Apollo 14

Apollo 14 fu l'ottava missione del Programma Apollo con equipaggio; la terza missione ad allunare sulla superficie, e la prima ad allunare sugli altopiani lunari. Fu l'ultima delle "missioni H", atterraggi a siti specifici di interesse scientifico con permanenza di due giorni con due attività extraveicolari (dette EVA o passeggiate lunari).

Apollo 14
Emblema missione
Dati della missione
Operatore	NASA
NSSDC ID	1971-008A
SCN	04900
Nome veicolo	Apollo 14 Command and Service Module e Antares
Modulo di comando	CM-110
Modulo di servizio	SM-110
Modulo lunare	LM-8
Vettore	Saturn V SA-509
Codice chiamata	modulo comando: Kitty Hawk modulo lunare: Antares
Lancio	31 gennaio 1971 21:03:02 UTC
Luogo lancio	Kennedy Space Center LC 39A
Allunaggio	5 febbraio 1971 09:18:11 UTC cratere Fra Mauro 3° 38' 43.08" S, 17° 28' 16.90" W
Durata EVA lunare	1°: 4 o 47 min 50 s 2°: 4 o 34 min 41 s Totale: 9 o 22 min 31 s
Tempo su superficie lunare	33 o 30 min 29 s
Ammaraggio	9 febbraio 1971 21:05:00 UTC Oceano Pacifico 27°01′S 172°39′W
Sito atterraggio	Fra Mauro (3°38′43.08″S 17°28′16.9″W)
Sito ammaraggio	Oceano Pacifico
Nave da recupero	USS New Orleans
Durata	9 g 0 h 1 min 58 s
Peso campioni lunari	42,28 kg
Proprietà del veicolo spaziale
Costruttore	North American Aviation e Grumman
Parametri orbitali
Orbita	orbita selenocentrica
Numero orbite lunari	34
Tempo in orbita lunare	66h 35min 40s
Apoapside lunare	108,9 km
Periapside lunare	16,9 km
Periodo	120 min
Equipaggio
Numero	3
Membri	Alan Shepard Stuart Roosa Edgar Mitchell
L'equipaggio
Programma Apollo
Missione precedente Missione successiva Apollo 13 Apollo 15

La missione sarebbe dovuta partire nel 1970, ma fu posticipata a causa delle indagini a seguito del fallimento dell'Apollo 13, e del conseguente bisogno di modificare la navicella. Il comandante Alan Shepard, il pilota del modulo di comando Stuart Roosa e il pilota del modulo lunare Edgar Mitchell partirono nella loro missione di nove giorni nella domenica 31 gennaio 1971 alle ore 4:03:02 p.m. EST, dopo un ritardo dovuto al meteo di quaranta minuti e due secondi. Nel corso della missione, l'equipaggio dovette risolvere una serie di guasti che avrebbero potuto portare alla seconda missione abortita e probabilmente alla fine prematura del programma Apollo.

Shepard e Mitchell allunarono il 5 febbraio nella formazione Fra Mauro, dove avrebbe dovuto allunare l'Apollo 13. Durante le due camminate sulla superficie, furono raccolte 94,35 libbre (42,80 kg) di rocce lunari, e furono impostati molti esperimenti scientifici. Con la delusione di alcuni geologi, Shepard e Mitchell non raggiunsero il margine del cratere Cone come era pianificato, però ci andarono vicino. Nel più famoso episodio dell'Apollo 14, Shepard colpì con una mazza improvvisata due palle da golf che si era portato con sé.

Mentre Shepard e Mitchell erano sulla superficie, Roosa rimase in orbita lunare a bordo del modulo di comando e servizio, per effettuare esperimenti scientifici e fotografare vari punti della Luna, tra cui il sito di atterraggio della futura missione Apollo 16. Portò in missione molte centinaia di semi, molti dei quali furono germinati al ritorno, e sarebbero diventati i cosiddetti Moon tree, che furono ampiamente distribuiti negli anni successivi. Dopo il decollo dalla superficie e l'attracco, il veicolo spaziale tornò sulla Terra e i tre astronauti ammararono nell'Oceano Pacifico il 9 febbraio.

Contesto

Il programma spaziale Apollo venne avviato dal presidente degli Stati Uniti John Kennedy il 2 maggio 1961, con l'obiettivo di inviare uomini sulla Luna per la prima volta entro la fine del decennio. Il fine era dimostrare, così, la superiorità degli Stati Uniti sull'Unione Sovietica nella cosiddetta "corsa allo spazio", una questione politica nel contesto più ampio della Guerra Fredda. Il 20 luglio 1969 tale traguardo venne raggiunto dall'agenzia spaziale americana, la NASA, quando gli astronauti della missione Apollo 11 riuscirono a mettere piede sulla Luna. In quel momento erano previste altre nove missioni lunari, ma tali ambizioni vennero rapidamente riviste al ribasso. Le priorità degli Stati Uniti erano cambiate: le misure sociali messe in atto dal presidente Lyndon Johnson nel contrasto alla povertà (Medicare e Medicaid) e, soprattutto, l'inasprirsi della guerra del Vietnam stavano assorbendo una quota crescente del bilancio statunitense. Per i politici statunitensi il programma Apollo aveva già raggiunto il suo scopo, dimostrando la superiorità tecnica della nazione, e i risultati scientifici non avrebbero giustificato le spese previste per le missioni seguenti. Nel 1970 venne cancellata l'ultima missione prevista nel programma, che avrebbe dovuto essere l'Apollo 20, mentre quelle rimanenti furono scaglionate fino al 1974; anche la linea di produzione del razzo vettore Saturn V venne chiusa, mettendo fine ad ogni speranza di estensione del programma. Lo sviluppo della prima stazione spaziale americana Skylab, in cui era prevista una lunga permanenza di tre successivi equipaggi di astronauti tra il 1973 e il 1974, richiese una notevole quota del budget della NASA, che era già stato ridimensionato. Il 20 settembre 1970 l'amministratore della NASA Tom Paine, che aveva rassegnato le dimissioni, annunciò che i vincoli di bilancio rendevano necessaria l'eliminazione di altre due missioni Apollo; così, anche le missioni Apollo 18 e Apollo 19 furono cancellate. Si previde che tale scelta avrebbe ridotto i costi del Programma Apollo di circa cinquanta milioni di dollari.

