برنامه آپولو چه تأثیری روی هوانوردی تجاری داشته است؟

این هفته مصادف با پنجاهمین سالگرد فرود آپولو ۱۱ روی ماه است. این فرود تاریخی و برنامه‌ی آپولو که آن را امکان‌پذیر کرد،‌ الهام‌بخش نوآوری تکنولوژیکی بوده که تا به امروز ادامه یافته و میلیون‌ها انسان را با عجایب پرواز آشنا کرده است. برای اطلاع از تأثیر این برنامه بر هوانوردی تجاری، گفت‌وگویی با مایکل لمباردی، مورخ و آرشیوکننده‌ی بوئینگ و دکتر کریستین گلزر، مورخ ارشد مرکز تحقیقات پروازی آرمسترانگ انجام شده است؛ جالب است بدانید، نیل آرمسترانگ پیش از آنکه فضانورد شود، در همین مرکز یک خلبان آزمایشی بود.

آپولو ۱۱ در تاریخ ۲۰ جولای ۱۹۶۹ روی ماه فرود آمد. بوئینگ در اوایل همان سال، بزرگ‌ترین هواپیمای مسافربری زمان خود به‌نام بوئینگ ۷۴۷ را ساخت. شرکت بوئینگ دو سال قبل از آن، یعنی در سال ۱۹۶۷،‌ پرواز بوئینگ ۷۳۷ را آغاز کرد که تاکنون پرفروش‌ترین هواپیمای تجاری این شرکت بوده است. لمباردی می‌گوید:

این موارد، برنامه‌های بزرگ تاریخی بودند که همگی در یک بازه‌ی زمانی اتفاق افتادند.

اولین پرواز بوئینگ ۷۴۷ در سال ۱۹۶۹

بوئینگ همچنین به‌دنبال ساخت هواپیمای تجاری مافوق صوت بود که در سال ۱۹۷۱ متوقف شد. لمباردی ادامه می‌دهد:

در دوران مدرسه، برنامه‌ی فضایی نگاه می‌کردم و به این ترتیب، فضانوردی به زندگی من تبدیل شد. به‌شدت تحت‌تأثیر قرار گرفته بودم، به‌طوری‌که چندین نامه به ناسا نوشتم و یک‌سری مدل ساختم. رویای من مثل میلیون‌ها آمریکایی‌ به ناسا ختم نشد، اما توانستم به شرکتی وارد شوم که اجزای فضاپیما را می‌ساخت. این موضوع برای همه‌ی کسانی که در دهه‌ی ۵۰ و ۶۰ برای شرکت بوئینگ کار می‌کردند، صدق می‌کند. من مطمئن هستم که آن‌ها نیز داستانی مشابه من دارند. زندگی ما به‌حدی تحت‌تأثیر برنامه‌های فضایی بود که به اشتغال در زمینه‌ی هوافضا روی آوردیم.

۶ شرکت اصلی هوافضا که در مأموریت آپولو مشارکت داشتند،‌ عبارت‌اند از: بوئینگ، نورث امریکن اوییشن، هواپیماسازی داگلاس، مک‌دانل، نورثروپ و گرومن. در حال حاضر، به‌استثنای نورثروپ گرومن، شرکت بوئینگ مالک کل آن‌ها است. نقطه‌ی قوت بوئینگ، تجربیاتش در مدیریت سیستم‌های مهندسی و تولید فوق‌العاده پیچیده بود.

مردم شاید ندانند که ناسا، تولید اجزای سازنده یا مونتاژ آن‌ها را برای فضاپیماها انجام نمی‌دهد.

گلزر توضیح می‌دهد:

بزرگ‌ترین تأثیر آپولو بر هوانوردی تجاری بی‌شک،‌ معرفی هدایت پرواز برقی یا پرواز با سیم بوده است. این سیستم به‌درخواست ناسا طراحی و ساخته شد، چرا که آن را از ملزومات مهم برای کاهش وزن فضاپیما می‌دانست. هدایت پرواز برقی برای اولین‌بار روی وسیله‌ی پژوهشی فرود روی سطح ماه (LLRV) مورد استفاده قرار گرفت که هیچ پشتیبان مکانیکی و بالی نداشت و وسیله‌ای آزمایشی برای آرمسترانگ و همکاران بالقوه‌ی او برای راه‌رفتن روی ماه بود و کنترل‌ها و احساس فرودگر روی ماه را شبیه‌سازی می‌کرد.

سیستم روی وسیله‌ی LLRV، یک سیستم هدایت پرواز برقی آنالوگ بود و ورودی‌های کنترل مشخص می‌کردند، چه‌میزان ولتاژ باید به موتور برقی ارسال شود؛ در واقع، هدف این بود که با رسیدن به ۹۰ درجه، ۱۰۰ آمپر و با رسیدن به ۴۵ درجه، ۵۰ آمپر ارسال شود. پس از آنکه برنامه‌ی آپولو به‌پایان رسید، مهندسان برنامه‌ی LLRV تصمیم گرفتند که این فناوری را در هواپیما به‌کار ببرند و به‌جای سیستم‌های مکانیکی یا هیدرولیکی سنگین، از سیگنال‌دهی الکتریکی برای اعمال تغییر در سطوح کنترل پرواز استفاده کرده و به این ترتیب، آن را سبک‌تر کنند.

