Аполлон двигатель


Со дна океана подняты двигатели ракеты, отправившей на Луну Нила Армстронга

Два двигателя "F-1" от ракеты-носителя "Сатурн-5", которая в 1969 году отправила к Луне пилотируемый Нилом Армстронгом корабль "Аполлон-11", подняты со дня Атлантического океана Global Look Press

Два двигателя "F-1" от ракеты-носителя "Сатурн-5", которая в 1969 году отправила к Луне пилотируемый Нилом Армстронгом корабль "Аполлон-11", подняты со дня Атлантического океана.

Об этом объявил основатель и исполнительный директор крупнейшего мирового онлайн-ритейлера Amazon Джефф Безос, организовавший на личные средства экспедицию по подъему артефактов миссии "Аполлон-11" со дна океана, передает ИТАР-ТАСС.

Год назад сотрудники аэрокосмической компании Безоса Blue Origin при помощи гидролокаторов обнаружили фрагменты "Сатурна-5" в Атлантическом океане на глубине порядка 4,3 км. Операция по подъему двух двигателей продолжалась около трех недель и завершилась в среду, 20 марта.

Двигатели "F-1", которые были установлены на первой ступени "Сатурна-5", формально являются собственностью NASA, поэтому Безосу придется передать их американскому космическому агентству. Сейчас судно экспедиции везет их на космодром на мысе Канаверал в штате Флорида.

Проведя более 40 лет на дне океана, двигатели подверглись сильной коррозии - в частности, стало невозможно различить их серийные номера. Совместно со специалистами NASA Blue Origin займется восстановлением артефактов, после чего они будут выставлены в одном из аэрокосмических музеев США.

Предполагается, что это будет музей в Сиэтле (штат Вашингтон), где находится штаб-квартира Amazon. Безос надеется, что эти экспонаты будут рассказывать новому поколению американцев о миссии "Аполлон-11" и вдохновлять молодежь на новые открытия.

NASA выразило признательность основателю Amazon за то, что ему удалось сохранить уникальные исторические предметы. "Почти год назад Джефф Безос поделился с нами планами по подъему на поверхность двигателей "F-1", которые отправляли корабли "Аполлон" с астронавтами на борту к Луне в 60-х и 70-х годах прошлого века. Эти артефакты представляют большую историческую важность", - отмечается в заявлении главы NASA Чарльза Болдена.

Двигатель "F-1" был разработан американской аэрокосмической компанией Rocketdyne в 1955 году и по сей день остается самым мощным однокамерным жидкостным ракетным двигателем. За свои две с половиной минуты работы пять двигателей "F-1" поднимали ракету-носитель "Сатурн-5" на высоту 58 км, придавая ей скорость 9656 км в час.

На борту "Аполлона-11" 16 июля 1969 года на Луну отправились Нил Армстронг, Майкл Коллинз и Базз Олдрин. Добравшись до спутника Земли за восемь дней, астронавты установили в месте посадки флаг США, разместили комплект научных приборов и собрали 21,55 кг образцов лунного грунта.

Двигатели "Сатурна" стали второй в истории важной космической реликвией, поднятой со дна океана. В 1999 году телеканал Discovery организовал экспедицию, в результате которой NASA была возвращена спускаемая капсула космического корабля "Меркурий-4". На нем третий в истории человечества орбитальный полет совершил астронавт Вирджил Гриссом.

www.newsru.com

Уроки космических аварий: поражение и триумф «Аполлона-13»

В такие же апрельские дни 1970 года разыгралась, наверное, самая драматическая история из всего, что происходило в космосе. Три астронавта, отправившиеся на Луну, оказались в смертельной опасности и были вынуждены трое суток возвращаться домой, преодолевая различные возникающие трудности. Это очень красивая история о том, как небольшие изменения в спецификации могут привести к большим проблемам, о слаженной работе сотен людей в ЦУПе в режиме аврала, о смелости и профессионализме.
Причина
Как это регулярно бывает в сложных технических системах и больших проектах, причина аварии была заложена ещё за годы до полёта "Аполлона-13", а сама авария сложилась из сложной цепочки событий, причем, отсутствие любого звена привело бы к отсутствию аварии.
Конструкция
Для того, чтобы понять, что произошло, необходимо рассказать о конструкции сервисного модуля "Аполлона":Энергетическая подсистема сервисного модуля "Аполлона" состояла из двух баков водорода, двух баков кислорода и трёх топливных элементов. Топливные элементы, потребляя водород и кислород, производили электроэнергию и воду, которая потреблялась экипажем для питья и оборудованием для охлаждения. Это была очень эффективная система, лучше, чем солнечные батареи, при условии, что полёт будет не дольше 2-3 недель.Это - бак кислорода сервисного модуля "Аполлона". Он настолько хорошо теплоизолирован, что способен хранить жидкий кислород годами. Жидкий кислород хранится в нем в состоянии сверхкритической жидкости, и, поэтому, проявляет свойства и жидкости и газа. Как известно, при расширении температура газа понижается. Теплоизоляция настолько хороша, что жидкий кислород охладился бы и потерял свехкритические свойства просто от расширения при нормальном расходе на топливные элементы. Поэтому пришлось ставить специальный нагреватель для поддержания требуемых температуры и давления. В невесомости жидкий кислород в сверхкритическом состоянии имел дурную привычку расслаиваться на жидкие и газообразные слои, что приводило к неверным показаниям датчика уровня. Поэтому пришлось ставить специальную турбинку для перемешивания кислорода, а для экипажа в набор "работы по дому" добавили процедуру перемешивания кислорода в баках, чтобы после неё ЦУП Хьюстона мог получить верные данные о количестве кислорода на борту.
Небольшое изменение спецификации
1965 год. До полёта "Аполлона-13" ещё пять лет, до первого беспилотного полёта "AS-201" ещё год, даже программа "Джемини" только в этом году совершила свой первый пилотируемый полёт. Активно ведутся работы по кораблю "Аполлон". В силу огромности масштабов работы подрядчики NASA нанимают субподрядчиков для изготовления необходимых элементов. Сервисный модуль "Аполлона" делала "North American Aviation", а баки для него делал субподрядчик "Beech Aircraft". Поскольку топливные элементы выдавали 28 вольт напряжения, в спецификации к баку было указано рабочее напряжение 28 вольт. Однако, уже в процессе разработки сервисного модуля выяснилось, что при подготовке к старту "Аполлон" будет получать электричество от наземных генераторов стартового комплекса, а они имеют рабочее напряжение 65 вольт (совершенно нормальная ситуация, когда много квалифицированных людей делают большой проект, никаких шуток). Поэтому спецификацию пришлось переделывать. Инженеры "Beech Aircraft" изменили оборудование кислородного бака, но забыли изменить под новое напряжение всего одну вещь - контакты термостата. Они предназначены для размыкания цепи нагревателя при необходимости. Контроль качества на всех уровнях - "Beech Aircraft", "North American Aviation" и NASA не заметил эту ошибку.
Переезд баков
1968 год. Баки, которые в итоге оказались на "Аполлоне-13", устанавливают в сервисный модуль, который станет частью "Аполлона-10". Поскольку в баки вносились изменения, спустя некоторое время было решено установить на "Аполлон-10" баки более новой версии, а уже установленные снять, модернизировать и поставить на другой сервисный модуль. В процессе снятия баков рабочие забыли открутить один болт, и лебедка, уже начавшая поднимать полку с баками, забуксовала и уронила баки обратно в стойку. Высота падения была смехотворная, всего 5 см., но для космической техники это серьезное ЧП. Происшествие задокументировали, провели испытания бака, посчитали его исправным и отправили на модернизацию. Очевидно, модернизация не была связана с серьезной разборкой бака (это важно для понимания следующего этапа). После модернизации баки поставили в сервисный модуль "Аполлона-13".Тот самый бак номер два на переднем плане, сфотографирован после установки.
Взведение курка
27 марта 1970 года, две недели до старта "Аполлона-13". Производится т.н. тренировочный предстартовый отсчет - полная симуляция старта с заправкой корабля рабочими жидкостями, переходом на полётную атмосферу, короче, всё, кроме реальной команды "Зажигание". Симуляция прошла успешно за одним исключением - бак номер два отказался опорожняться после окончания испытаний. В процессе решения проблемы инженеры предположили, что при падении в 1968 году был поврежден нижний сливной штуцер. Теоретически это ЧП, надо переносить старт и менять баки. Но, с другой стороны, нижний сливной штуцер используется только один раз - при тренировочном предстартовом отсчете. В полёте он не нужен, и лететь можно и с неработающим штуцером. Поэтому для стравливания кислорода предложили использовать нагреватель, газифицировать кислород, который самотёком испарится через верхний штуцер. Решение согласовали с командиром корабля астронавтом Джимом Ловеллом. Джим подписал документы, исходя из имеющихся данных: предложенное решение является лучшим из придуманных, других неисправностей не обнаружено, в полёте нижний штуцер не нужен, а смена баков займет сорок пять часов, не считая проверки новых баков, что сорвет график предстартовой подготовки и отложит пуск на месяц.При включении нагревателя с наземным напряжением 65 вольт контакты термостата, рассчитанного на 28 вольт, приварились в положении "включено", нагреватель потерял возможность выключаться:Замкнувший контакт, фотография натурного эксперимента по воспроизведению аварии.

Температурный сенсор внутри бака, сделанный для измерения рабочей температуры в районе -207 градусов, имел верхнюю границу измерений +27 градусов. Инженер, контролирующий работу, мог получить только два параметра - "нагреватель включен" и "температура не выше +27 градусов". В реальности постоянно включенный нагреватель быстро испарил кислород и, продолжая работать в пустом баке, нагрелся до +540 градусов. Где-то в огромном комплексе зданий стартовой площадки стоял самописец, фиксирующий постоянный ток нагревателя вместо циклов "вкл-выкл", но никто не посмотрел на его ленту до аварии. Раскалившийся до +540 градусов нагреватель расплавил тефлоновую изоляцию, и провода превратились в детонатор.Нештатный нагрев невозможно было зафиксировать непосредственно - бак был хорошо теплоизолирован, поэтому пожар в сервисном модуле не мог возникнуть, а нештатная температура продержалась до предстартовой заправки, когда новый жидкий кислород охладил внутренности бака.

Действующие лица
Экипаж "Аполлона-13"
Слева направо: Ловелл, Суайгерт, Хейз. Фотографировались второпях из-за замены в экипаже.