La missione precedente ad Apollo 14, l'Apollo 13, dovette essere interrotta a seguito di un'esplosione avvenuta nel modulo di servizio della navicella Apollo. L'equipaggio riuscì a rientrare sulla Terra ma solo dopo aver corso dei seri rischi, tuttavia le indagini svolte per determinare l'origine dell'incidente comportarono dei ritardi nella missione successiva. Come conseguenza di queste indagini vennero apportate delle modifiche alla navicella per migliorarne la sicurezza tra cui l'installazione di un'ulteriore bombola di ossigeno, indipendente da quelle che forniscono le celle a combustibile, per ovviare a una delle conseguenze più gravi dell'esplosione avvenuta in Apollo 13.

L'Apollo 14 fu la quarta missione con obiettivo per far atterrare uomini sulla Luna e fu anche l'ultima missione di "tipo H", ovvero quelle in cui veniva utilizzato un modulo lunare più leggero con capacità limitate (minor durata della permanenza sulla Luna e minor capacità di trasportare strumenti). Riprese gli scopi principali previsti per la missione Apollo 13, ovvero lo studio della formazione geologica di Fra Mauro, tuttavia le strumentazioni scientifiche trasportate sulla superficie lunare furono in parte diversi.

Equipaggio

Ruolo	Astronauta
Comandante	Alan Shepard Secondo e ultimo volo
Pilota del CSM	Stuart Roosa Unico volo
Pilota del LM	Edgar Mitchell Unico volo

Il 6 agosto 1969, poco dopo il volo storico di Apollo 11, la NASA rese noto al pubblico gli equipaggi per le missioni di Apollo 13 ed Apollo 14. All'interno della NASA era già da tempo stato deciso che il veterano del programma Mercury, Alan Shepard, sarebbe stato nominato comandante di una delle prossime missioni lunari. Shepard era stato il primo cittadino americano nello spazio, anche se il suo volo su Mercury-Redstone 3, avvenuto 8 anni prima, non fece il giro completo della Terra. Shepard era in precedenza stato dichiarato inabile al volo, a causa della sua sindrome di Menière, una malattia collegata alla pressione nell'orecchio. In seguito ad un intervento chirurgico gli venne comunque attestata l'idoneità al volo. Shepard era stato inizialmente designato comandante dell'Apollo 13 a scapito di Gordon Cooper, al quale tale incarico sarebbe spettato seguendo la logica della NASA essendo lui stato comandante dell'equipaggio di riserva di Apollo 10. In seguito la NASA decise di assegnare a Shepard la missione di Apollo 14, per consentire un periodo di preparazione più lungo. Il comando di Apollo 13 comunque non venne assegnato a Cooper, bensì a Jim Lovell. Cooper lasciò poco dopo tale decisione la NASA. Pilota del modulo di comando di Apollo 14 divenne Stuart Roosa, preferito a Donn Eisele. Anche Eisele aveva fatto parte dell'equipaggio di riserva di Apollo 10 e pertanto − come già descritto − gli sarebbe spettato l'onore di tale incarico su Apollo 14.

Pilota del modulo lunare fu Edgar Mitchell. Sia Roosa come pure Mitchell erano astronauti del quinto gruppo e non avevano fino a tale momento effettuato un volo spaziale.

Equipaggio di riserva

Ruolo	Astronauta
Comandante	Eugene Cernan
Pilota del CSM	Ron Evans
Pilota del LM	Joe Engle

Equipaggio di supporto

Durante i programmi Mercury e Gemini ad ogni missione veniva assegnato un equipaggio principale e uno di riserva. Il comandante dell'Apollo 9, James McDivitt, aveva osservato che alcune riunioni che richiedevano la presenza di un membro dell'equipaggio fossero una perdita di tempo, pertanto per il programma Apollo venne aggiunto un terzo equipaggio di astronauti, noto come equipaggio di supporto. Ad essi veniva demandato la stesura del piano di volo, delle liste di controllo e le procedure di base della missione. Inoltre, erano responsabili di assicurare che gli astronauti dell'equipaggio principale e di riserva fossero informati di eventuali modifiche. L'equipaggio di supporto sviluppava le procedure nei simulatori, in particolare quelle dedicate ad affrontare le situazioni di emergenza, cosicché gli equipaggi principale e di riserva si potessero allenare con i simulatori, permettendo loro di fare pratica e padroneggiarli. Per l'Apollo 11, l'equipaggio di supporto era composto da Philip Chapman, Bruce McCandless, William Pogue e Gordon Fullerton. Il ruolo di CAPCOM (capsule communicator), il radiofonista tra centro di controllo missione ed equipaggio, fu ricoperto dagli astronauti erano Evans, McCandless, Fullerton e Haise. Quest'ultimo aveva fatto parte della missione Apollo 13, interrotta prima di raggiungere la Luna a causa di un incidente, e utilizzò il suo addestramento per quella missione, in particolare durante le attività extraveicolari poiché entrambe le missioni avevano come destinazione lo stesso luogo sulla Luna. Se Haise avesse camminato sulla Luna, sarebbe stato il primo astronauta del Gruppo 5 a farlo, un onore che andò poi a Mitchell. Chapman fu il primo astronauta del sesto gruppo ad essere nominato per un equipaggio. Pogue invece fu l'ultimo membro di un equipaggio di supporto ad essere nominato in seguito per una missione di Apollo, potendo volare nel 1973 su Skylab 4.

Direttori di volo

Durante il programma Apollo i compiti del direttore di volo erano riassunti in una sola frase, «Il direttore di volo può intraprendere qualsiasi azione necessaria per la sicurezza dell'equipaggio e il successo della missione» Per l'Apollo 14, i direttori furono: Pete Frank (Orange team), Glynn Lunney (black team), Milt Windler (Maroon team) e Gerry Griffin (Gold team).

