موشک ساترن 5 : این داستان بی‌نظیر مهندسانی است که با وجود تمام مشکلات و موانع، قدرتمندترین دستگاه ساخته انسان را خلق کرده‌اند.
در سال ۱۹۶۱ کندی، رییس جمهوری آمریکا به مردم اعلام کرد که این کشور برای رفتن به کره ماه با شوروی وارد مسابقه شده. در آن هنگام مهندسان سراسر کشور باید پیش از فرستادن فضانوردان به ماه، ابتدا سه فضانورد را در مدار زمین قرار می‌دادند.
رهبر پروژه‌ی سفر به ماه یک دانشمند نازی آلمانی به نام «ورنر فون براون» بود. «فون براون» و تیم مهندسان موشکی آلمان، موشکی طراحی کردند که وزن آن به اندازه‌ی یک رزمناو کوچک بود. آنها تلاش کردند با تکیه بر دستاوردهای مهندسان پیشین یک موشک سه مرحله‌ای بسیار پیچیده طراحی کنند.
به این ترتیب مهندسانی از سراسر آمریکا مسئول ساخت هر کدام از سه مرحله‌ی «ساترن ۵» شدند. در ساخت هر کدام از این مراحل مشکلات به ظاهر غیرقابل حلی وجود داشت. مرحله‌ی اولِ این ماموریت توسط ۵ موتور قدرتمند «اف ۱» انجام می‌شد. اما آزمایش این موتورهای وحشی آشکار کرد که آنها نقص‌هایی دارند که ممکن است باعث نابودی موشک در کسری از ثانیه و بروز فاجعه و در نتیجه شکست این پروژه شود.
چالش مرحله‌ی دوم غلبه بر مشکل وزن بالا بود که مهندسان را وادار به طراحی‌های سبک‌تری کرد و مرزهای تکنولوژی دهه شصت را درهم نوردید. این چالشهای سخت به این معنی بودند که امکان داشت سفر موفقیت‌آمیز به ماه در اواخر دهه شصت برای آمریکا میسر نباشد. در سال ۱۹۶۷ فاجعه‌ای رخ داد. وقوع آتش‌سوزی در آپولو ۱، که باعث کشته شدن فضانوردانی شد که در آن مشغول تمرین بودند. اما این فاجعه باعث شد تلاشها برای رفتن به ماه بیشتر و بیشتر شود. کم‌کم همه منتظر پرتاب «سترن ۵» بودند که آپولو ۴ را حمل می‌کرد.
در ادامه‌ی تلاشها، ماموریت بدون سرنشین به طور موفقیت‌آمیز انجام شد. اما خوشحالی گروه زیاد طول نکشید، چون آپولو ۶ که با دومین پرتاب «سترن ۵» حمل می‌شد، با مشکلاتی روبرو شد و فقط توانست وارد مدار زمین شود. با وجود محدودیت شدید زمانی، مهندسان همچنان با جدیت بر روی اشکالات کار می‌کردند و سرانجام پس از آنکه از آماده بودن موشک اطمینان به‌دست آوردند، «سترن ۵»، فضانوردان را با آپولو ۸ به مدار ماه برد. انجام این ماموریت، موفقیتی عظیم بود و راه را برای فرود اولین انسان بر روی ماه هموار کرد و به این ترتیب آمریکا در مسابقه‌ی فضایی برنده شد.
«سترن ۵» برای همیشه قدرتمندترین ماشین ساخته‌ی انسان باقی ماند. با وجود آنکه بعدها سفر به مریخ هدف فضانوردان آمریکایی قرار گرفت، اما موشکِ ماه همچنان الهام‌بخش آنان بوده و هست. مهندسانی که «سترن ۵» را طراحی کرده و آن را ساختند، راه را برای پیشرفت‌های دانشمندان فضایی امروز و آینده باز کردند.
ماه‌نشین آپولو: بیستم جولای سال ۱۹۶۹. دو فضانورد، «باز آلدرین» و «نیل آرمسترانگ»، تبدیل به نخستین افرادی شدند که جهان دیگر را کشف کردند و بر روی کره‌ی ماه قدم گذاشتند. اما تنها هشت سال پیش از آن بود که تصور ساخت وسیله‌ای که بتواند آنها را به ماه ببرد یک خیال واهی در مهندسی به نظر می‌رسید. در سال ۱۹۶۱، پرزیدنت «کندی»، به مردم آمریکا و جهان اعلام کرد هدف‌شان این است که تا آخر این دهه (دهه شصت)، به کره ی ماه سفر کنند و به زمین بازگردند.