Джим Ловелл - командир, ветеран космической программы, совершил два полёта на "Джемини" и облёт Луны на "Аполлоне-8".Джон Суайгерт - пилот командного модуля. Первый полёт в космос, был в дублирующем экипаже, переведен в основной экипаж за несколько дней до полёта из-за того, что астронавт основного экипажа - Кен Маттингли контактировал с астронавтом Чарльзом Дьюком, заболевшим краснухой, и не имел иммунитета к краснухе. Первый холостяк среди астронавтов.Фред Хейз - пилот лунного модуля. Первый полёт в космос.

ЦУП Хьюстона
Джин Кранц - руководитель "белой команды", главной полётной смены (всего было четыре смены), и ведущий руководитель полётов.

"Белая команда". Миссия неизвестна.

Авария
55 часов 54 минуты полёта. Очередное включение системы перемешивания баков (она включалась регулярно, чаще, чем раз в сутки) вызвало короткое замыкание в баке номер два. Тефлоновая изоляция загорелась:Горение тефлона в кислороде, фотография натурного эксперимента по воспроизведению аварии.

Горение тефлона в кислороде вызвало резкий нагрев бака и повышение давления, превышающее пределы прочности бака. Сорвало верхнюю крышку бака:Срыв крышки, фотография натурного эксперимента по воспроизведению аварии.

Резкое повышение давления сорвало лист обшивки секции сервисного модуля:Срыв панели, фотография натурного эксперимента по воспроизведению аварии.

Кроме этого, встряска от срыва крышки бака вызвала нештатное закрытие клапанов топливных элементов 1 и 3, приведя к их отключению через три минуты, и привела к нарушению герметичности трубопроводов бака кислорода номер один. Спустя 130 минут давление в кислородном баке номер один упало до нуля - командный модуль лишился воды и энергии. От Земли он находился на расстоянии 320 000 километров.Фотография с наземного телескопа.

"Хьюстон, у нас тут была проблема"
Схема полёта.

Да, фраза-мем звучала в оригинале именно так: "Houston, we've had a problem here". У астронавтов и ЦУПа, конечно же, не было полного знания ситуации, рассказанной в предыдущем абзаце, поэтому первые минуты люди пытались разобраться в том, что случилось. В любом космическом происшествии прежде всего необходимо установить, это реальная проблема или отказ датчиков/телеметрии. Сначала экипаж перезагружал компьютер, докладывал показания индикаторов, подключал топливные элементы к разным шинам питания, чтобы разобраться, что происходит. Но уже спустя пятнадцать минут Джим Ловелл сообщил, что наблюдает утечку какого-то газа из сервисного модуля - проблема явно была очень серьезной, и она далеко не кончилась.В это время в ЦУПе прозвучала ещё одна крылатая фраза - "Парни, давайте решать проблему. Давайте не будем ухудшать ситуацию догадками."Первоначальной задачей стала попытка спасения оставшегося кислорода в баке номер один. Несмотря на все попытки, место утечки не удалось изолировать, давление продолжало падать. Единственной возможностью стало включение лунного модуля, который становился спасательной шлюпкой. Работу приходилось проводить очень быстро, одновременно выключая командный модуль и включая лунный. Включение лунного модуля по инструкции занимало примерно три часа. Скорость утечки увеличивалась, и, когда стало понятно, что топливный элемент проработает меньше пятнадцати минут, пришлось менять процедуру включения на ходу. Отдельную проблему представляла навигация. Необходимо было переписать данные гиростабилизированной платформы командного модуля, провести пересчет (углы стыковки командного и лунного модуля были не строго 180 градусов) и ввести полученные данные в гиростабилизированную платформу лунного модуля. Сложная процедура была успешно произведена. Командный модуль отключился, лунный модуль взял на себя управление.

Трудный выбор и первая коррекция траектории
Следующей задачей стал выбор режима возвращения. Все "Аполлоны" летали по такой траектории (т.н. траектории свободного возвращения), которая позволяла облёт Луны и нормальную посадку на Землю. Из-за этого все высадки "Аполлонов" были недалеко от лунного экватора. В то же время, существовали режимы аварийного возвращения, когда достаточно длительный импульс двигателями возвращал корабль на Землю без облёта Луны:После достаточно напряженного совещания (там прозвучала ещё одна крылатая фраза - "Провал - это недопустимый вариант"), было принято решение остаться на траектории свободного возвращения. Аргументы:
  1. Вариант с отстрелом лунного модуля для уменьшения массы, которую было бы необходимо тормозить, стал невозможен.
  2. Вариант с использованием двигателей лунного модуля, пока хватит горючего, не давал заметного выигрыша по времени. А сброс сервисного модуля мог нарушить тепловой режим теплозащитного экрана на дне командного модуля. Повреждение теплозащитного экрана делало посадку невозможной.
  3. Расходных материалов (воды, электричества) по расчетам хватало на свободное возвращение.
  4. Главный двигатель сервисного модуля, возможно, был поврежден и его использование было большим риском.
  5. Корабль находился уже близко к Луне и маневры аварийного возвращения становились всё менее выгодными
Однако, "Аполлон-13" уже сошёл с траектории свободного возврата. Небольшое отклонение было необходимо для посадки в выбранном районе. Поэтому пришлось произвести коррекцию посадочным двигателем лунного модуля, включив его на 30 секунд. Отдельная проблема состояла в навигации. Куски теплоизоляции, вырванные при разрушении кислородного бака, в изобилии разлетелись вокруг корабля, став ложными звездами. Поэтому пришлось использовать Солнце для проверки точности ориентации. К счастью, данные были перенесены верно, а гиростабилизированная платформа работала исправно, навигация сохранилась точной, и коррекция прошла успешно.
Маневр PC+2
Траектория свободного возвращения также требовала небольшого маневра. Он проводился спустя два часа после периселения (перицентра орбиты вокруг Луны), поэтому назывался просто "ПериСелений +2" (PC+2). Благодаря ему точка посадки сместилась из Индийского в Тихий океан, где штатно находились основные корабли обеспечения посадки, а время посадки сдвинулось вперед на 10 часов. Посадочный двигатель лунного модуля, рассчитанный на одно включение перед посадкой, включили уже во второй раз, и он проработал 4 минуты 24 секунды.
Строгая экономия
Лунный модуль работал от батарей, а не топливных элементов. Поэтому, с одной стороны, кислорода было в достатке, потому что он использовался для наполнения лунного модуля после выхода на поверхность Луны. С другой стороны, электричество и вода были в жестоком дефиците. Лунный модуль был рассчитан на работу двух людей в течение полутора суток, но теперь он должен был обеспечивать трёх человек в течение четырех суток. Поэтому после выхода корабля из-за диска Луны были приняты все возможные меры для экономии электричества и воды. Вода потреблялась людьми и расходовалась на охлаждение техники. Поэтому в лунном модуле было выключено всё, что можно, а людям пришлось терпеть жажду. При подготовке ко сну в командном модуле по привычке задернули шторки на окнах, он быстро остыл и так и не прогрелся до самой посадки. В лунном модуле ситуация была чуть лучше, но и там было холодно настолько, что вода оседала росой на стенах и панелях.
Засунуть квадратный штырь в круглое отверстие
В английском языке есть идиома - "квадратный штырь в круглом отверстии" - "square peg in a round hole". Она обозначает человека не на своём месте. А в полёте "Аполлона-13" идиома стала реальностью. Несмотря на обилие кислорода у экипажа назревала проблема с дыханием. Дело в том, что выдыхаемый углекислый газ надо чем-то поглощать. Больше 15% углекислоты во вдыхаемом воздухе приводят к нарушениям зрения, затем сознания, и, в итоге, смерти. В лунном модуле были круглые канистры гидроксида лития, которые поглощали углекислоту. Но их не хватало. В командном модуле было достаточно канистр гидроксида лития, но они были квадратными:Фото из фильма "Аполлон-13", но смысл передан очень верно.

Поэтому возникла задача быстро создать способ засунуть квадратный штырь в круглое отверстие. Специальная группа, взяв такие же материалы, как и те, которые были на "Аполлоне-13", достаточно быстро собрала адаптер и написала инструкцию по сборке. Идея была достаточно простая - канистра помещалась в пакет, в который подавался воздух из насоса воздушной системы. Пакет взяли из упаковки полётных костюмов, шланг - от скафандров, скрепили это изолентой, поставили согнутую крышку полётного плана в качестве распорки для равномерного распределения воздуха, а штатное отверстие в канистре закрыли носком и залепили той же изолентой.Сборка адаптера и работающее устройство. Веет чем-то неуловимо родным...

Инструкцию передали на "Аполлон-13", и в космосе собрали такой же адаптер. Проблема углекислоты была решена.

Критически важная процедура
Параллельно всем этим делам шла крайне напряженная работа по созданию процедуры запуска командного модуля. Без включения командного модуля посадка была невозможна. А включение осложнялось тем, что его батареи были уже частично разряжены, а сама процедура включения полностью выключенного командного модуля не только не была разработана заранее, о ней не задумывались и в симуляторе не проверяли. Джон Аарон, тот самый "ракетчик со стальными глазами", спасший "Аполлон-12", возглавил группу создания этой процедуры. В условиях ограниченного времени (командный модуль неумолимо летел к Земле) они придумали развернуть шину питания, которая была разработана для аварийного энергоснабжения лунного модуля. Буквально несколько ампер, которых не хватало для запуска систем командного модуля, были получены от лунного модуля, и процедура была готова вовремя.
Взрыв батареи
На 97 часу полётного времени произошёл взрыв в одной из аккумуляторных батарей лунного модуля. Нормально выделяющийся при работе батарей водород и кислород скопились в отсеке одной из батарей и случайная искра привела к взрыву. К счастью, особых проблем этот взрыв не принёс, три батареи работали также, у четвертой немного снизился заряд.
Проблема из ниоткуда
Все время возвращения от Луны у корабля накапливалась проблема, причину которой никто не мог установить. Для нормальной посадки корабль должен находиться в достаточно узком диапазоне углов входа в атмосферу. Слишком маленький угол - и корабль отскочит от атмосферы как плоский камень от воды, слишком большой угол, и корабль сгорит из-за слишком сильного нагрева при торможении. И неизвестная сила во время полёта приводила к тому, что угол входа медленно, но неуклонно уменьшался. Вроде бы все силы, действующие на корабль, были учтены. Даже сброс мочи за борт запретили для того, чтобы реактивная сила не испортила траекторию, но всё тщетно - угол вышел за допустимые границы. Была нужна ещё одна коррекция. Для экономии электричества её провели вручную, не включая компьютер. Посадочный двигатель лунного модуля включился на 14 секунд на 10% тяги, уже в третий раз. Время отмеряли также вручную по наручным часам. Коррекция прошла удовлетворительно, угол вхождения в атмосферу оказался в приемлемых рамках, но позднее потребуется ещё одна коррекция.Уже после полёта было установлено, что реактивную силу создавала испаряющаяся из системы охлаждения лунного модуля вода. До этого лунный модуль никогда не находился в свободном полёте настолько долго, чтобы эта небольшая сила стала заметной.
Ещё одна коррекция
На 108 часу полёта произошёл разрыв предохранительной мембраны бака наддува. Гелий, рассчитанный для однократной работы перед посадкой на Луну, был разогрет ещё перед первой коррекцией после аварии. Давление в баке постоянно росло, и был неизбежен прорыв предохранительной мембраны. Потеря газа наддува означала, что посадочный двигатель лунного модуля уже не мог быть запущен. Но была нужна ещё одна коррекция. Пришлось использовать двигатели ориентации лунного модуля. К счастью, импульс был нужен маленький, всего 22 секунды гораздо менее мощных двигателей ориентации, и коррекция на 137 часу полёта прошла успешно.
Посадка
Перед посадкой нужно было выполнить множество операций. Во-первых, надо было перенести в командный модуль балласт - ненужные вещи, которые бы заменили 45 килограммов лунных камней. Таким балластом стали камеры, прочая мелочевка, и табличка, которую планировалось оставить на Луне - её Ловелл решил взять в качестве сувенира.Во-вторых, надо было включить командный модуль, а, учитывая несколько дней простоя и обилие влаги на стенах, это было волнующим моментом. К счастью, процедура была разработана верно, и модуль на короткое время жизни батарей вернулся в строй. Затем был отстыкован сервисный модуль. Он удалялся, медленно вращаясь, а астронавты с удивлением смотрели на то, какие большие повреждения были нанесены аварией - целая панель была сорвана:

В-третьих, надо было отстыковать лунный модуль. Астронавты с грустью провожали модуль, который не доставил их на Луну, но спас жизнь.И в-четвертых, надо было проверить правильность ориентации командного модуля. Поскольку финальная часть полёта проходила в тени Земли, было замерено время покрытия Землей Луны. Время совпало с расчетами ЦУПа, ориентация была верной, а дальше работали компьютеры.

Охлаждение лунного модуля снова успело уменьшить угол вхождения в атмосферу, поэтому корабль дольше обычного проходил без связи плотные слои атмосферы, что наверняка заставило людей поволноваться. И уже после восстановления связи осталась последняя интрига - сработают ли парашюты. К счастью, они сработали, и в прямом эфире вся планета могла порадоваться за успешное возвращение астронавтов домой.

Уроки
  • "Аполлон-13" очень наглядно показал, к каким большим проблемам могут привести небольшие изменения спецификации, небольшие проблемы документации и небольшие недоработки в тестировании.
  • Второй урок, который мы можем извлечь из этой истории - это то, что квалифицированная, сработавшаяся, мотивированная команда, с квалифицированным лидером сделает всё возможное, и даже чуть-чуть больше для успеха проекта, преодолевая самые разные проблемы.
  • А вот фраза "Провал - это недопустимый вариант" сейчас иногда опасно неверно используется как своя противоположность. "Аполлон-13" успешно вернулся только потому, что огромные ресурсы были потрачены на отработку сценариев различных аварий, резервирование важных систем, и прочие меры по обеспечению безопасности. Сказать "Провал недопустим" можно только тогда, когда проблема уже есть, для воодушевления команды. Пытаться успокоить себя словами "провала не будет", игнорируя управление рисками и прочие меры обеспечения безопасности - это преступная небрежность.
  • И последний урок, не из сферы управления проектами, а общефилософский. "Аполлон-13" не высадился на Луну, и, вроде бы, это поражение. Но то, какое количество трудностей было преодолено, какой профессионализм был показан людьми, и какое качество показала техника - это настоящий триумф миссии.
Эпилог и примечания
Это - пост из цикла "уроки космических происшествий". Первый пост этого цикла для интересующихся.Я прекрасно понимаю, что в этом посте очень много про технику, очень мало про людей, и многое осталось за кадром. Скомпенсируйте этот дисбаланс, посмотрев фильм "Аполлон-13", его стоит посмотреть, даже если вы не особо увлекаетесь космонавтикой.

Источники информации:

  1. Википедия и указанные в её статьях источники.
  2. Lovell Jim and Kluger Jeffrey, «Lost Moon: The Perilous Voyage of Apollo 13». Есть перевод Хартикова, но он очень неровный, часто трудные места переданы верно, и тут же какой-нибудь ляп перевода. Если нет других переводов, рекомендуется к прочтению. Есть аудиокнига на английском.
  3. «Moon Machines», Science Channel, сериал, 2008, эпизод "Лунный модуль".
  4. «When We Left Earth», Discovery Channel, сериал, 2008, четвертая серия.
  5. «From the Earth to the Moon», HBO, сериал, 1998.
  6. JSC Digital Image collection - фотоматериалы.
  7. Apollo Expeditions To The Moon.
  8. "«Неудачу из списка возможностей ИСКЛЮЧИТЬ!» " - НК, 2006.

Для навигации: серия постов по тегу "Уроки космических происшествий"

lozga.livejournal.com

Лунный модуль КК «Аполлон»

 

1 Люк стыковочного узла отсека экипажа и лунной кабины.2 Люк для входа в герметизированную кабину.3 Две антенны метрового диапазона.4 Бак окислителя для двигателей системы ориентации (N2O4).5 Блок автоматики.6 Бачок с водой.7 Баллон с гелием для вытеснительной системы подачи топлива в двигатели системы ориентации.8 Бак горючего (аэрозин-50) для двигателей системы ориентации.9 Бак горючего (аэрозин-50) для основного двигателя взлетной ступени.10 Блок двигателей системы ориентации.11 Радиоизотопная энергетическая установка.12 Телескопическая стойка посадочного шасси.13 Тарельчатая опора посадочного шасси.14 Поперечный элемент шасси.15 Бак горючего (аэрозин-50) основного двигателя посадочной ступени (2 шт.).16 Двигатель посадочной ступени с регулируемой тягой до 4530 кгс.17 Бак с окислителем двигателя посадочной ступени (2 шт.).18 Выдвижная антенна диапазона S (используется на поверхности Луны).19 Посадочная ступень.20 Лестница для спуска астронавтов на поверхность Луны.21 Теплоизоляция.22 Площадка с поручнями.23 Основной двигатель взлетной ступени, тяга в вакууме 1590 кгс.24 Автономная ранцевая система жизнеобеспечения.25 Дефлекторы для отклонения истекающих газов из сопла.26 Вентилятор для обеспечения циркуляции кислорода в кабине.27 Проблесковый источник света.28 Пульт управления лунной кабиной.29 Антенна диапазона S, используемая во время полета.30 Антенна радиолокатора, обеспечивающего встречу на орбите.31 Поворотная антенна диапазона S.

Технические характеристики

Высота

6,98 м

Ширина по диагонали между посадочными опорами

9,4 м

Свободный объем

4,5 м3

Стартовая масса лунной кабины:

 

 КК «Аполлон-11»

15 060 кг

КК «Аполлон-17»

16 440 кг

Отсек для размещения астронавтов имел цилиндрическую форму:

 

диаметр

2,35 м

высота

1,07 м

Посадочная ступень лунной кабины, на которой укреплены посадочные шасси, имела двигатель, тягу которого можно было регулировать в пределах 475- 4535 кгс. На Луне посадочная ступень служила стартовой платформой для запуска взлетной ступени, состоявшей из герметизированной кабины, систем управления и навигации, включая радиовысотомер и бортовую ЦВМ, а также из двигателя с регулируемой тягой.

Два рабочих места астронавтов снабжены подвесными системами (с целью экономии места и веса конструкторы отказались от кресел). Пока взлетная ступень была пристыкована к кораблю «Аполлон», астронавты входили и выходили из нее через туннель-лаз. На поверхности Луны после разгерметизации кабины астронавты открывали люк и в своей громоздкой, предназначенной для перемещения по Луне одежде по лестнице посадочной ступени спускались вниз и спрыгивали на грунт.

По окончании работ на поверхности Луны астронавты возвращались обратно во взлетную ступень, с помощью блока и троса поднимали на борт мешочки с образцами, закрывали входной люк, восстанавливали давление в кабине и, включив двигатель взлетной ступени, стартовали с посадочной ступени. Взлет производился в такое расчетное время, которое сводило к минимуму маневрирование на селеноцентрической орбите. Стыковка осуществлялась в установленном отработанном порядке.

Взлет с ЛуныЛунная кабина представляет собой единое целое до момента взлета с лунной поверхности, когда взлетная ступень вместе с экипажем используется как самостоятельный космический корабль для встречи на орбите и стыковки с отсеком экипажа. На рисунке показан тоннель-лаз для перехода астронавтов после стыковки в отсек экипажа.

Роберт (Боб) Гилларт — главный конструктор лунного модуля, который создавался в Хьюстоне под под его руководством. Он же был руководителем программы «Аполлон» до ее окончания.

osiktakan.ru

Лунная программа США «Аполлон» (ИСТОРИЯ)

 Сборка Апполон-1)В соответствии с программой «Аполлон» в период 1969 — 1972 гг. к Луне было направлено девять экспедиций. Шесть из них закончились высадкой двенадцати астронавтов на поверхность Луны на территории от Океана Бурь на западе до хребта Тавр на востоке.

 

(эмблема на скафандрах астранавтов с апполон 1)Задачи двух первых экспедиций ограничивались полетами по селеноцентрическим орбитам, а высадка астронавтов на поверхность Луны в одной из экспедиций была отменена из-за взрыва кислородного бачка для топливных элементов и системы жизнеобеспечения, происшедшего через двое суток после старта с Земли. Поврежденный космический корабль «Аполлон-13» совершил облет Луны и благополучно вернулся на Землю.

 

 астронавты апполон 1)Подобно плаваниям в прошлом, предпринимаемым с единственной целью — сделать какое-либо открытие, лунные экспедиции также не являлись частью плана систематических исследований. Изучение Луны с помощью пилотируемых космических аппаратов было закончено после шестой успешной высадки астронавтов на ее поверхность с корабля «Аполлон-17» в декабре 1972 г. 

 (астронавт с апполон 17 на луне)В послании конгрессу 25 мая 1961 г. президент Дж. Кеннеди заявил: «Я верю, что наша нация может взять на себя обязательство достичь поставленной цели — высадить человека на поверхность Луны и благополучно вернуть его на Землю в этом десятилетии». Эта декларация привела к оживлению медленно развертывающихся исследований космоса в США и активизации поддержки этих работ со стороны общественности и конгресса. Спустя три недели после своего послания конгрессу президент Кеннеди призвал к ускорению работ для осуществления Соединенными Штатами задачи — первыми высадить человека на Луну. 