Preparazione e addestramento

Shepard davanti al Lunar Landing Research Vehicle, un velivolo utilizzato per simulare un allunaggio

Il 6 agosto 1969 vennero annunciati gli equipaggi, principale e di riserva, sia per la missione Apollo 13 che per Apollo 14. Quest'ultima era programmata per essere effettuata nel luglio 1970, ma nel gennaio dello stesso anno, a causa dei tagli al budget del programma Apollo, che comportarono la cancellazione dell'Apollo 20, la NASA decise che ci sarebbero state solo due missioni lunari nel 1970, prospettando Apollo 13 per aprile e Apollo 14, probabilmente, per ottobre o novembre.

L'indagine sull'incidente accorso ad Apollo 13 e che ne causò l'interruzione della missione e il rischioso rientro a Terra comportò dei ritardi nella partenza di Apollo 14. Il 7 maggio 1970, l'amministratore della NASA Thomas Paine annunciò che questa missione non sarebbe stata lanciata prima del 3 dicembre e la destinazione sarebbe stata quella inizialmente prevista, e non raggiunta, per Apollo 13. Con tale prospettiva, gli astronauti dell'Apollo 14 continuarono il loro addestramento. Il 30 giugno 1970, in seguito alla pubblicazione del rapporto sull'incidente e alla formulazione delle modifiche che si rendevano necessarie per rendere più sicura la navetta, la NASA annunciò che il lancio sarebbe stato posticipato a non prima del 31 gennaio 1971.

Quindi, l'equipaggio dell'Apollo 14 ebbe la possibilità di addestrarsi insieme per 19 mesi dopo l'assegnazione alla missione, più a lungo di qualsiasi altro equipaggio del programma fino a quel momento. Oltre al normale carico di lavoro di addestramento, gli astronauti dovettero supervisionare le modifiche al modulo di comando e servizio (CSM) apportate a seguito delle indagini dell'Apollo 13. In seguito Mitchell dichiarò: «Ci siamo resi conto che se la nostra missione fosse fallita, se avessimo dovuto tornare indietro, quella sarebbe stata probabilmente la fine del programma Apollo. Non c'era modo che la NASA potesse sopportare due fallimenti di seguito. Abbiamo pensato che ci fosse un mantello pesante sulle nostre spalle per assicurarci di aver capito bene».

Prima del mancato raggiungimento dell'obbiettivo da parte di Apollo 13, i pianificatori avevano proposto di far allunare Apollo 14 vicino al cratere Littrow, nel Mare Serenitatis, dove si riscontravano caratteristiche tali da farle ritenere di origine vulcaniche. Dopo il rientro dell'Apollo 13, fu deciso che il suo sito di atterraggio previsto, vicino al cratere Cone nella formazione Fra Mauro, fosse scientificamente più interessante di Littrow. La formazione di Fra Mauro è composta da materiale espulso dall'evento di impatto che formò il Mare Imbrium e gli scienziati speravano di ottenerne dei reperti nei campioni prelevati in profondità sotto la superficie della Luna. Il cratere Cone fu il risultato di un impatto recente, profondo e abbastanza grande da aver strappato i detriti depositati dall'evento che generò Imbrium e che i geologi speravano di poter datare. L'atterraggio a Fra Mauro avrebbe, inoltre, consentito anche di effettuare la fotografia orbitale di un altro possibile sito di atterraggio futuro, l'altopiano Descartes, che divenne la destinazione di Apollo 16. Sebbene Littrow non sia mai stato visitato, un'area vicina, Taurus-Littrow, fu il sito di atterraggio dell'Apollo 17. Il sito di atterraggio definitivo deciso per l'Apollo 14 si trovava leggermente più vicino al cratere Cone rispetto al punto designato per l'Apollo 13.

Shepard (sinistra) e Mitchell durante un addestramento geologico

Il cambio del sito di atterraggio da Littrow a Fra Mauro comportò delle modifiche all'addestramento geologico dell'equipaggio di Apollo 14. Prima del cambio, gli astronauti erano stati condotti a visitare alcuni siti vulcanici sulla Terra; in seguito, visitarono i siti dei crateri, come il cratere Ries nella Germania occidentale e un cratere artificiale creato per l'addestramento degli astronauti nella Valle Verde dell'Arizona. L'efficacia dell'addestramento geologico è stata limitata dalla mancanza di entusiasmo mostrata da Shepard, che delegò molte di queste attività a Mitchell. Il geologo Harrison Schmitt riteneva che il comandante avesse altre priorità in mente, come superare un'assenza di dieci anni dal volo spaziale e garantire una missione di successo dopo il quasi disastro dell'Apollo 13.

Roosa procedette ad un addestramento specifico per il periodo in cui sarebbe stato da solo in orbita lunare per cui era previsto che svolgesse alcune osservazioni della Luna e scattato delle fotografie. La sua formazione venne affidata al geologo Farouk El-Baz che si era occupato anche di addestrare il pilota del modulo di comando del primo equipaggio di Apollo 13, Ken Mattingly. I due uomini studiarono le mappe lunari che raffiguravano le aree che avrebbe sorvolato e, quando Shepard e Mitchell si trovavano ad eseguire delle prove di geologia sul campo, Roosa si trovava sopra di loro su un aereo a scattare fotografie del sito e fare osservazioni. El-Baz fece fare osservazioni a Roosa anche mentre si trovava in volo sul suo jet Northrop T-38 Talon a una velocità e un'altitudine che simulavano la velocità alla quale la superficie lunare sarebbe passata sotto lui una volta in orbita.

Un altro problema che aveva segnato l'Apollo 13 era il cambio dell'equipaggio dell'ultimo minuto a causa dell'esposizione a malattie trasmissibili. Per prevenire un altro evento del genere, per l'Apollo 14 la NASA ha istituito quello che è stato chiamato Flight Crew Health Stabilization Program. A partire da 21 giorni prima del lancio, l'equipaggio viveva negli alloggi del sito di lancio, il Kennedy Space Center (KSC) della Florida, con i contatti limitati ai loro coniugi, all'equipaggio di riserva, ai tecnici della missione e ad altri direttamente coinvolti nell'addestramento. A quegli individui sono stati effettuati esami fisici e vaccinazioni, e i movimenti dell'equipaggio sono stati limitati il più possibile al KSC e nelle aree vicine.

I moduli di comando e servizio furono consegnati a KSC il 19 novembre 1969; la tappa di salita della LM è arrivata il 21 novembre con la tappa di discesa tre giorni dopo. Successivamente, sono proceduti il controllo, i test e l'installazione delle apparecchiature. La pila del veicolo di lancio, con la navicella in cima, è stata srotolata da Vehicle Assembly Building al Pad 39A il 9 novembre 1970.