اعلام این هدف، چالشی متهورانه بود؛ اما یک کمپانی در آن پیشقدم شد. شرکت هوایی «Grumman Corporation» پیش از آن نیز بر روی طرح فرود انسان بر روی ماه کار کرده بود و در سال ۱۹۶۲ برنده‌ی قرارداد طراحی و اجرای پروژه‌ی ناسا شد. به‌دست آوردن این امتیاز به این معنی بود: جنگ با زمان برای غلبه بر چالشهای مهندسی پیش از پایان مهلت تعیین شده.
در این قسمت از برنامه «مهندسی فضا» با داستان قهرمانانی آشنا می‌شویم که موفق به طراحی و ساخت یکی از مشکل‌ترین پروژه‌های مهندسی تاریخ بشر شدند. «ماه‌نشین آپولو» (Lunar Module)، اولین فضاپیمای واقعی تاریخ، و طراحی و مهندسی آن فراتر از تصور بود. یک شکل غیرآیرودینامیکی که به طور دقیق و کامل برای فضای بیگانه‌ی خارج از زمین ساخته شده بود. هر کدام از اجزای این فضاپیما، و هر پیچ و مهره‌ی آن، داستان تلاش و پیروزی مهندسان است. برای رسیدن به هدفی که رئیس جمهوری تعیین کرده بود، مهندسان باید با خلاقیت و نوآوری مرزهای مهندسی را می‌شکستند. طراحی سفینه‌ای که بتواند بر روی سطح ماه فرود بیاید، در اولین قدم، نیازمند بازنگری در طراحی موتور موشک بود. اما فرود آمدن بر روی ماه تنها نیمی از مساله است. همانطور که در این فیلم خواهیم دید، شاید حتا مهم تر از آن، طراحی موتور دیگری است که بتواند فضانوردان را از سطح ماه دوباره به زمین بازگرداند. در این برنامه مهندسان داستان‌هایی را برای ما بازگو خواهند کرد که هرگز پیش از این در برابر دوربین گفته نشده. همچنین خواهیم دید که چگونه یک اشنباه ساده مهندسی باعث شد به نظر برسد پرچم بر روی سطح ماه تکان می‌خورد و همین موضوع باعث به وجود آمدن شایعات و یکی از مشهورترین تئوری‌های توطئه‌ی جهان شد.
مشاتل فضایی: این داستان شگفت‌انگیز مهندسانی است که با نوآوری و تلاش خود توانستند اولین فضاپیمای تاریخ با قابلیت استفاده دوباره را بسازند: شاتل فضایی.
در ژانویه ۱۹۷۲ پرزیدنت نیکسون (رئیس جمهوری آمریکا) یک هدف جدید برای آمریکا تعیین کرد: ساخت وسیله‌ای برای دسترسی همیشگی به فضا که از همه گزینه‌ها کم هزینه‌تر باشد. برای رسیدن به این هدف، مهندسان «ناسا» می‌باید یک سیستم انقلابی حمل و نقل فضایی طراحی می‌کردند. کلیدی‌ترین و مشکل‌ترین ویژگی مورد نظر، ساخت این وسیله به شکلی بود که قابلیت استفاده دوباره داشته باشد.
برای روبرو شدن با این مبارزه‌ی سخت، مهندسان طرح دستگاهی بسیار نوآورانه و انقلابی به نام شاتل فضایی را ارائه کردند. طراحی این فضاپیما چهار ویژگی اصلی داشت: مدارگرد بالدار، موتور اصلی شاتل فضایی، سوخت رسانی با مخزن خارجی سوخت که اندازه‌ی بزر‌گ‌تر از مجسمه آزادی بود، و سرانجام بزرگترین موتورهای رانشی آن زمان.