 (лунный пейзаж)В 1958 г., когда только приступили к работам по программе «Меркурий», это была отдельная самостоятельная программа. Но в связи с появлением проекта высадки человека на Луну программа «Меркурий» стала рассматриваться как первый шаг на пути создания космического корабля для этой цели. Наиболее отработанной была вторая модель такого корабля «Джемини». Состоявший из двух отсеков, «Джемини», масса которого (3790 кг) вдвое превышала массу «Меркурия», мог вывести на орбиту экипаж из двух человек. В головном отсеке размещались астронавты, а также парашюты системы приземления, в хвостовом — двигательная установка, которая позволяла экипажу осуществлять маневры корабля в космическом пространстве. Непосредственно перед приземлением отсек экипажа отделялся от двигательного отсека. Возникающая при сверхзвуковых скоростях полета в атмосфере небольшая аэродинамическая подъемная сила, а также смещение центра масс аппарата позволяли удлинить траекторию спуска до 322 км. 

 (Сатурн-5 новый ракетоноситель для программы апполон)В период с 23 марта 1965 г. по 11 ноября 1966 г. было осуществлено десять запусков космических кораблей «Джемини». Во время этих полетов астронавты учились работать в открытом космосе, выполнять маневры по сближению кораблей, осуществлять на орбите стыковку с ракетой «Аджена», проводить научные эксперименты. Астронавты майор Ф. Борман и капитан-лейтенант ВМФ Дж. Ловелл находились в полете на борту «Джемини-7» две недели (4 — 18 декабря 1965 г. ). Полет продемонстрировал, что тренированный экипаж способен безболезненно перенести состояние невесомости в течение времени, требуемого для путешествия на Луну. 

 (Джемини 7)Работы по программе «Джемини», оказавшейся промежуточным этапом между программами «Меркурий» и «Аполлон», позволяли провести тренировочные полеты в космос с целью отработки маневров, которые потребуются при встрече космических аппаратов на селеноцентрической орбите, являющейся необходимой операцией при осуществлении предложенного Дж. Хуболтом (специалистом из НАСА) способа доставки человека на Луну. Именно этот способ был принят специалистами НАСА в качестве основного в июне 1962 г. после того, как два других — прямой перелет с поверхности Земли на поверхность Луны, а также полет с промежуточной стыковкой на околоземной орбите — были отклонены. 

 (сборка апполона в цехе)Способ доставки человека на Луну с расстыковкой и стыковкой космических аппаратов на селеноцентрической орбите оказался наиболее экономичным. При этом предполагалось, что на околоземной орбите никаких операций проводиться не будет и космический аппарат сразу будет выведен на селеноцентрическую орбиту. В то время как один из астронавтов будет оставаться в основном блоке, совершая полет вокруг Луны, два других астронавта в лунной кабине достигнут лунной поверхности. Закончив здесь все работы, астронавты во взлетной ступени лунной кабины вернутся на селеноцентрическую орбиту. Для возвращения на Землю они проведут сближение и стыковку с основным блоком корабля «Аполлон». 

 схема полета аполлон -17)1 Старт ракеты-носителя «Сатурн-5» с КК «Аполлон».2 Отделение САС.3 Отделение ступени I (ракеты S -1С), включение двигателя ступени II.4 Отделение ступени II (ракеты S-2), включение двигателя ступени III (ракеты S-4В ), которая выводит КК «Аполлон» на низкую околоземную орбиту.5 Промежуточная околоземная орбита.6 Вывод корабля «Аполлон» на траекторию полета к Луне (повторное включение двигателя ступени III).7 Отделение основного блока.8 Перестроение основного блока.9 Пристыковка основного блока к лунной кабине.10 Отделение КК «Аполлон».11 Коррекция траектории полета КК «Аполлон».12 Вторая коррекция траектории полета корабля «Аполлон».13 Ступень III (ракета S -4В) переводится на траекторию прямого попадания на поверхность Луны.14 Последняя коррекция траектории.15 Построение лунной орбиты. Параметры первых двух орбит: апоселений 316,6 км, периселений 94,4 км.16 Построение более низкой орбиты КК «Аполлон» с параметрами: апоселений 109,2 км, периселений 27,7 км; два астронавта переходят в лунную кабину.17 Разделение лунной кабины и основного блока на двенадцатом витке.18 Включение двигателей лунной кабины для уменьшения скорости посадки.19 Прилунение кабины.20 Обращение на окололунной орбите основного блока КК «Аполлон».21 Построение орбиты основного блока с параметрами: апоселений 130,2 км, периселений 100,5 км.22 Старт взлетной ступени лунной кабины.23 Сближение взлетной ступени с основным блоком.24 Стыковка взлетной ступени с основным блоком.25 Отделение взлетной ступени.26 Взлетная ступень на пути к поверхности Луны.27 Отделение автоматического спутника на селеноцентрической орбите.28 Переход на траекторию полета к Земле.29 Коррекция траектории.30 Вторая коррекция траектории (в случае необходимости).31 Последняя коррекция после разделения отсека экипажа и двигательного отсека.32 Ориентация отсека экипажа при возвращении на Землю.33 Спускаемый аппарат на высоте 122 км.34 Пропадание сигнала при входе в атмосферу.35 Приводнение. 

 (приводнение апполона)Расчет массы, которая должна доставляться к Луне (50 т), показал, что мощности ракеты-носителя «Сатурн-5» будет достаточно для практического осуществления доставки человека на Луну с использованием операций на селеноцентрической орбите. В 1962 г. в Центре космических полетов им. Маршалла (Хантсвилл, шт. Алабама) успешно проводились работы по созданию семейства ракет-носителей «Сатурн». 

 (двигатели сатурн-5)Разработка ракет-носителей «Сатурн» под руководством известного немецкого специалиста В. фон Брауна проводилась тем же коллективом конструкторов, который во время второй мировой войны работал над созданием боевых ракет в Пенемюнде. Работая после эмиграции из Германии в Америку по заданию Управления баллистических ракет армии США в арсенале «Редстоун» и в Центре им. Маршалла, Браун с сотрудниками разработали ракеты-носители «Юпитер-С» и «Редстоун». 

 9 ноября 1967 г. в Центре космических полетов им. Кеннеди состоялся запуск ракеты-носителя «Сатурн-5» с тремя ступенями и находящегося на самом верху космического корабля «Аполлон» массой 20,4 т. От незаглушенного рева двигателей находящиеся поблизости здания заколебались, как при землетрясении. В пяти километрах от стартового комплекса рухнула крыша павильона телевизионной компании «Колумбиа бродкастинг системе». Возникший грохот по уровню шума был сравним с извержением в 1883 г. вулкана Кракатау в Зондском проливе. Вызванная работой двигателей первой ступени воздушная ударная волна была зарегистрирована Геологической обсерваторией Ламон-Доэрти в Палисейдсе, шт. Нью-Йорк, расположенном в 1770 км от места старта. 

 (старт ракетоносителя сатурн с апполоном)Все три ступени отработали нормально. Последняя ступень (S- 4В) вместе с кораблем «Аполлон» была выведена на околоземную орбиту высотой 185 км. Запущенный в космосе мощный двигатель последней ступени поднял орбиту ракеты и корабля до 17 210 км. Затем космический корабль «Аполлон» отделился от последней ступени ракеты-носителя и после включения своего маршевого двигателя увеличил высоту орбиты до 18 072 км. При повторном включении маршевого двигателя корабля «Аполлон» он начал входить в атмосферу Земли, моделируя условия возвращения корабля по окончании лунной экспедиции. 

 (выход на орбиту)Осенью 1961 г. фирма «Норт америкен авиэйшн» получила заказ на разработку космического корабля «Аполлон». Как и «Джемини», корабль «Аполлон» состоял из двух отсеков: имевшего коническую форму отсека экипажа, где размещались астронавты, и имевшего цилиндрическую форму двигательного отсека, где находились основной двигатель, батареи топливных элементов и система терморегулирования. Как и в космическом корабле «Джемини», атмосфера была кислородной при давлении 0,35 ат. 

 Основной блок КК Аполлон)1 Штырь стыковочного узла. 2 Теплозащитный чехол, надеваемый на отсек экипажа при запуске. 3 Герметизированная кабина космонавтов.4 Гибкая юбка теплозащитного чехла на отсеке экипажа. 5 Двигатели ориентации по тангажу. 6 Двигатели ориентации по крену.7 Панель для монтажа блока из четырех вспомогательных двигателей.8 Баки с топливом для маршевого двигателя. 9 Успокоитель и расходомер. 10 Сопло маршевого двигателя. 11 Теплозащитный экран заднего днища. 12 Остронаправленная антенна диапазона S. 13 Радиатор системы терморегулирования. 14 Бачки с жидким кислородом и водородом. 15 Блок вспомогательных двигателей. 16 Двигатели ориентации по рысканию.

Для эффективного управления движением корабля «Аполлон» использовалась система ориентации и стабилизации, управляющая включением вспомогательных двигателей (скомпонованных в четыре блока по четыре двигателя в каждом и размещенных равномерно по периметру двигательного отсека), а также устанавливающая (путем поворотов и изменения положения в кардановом подвесе) в расчетное положение маршевый двигатель. С помощью этой системы были проведены следующие основные операции: перестыковка с лунной кабиной после выведения третьей ступенью ракеты-носителя основного блока корабля «Аполлон» на траекторию движения к Луне; коррекции траектории на трассе Земля — Луна, формирование селеноцентрической орбиты; посадка лунной кабины и последующий старт ее взлетной ступени с Луны и стыковка с основным блоком; выведение на траекторию полета к Земле; проведение коррекций траектории при возвращении на Землю; ориентация отсека экипажа после разделения с двигательным отсеком перед входом в атмосферу Земли. Лунный вариант корабля «Аполлон» (блок II) имел длину 10,4 м и массу 30,4 т. В его конической части с диаметром основания 3,9 м находился отсек, в котором размещались парашюты системы приземления. Лаз в стыковочном устройстве и штырь на вершине конуса обеспечивали возможность стыковки с лунной кабиной, в которой два астронавта отправлялись на поверхность Луны, а затем возвращались на селеноцентрическую орбиту. Двигательный отсек имел длину 7,4 м и диаметр 3,9 м, при возвращении на Землю перед входом в атмосферу он отстыковывался. Абляционный теплозащитный экран предохранял отсек экипажа от перегрева в атмосфере Земли при возвращении с Луны. 