Componenti

Veicolo spaziale

Il veicolo di lancio di Apollo 14 esce dal Vehicle Assembly Building, 9 novembre 1970

La navicella spaziale Apollo utilizzata per la missione, consisteva in un modulo di comando (CM-110) e modulo di servizio (SM-110), denominati insieme CSM-110 e soprannominati Kitty Hawk, e in un modulo lunare (LM-8), soprannominato Antares. Roosa aveva scelto il nominativo del CSM a ricordo della città del Carolina del Nord dove volarono per la prima volta i fratelli Wright. Antares era la stella, nella costellazione dello Scorpione, che gli astronauti del modulo lunare avrebbero usato per orientare il velivolo nella sua discesa verso la luna; questo nome era stato scelto da Mitchell. Inoltre, considerati parte del veicolo spaziale, erano il sistema di abbandono del lancio e l'adattatore veicolo spaziale/veicolo di lancio.

Le modifiche apportate alla navicella spaziale tra Apollo 13 e 14 furono più numerose rispetto alle missioni precedenti, non solo a causa dei problemi verificatesi di Apollo 13, ma anche per via delle attività lunari più estese pianificate per l'Apollo 14. L'incidente dell'Apollo 13 era stato causato da un'esplosione di un serbatoio di ossigeno conseguente al danneggiamento dell'isolamento del cablaggio elettrico avvenuto prima del lancio.

Come risposta i tecnici avevano riprogettato i serbatoi e installato dei nuovi termostati. Venne, inoltre, aggiunta un terzo serbatoio, posto sul lato opposto rispetto agli altri due, dotata di una valvola che la potesse isolare in caso di emergenza e consentendogli di alimentare solo il sistema ambientale del modulo di comando. La sonda di quantità in ciascun serbatoio è stata aggiornata utilizzando acciaio inossidabile al posto dell'alluminio.

Anche il cablaggio elettrico venne riprogettato, rivestendolo in acciaio inossidabile. Le valvole di alimentazione dell'ossigeno delle celle a combustibile vennero rese in grado di isolare il cablaggio rivestito in teflon dall'ossigeno. La navicella spaziale e i sistemi di monitoraggio del controllo missione vennero modificati per fornire avvisi più immediati e visibili delle anomalie. astronauti dell'Apollo 13 avevano sofferto di carenza di acqua e di energia dopo l'incidente, di conseguenza, una scorta di emergenza di 19 litri di acqua venne immagazzinata nel modulo di comando; una batteria di emergenza, identica a quelle che alimentavano lo stadio di discesa del modulo lunare, venne collocata ne modulo di servizio. Il modulo lunare venne modificato per rendere più facile il trasferimento di energia da questo verso il modulo di comando.

Altre modifiche inclusero l'installazione di deflettori nei serbatoi di propellente dello stadio di discesa del modulo lunare, in modo da impedire che la spia di allarme di carburante esaurito si accendesse prematuramente, come era accaduto sull'Apollo 11 e 12. Furono apportate anche alcune modifiche strutturali per accogliere l'equipaggiamento da utilizzare sulla superficie lunare, incluso il Modular Equipment Transporter.

Razzo vettore

Il razzo vettore Saturno V utilizzato dalla missione Apollo 14 era desiganto SA-509 ed era simile a quelli usati dalle missioni da Apollo 8 a Apollo 13. Pesante 2 950 867 chilogrammi, fu il veicolo più pesante mai pilotato lanciato dalla NASA, 1 730 chilogrammi più pesante di quello che aveva mandato Apollo 13 nello spazio.

Per risolvere il problema relativo al verificarsi dell'oscillazione pogo, che aveva provocato uno spegnimento anticipato del motore J-2 centrale sul secondo stadio dell'Apollo 13, vennero apportate alcune modifiche. Queste comprendevano un accumulatore di elio installato nella linea dell'ossigeno liquido (LOX) del motore centrale, un dispositivo di interruzione di riserva per lo stesso motore e una valvola di utilizzo del propellente a 2 posizioni semplificata su ciascuno dei cinque motori J-2.

ALSEP ed altre apparecchiature scientifiche

L'ALSEP dell'Apollo 14 posizionato sulla Luna

L'insieme degli strumenti scientifici facenti parte dell'Apollo Lunar Surface Experiments Package (ALSEP) trasportati dall'Apollo 14 comprendeva il Passive Seismic Experiment (PSE), l'Active Seismic Experiment (ASE), il Suprathermal Ion Detector (SIDE), il Cold Cathode Ion Gauge (CCIG) e l'Esperimento ambientale lunare con particelle cariche (CPLEE). Durante la permanenza sulla superficie lunare furono utilizzati anche due ulteriori strumenti non compresi nell'ALSEP, il Laser Ranging Retro-Reflector (LRRR o LR3), dispiegato nelle vicinanze dell'ALSEP, e il Lunar Portable Magnetomete (LPM), che venne utilizzato dagli astronauti durante la loro seconda attività extraveicolare. Tra questa strumentazione, il PSE era già stato presente nelle missioni Apollo 12 e 13, l'ASE solo sull'Apollo 13, il SIDE aveva volato sull'Apollo 12, il CCIG sull'Apollo 12 e 13 e l'LRRR sull'Apollo 11. L'LPM era nuovo ma era simile ad uno strumento analogo utilizzato durante Apollo 12.

Il PSE era un sismometro, simile a quello lasciato sulla Luna dall'Apollo 12, che doveva misurare l'attività sismica lunare. Lo strumento venne calibrato a seguito dell'impatto del modulo di ascesa del LM, abbandonato dopo che gli astronauti avevano raggiunto il modulo di comando, poiché la sua massa, la sua velocità e la posizione di schianto sulla Luna erano tutti dati noti. Il sismometro dell'Apollo 12 registrò anche l'impatto del terzo stadio S-IVB dell'Apollo 14 che era stato fatto deliberatamente proseguire contro la Luna dopo che aveva portato la navicella nella traiettoria corretta. I due sismometri, insieme a quelli lasciati dalle successive missioni Apollo, hanno costituito una rete di tali strumenti posti in diversi punti della Luna.