طراحی موتورهای اصلی سوخت مایع این موشک بسیار مشکل بود و حتا در طی چند آزمایش اولیه پیش از آنکه مهندسان متوجه مشکل شوند، منجر به آتش‌سوزی و انفجار شد. اما برای دست پیدا کردن به هدف کلیدی یعنی قابلیت استفاده‌ی مجدد، آنها باید صفحه‌هایی می‌ساختند که بتواند حرارت حدود ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل کند. راه حل آنها به کارگیری ده‌ها هزار قطعه سرامیک سبک بود که می‌توانست حرارت را به سرعت دفع کند. اما متصل کردن این قطعات به مدارگرد در طی فشار ناشی از پرواز یک مشکل اساسی را آشکار کرد… سرانجام در دوازدهم آوریل سال ۱۹۸۱، دوران جدیدی از پروازهای فضایی آغاز شد. «کلمبیا»، همراه با دو فضانورد به نام‌های «باب کریپن» و «جان یانگ» وارد مدار زمین شد. در ادامه و پس از این موفقیت، «ناسا» سه مدارگرد دیگر هم ساخت. در طی سال‌های بعد آن، این ماشین‌های بی‌نظیر برخی از مهم‌ترین دستاوردهای فضایی آمریکا را رقم زدند و به این ترتیب رویای دسترسی همیشگی به فضا محقق شد. اما ساخت پیچیده‌ترین ماشین تا آن زمان خطر خرابی و شکست را بیشتر می‌کرد و به شکل غم‌انگیزی «ناسا» دو شاتل و چهارده فضانورد را از دست داد. پس از هر فاجعه، مهندسان با تلاش و تعهد راه حل‌هایی برای خطاها پیدا کردند تا شاتل را برای پرواز آماده کنند. با وجود آنکه شاتل یک شاهکار مهندسی بود اما واقعیت این است که پرواز شاتل فضایی کار خطرناکی است که امروز دیگر کسی حاضر به انجام آن نیست. در سال ۲۰۱۱ و پس از سی سال، این ناوگان بازنشسته شد. امروز، شاتل‌های فضایی موجود در موزه‌های آمریکا مانند موزه ملی هوافضای اسمیتسونین و موزه فضایی نگهداری می‌شود. این فضاپیماها همواره یادآور تعهد و روحیه و تلاش افرادی هستند که زندگی‌شان را وقف تحقق این رویا کردند.
ایستگاه فضایی: در ماه «مه» سال ۱۹۷۳ آخرین موشک ساترن ۵ پرتاب شد. این موشک در اصل طراحی شده بود تا آمریکا را به ماه ببرد اما حالا این موشک اصلاح، و بخش بالایی آن در حقیقت به یک پایگاه فضایی تبدیل شده بود. ماموریت این بود که این ایستگاه فضایی، شرایط اقامت و کار سه فضانورد را برای چندین ماه در فضا، فراهم کند.
اما تنها چند دقیقه پس از پرتاب برای ایستگاه فضایی مشکلی پیش آمد. در حین پرتاب، یک تکه از سپر محافظ آزمایشگاه از آن جدا شد. این سپر همچنین قرار بود نقش محافظ و سایبان را برای سرنشینان ایفا کند. حالا به محض رسیدن به مدار زمین دمای محیط افزایش پیدا می‌کند و به بالای ۵۰ درجه می‌رسد. مهندسان فرصت چندانی ندارند و باید هرچه سریع‌تر در مبارزه با زمان، راهی برای کاهش دما پیدا کنند… در ادامه‌ی برنامه با داستان چگونگی ساخت اولین ایستگاه بین‌المللی فضایی و همکاری دو رقیب بزرگ در زمینه‌ی پروژه‌های فضایی یعنی روسیه و آمریکا آشنا خواهیم
تلسکوپ هابل: تلسکوپ فضایی «هابل» یکی از برجسته ترین دستاوردهای مهندسی بشر است. برای ربع قرن، این تلسکوپ تصویرهای بی نظیری از جهان برای ما فراهم کرده. اما ساخت این معجزه‌ی مهندسی برای سازندگان و طراحان آن به هیچ عنوان کار آسانی نبوده است. از ساخت تا راه‌اندازی و تهیه‌ی اولین تصویر، «هابل»، باعث شده تا مرزهای مهندسی شکسته شود. بیشتر از هفتاد سال پیش بود که برای اولین بار اخترفیزیکدان آمریکایی به نام «لایمن اسپیتزر» طرح پیشروی ساخت تلسکوپی که بتواند در مدار زمین قرار بگیرد را ارائه کرد. دسترسی به تصویرهای کامل از آسمان نویدبخش عصری طلایی در فضانوردی بود. اما با این حال تحقق بخشیدن این رویا از آنچه همه تصور می‌کردند، سخت‌تر بود.