 Ракета-носитель (Сатурн-5)1 Система аварийного спасения (САС). 2 Отсек экипажа корабля «Аполлон».3 Двигательный отсек корабля «Аполлон». 4 Лунная кабина корабля «Аполлон». 5 Луноход. 6 Отсек оборудования.7 Третья ступень (ракета S-4В). 8 Двигатель J -2. 9 Вторая ступень (ракета J-2). 10 Пять двигателей J-2. 11 Первая ступень (ракета S-1С). 12 Пять двигателей F- 1 .

Блок I корабля «Аполлон», разработанный только для орбитального полета вокруг Земли, был выведен в космос 26 февраля 1966 г. «Сатурном-1В» для проведения суборбитального полета и приводнения в заданном районе Атлантического океана. Этот блок успешно приводнился на парашютах в Южной Атлантике. За исключением падения давления в топливных магистралях двигателя, который вначале заработал, потом прекратил работу, а через некоторое время опять заработал, неполадок не было, и руководители программы «Аполлон» были удовлетворены результатами. 

 (фотография с аполона на 3-ю ступерь ракетоносителя сатурн-5)Первый пилотируемый орбитальный полет космического корабля «Аполлон» предполагалось провести в 1967 г., но трагический несчастный случай нарушил намеченную программу работ и отложил осуществление этого полета на год. Когда 27 января 1967 г. корабль «Аполлон» был уже смонтирован на ракете «Сатурн-1В» , неожиданно вспыхнувший на борту огонь воспламенил пластиковую обшивку кабины. Члены экипажа корабля, проводившие в это время проверку работы бортовых систем, задохнулись в густом дыму горящего пластика, прежде чем успели открыть люк. 

 (погибшие астронавты)Погибли полковник ВВС В. Гриссом, совершивший полеты на кораблях «Меркурий» и «Джемини», подполковник ВВС Э. Уайт-II , первый американский астронавт, осуществивший выход в открытый космос во время полета на корабле «Джемини-4» , и капитан-лейтенант ВМФ Р. Чаффи, который готовился к своему первому полету.

11 октября 1968 г. после успешного испытательного полета непилотируемой связки «Аполлон» — «Сатурн-5» НАСА осуществило запуск первого пилотируемого корабля «Аполлон-7» . Полет, проходивший на околоземной орбите в течение 11 сут, в целом оказался успешным, хотя время от времени возникали отклонения от штатного режима. На борту «Аполлона-7» находились астронавты: капитан ВМФ У. Ширра, майор ВВС Д. Эйзел и гражданское лицо — исследователь У. Каннингем. Экипаж жаловался, что был перегружен экспериментами. 

 (фотография земли с апполона 7)В начале осени 1968 г. стало очевидно, что НАСА намеревается во время следующего испытательного полета отправить корабль «Аполлон-8» к Луне. 21 декабря эта экспедиция началась. На борту корабля находились астронавты: полковник Ф. Борман, капитан Дж. Ловелл и подполковник У. Андерс. Во время этого полета в Центре управления в Хьюстоне возникло беспокойство, когда Борман почувствовал недомогание после прохождения космическим кораблем радиационных поясов Земли и магнитосферы. Однако его самочувствие быстро улучшилось. 

 (экипаж апполон Попав в зону притяжения Луны, утром 24 декабря космический корабль «Аполлон-8» приблизился к ее поверхности на расстояние 112,6 км. После включения маршевого двигателя корабль перешел на селеноцентрическую орбиту высотой 111 км. Экипаж корабля совершил десять оборотов вокруг Луны. В Центре управления полетом в Хьюстоне с тревогой ожидали момента подачи команды на включение маршевого двигателя для возвращения на Землю, так как в это время корабль находился за Луной. 

 (вид на восходящую землю на лунном горизонте с апполона Наконец на борт корабля прошла команда, и «Аполлон-8» направился к Земле. На высоте 16 664 км над ее поверхностью отсек экипажа отделился от двигательного отсека и вошел в плотные слои атмосферы со скоростью 39 010 км/ч. 27 декабря отсек экипажа с астронавтами на борту приводнился в Тихом океане в 4,6 км от судна службы поиска «Йорктаун». Полная продолжительность полета составила 147 ч. 

 (эвакуация экипажа апполон С 3 по 13 марта 1969 г. с целью дальнейшей отработки маневрирования перед стыковкой и стыковки с лунной кабиной на околоземную орбиту был запущен космический корабль «Аполлон-9». На его борту находились астронавты: полковник Джеймс Макдивитт, полковник Дэвид Скотт и Рассел Швейкарт. Затем эта лунная кабина кораблем «Аполлон- 10», полет которого проходил 18 — 26 мая, была доставлена на селеноцентрическую орбиту для отработки маневров на орбите. 

 (Отработка маневров на луне по расстыковке со спускаемым модулем)22 мая находившиеся в кабине астронавты полковник Томас Стаффорд и капитан ВМФ Юджин Сернан приблизились к поверхности Луны на расстояние 15 км, а капитан ВМФ Джон Янг все это время оставался в орбитальном корабле, совершавшем полет вокруг Луны. После отделения от лунной кабины ее посадочной ступени Стаффорд и Сернан, находясь во взлетной ступени лунной кабины, осуществив ряд маневров, пристыковались к кораблю «Аполлон». Отделив затем взлетную ступень лунной кабины, астронавты благополучно вернулись на Землю. 

 (Они почти потрогали Луну, апполон 10)После окончания этой экспедиции руководство НАСА объявило, что первая попытка высадить человека на поверхность Луны будет предпринята не ранее чем 16 июля 1969 г. при запуске космического корабля «Аполлон-11»

Лунная кабина 

 (сборка лунного модуля)Разработанная для практического осуществления принятого в 1962 г. решения о том , что все операции с космическими кораблями будут проводиться на селеноцентрической орбите, лунная кабина (сначала ее называли экскурсионной лунной кабиной) представляла собой самостоятельный двухступенчатый космический корабль, разработанный фирмой «Груммен». Необычная форма этого космического корабля была продиктована условиями его эксплуатации в безвоздушном пространстве, поэтому не было необходимости придавать ему обтекаемую форму. Лунная кабина доставлялась на Луну в пристыкованном к отсеку экипажа корабля «Аполлон» состоянии, так что сопло двигателя ее посадочной ступени было направлено вперед по полету корабля. При такой компоновке этот двигатель в случае выхода из строя до момента возвращения на Землю маршевого двигателя корабля «Аполлон» мог быть использован для увода с селеноцентрической орбиты и приземления связки космических аппаратов «Аполлон» — лунная кабина. Отсутствие готового летного образца лунной кабины к моменту полета космического корабля «Аполлон-8» не позволило испытать ее в натурных условиях. Поэтому безопасность этого корабля полностью зависела от надежности работы маршевого двигателя корабля «Аполлон-8» . 

 (вид на лунный модуль с апполона 10)Высота лунной кабины с выдвинутыми четырьмя опорами 6,98 м. Телескопические стойки шасси, складывающиеся во время космического полета, освобождаются при перерезании чеки с помощью пиротехнических устройств и развертываются под действием пружин. Для амортизации ударных нагрузок опорные стойки шасси заполнены сминаемым заполнителем сотовой конструкции из алюминиевого сплава. 

 (в ожидании стыковки с апполоном 10)Для удержания лунной кабины (масса 14,7 т) на поверхности лунного грунта, который мог иметь различную твердость, конструкторы фирмы «Груммен» на каждой из четырех стоек предусмотрели тарельчатые опоры диаметром 95 см. На всех опорах (кроме одной) смонтированы щупы длиной 1,7 м, регистрирующие контакт с поверхностью Луны и подающие команду на выключение двигателя посадочной ступени. К одной из стоек была прикреплена лестница, по которой можно спуститься на лунную поверхность. 

 (фотография лунного модуля с апполон 11)Трудности еще больше возросли при разработке лунной кабины космического корабля «Аполлон», которая должна была благополучно доставить на поверхность Луны двух астронавтов, для чего требовалось высокое искусство управления при приближении к месту посадки и во время самой посадки, совершаемой по вертолетному принципу. С учетом этих трудностей высказывались предположения, что лунные экспедиции должны быть сведены только к посадке и короткой прогулке по лунной поверхности, напоминающей стремительный набег. Практика показала, однако, что время пребывания на поверхности Луны последнего экипажа (по сравнению с первыми) увеличилось примерно в десять раз. 

 (Лунная кабина КК Аполлон)1 Люк стыковочного узла отсека экипажа и лунной кабины. 2 Люк для входа в герметизированную кабину. 3 Две антенны метрового диапазона.4 Бак окислителя для двигателей системы ориентации (N2O4).5 Блок автоматики. 6 Бачок с водой. 7 Баллон с гелием для вытеснительной системы подачи топлива в двигатели системы ориентации. 8 Бак горючего (аэрозин-50) для двигателей системы ориентации. 9 Бак горючего (аэрозин-50) для основного двигателя взлетной ступени. 10 Блок двигателей системы ориентации. 11 Радиоизотопная энергетическая установка. 12 Телескопическая стойка посадочного шасси. 13 Тарельчатая опора посадочного шасси. 14 Поперечный элемент шасси. 15 Бак горючего (аэрозин-50) основного двигателя посадочной ступени (2 шт.). 16 Двигатель посадочной ступени с регулируемой тягой до 4530 кгс.17 Бак с окислителем двигателя посадочной ступени (2 шт.). 18 Выдвижная антенна диапазона S (используется на поверхности Луны). 19 Посадочная ступень. 20 Лестница для спуска астронавтов на поверхность Луны.21 Теплоизоляция. 22 Площадка с поручнями. 23 Основной двигатель взлетной ступени, тяга в вакууме 1590 кгс. 24 Автономная ранцевая система жизнеобеспечения. 25 Дефлекторы для отклонения истекающих газов из сопла. 26 Вентилятор для обеспечения циркуляции кислорода в кабине.27 Проблесковый источник света. 28 Пульт управления лунной кабиной.29 Антенна диапазона S, используемая во время полета. 30 Антенна радиолокатора, обеспечивающего встречу на орбите. 31 Поворотная антенна диапазона S. 

 (Лунный модуль на пути к цели)

Первое место посадки было выбрано на базальтовом основании Моря Спокойствия, расположенного к востоку от центра области лунных равнин. Нейл Армстронг (командир корабля) и полковник Эдвин Олдрин (пилот лунной кабины) совершили здесь посадку в лунной кабине «Орел» 20 июля 1969 г. в 20 ч 17 мин 43 с по Гринвичу (в 4 ч 17 мин 43 с после полудня по местному восточному дневному времени) и передали на Землю: «Хьюстон, говорит База Спокойствия, «Орел» сел». Армстронг опустил к рыхлому грунту трап и сказал: «Это небольшой шаг для человека, но огромный скачок для человечества». 

