cao 1368,9 km so với Trái Đất.
Tuy nhiên, ngay sau khi Apollo 8 đi vào quỹ đạo quanh Mặt Trăng, một tình huống “khó đỡ” đã xảy ra. Theo kế hoạch thì các thành viên phi hành đoàn sẽ thay phiên nhau ngủ để tại mọi thời điểm luôn có một người tỉnh táo để điều khiển tàu. Borman đi ngủ trước và ông uống một viên thuốc ngủ. Ngay sau khi lâm vào trạng thái buồn ngủ, ông chợt bừng tỉnh vì … nôn mửa và tiêu chảy. Hệ thống xử lý chất thái của tàu không thể đáp ứng kịp thời và kết quả là … tất cả những gì trong ruột của Borman trôi lơ lửng trong cabin.
Chỉ huy Frank Borman trong cabin.
Trước tình huống bất ngờ này, các phi hành gia không mong muốn vấn đề được phát trực tiếp trên truyền hình thế giới. Vì vậy họ đã ghi chép lại tất cả thông tin vào một cuộn băng để truyền tải về Trái Đất và bí mật dò hỏi ý kiến xử lý của bộ phận kiểm soát sứ mạng. Phi hành gia Michael Collins - người sau này điều khiển mô-đun Command của tàu Apollo 11 đã chịu trách nhiệm liên lạc mô-đun cho Apollo 8. Trong cuốn sách "Carrying Fire" của ông, ông đã kể lại tình huống dở khóc dở cười của Borman khi nói: "Người đàn ông đầu tiên (ý chỉ Borman) sau khi rời tàu không gian đã phải gọi ngay cho bác sĩ nhi khoa".
May mắn là tình trạng của các phi hành gia nhanh chóng được khắc phục. Các bác sĩ trên Trái Đất đã nghĩ rằng Borman có thể đã mắc cảm cúm trong vòng 24 giờ trước chuyến bay và bệnh bùng phát khi ông ra ngoài không gian hoặc cơ thể của ông quá nhạy cảm với thuốc ngủ. Sau này, các nhà nghiên cứu tin rằng trường hợp của Borman là một dạng say "không gian", tương tự như say sóng.
Phần còn lại của cuộc hành trình đến Mặt Trăng diễn ra tương đối suôn sẻ ngoại trừ việc các phi hành gia phải liên tục xử lý tình trạng cửa sổ quan sát bị mù do khí thoát ra từ vật liệu cấu trúc tàu nhằm mang lại cho khán giả xem truyền hình một tour du lịch trực tiếp ngoài không gian và đọc dữ liệu từ các kính lục phân để định hướng trong trường hợp mất liên lạc giữa tàu và trung tâm kiểm soát sứ mạng dưới mặt đất. Có một điều không may là các mảnh vỡ từ động cơ S-IVB của tên lửa Saturn V vẫn trôi theo sau tàu và ánh sáng mặt trời phản chiếu lên chúng khiến hoạt động quan sát trở nên khó khăn hơn.
Động cơ S-IVB trôi ngoài không gian sau khi tách rời khỏi mô-đun Command.
Nói về chuyến bay đến Mặt Trăng của Apollo 8, đây là lần đầu tiên con người tiếp cận một thiên thể và tàu CSM chưa từng được thử nghiệm trong một môi trường như vậy. Mỗi bước tiến của sứ mạng chứa đầy yếu tố may rủi. Điều đáng lo ngại nhất là động cơ. Apollo 8 cần phải kích hoạt động cơ để đưa nó vào quỹ đạo Mặt Trăng và thời điểm kích hoạt là khi con tàu nằm sau Mặt Trăng - nơi hoạt động liên lạc giữa tàu và Trái Đất có thể bị cắt đứt. Theo kế hoạch, động cơ sẽ hoạt động trong 4 phút 13 giây. Nếu ngắn hơn, con tàu có thể bị bắn vào quỹ đạo Mặt Trời. Nếu dài hơn, con tàu sẽ lao suống Mặt Trăng và Apollo 8 sẽ ra đi mãi mãi. Điều may mắn là động cơ đã cháy trong đúng thời gian dự kiến và Apollo 8 đã lấy lại liên lạc ngay sau khi con tàu rời khoảng tối của Mặt Trăng. Phi hành đoàn đã gọi đây là 4 phút dài nhất trong cuộc đời họ.
James Lovell tại trạm định hướng và dẫn đường trong mô-đun Command.
Apollo 8 xâm nhập quỹ đạo vào 21:59:52 GMT ngày 23 tháng 12 năm 1968. Con tàu bay vòng quanh Mặt Trăng cứ mỗi 2 giờ ở độ cao 111 km. Trong khi mọi người trên Trái Đất đang theo dõi sứ mạng qua TV và đài radio thì các phi hành gia bắt đầu thủ tục kiểm tra và đại úy Lovell tiến hành mô tả bề mặt Mặt Trăng.
Ảnh chụp bề mặt Mặt Trăng.