Anche l'ASE serviva per misurare le onde sismiche. Esso consisteva di due parti. La prima era costituita da tre geofoni che venivano dispiegati da uno dei membri dell'equipaggio ad una distanza di fino a 94 metri dalla stazione centrale dell'ALSEP. La seconda consisteva in quattro mortai impostati per sparare a distanze diverse. L'obiettivo era quello di misurare le onde generate dagli impatti dei proiettili ottenendo così dati sulla trasmissione delle onde sismiche attraverso la regolite lunare. Era previsto che i proiettili non sarebbero stati sparati sparati fino a quando gli astronauti non fossero tornati sulla Terra, e alla fine ciò non avvenne mai per paura che potessero danneggiare altri esperimenti. Un esperimento simile è stato utilizzato con successo durante la missione Apollo 16.

L'LPM doveva essere trasportato durante la seconda attività extraveicolare per misurare il campo magnetico della Luna in vari punti. Il SIDE era progettato per misurare gli ioni sulla superficie lunare e provenienti dal vento solare. Veniva poi combinato con il CCIG, che doveva misurare l'atmosfera lunare e rilevare le eventuali variazioni nel tempo. Il CPLEE era in grado di misurare le energie di protoni ed elettroni generati dal Sole e che raggiungono la superficie lunare. L'LRRR fungeva da bersaglio passivo per i raggi laser, consentendo la misurazione della distanza Terra/Luna e di come cambia nel tempo. Gli LRRR dell'Apollo 11, 14 e 15 sono gli unici esperimenti lasciati sulla Luna dagli astronauti dell'Apollo che stanno ancora restituendo dati.

Modular Equipment Transporter

Shepard vicino al MET

Il Modular Equipment Transporter (MET) era un piccolo carro a due ruote che venne utilizzato solo dalla missione Apollo 14. Esso era stato progettato per permettere agli astronauti di portare con sé strumenti e attrezzature e immagazzinare campioni lunari, senza la necessità di trasportarli personalmente. Nelle successive missioni del programma Apollo è stato sostituito dal Lunar Roving Vehicle (LRV) un veicolo a quattro ruote che poteva ospitare due astronauti.

Il MET, quando utilizzato sulla superficie lunare, era lungo circa 220 centimetri, largo 99 centimetri e alto 81 centimetri. Aveva pneumatici di gomma pressurizzati di 10 centimetri di larghezza e 41 centimetri di diametro, contenenti azoto e gonfiati a circa 10 kPa. Questo fu il primo utilizzo di pneumatici sulla Luna, sviluppati dalla Goodyear vennero soprannominati XLT (Experimental Lunar Tyre). A pieno carico, il MET pesava circa 75 chilogrammi.

Altri strumenti a disposizione durante le EVA

Sull'Apollo 14 venne impiegato per la prima volta il Buddy Secondary Life Support System (BSLSS), un serie di tubi flessibili che avrebbero consentito a Shepard e a Mitchell di condividere l'acqua di raffreddamento in caso di un guasto a uno dei loro zaini di supporto vitale. In una tale emergenza, all'astronauta con l'attrezzatura guasta sarebbe stata garantita la fornitura d'ossigeno grazie al sistema di riserva Oxygen Purge System (OPS) ma grazie al BSLSS non l'ossigeno non sarebbe dovuto essere utilizzato anche per il raffreddamento prolungando la vita dell'OPS. Gli OPS usati sull'Apollo 14 sono stati modificati rispetto a quelli usati nelle missioni precedenti in quanto i riscaldatori interni sono stati rimossi in quanto non necessari.

Sulla superficie lunare sono state portate anche sacche d'acqua, soprannominate "Gunga Dins", che potevano essere inserite nei caschi degli astronauti consentendo loro di bere durante le attività extraveicolari. Queste erano state già comprese nella missione Apollo 13, ma Shepard e Mitchell furono i primi a usarle sulla Luna. Allo stesso modo, Shepard fu il primo astronauta sulla superficie lunare a indossare una tuta spaziale con le strisce rosse su braccia, gambe e casco che lo identificava come comandante, sebbene un modello simile sarebbe dovuto essere indossato già da Jim Lovell sull'Apollo 13. Questa soluzione venne scelta per ovviare alla difficoltà a distinguere un astronauta che indossava la tuta spaziale dall'altro nelle fotografie.

La missione

Lancio e volo verso la Luna

Il lancio, 31 gennaio 1971

La missione Apollo 14 venne lanciata dal Complesso di lancio 39 del Kennedy Space Center in Florida alle 16:03:02 (21:03:02 UTC), il 31 gennaio 1971. Il decollo subì un ritardo di 40 minuti e 2 secondi rispetto a quanto preventivato per via delle condizioni meteorologiche non ottimali, il primo ritardo riscontrato nei lanci delle missioni del programma Apollo. L'orario pianificato originale, le 15:23, era collocato all'inizio della finestra di lancio, lunga complessivamente poco meno di quattro ore; se Apollo 14 non fosse riuscito a decollare entro questo periodo, la missione sarebbe dovuta essere riprogrammata non prima del marzo seguente. Precedentemente, la missione Apollo 12 era decollata in condizioni di maltempo, venendo colpita due volte da un fulmine e in seguito a questo incidente, che comunque non compromise il successo del volo, le regole che sovrintendevano alla decisione di procedere con il decollo erano state inasprite. Tra i presenti ad assistere al lancio ve era il vicepresidente degli Stati Uniti Spiro Agnew e il principe di Spagna, il futuro re Juan Carlos I. La missione seguì una traiettoria verso la Luna più veloce del previsto, così fu possibile recuperare il tempo perso durante in volo: poco più di due giorni dopo il lancio i cronometri della missione vennero anticipati di 40 minuti e 3 secondi, in modo che gli eventi successivi si sarebbero svolti agli orari previsti dal piano di volo originale.