 (Первый человек на Луне)Армстронг и Олдрин, используя космическую радиосвязь, разговаривали с президентом США. Они установили флаг Соединенных Штатов, изготовленный из жесткого материала, натянутого на проволочный каркас, поскольку на Луне нет ветра, который мог бы развевать этот флаг, установили отражатель лазерного излучения, сейсмометр для изучения толчков внутри Луны, развернули рулон из алюминиевой фольги для улавливания частиц солнечного ветра. Астронавты сделали много фотоснимков лунного ландшафта, включая скалы и равнину, собрали 22 кг образцов лунного грунта и камней, которые после возвращения на Землю должны были быть изучены в Лаборатории исследования Луны в Хьюстоне. Выйдя первым из лунной кабины и последним войдя в нее, Армстронг провел на Луне 2 ч 31 мин. Во время шестой экспедиции на Луну в декабре 1972 г. время пребывания экипажа на ее поверхности составило 22 ч 5 мин. Длина путешествия по Луне также возросла со 100 м, которые пешком прошли первые астронавты корабля «Аполлон-11», до 35 км, которые на электрическом автомобиле проехал экипаж «Аполлона-17». 

 (Лунный модуль, астронавт Дж. Ирвин и луноход)После посадки на Луну корабля «Аполлон-11» началась целая серия полетов. С полета корабля «Аполлон- 12» , состоявшегося 14 — 24 ноября 1969 г., начались более интенсивные научные исследования Луны. 18 ноября 1969 г. летчики ВМФ Чарльз Конрад и Алан Бин совершили посадку в районе Океана Бурь, расположенном недалеко от экватора. Ричард Гордон оставался на селеноцентрической орбите в основном блоке корабля «Аполлон» 

 (Экспедиция апполон 12 на Луне)Следующим 11 апреля 1970 г. стартовал «Аполлон-1 3», направлявшийся для посадки в район кратера Фра Мауро. Через двое суток после старта в двигательном отсеке основного блока произошел взрыв кислородного бачка для топливных элементов и системы жизнеобеспечения. Центр управления полетом в Хьюстоне приказал экипажу отменить посадку и, совершив облет Луны, возвращаться на Землю. Если бы в лунной кабине «Аполлона-13» не имелся резерв кислорода, члены экипажа Джеймс Ловелл, Джон Суиджерт и Фред Хейс из-за недостатка кислорода могли бы задохнуться. Скорректировав траекторию с помощью двигателя посадочной ступени корабля, астронавты совершили облет Луны и устремились к Земле. Используя лунную кабину в качестве «спасательной лодки», они сумели 17 апреля после расстыковки с ней перейти в спускаемый аппарат и благополучно приводниться.  

 (Блок апполона 13 из-за которого и произошла авария, на снимке видно место взрыва)С 31 января по 9 февраля 1971 г. проходила экспедиция корабля «Аполлон-14» . Астронавты Алан Шепард и капитан Эдгар Митчелл посадили свою лунную кабину в районе кратера Фра Мауро, провели на поверхности Луны около 9 ч и собрали 44,5 кг образцов лунных пород. Они расставили научную аппаратуру АЛСЕП и установили отражатель лазерного излучения. Все это время майор Стюард Руса находился на селеноцентрической орбите на борту основного блока корабля «Аполлон-14» . С помощью телевизионных камер для телезрителей Земли проводился репортаж с места посадки лунной кабины. Можно было наблюдать, как Шепард вынул три мяча для игры в гольф и, пользуясь одним из инструментов с длинной ручкой в качестве клюшки, сделал одной рукой три удара. 

 (место гольф-площадки апполона 14)Местом посадки «Аполлона-15» был выбран район борозды Гадлея в предгорьях Апеннин. За время экспедиции, проходившей с 26 июля по 7 августа 1971 г., экипаж корабля получил множество данных как на лунной поверхности, так и с селеноцентрической орбиты. Дэвиду Скотту и подполковнику Джеймсу Ирвину удалось посадить кабину у подножья лунных Апеннин. Третий астронавт Альфред Уорден оставался на селеноцентрической орбите в основном блоке. 

 (вид на апполон 15 из лунного модуля)На луноходе Скотт и Ирвин исследовали склоны гор в течение 18 ч 36 мин и собрали 78,6 кг образцов горных пород и грунта. Они приступили к изучению глубокого узкого ущелья, называемого бороздой Гадлея, но вскоре поняли, что без специального альпинистского снаряжения им не одолеть его крутых склонов. 

 (Луноход с апполон 15)Получив образцы лунных пород из «морей» (бассейны из базальта) и горной системы, специалисты НАСА выбрали местом посадки корабля «Аполлон-16» (16-27 апреля 1972 г.) плоскогорье в районе кратера Декарт — материковую часть поверхности, имевшую по наблюдениям с Земли более светлую окраску, где, как полагали, состав грунта и пород должен быть совсем иным, чем в более «темных» низинах. Джон Янг и Чарльз Дюк благополучно совершили посадку в лунной кабине, а капитан-лейтенант ВМФ Томас Маттингли остался на селеноцентрической орбите в основном блоке. Янг и Дюк провели на поверхности Луны (вне лунной кабины) 20 ч 14 мин и собрали 95,2 кг образцов. За три выхода они проехали на луноходе около 27 км. 

 (прогулка по луне астронавта Джон Янга)Экспедиция на корабле «Аполлон -17» была последней экспедицией на Луну. За время шести посещений Луны было собрано 384,2 кг образцов породы и грунта. В процессе выполнения программы исследований был сделан ряд открытий, но наиболее важным являются следующие два. Во-первых, было установлено, что Луна стерильна, на ней не обнаружено никаких форм жизни. После полета корабля «Аполлон-14» ранее введенный трехнедельный карантин для экипажа был отменен. Во-вторых, было установлено, что Луна, подобно Земле, прошла через ряд периодов внутреннего разогрева. Она имеет поверхностный слой — кору, достаточно толстую по сравнению с радиусом Луны, мантию и ядро, состоящее, по мнению некоторых исследователей, из сульфида железа. 

 (последние поездки по Луне)Хотя химический состав Луны и Земли достаточно близок, они существенно различаются в других отношениях, что подтверждает точку зрения ученых, отрицающих предположение, что Луна отделилась от Земли в процессе образования планет. 

 (одни из последних снимков с апполона 17)В настоящее время в Соединенных Штатах не планируется продолжение исследований Луны с помощью пилотируемых космических аппаратов; предполагается осуществлять запуск лишь автоматических исследовательских аппаратов.   

Авторский коллектив: DAY1923 и lenka Спасибо, до скорых встреч…

 

Статьи на тему:

  • Феномен Луны3 мая 1715 года известный в свое время астроном Е. Лувилль наблюдал в Париже лунное затмение. Около 9 тридцати по Гринвичу он заметил у западного края Луны “какие-то вспышки или мгновенные дрожания св...
  • Вперед на Марс! Летим? Не летим? Завершение А. Леонов, А. Соколов "ПОСАДКА НА МАРС", "МЯГКАЯ ПОСАДКА НА МАРС". Итак комментарии условно разделились на следующие группы вопросов: 1. Посадка на Марс. 2. Возвращение...
  • Вперед на Марс! Летим? Не летим? Часть 2-я В первой части шла речь о проблемах и опасностях межпланетного перелета. Однако человеку свойственно бросать вызов опасностям и искать пути решения проблем. Как уже говорилось, более полувека ведущи...
  • Вперед на Марс! Летим? Не летим? «То, что казалось несбыточным на протяжении веков, что еще вчера было лишь дерзновенной мечтой, сегодня становится реальной задачей, а завтра — свершением. Нет преград человеческой мысли...
  • Ученые попали в луноход лазерным лучом Американские ученые сумели "попасть" в находящийся на Луне "Луноход-1" лазерным лучом и принять отраженный сигнал. Подробности этой операции приведены в пресс-релизе Калифорнийск...
  • Академик Борис Черток: «Именно сейчас есть смысл лететь и строить базы на Луне» Разговор с академиком я начал с вопроса: — А есть ли сейчас смысл лететь на Марс? Николай ДОБРЮХА — 12.04.2010 Комсомольская правда Академик ответил так, словно вопрос этот не дае...
  • Как провалилась программа Space Shuttle На написание этой статьи меня сподвигли многочисленные обсуждения в форумах и даже статьи в серьезных журналах, в которых я сталкивался со следующей позицией: «США активно разрабатывают ...
  • На Луне найден советский «Луноход-2″ Ученые обнаружили на снимках Луны, переданных орбитальным зондом Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), советский "Луноход-2", пишет ресурс Universe Today. На фотографиях хорошо з...
  • Лунный камень с «Аполлона-11″ оказался подделкой Как сообщает Associated Press, голландские специалисты провели анализ "лунного камня" - предмета, официально, через Госдепартамент, подаренного премьер-министру Нидерландов Виллему Дриз...
  • Лунная гонка космических агентств NASA представило новый космический аппарат, который в конце 2008 года отправится к Луне. CША не желают надолго уступать лидерство в лунной гонке ни Китаю, ни Японии, ни Индии, ни России.   ...

на Ваш сайт.

nechtoportal.ru

как экипаж знаменитого космического корабля "Аполлон-13" сумел остаться в живых

13 апреля 1970 года экипаж пилотируемого космического корабля «Аполлон-13», находясь на расстоянии в сотни тысяч километров от Земли, почувствовал мощный взрыв. Так началась одна из главных катастроф в истории покорения космоса человеком. Disgusting Men подробно рассказывает об удивительной истории мужества команды «Аполлона-13».

«Хьюстон, у нас проблема»Джеймс Ловелл, 13 апреля 1970 года 

Только что на борту космического корабля «Аполлон-13» произошёл взрыв. На третьи сутки полёта, когда трое астронавтов находились на расстоянии 330 000 километров от Земли, в служебном модуле взорвался кислородный бак и вывел из строя 2 из 3 батарей топливных элементов, тем самым лишив корабль возможности пользоваться главным двигателем. Джеймс Ловелл, Фред Хейз и Джон Свайгерт попали в угрожающую ситуацию на самом большом расстоянии от возможной помощи, которое мы только можем себе представить. Высадка на Луну отменяется, начинается операция по спасению.

Миссия «Аполлон»

«Аполлон» — одна из самых масштабных и известных программ НАСА. В 1961 году, вскоре после полёта Юрия Гагарина, президент США Джон Кеннеди поставил задачу высадить человека на Луну – и этим человеком во чтобы то ни стало должен был стать американец.