وسیله‌ پژوهشی فرود روی سطح ماه (LLRV)

مهندسان برنامه‌ی LLRV به مرکز فرماندهی ناسا مراجعه کردند، جایی‌که بالاخره توانستند با آرمسترانگ ملاقات کنند که در آن زمان ریاست بخش انتقال فناوری به صنعت را برعهده داشت. او پیشنهاد استفاده از «کامپیوتر هدایت‌کننده‌ی آپولو» را مطرح کرد که ناسا فقط یک زاپاس از آن داشت. او به شوخی می‌گفت:

این کامپیوتر، من و همراهانم را فقط با یک حافظه‌ی ۳۶ کیلوبایتی، به ماه رسانده و برگردانده است و برای استفاده در هواپیما مناسب خواهد بود.

تیم آزمایشات ناسا، اجزای سطوح کنترل جنگنده‌ی اف-۸ کروسیدر که به‌صورت هیدرولیکی و مکانیکی کنترل می‌شد را برداشتند و سیستم هدایت پرواز برقی را جایگزین آن کردند و به این ترتیب، سکان هواپیما،‌ باله‌های دم و شهپر (تیغه‌های متحرکی که در انتهای بال‌های هواپیما قرار دارند و از نوسان هواپیما جلوگیری می‌کنند) توسط سیگنال‌دهی الکترونیکی کنترل می‌شدند. از زمان آغاز به‌کار اف-۸ کروسیدر با این فناوری در سال ۱۹۷۲، شرکت آمریکایی مهندسی هوافضا، جنرال داینامیکس نیز به‌سراغ این فناوری رفت و در جنگنده‌ی اف-۱۶ که چند سال بعد به پرواز درآمد، از سیستم هدایت پرواز برقی استفاده کرد.

جنگنده‌ اف-۸ کروسیدر

کاربرد هدایت پرواز برقی در هواپیمای تجاری با ایرباس A320 رقم خورد و اولین هواپیمای تجاری مجهز به این سیستم بود که در سال ۱۹۸۷ پرواز کرد. در حال حاضر، هدایت پرواز برقی در اکثر جت‌های تجاری نظیر ایرباس A350 وجود دارد. دکتر کریستین گلزر می‌گوید:

اکنون این فناوری وارد صنعت خودرو نیز شده است. ترمز ضدقفل، کروز کنترل (سامانه‌ی نگهدارنده‌ی سرعت) و پدال گاز برقی، همگی به‌لطف همان آزمایش‌های اولیه در ناسا به‌وجود آمدند. پیشرفت‌های غیرمستقیم دیگری هم به‌تبع آن اتفاق افتاد؛ به‌عنوان مثال دولت آمریکا، مدارهای مجتمع (ریزتراشه) زیادی را خریداری کرد که در آن زمان برای هدایت سیستم‌های ناوبری اینرسی مورد نیاز بود و با این کار آن را برای همه‌ی مردم ارزان‌تر کرد. وزارت دفاع و ناسا از خریداران اصلی این فناوری بودند، چرا که با کمک آن می‌توانستند هزینه‌ی قطعات را کاهش دهند.

سیستم‌های ناوبری اینرسی تا پیش از روی کار آمدن جی‌پی‌اس، مرسوم بودند؛ این سیستم‌ها از کامپیوترهای مجهز به ژیروسکوپ، شتاب‌سنج و پتانسیل‌سنج استفاده می‌کردند تا موقعیت هواپیما یا فضاپیما را اعلام کنند. لمباردی می‌گوید:

فناوری کامپیوترهایی که برای پشتیبانی از هوانوردی به‌کار می‌رفتند، به‌واسطه‌ی برنامه‌ی آپولو ارتقا یافتند. بوئینگ ۷۴۷ مجهز به سامانه‌ی مدیریت پرواز نبود، هرچند بعدها در بوئینگ ۷۵۷ و ۷۶۷ مورد استفاده قرار گرفت.

تجهیزات کابین خلبان در ایرباس A350-1000 هواپیمایی قطر

ایمنی بسیار بالاتر هواپیماهای امروزی تاحد زیادی مدیون آپولو بوده، هرچند که آپولو نیز به‌نوبه‌ی خود از فناوری هواپیما بهره برده است. لمباردی می‌گوید:

ساخت فضاپیما، اتفاق جدیدی بود و به‌همین دلیل ناسا مجبور بود که از تجربه‌ی هوانوردی استفاده کند.

شرکت هواپیمایی مک‌دانل و داگلاس، پیش از آپولو، موفق به ساخت کپسول‌های مرکوری و جمنای شده بودند. نورث امریکن اوییشن نیز که کپسول آپولو را ساخت، در ساخت جت‌های جنگی نظیر ایکس-۱۵ و ایکس‌بی-۷۰ و استفاده از متریال عجیب‌وغریب تجربه داشت. البته این متریال عجیب در ساخت آپولو به‌کار نرفت و کپسول آپولو از همان نوع آلومینیومی بود که در بوئینگ ۷۴۷ استفاده می‌شد.