Dopo che la navicella spaziale ebbe raggiunto l'orbita terrestre, il terzo stadio del razzo vettore, l'S-IVB, venne spento e gli astronauti procedettero con i controlli del veicolo prima di riavviare il motore per essere immessi nella traiettoria di inserzione lunare (TLI) e quindi in rotta verso la Luna. Dopo la TLI, il modulo di comando e servizio si separò dall'S-IVB e Roosa iniziò la manovra di trasposizione, che consisteva nel compiere un giro di 180° per attraccare il modulo lunare, parcheggiato nell'S-IVB. Roosa, che aveva simulato la manovra molte volte, sperava di riuscire a compierla utilizzando la minor quantità di propellente possibile. Ma al momento in cui i due moduli erano abbastanza vicini, il meccanismo che avrebbe consentito l'aggancio non funzionò a dovere. Nelle due ore successive vennero compiuti diversi tentati, mentre a Terra i controllori di missione discutevano sul problema e formulavano consigli. Se non si fosse riusciti a completare l'aggancio e l'estrazione del modulo lunare, non sarebbe stato possibile compiere l'allunaggio previsto e quindi la missione si sarebbe conclusa con un fallimento. Infine, il Controllo missione propose di riprovare con la sonda di aggancio retratta, sperando che il contatto attivasse i fermi. Questa azione funzionò e, nel giro di un'ora, fu possibile estrarre correttamente il modulo lunare. Il terzo stadio del Saturno V, oramai inutile, venne inserito in una rotta che lo porterà a schiantarsi sulla Luna tre giorni più tardi, facendo sì che il sismometro posizionato sulla superficie lunare da parte dell'equipaggio dell'Apollo 12 registrasse vibrazioni per oltre tre ore.

L'equipaggio, dunque, si preparò per il viaggio verso la sua destinazione principale, il cratere Fra Mauro. A 60 ore e 30 minuti dall'inizio della missione, Shepard e Mitchell entrarono nel modulo lunare per controllare i suoi sistemi. Due correzioni di rotta intermedie vennero eseguite durante il viaggio, grazie ad un'accensione del motore della durata di 10,19 secondi e una di 0,65 secondi.

Orbita lunare e allunaggio

Il modulo lunare Antares visto dal modulo di comando Kitty Hawk

Trascorse 81 ore, 56 minuti e 40,70 secondi dall'inizio della missione, il 4 febbraio alle ore 1:59:43 EST, 06:59:43 UTC, si procedette ad una accensione di per 370,84 secondi del motore principale (SPS) del modulo di servizio affinché la navetta potesse inserirsi un'orbita lunare con un apolunio di 313 km e un perilunio di 107,6 km. Una seconda accensione, a 86:10:52 dall'inizio missione, corresse l'orbita portandola a 108,9 km per 16,9 km, in preparazione dello sgancio del modulo lunare Antares e il successivo allunaggio. Apollo 14 è stata la prima missione in cui il modulo di comando e servizio si abbassava così tanto per facilitare la discesa del modulo lunare, sebbene era stato programmata la stessa manovra anche per Apollo 13 se l'incidente avvenuto non avesse costretto l'equipaggio ad interrompere la missione. La scelta di effettuare una tale manovra era stata fatta per aumentare l'autonomia del modulo lunare in volo, un fattore di sicurezza poiché l'Apollo 14 doveva atterrare su terreni accidentati e così gli astronauti potevano disporre di maggior tempo per scegliere il luogo preciso dove allunare.

Dopo aver effettuato la separazione dal modulo di comando in orbita lunare, vennero riscontrati due seri problemi su Antares. Innanzitutto, il computer iniziò a ricevere un segnale di "ABORT" da un interruttore difettoso. Nel centro di controllo missione, gli specialisti ipotizzarono che il computer potesse ottenere letture errate come questa, se una minuscola sfera derivante dalle saldature si fosse staccata e fluttuasse tra l'interruttore e il contatto, chiudendo il circuito. Una soluzione immediata, ottenuta spingendo il pannello vicino all'interruttore, sembrò funzionare nell'immediato, ma subito dopo il circuito si richiuse. Se il problema si fosse ripresentato dopo l'accensione del motore di discesa, il computer avrebbe pensato che il segnale fosse reale e avrebbe avviato la sequenza di auto-interruzione, facendo sì che il modulo di risalita del LM si separasse da quello di discesa e quindi riguadagnasse l'orbita. La NASA e la squadra di progettisti del software del Massachusetts Institute of Technology si consultarono per trovare una soluzione. La soluzione fu quella di far credere al computer che fosse già avvenuta l'interruzione della discesa e che quindi avrebbe dovuto ignorare i segnali automatici eventualmente in arrivo, non impedendo comunque agli astronauti di pilotare la navicella e anche se si fosse reso necessario procedere con un'interruzione voluta, questi avrebbero potuto avviarla manualmente. Mitchell inserì la modifica del software pochi minuti prima dell'accensione programmata.

Un secondo problema si verificò durante la discesa, quando il radar di atterraggio del modulo lunare non riuscì ad agganciarsi automaticamente alla superficie lunare, privando il computer di navigazione di informazioni vitali sull'altitudine del veicolo e sulla velocità di discesa verticale. Dopo che gli astronauti azionarono manualmente l'interruttore del radar di atterraggio, l'unità iniziò ad acquisire correttamente un segnale quando erano ad oramai 6 700 metri dalla superficie della Luna. Le regole della missione richiedevano un'interruzione se il radar di atterraggio fosse inservibile a 3 000 metri, anche se Shepard avrebbe potuto provare ad atterrare senza di esso. Con il radar di atterraggio operativo, Shepard pilotò il modulo lunare verso un punto che fu il più vicino nei confronti di quello atteso rispetto a tutte e sei le missioni che atterrarono sulla Luna.

Sulla Luna

Panorama del luogo di allunaggio di Apollo 14.

Appena messo piede sulla superficie lunare, Shepard dichiarò: «È stata una lunga strada, ma siamo qui»..

Le attività svolte nei pressi del modulo lunare vennero trasmesse in televisione sulla Terra, sebbene l'immagine fosse peggiorata verso la conclusione dell'EVA. Mitchell posizionò i cavi dei geofoni dell'ASE, srotolando e posizionando le due linee di 94 metri che partivano dalla stazione centrale dell'ALSEP. Quindi azionò gli esplosivi con i quali vennero prodotte delle vibrazioni che, misurate, avrebbero consentito agli scienziati sulla Terra di ottenere informazioni sulla profondità e sulla composizione della regolite lunare. Dei 21 esplosivi collocati, cinque non fu possibile farli detonare. Sulla via del ritorno al modulo lunare, gli astronauti raccolsero e documentarono campioni lunari e scattarono fotografie dell'area. La prima attività extraveicolare durò 4 ore, 47 minuti e 50 secondi e per la maggior parte del tempo gli astronauti furono impegnati con l'installazione dei citati esperimenti e strumenti.