Эта задача была настолько амбициозной, что каждый её этап порождал выдающиеся достижения одно за другим, расширяя границы возможностей человечества. Для начала нужно было создать ракету, которая смогла бы вывести на орбиту всё необходимое для полёта к Луне и обратно. Знаменитый немецкий конструктор Вернер фон Браун, один из основоположников ракетостроения, взялся за решение этой проблемы. Ему первому удалось создать баллистическую ракету «Фау-2», которая, перелетая через Ла-Манш, бомбардировала английские города во время Второй Мировой войны. Теперь же его детище должно было послужить куда более благородной цели – забросить человека на спутник Земли. Результатом его работы стало создание «Сатурна V». Эта ракета и по сей день остаётся самой тяжёлой, самой грузоподъемной, самой большой и самой мощной из созданных человеком.

3-х местные «Аполлоны», названные в честь древнегреческого божества, специально создавались для отправки астронавтов к Луне. Эта серия стала ответом на успехи советской космической программы и была призвана обеспечить фору Соединённым Штатам Америки в технологической гонке с Советами. С 1968 года за семь лет было произведено 15 успешных стартов. 20 июля 1969 года командир «Аполлона-11» Нил Армстронг впервые в истории ступил на поверхность Луны: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества». После него на Луне побывали ещё 5 «Аполлонов» и 11 человек. На сегодняшний день шесть пилотируемых посадок на Луну в рамках программы «Аполлон» — это единственные случаи высадки человека на астрономическое тело вне Земли.

 

Корабль

Космический корабль «Аполлон-13» состоял из трёх основных модулей: командного (позывной «Одиссей»), служебного и лунного модуля (позывной «Аквариус»). Масса корабля на старте составляла около 50 тонн, высота около 15 метров, а диаметр – около 4 метров, объём жилых отсеков почти 13 м³. Объём пищи, воды и регенерационных блоков для восстановления кислорода обеспечивал трём астронавтам  не более 14-ти суток автономного полёта.

Почти всё время полёта астронавты размещались в командном отсеке, где находилось всё необходимое оборудование для управления кораблём и ведения наблюдений. Именно этот командный отсек в конечном счёте возвращается на землю и приземляется на парашютах вместе со всем экипажем.

Лунный модуль служил лишь для маневров в непосредственной близости от лунной поверхности, посадки на неё и последующего взлёта. Он был рассчитан на пребывание в нём двух астронавтов в течение 75 часов.

Взлёт «Сатурна V» с «Аполлоном 13» на борту

 

Полёт

«Аполлон-13» стартовал 11 апреля 1970 года с острова Меррит во Флориде, за пуском наблюдало очень большое скопление людей – около 100 000 человек. Это было ещё то время, когда покорители космоса действительно были всенародными героями и их имена знал любой мальчишка, а каждый запуск становился грандиозным событием и центральной темой новостей и разговоров.

Джеймс Ловелл

Командиром экипажа был назначен опытный астронавт Джеймс Ловелл, совершивший к этому времени уже три полёта, включая полёт к Луне на «Аполлоне-8». Пилотом командного модуля был Джон Свайгерт, в последний момент заменивший Томаса Маттингли, из-за угрозы заболевания последнего краснухой, к которой он не имел иммунитета. Пилотом лунного модуля был Фред Хейз. Экипаж Ловелла был резервным, но из-за заболевания одного из членов основного экипажа, он весь подлежал замене. Так обычная краснуха определила состав экипажа несчастливого тринадцатого «Аполлона».

Фред Хейз

Все системы были проверены и перепроверены десятки раз, на земле отработаны тысячи нештатных ситуаций. Астронавты были хорошо подготовлены и имели отличную поддержку команды инженеров и учёных на Земле. Их полёт должен был обеспечить третью высадку на Луне, закрепив успех НАСА.

Джек Свайгерт

Выход на орбиту Земли прошёл в штатном режиме с минимальными отклонениями по скорости и высоте. Через два с половиной часа полёта включилась третья ступень «Сатурна V» и разогнала «Аполлон» до второй космической скорости на траектории к Луне. Астронавты сняли скафандры, выдохнули, поудобнее устроились в креслах и приготовились к рутинной работе. После окончания разгона, основной блок (командный и сервисный модули) отделился от третьей ступени,и Джек Свайгерт, развернув корабль на 180-градусов, пристыковался к лунному модулю и извлёк его из транспортного контейнера ракеты. С этого момента в полностью собранном виде «Аполлон-13» вошёл в основную фазу полёта. Через 5 суток им предстояла сложная посадка на Луне, увлекательная работа на поверхности, а затем длительный путь домой.

Катастрофа

На третьи сутки полёта после 47 часов нормальной работы начались первые признаки неполадок. Датчики показывали повышенный уровень жидкого кислорода в баке №2 служебного модуля, который был окислителем топлива для двигателей. Такие показания были ожидаемы, так как в условиях невесомости содержимое баков расслаивается и датчики начинают выдавать неправильные данные. Для решения этой проблемы конструкторы корабля предусмотрели микро-турбины в каждом баке, с помощью которых можно перемешивать газовую и жидкую фазу газа и таким образом добиваться правильных показаний.

В центре управления полётом сразу после аварии

Когда корабль находился на расстоянии 330 000 километров от Земли, а экипаж в прямом эфире передавал репортаж для вечерней телепрограммы новостей, рассказывая о быте на корабле и своей работе, данные датчиков продолжали расти – давление в баке повышалось. Сразу же после окончания репортажа из Хьюстона поступила команда начать перемешивание в баках. Свайгерт перещёлкнул тумблеры и процедура началась. Через шестнадцать секунд в 55:55:09 полётного времени «Аполлон-13» содрогнулся от мощного взрыва. Командир экипажа Джеймс Ловелл сообщает центру управления полётом в Хьюстоне о чрезвычайной ситуации, начиная свой доклад ставшими знаменитыми словами: «Хьюстон, у нас проблема». Он рассказывает о падении напряжения на панелях управления и о том, что после взрыва из двигательного отсека истекает какой-то газ и эта реактивная струя меняет ориентацию корабля.

Через три минуты полностью падает напряжение на электромагистрали В, снабжающей системы и оборудование командного модуля. Центр управления полетом дал указание экипажу свести расход электроэнергии к минимуму, экипаж начал отключать питание всех второстепенных приборов, но это не помогло – очень скоро стало падать напряжение и в электромагистрали А, и система электроснабжения командного модуля полностью вышла из строя. Давление кислорода в баке №2 упало до нуля, а в повреждённом баке №1 достигло 50% значений и продолжало падать. Это означало, что система жизнеобеспечения командного отсека сможет обеспечить существование экипажа только в течение 15 мин – именно на столько хватало энергии аварийных аккумуляторов.  Операторы из Хьюстона  сразу же дали дистанционную команду на отключение двух из трёх топливных элементов, надеясь остановить утечку из двух баллонов с кислородом. Это автоматически означало отказ от планов высадки на Луну, так как  для маневров вокруг Луны служебный модуль должен был иметь два рабочих топливных элемента.

Требовалось принимать быстрые и решительные меры по спасению экипажа – Ловелл и Хейз перешли в лунный модуль «Аквариус» и инициировали системы жизнеобеспечения в нём, Свайгерт в этот момент записывал все параметры полёта в главном компьютере корабля и отключал все системы командного модуля.

Через три часа НАСА приняло окончательное решение об отказе от посадки на Луну и аварийном возвращении «Аполлона-13» на Землю. Об этом сообщили экипажу, их ждала тяжёлая дорога домой. Десятки лучших специалистов НАСА начали экстренную выработку решений для обратного полёта, перебирая все возможные варианты. К их чести нужно сказать, что на эту работу было потрачено очень мало времени: то, что обычно занимает недели сложных расчётов, в этот раз сделали меньше чем за сутки.

Проблемы на борту

Основной проблемой была невозможность использования основного жидкостно-реактивного двигателя служебного модуля, который и предназначался для маневров на пути к Луне и обратно. Из-за взрыва одного из кислородных баков его использование могло вызвать ещё большие разрушения, и такого риска предпочли избежать, намереваясь использовать двигатель лунного модуля для всех маневров. Однако конструкция двигателя – а что более важно, топливных баков – для него была предназначена для одноразового и кратковременного использования вблизи лунной поверхности. Подача топлива осуществлялась с помощью сжатого гелия, который давил на мягкую мембрану внутри бака, вытесняющую само топливо. Со временем давление в баках возрастало настолько, что гелий прорывал специально рассчитанную диафрагму и улетучивался в вакуум, после чего использование двигателя становилось невозможным.

Другой проблемой стали осложнения с навигацией и ориентированием корабля. В обычных условиях требуется периодическая сверка систем навигации из-за накапливающейся ошибки гироскопов: для этого астронавты наводятся на какую-либо подходящую навигационную звезду, снимают показания и вводят поправки в компьютер. При взрыве корабль раскрутился и потерял ориентацию, но что самое неприятное – его окружила целая туча мелких обломков, частиц обшивки, краски и газа. Всё это сверкало и светилось, переотражая солнечный свет, и делало невозможным наведение по звёздам.

Третьей и, пожалуй, самой важной проблемой стало жизнеобеспечение членов экипажа. Дело в том, что лунный модуль был рассчитан на пребывание в нём двух человек на протяжении максимум 75 часов, теперь же к ним присоединился третий астронавт, а время полёта заведомо было больше запланированного. Если с кислородом и питанием дела были в порядке, то с количеством пресной воды (теперь её требовалось больше для охлаждения всех систем) и с поглощением выдыхаемого углекислого газа дела обстояли худо. Более того, вскоре выяснилось, что из-за жёсткой экономии электроэнергии (этот ресурс был самым важным для благополучного возвращения домой), пришлось отключить обогрев кабины и температура стала падать катастрофически быстро, стремительно приближаясь к нулевой отметке. В итоге в течение всего полёта в кабине держалась температура около 11°C, а члены экипажа сильно мёрзли из-за отсутствия тёплой одежды и невозможности подвигаться в тесной кабине «Аквариуса», чтобы согреться.

 

Возвращение

Специалисты НАСА разработали несколько вариантов возвращения корабля на Землю, но в условиях скромного запаса топлива и ограниченных ресурсов жизнеобеспечения «Аквариуса» необходимо было найти компромиссный вариант, который обеспечил бы  более быстрое возвращение живых астронавтов в атмосферу Земли. Для этого требовалось выполнить коррекцию траектории, облететь вокруг Луны и ускориться на пути к Земле. Первая коррекция была проведена на утро следующего дня после аварии. Теперь пошёл и обратный отсчёт времени до выхода из строя двигателя лунного модуля – прорыв мембраны в его баках прогнозировался между 105-ым и 110-ым часом полётного времени «Аполлона». До этого события оставалось примерно 40 часов. Тем не менее, коррекция прошла удачно, корабль лёг на нужный курс и начал облетать Луну.