در سال ۱۹۷۷ سرانجام کنگره بودجه ای را برای تلسکوپ فضایی تصویب کرد. پس از آن ناسا ماموریت داشت تا یکی از پیچیده‌ترین ابزارهای علمی را آماده کند. این تلسکوپ باید کوچکتر و کم‌وزن‌تر از بیشتر تلسکوپ‌های روی زمین می‌بود و همچنین انتظار بر این بود که «هابل»، به پیشرفته‌ترین قابلیت‌های علمی هم مجهز باشد. اما از همه‌ی این‌ها مهم‌تر تصاویری بود که دوربین بسیار پیشرفته و انقلابی این تلسکوپ تهیه می‌کرد. «جیمز وستفال»، پروفسور موسسه‌ی تکنولوژی کالیفرنیا، کسی بود که در ابتدا تمایلی به شرکت در این پروژه نداشت. برای پیروزی در چالش ساخت دوربینی که بتواند اعماق فضا را رویت کند، «وستفال» و گروه‌اش آشکارسازهای الکترونیکی به نام «Charge Coupled Devices» به شیوه‌ای انقلابی استفاده کردند که نتیجه‌ی آن دوربین «Wide Field Planetary» بود. اما برای اینکه این تلسکوپ کار کند، دوربین آن نیاز به دستگاهی داشت که باید در قلب این تلسکوپ تعبیه می‌شد: آینه‌های جمع‌آوری‌کننده ی نور… و چالش مهنسان ساخت آینه‌هایی بود که تا بیشترین حد امکان صاف و دقیق باشد. اما آنها نمی‌دانستند که در سال ۱۹۹۰، تلسکوپ ۲/۵ میلیارد دلاری با یک نقص اساسی به فضا فرستاده شده. تلسکوپ در عمل کور بود و نمی‌توانست با وضوح تصویربرداری کند. وقتی اولین تصویرهای ارسالی وضوح کافی نداشت، این در حقیقت تحقیر کسنی بود که زندگی‌شان را برای انجام این پروژه گذاشته بودند.
جستجوی حیات در مریخ: این داستان بی‌نظیر اولین ماموریت انسان برای جست‌و‌جوی امکان حیات در نقاط دیگر جهان است که توسط مهندسانی روایت می‌شود که در این چالش بزرگ حضور داشته‌اند.
پس از فرود موفقیت‌آمیز ناسا بر روی کره ماه در سال ۱۹۶۹ آنها ماموریت دیگری را به نقطه‌ای که مسافت آن ۲۰۰ برابر بیشتر از فاصله‌ی زمین تا ماه بود، تعریف کردند: سفر به مریخ
در پروژه‌ی «وایکینگ»، هدف فضانوردان آمریکایی این بود که اولین سفینه‌ی فضایی را بر روی سیاره‌ی سرخ فرود آورند.
از آنجا که این سیاره شباهت‌های زیادی به زمین دارد، احتمال وجود حیات بر روی آن بسیار جدی گرفته شده. اما جست‌و‌جو برای یافتن موجودات ذره‌بینی و میکروب‌های مریخی دانشمندان را با چالشهای جدید روبرو کرده بود.
البته از همان ابتدا و با کاهش بودجه‌ی ناسا توسط کنگره، این پروژه با دشواری‌هایی روبرو شد و در این صورت تنها راه حل به تاخیر انداختن این پروژه از سال ۱۹۷۳ به ۱۹۷۵ بود. به تاخیر انداختن این پروژه برای ناسا مانند شمشیر دولبه بود که از طرفی موجب می‌شد آنها وقت بیشتری برای طراحی، ساخت و آزمایش‌های پیچیده‌ی سفینه فضایی داشته باشند، اما از طرف دیگر هم با افزایش زمان این سفر احتمال خطر را در فضا برای سفینه‌ی «وایکینگ» بیشتر می‌کرد.
«وایکینگ» به دنبال کشف نشانه های حیات بر روی مریخ بود. با محدودیت هایی که برای وزن و اندازه وجود داشت، این ماموریت یکی از بزرگترین چالشهای مهندسی بود. اما پیش از هرگونه جست‌و‌جو درباره‌ی وجود حیات در مریخ، ابتدا سفینه باید به طور سالم روی این سیاره فرود بیاید. در ماه ژوییه سال ۱۹۷۶، وقتی «وایکینگ – ۱» وارد مدار شد مهندسان و دانشمندان متوجه یک موضوع غافلگیرکننده شدند. محل در نظرگرفته‌شده برای فرود وایکینگ سطح هموار نداشت و پوشیده از صخره بود. حالا مهندسان فرصت کمی داشتند تا محل دیگری را برای فرود این سفینه پیدا کنند.