Theo mô tả của ông: "Mặt Trăng về cơ bản có màu xám, không có màu nào khác; giống như bị trét thạch cao của Paris hay một bãi biển cát xám. Chúng tôi có thể thấy khá nhiều chi tiết. Vùng biển Fertility không rõ ràng như những gì chúng ta quan sát từ Trái Đất. Độ tương phản giữa khu vực này và các hố va chạm xung quanh không nhiều. Các hố đều tròn, một số trông còn khá mới. Nhiều hố giống hệt nhau, giống như bị tác động bởi cùng một loại thiên thạch. Hố Langrenus có kích thước rất lớn; nó có một chóp nón ở tâm. Các bức tường quanh hố có dạng bậc thang, có từ 6 đến 7 bậc khác nhau từ trên xuống."Apollo 8 tiếp tục bay trên quỹ đạo Mặt Trăng trong vòng 20 giờ 11 phút. Không giống như các sứ mạng trước đó, phi hành gia không quá bận bịu với các thử nghiệm. Nhiệm vụ chính của 3 phi hành gia trên Apollo 8 là ghi hình. Bill Anders dành hầu hết thời gian để chụp ảnh về những khu vực hạ cánh trong tương lai của tàu Apollo qua cửa sổ và dùng kính lục phân như kính thiên văn. Ông đã ghi lại 700 hình ảnh về Mặt Trăng, 150 hình ảnh về Trái Đất và dùng hết 5 cuộn phim 16 mm. Một trong những bức ảnh nổi tiếng nhất là Earthrise - hình ảnh hành tinh xanh của chúng ta "mọc" lên và lơ lửng trên một Mặt Trăng cô đơn. Bức ảnh này sau đó đã trở thành một trong những những bức ảnh tiêu biểu của thế kỷ 20.
Bức ảnh Earthrise nổi tiếng được chụp từ Mặt Trăng.
Một tiết lộ khác về sứ mạng Apollo 8 là lịch ngủ thay phiên của 3 phi hành gia đã không được thực hiện. Phần lớn chương trình bay đã được cắt ngắn bởi Borman khi ông nhận ra rằng 2 người đồng hành đang bị mất ngủ và ra lệnh cho họ nghỉ ngơi. Vì vậy, Lovell và Anders đã đi ngủ trong suốt 2 vòng quỹ đạo tiếp theo và các máy ảnh được thiết lập chụp tự động. Các sứ mạng sau này đã bãi bỏ lịch ngủ thay phiên bởi tính hiệu quả không cao.Tuy nhiên, điều khiến Apollo 8 trở thành sự kiện được chú ý nhất là thời điểm gần với Giáng sinh. Để đánh dấu kỳ nghỉ đặc biệt này, phi hành đoàn đã thay phiên nhau đọc 10 câu đầu của sách Sáng Thế và Borman chốt lại với một câu chúc "Phi hành đoàn Apollo 8, chúng tôi chúc các bạn - tất cả những ai đang ở trên Trái Đất yên bình ngủ ngon, may mắn, chúc mừng Giáng sinh và Chúa phù hộ cho tất cả các bạn."
Đây là sự kiện được khán giả xem nhiều nhất trên truyền hình vào thời điểm đó. Vào tháng 5 năm 1969, TV Guide cho biết có gần 1 tỉ người trên 64 quốc gia đã xem hình ảnh trực tiếp và nghe radio về lời chúc Giáng sinh của các phi hành gia trên tàu Apollo 8 và hơn 30 quốc gia khác cũng theo dõi hình ảnh phát lại. Các phi hành gia sau đó đã dùng bữa tối với gà tây tương tự biên chế trong quân đội. Ngoài ra, họ còn có 3 chai rượu nhỏ nhưng cả 3 chai đều không được mở ra dùng trong suốt chuyến bay và thậm chí là nhiều năm sau đó.
Giáng sinh không phải là ngày nghỉ đặc biệt đối với các phi hành gia trên Apollo 8 bởi 2 giờ 30 phút sau khi thực hiện cuộc truyền hình trực tiếp từ không gian, họ phải đưa tàu vào quỹ đạo giao cắt với Trái Đất. 1:10:16 PM EST ngày 24 tháng 12 năm 1968, Apollo 8 tái kích hoạt động cơ để trở lại Trái Đất. Thời điểm kích hoạt động cơ tương tự như lần xâm nhập quỹ đạo Mặt Trăng, tàu đang ở phần tối nhưng lần này quan trọng hơn bởi nếu động cơ không thể kích hoạt, cả 3 phi hành gia sẽ không thể về nhà.
Bức ảnh về mô-đun Command với vệt sáng phía sau khi xâm nhập khí quyển Trái Đất.