Mitchell osserva la mappa lunare

Gli astronauti erano rimasti sorpresi dal terreno ondulato, in quanto si aspettavano uno più pianeggiante nei pressi dell'area dell'atterraggio; ciò rappresentò una difficoltà per la seconda attività extraveicolare. La seconda escursione ebbe come meta il raggiungimento del perimetro superiore del cratere Cone, caratterizzato da un diametro di circa 300 metri ed una profondità di 40. Da detto perimetro dovevano prelevare diversi campioni di roccia lunare. Gli astronauti non furono comunque in grado di raggiungere la mèta. Per la prima volta veniva infatti utilizzato il Modular Equipment Transporter (MET); fu un vero e proprio fallimento, in quanto non fu quasi possibile muovere il veicolo che sprofondava continuamente nella polvere lunare. Inoltre, i crateri che Shepard e Mitchell avevano pianificato di utilizzare come punti di riferimento per la navigazione, sembravano molto diversi rispetto alle mappe che possedevano realizzate in base agli scatti ottenuti dall'alto dall'orbita lunare. Inoltre, sovrastimarono costantemente la distanza percorsa; il controllo missione e il CAPCOM, Fred Haise, non erano in grado di vedere ciò che succedeva durante l'escursione poiché la telecamera era rimasta vicino al modulo lunare, ma si preoccupavano del tempo che trascorreva e del respiro pesante e del ritmo cardiaco accelerato dei due astronauti. Essi superarono una cresta che si aspettavano fosse il bordo del cratere per poi scoprire che c'era altra strada da fare. Sebbene Mitchell sospettasse fortemente che il bordo fosse nelle vicinanze, si ritrovarono fisicamente esausti per lo sforzo e furono consigliati da Haise di campionare le rocce di dove si trovavano e quindi iniziare a fare ritorno al modulo lunare. Un'analisi successiva, effettuata utilizzando le immagini che avevano preso, ha determinato che si trovavano a circa 20 metri dal bordo del cratere. Le immagini del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) hanno mostrato le tracce degli astronauti mentre il MET era arrivato a 30 metri dal bordo. Le difficoltà affrontate da Shepard e Mitchell dimostrarono la necessità di disporre di un mezzo di trasporto sulla superficie lunare dotato di un sistema di navigazione, una necessità che venne soddisfatta dall'introduzione del Lunar Roving Vehicle, già progettato per volare sulla missione Apollo 15. La seconda EVA venne conclusa con un'azione spettacolare: Shepard tirò fuori due palline da golf e le lanciò, utilizzando una piccola asta, per diverse centinaia di metri. Lui stesso lo commentò con «miles and miles and miles». Così Shepard, oltre ad essere il primo americano nello spazio, ebbe pure il primato di essere il primo, nonché l'unico giocatore di golf sulla Luna.

Campioni lunari

Il campione lunare 14321, soprannominato Big Bertha, la terza roccia lunare per dimensione recuperata durante il programma Apollo

Apollo 14 riportò sulla Terra complessivamente 43 kg di rocce lunari o campioni della superficie. La maggior parte furono brecce, ovvero rocce composte da frammenti di altre rocce più antiche. Le brecce si formarono quando il calore e la pressione dei meteoriti fusero insieme piccoli frammenti di roccia. Vennero raccolti anche alcuni basalti sotto forma di clasti (frammenti) in breccia, generalmente più ricchi di alluminio e, in taluni casi, anche più ricchi di potassio rispetto a quelli recuperati in altre missioni. La maggior parte dei basalti lunari raccolti durante le missioni del programma Apollo si formarono da 3,0 a 3,8 miliardi di anni fa. I basalti dell'Apollo 14, invece, vantano una formazione che va dai 4,0 a 4,3 miliardi di anni fa.

Nel gennaio 2019, una ricerca ha mostrato che il campione lunare 14321, soprannominato Big Bertha, del peso di 8 998 g, possiede caratteristiche che lo rendono probabilmente un meteorite terrestre. Su di esso è stato riscontrata la presenza di granito e quarzo, entrambi comuni sulla Terra ma che si trovano molto raramente sulla Luna. Per trovare l'età del campione, il gruppo di ricerca della Curtin University ha esaminato frammenti di zircone incorporati nella sua struttura. «Determinando l'età dello zircone trovato nel campione, siamo stati in grado di individuare l'età della roccia ospite a circa quattro miliardi di anni, rendendola simile alle rocce più antiche della Terra», ha confermato il ricercatore Alexander Nemchin, aggiungendo che «la chimica dello zircone in questo campione è molto diversa da quella di ogni altro granello di zircone mai analizzato nei campioni lunari, e notevolmente simile a quella degli zirconi trovati sulla Terra». Ciò potrebbe significare che Big Bertha possa essere il primo meteorite terrestre scoperto e la più antica roccia terrestre conosciuta.

Operazioni in orbita lunare

Il modulo di comando e servizio Kitty Hawk in orbita lunare

Roosa trascorse quasi due giorni da solo a bordo del modulo di comando Kitty Hawk, eseguendo il primo programma intensivo di osservazione scientifica dall'orbita lunare, gran parte del quale previsto inizialmente per la missione Apollo 13. Dopo che Antares si era separato e i due astronauti a bordo avevano iniziato i preparativi per l'allunaggio, Roosa eseguì un'accensione del motore SPS per portare la navetta su di un'orbita di circa 110 km.