May mắn một lần nữa mỉm cười với Apollo 8 khi con tàu đã trở về nhà an toàn sau khi bay 10 vòng quanh Mặt Trăng. Đúng như kế hoạch, vào ngày 27 tháng 12, mô-đun Command đã tách rời khỏi mô-đun Service và dưới sự chỉ dẫn của máy tính, khoang chứa 3 phi hành gia đã tiếp cận bầu khí quyển Trái Đất. Vệt sáng khi tàu ma sát với khí quyển đã được chụp lại bởi hệ thống theo dõi ALOTS đặt trên máy bay KC-135A của Không lực Hoa Kỳ.
Mô-đun Command được trục vớt.
Mô-đun Command hạ cánh xuống Thái Bình Dương tại vào 10:51:42 EST cùng ngày. Toàn bộ sứ mạng kéo dài trong 6 ngày, 3 giờ, 42 giây. Có một trục trặc nhỏ là sau khi hạ cánh xuống biển, dù giảm tốc bị thấm nước và nó kéo lật cả mô-đun. Mô-đun Command được trang bị các phao nổi, bơm phồng tự động nhưng phải đến 45 phút sau thì công tác cứu hộ mới diễn ra.
3 phi hành gia trên trực thăng cứu hộ.
Tại Houston, trung tâm kiểm soát sứ mạng Apollo đã công bố với cả thế giới bầu không khí như ngày hội ngay khi mô-đun Command hạ cánh thành công xuống Thái Bình Dương. Một bầu không khí hân hoan như muốn vỡ tung với cigar và cờ Mỹ ở khắp mọi nơi. Những thành tựu mà Apollo 8 đạt được khó có thể đánh giá. Phi hành đoàn trên Apollo 8 đã đi xa nhất trong lịch sử khám phá không gian có sự tham gia của con người với khoảng cách 377.349 km (so với Trái Đất) và họ cũng đã bay với tốc độ nhanh nhất so với những sứ mạng trước đây. Những cái "nhất" của sứ mạng Apollo 8 còn có:
- Chuyến bay có người lái đầu tiên được thực hiện bằng tên lửa Saturn V
- Chuyến bay có người lái đầu tiên được phóng từ trung tâm không gian John F Kennedy
- Phi hành đoàn trên Apollo 8 là những người đầu tiên vượt ra ngoài quỹ đạo thấp của Trái Đất
- Phi hành đoàn đầu tiên vượt qua vành đai bức xạ Van Allen
- Những người đầu tiên được quan sát toàn bộ Trái Đất
- Con tàu có người lái đầu tiên đầu tiên đến Mặt Trăng
- Con tàu có người lái đầu tiên bay quanh Mặt Trăng …
Bức ảnh trọn vẹn về Trái Đất được chụp từ tàu Apollo 8.
Nhờ có Apollo 8, Neil Armstrong đã có thể đặt những bước chân đầu tiên lên Mặt Trăng và những rào cản công nghệ lớn nhất cũng đã được bãi bỏ. Trong cuốn sách "Genesis: The Story of Apollo 8: the First Manned Flight to Another World" của Robert Zimmerman, thiếu tướng hải quân Ken Mattingly - người sau này là phi công mô-đun Command của Apollo 16 nói rằng: "Tôi thừa nhận Apollo 8 là sứ mạng quan trọng nhất. So với Apollo 8, sứ mạng Apollo 11 chỉ là phụ trợ."
Mô-đun Command sau khi được đưa lên chiến hạm USS Yorktown.
Sau Apollo 8, sứ mạng Apollo 9 đã được thực hiện vào tháng 3 năm 1969 để thử nghiệm mô-đun Lunar (LEM). Tiếp đến là Apollo 10 với sứ mạng không chỉ bay quanh Mặt trăng mà còn thực hiện một chuyến bay thực tế đưa mô-đun Lunar xuống bề mặt Mặt Trăng. Cuối cùng, sứ mạng Apollo 11 được thực hiện vào tháng 7 cùng năm đã đưa phi hành gia Neil Armstrong trở thành người đầu tiên đặt chân xuống vệ tinh của Trái Đất. Sau này, kỹ sư Von Braun cũng đã đưa ra những dự đoán tương tự về sao Hỏa và việc thành lập các tiền đồn trên Mặt Trăng trước năm 1975.
Frank Borman (thứ 2 từ trái sang), James Lovell, William Anders và Nick Clooney (ngoài cùng bên trái) trong lễ kỷ niệm 40 năm sứ mạng Apollo 8.
Tuy nhiên, không dự đoán nào của ông trở thành hiện thực. Sau Apollo 11 thì đến năm 1972 vẫn không còn ai đặt chân lên Mặt Trăng nữa. Mô-đun Command của Apollo 8 hiện đang được trưng bày tại bảo tàng khoa học và công nghiệp Chicago. Với sự phát triển của công nghệ tự động thì những hoạt động khám phá hành tinh trong hệ Mặt Trời dần chuyển vai trò của con người sang các robot. Tuy nhiên, các thế hệ tàu vũ trụ có người lái vẫn đang được chính phủ và các tổ chức tư nhân phát triển và trong tương lai không xa, con người sẽ tiếp tục đặt chân lên Mặt Trăng hay nhiều hành tinh khác theo dư âm của Apollo 8.