Roosa scattò molte foto dall'orbita lunare. La fotocamera topografica lunare (Lunar Topographic Camera), nota anche come fotocamera Hycon, avrebbe dovuto essere utilizzata per riprendere la superficie, incluso il sito dell'altopiano Descartes considerato come obbiettivo per Apollo 16, ma presto si guastò l'otturatore che Roosa non riuscì a riparare nonostante il considerevole aiuto da parte del centro di controllo missione di Houston. Nonostante ciò, Roosa fu in grado di ottenere fotografie dell'altopiano Descartes con una fotocamera Hasselblad e confermare che si trattava di un luogo adatto ad un allunaggio. Roosa utilizzò tale macchina anche per scattare fotografie del punto di impatto dell'S-IVB dell'Apollo 13 vicino al cratere Lansberg. Dopo la missione, venne ritrovato un minuscolo pezzo di alluminio che contamina il circuito di controllo dell'otturatore, la causa del malfunzionamento dell'otturatore.

Roosa fu in grado di vedere durante l'orbita 17 il sole che splendeva sul modulo lunare Antares e di vedere la sua lunga ombra sulla superficie lunare; durante l'orbita 29 poté vedere il sole che si rifletteva sull'ALSEP. Scattò anche fotografie astronomiche, del Gegenschein e del punto di Lagrange del sistema Sole-Terra che si trova oltre la Terra (L2), testando la teoria secondo cui il Gegenschein è generato dalle riflessioni di particelle in L2. Eseguendo l'esperimento radar bistatico, focalizzò anche i trasmettitori VHF e banda S del modulo di comando sulla Luna in modo che rimbalzassero e fossero rilevati sulla Terra nel tentativo di conoscere meglio la profondità della regolite lunare.

Ritorno ed atterraggio

Ammaraggio dell'Apollo 14

Lo stadio di ascesa di Antares con i due astronauti a bordo, decollò dalla Luna alle 13:48:42 EST (18:48:42 UTC) del 6 febbraio 1971. Dopo aver effettuato il primo rendezvous diretto (alla prima orbita) di una missione di atterraggio lunare, l'attracco ebbe luogo un'ora e 47 minuti dopo. Nonostante le preoccupazioni conseguenti alle difficoltà di attracco riscontrate all'inizio della missione, questo avvenne con successo al primo tentativo, sebbene il sistema di guida del modulo lunare, utilizzato per la navigazione, si sia bloccato appena prima che le due navette si congiungessero. Dopo che l'equipaggio, l'equipaggiamento e i campioni lunari furono trasferiti sul modulo di comando Kitty Hawk, lo stadio di ascesa fu espulso per poi schiantarsi sulla Luna, producendo onde sismiche captate dai sismometri posti sulla superficie.

Il 6 febbraio alle ore 20:39:04 (7 febbraio alle 01:39:04 UTC) venne acceso il motore per 350,8 secondi, durante la 34° rivoluzione lunare, per inserire la navetta in una traiettoria che l'avrebbe riportata sulla Terra. Durante il viaggio, vennero eseguiti due test dell'impianto di ossigeno, uno per garantire il corretto funzionamento del sistema in caso di basse densità del gas nei serbatoi, il secondo per far funzionare il sistema ad una portata elevata, come sarebbe stato necessario per realizzare l'attività extraveicolare in volo per la successiva missione Apollo 15 e per quelle seguenti. Inoltre, venne svolto un test di navigazione per simulare un ritorno sulla Terra in caso di perdita delle comunicazioni. Tutti questi test ebbero successo. Durante i periodi di riposo, Mitchell condusse esperimenti ESP senza che la NASA ne fosse a conoscenza e senza l'approvazione dell'ente spaziale, tentando di inviare immagini di carte che aveva portato con sé a quattro persone sulla Terra. Dopo la missione affermò che due dei quattro avevano ottenuto 51 risultati esatti su 200, mentre il caso avrebbe previsto 40. L'ultima sera nello spazio, l'equipaggio condusse una conferenza stampa, con domande sottoposte in anticipo alla NASA e lette agli astronauti dal CAPCOM.

Il modulo di comando Kitty Hawk ammarò nell'Oceano Pacifico meridionale il 9 febbraio 1971 alle 21:05 UTC, a circa 1 400 chilometri a sud delle Samoa americane a soli 7 chilometri dalla portaerei di recupero USS New Orleans. La capsula fallì di soli 1,1 chilometri il punto preventivamente calcolato, fatto che rappresentò l'atterraggio più preciso di tutte le missioni del programma Apollo. Come per l'equipaggio di Apollo 11 e Apollo 12, dopo l'atterraggio Shepard, Roosa e Mitchell dovettero indossare delle particolari tute di protezione e per 16 giorni vennero sottoposti a quarantena per prevenire eventuali contaminazioni da microorganismi lunari. Gli astronauti dell'Apollo 14 furono gli ultimi esploratori lunari a dover essere sottoposti a tale procedura, poiché si era oramai constata l'assenza di una tale evenienza.

Importanza per il programma Apollo

Fino a questo momento, Apollo 14 rappresentò la missione più importante dal punto di vista scientifico. Le pietre lunari, in complesso del peso di 42,9 kg, fornirono importanti informazioni per stabilire l'età della Luna. Pure gli strumenti posizionati nei pressi della zona di allunaggio contribuirono alla fornitura di dati di alto valore scientifico. Ad esempio si constatò, grazie agli strumenti sismici installati, che la maggior parte dei terremoti lunari avvengono quando la Luna si trova nel punto più vicino alla Terra durante la sua orbita, cioè nel punto in perigeo. Solo grazie al successo di questa missione si poterono programmare ed eseguire le future Apollo 15, 16 e 17.

Note della missione

Immagine della pietra lunare esposta nel museo di Nördlingen

Una citazione particolare deve essere aggiunta per il fatto che gli astronauti, prima di iniziare la loro missione, ebbero una fase di allenamento, un cosiddetto field training nel Nördlinger Ries in Germania. La zona è particolarmente ricca di cave e composta in gran parte da roccia del tipo Suevit. Così questa zona si adatta per la sua particolare similitudine con la superficie lunare. Come piccolo gesto di ringraziamento la NASA regalò nel 1972 alla città di Nördlingen una pietra lunare prelevata con la missione di Apollo 16. Tale pietra può essere ammirata nel museo del cratere Ries di detta città.

Un'ultima citazione particolare merita il fatto del tutto anomalo che gli astronauti Mitchell e Shepard furono gli unici ad aumentare di peso durante il volo nello spazio.

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Voci correlate

• Voli spaziali con equipaggio umano dal 1970 al 1979

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