Обратная сторона Луны с борта «Аполлона 13»

Когда «Аполлон-13» проносился над обратной стороной Луны, Хейз и Свайгерт бросились с фотоаппаратами к иллюминаторам, они жадно снимали проносящиеся под ними кратеры и залитые светом пустынные равнины лунных морей. Ловелл уже видел это во время прошлого полёта и не испытывал такого энтузиазма. Снова дразнящая Луна ускользала от него, не позволяя искупать ботинки в своей пыли. Такой возможности ему не представится больше никогда.

На пути к Земле потребовалось включить двигатели во второй раз, чтобы увеличить скорость корабля и сократить время пребывания экипажа в сложных условиях с истекающим ресурсом жизнеобеспечения. Эта коррекция также была проведена успешно, и астронавты устремились к спасительному голубому шарику, который переливался яркими, полными жизни красками посреди зловещей космической темноты.

В кабине лунного модуля царила рабочая атмосфера: в клубах выдыхаемого пара, среди капель конденсата, сгорбившись в тесном пространстве, трое астронавтов усердно работали, проверяя и перепроверяя показания приборов, следуя инструкциям с Земли и настраивая оборудование. Настроение экипажа было не слишком боевым из-за неудавшейся высадки на Луну, но они понимали, что от их действий и точного выполнения команд из Хьюстона зависит возвращение домой и возможность сделать ещё одну попытку достичь спутника Земли.

Но не всё зависело от действий людей. В тесной непредназначенной для троих кабине «Аквариуса» рос процент углекислого газа. Системы регенерации не справлялись с его переработкой, и когда содержание газа достигло 13%, появилась реальная угроза жизни экипажа. К сожалению, использовать фильтры системы поглощения из командного модуля было невозможно – он был обесточен. На борту и в центре управления полётом в Хьюстоне лихорадочно искали решение.

Спасителем стал специалист НАСА Эд Смайли – он предложил схему создания переходника для этих фильтров из подручных материалов, имевшихся на корабле. Сначала её испытали на земле, а затем передали подробные инструкции экипажу. Для переходника использовали оболочку костюма охлаждения от лунного скафандра и его шланги, картонные обложки от полетного плана, кусок полотенца Хейза и липкую ленту. Ловелл докладывал на Землю: «Выглядит это не очень симпатично, но вроде работает…» Очумелые ручки сработали на славу, и вскоре содержание губительного углекислого газа стало падать, астронавты вздохнули свободнее.

Сборка самодельной системы поглощения углекислого газа на борту «Аполлона 13»

Впереди предстоял самый сложный и ответственный этап возвращения: последняя коррекция траектории, переход в командный модуль, расстыковка и непосредственный вход в атмосферу Земли.

Перед операцией третьей корректировки «Аполлон-13» постигла новая неудача – внезапно взорвалась одна из аккумуляторных батарей посадочной ступени лунного модуля, напряжение несколько упало, но в Хьюстоне сочли это некритичным и никаких аварийных действий не потребовалось. Экипаж успешно провёл коррекцию траектории и на 108 часу полёта произошёл разрыв мембраны в баке лунного модуля, и двигатель, выполнив все возложенные на него задачи, оказался, наконец, бесполезен. 17 апреля провели последнюю коррекцию траектории с помощью маломощных двигателей ориентации лунного модуля. Астронавты начали переносить необходимое оборудование и вещи в командный модуль, готовясь к посадке. Шёл 137 час их полёта.

Служебный модуль «Аполлона 13» сразу после расстыковки

После того, как Ловелл, Свайгерт и Хейз перебрались в «Одиссей», им требовалось отстыковаться от бесполезного служебного отсека. Эта сложная операция, включающая два разворота, прошла блестяще, и через иллюминаторы астронавты смогли, наконец, увидеть, что же произошло со служебным модулем. Картина вселяла ужас! Одна из панелей длинной около четырёх метров и более полутора метров в ширину, прикрывающая системы служебного отсека, оказалась вырванной взрывом, сопло двигателя было покорёжено, почти всё оборудование этой части отсека было выведено из строя. Всем стало ясно: тот факт, что они они сейчас живы – это подарок судьбы.

Последней операцией стало прощание с лунным модулем «Аквариус», который служил домом трём астронавтам на протяжении последних четырёх дней. Люки между модулями были задраены, проверена герметичность соединения и атмосфера внутри командного модуля, все системы жизнеобеспечения были запитаны и работали в штатном режиме. Оставалось только подорвать пироболты соединения и помахать ручкой плавно удаляющемуся «Аквариусу», которому так и не суждено было выполнить своё главное предназначение и побывать на Луне.

17 апреля в 18 часов 07 минут 41 секунду (142:56:46 полетного времени) «Аполлон-13» благополучно приводнился в 7,5 километрах от ожидающего судна спасательной команды. Все члены экипажа были спасены и доставлены самолётом на Гавайские острова.

Ловелл, Хейз и Свайгерт, конечно не без помощи отличных ребят из наземных служб НАСА, выбрались живыми из такой переделки, в которую до них не попадал никто. Оказаться за сотни тысяч километров от Земли в ситуации с призрачными шансами на спасение и мужественно выстоять до конца в тяжелейших условиях, не сдаваясь и не падая духом – на такое способны только настоящие герои. Астронавты и наземные службы Хьюстона за проявленное мужество и исключительно высокопрофессиональную работу были удостоены «Медали свободы» — высшей награды США для гражданских.

 

Пожалуй, стоит отметить, что эта авария, очень близко подобравшаяся к статусу космической катастрофы, сослужила троим американцам и хорошую службу. Ввиду того, что для их спасения использовалась траектория свободного облёта Луны, корабль «Аполлон-13» незапланированно установил рекорд удаления пилотируемого аппарата от Земли — 401 056 км, а его экипаж стал самым известным за всю историю полётов НАСА.

Так далеко до них не летал ещё никто.

disgustingmen.com

6» - Факты программы «Аполлон»

«Аполлон-6» (англ. Apollo 6) — второе летное испытание ракеты «Сатурн-5», последний квалификационный полет перед пилотируемым пуском «Аполлона-8». Полезной нагрузкой ракеты были корабль «Аполлон» (версия «Блок I» c рядом усовершенствований «Блока I», в том числе новый люк) и габаритно-весовой макет «лунного модуля». Задача полета — испытание ракеты и корабля, включая вход в атмосферу на скорости, близкой ко второй космической.

Расчетная высота опорной орбиты — 185 км, расчетная высота апогея эллиптической орбиты после второго включения третьей ступени ракеты — 22 тыс. км, после чего предусматривался перевод третьей ступени на орбиту с апогеем 517 тыс. км.

Название полета: Apollo 6
Обозначение: AS-502
Ракета: «Сатурн-5» SA-502
Командный модуль: CM-020
Служебный модуль: SM-014
Лунный модуль: LTA-2R (макет)
Масса корабля: 36,9 т, из них орбитальный корабль 25,1 тонны, макет лунного модуля 11,8 тонны
Пусковая площадка: 39A
Дата и время пуска: 4 апреля 1968 г., 12:00 UTC
Дата и время посадки: 4 апреля 1968 г., 21:57 UTC
Продолжительность полета: 9 ч 57 мин
Количество витков: 3
Опорная орбита: 362 х 178 км, наклонение 32,5 градусов
Предыдущий полет: «Аполлон-5» Следующий полет: «Аполлон-7»

Через примерно 2 минуты посте старта ракета испытывала сильные колебания «пого» около полуминуты, до выключения двигателей первой ступени. После включения двигателей второй ступени на 6-й минуте двигатель № 2 частично потерял тягу и через полторы минуты выключился. Почти сразу выключился двигатель № 3. Чтобы компенсировать преждевременное выключение двух двигателей, оставшиеся три проработали на минуту дольше расчетного.

Двигатель третьей ступени при первом включении работал почти нормально (позже была выявлена небольшая потеря эффективности). Для компенсации недорабатывания второй ступени третья ступень проработала на полминуты дольше расчетного, чтобы вывести связку на низкую орбиту. В результате произошел перерасход топлива третьей ступени на 10 тонн. Это исключило запланированный перевод третьей ступени на высокоэллиптическую орбиту. Параметры опорной орбиты оказались 178 км х 362 км вместо запланированных 185 х 185 км.

После двух витков на низкой орбите, во время которых производились проверки систем ракеты и корабля, должен был повторно включиться двигатель третьей ступени. В лунных экспедициях это включение отправляло корабль с астронавтами к Луне. Однако двигатель повторно включить не удалось, и корабль был отделен от третьей ступени на низкой орбите. Для выполнения задач полета было решено отправить корабль на эллиптическую орбиту с высоким апогеем с помощью его собственного двигателя. Двигатель корабля был включен примерно на 7 мин. 20 секунд (дольше, чем требовалось в любой пилотируемой экспедиции к Луне), в результате апогей увеличился до 22,2 тыс. км. Однако при этом было израсходовано почти все топливо (его оставалось менее чем на полминуты работы двигателя), и это не позволило в дальнейшем разогнать корабль на нисходящей ветви до второй космической скорости. Скорость входа в атмосферу составила ~ 10,0 км/с, на 1,2 км/с меньше расчетной.

Место посадки отстояло на ~ 90 км от расчетной точки. Командный модуль корабля был спасен экипажем авианосца «Окинава». Модуль экспонируется в Научном центре Fernbank, пригород Атланты, штат Джорджия. [1, 2]

Разделение первой и второй ступени ракеты было заснято специальными камерами. Лишь одна из них была спасена из-за проблем с радиомаяком у второй капсулы. Эти съемки фигурируют во многих фильмах о полетах «Аполлонов» к Луне (например, в фильме «Для всего человечества»). Кадры старта «Аполлона-6» легко можно отличить от кадров стартов других «Аполлонов» по цвету служебного модуля: у «Аполлона-6» он был белым, во всех остальных полетах — серебристым. [1]

«Пого» на первой ступени

Проблема колебаний первой ступени была ясна с самого начала: «пого». Эти низкочастотные продольные колебания связаны с совпадением частот неустойчивостей горения в камерах сгорания двигателей и собственных частот колебания топливных магистралей и ракетной ступени. Такое совпадение приводит к резонансному усилению колебаний. В предыдущем полете ракеты, на «Аполлоне-4», уровень колебаний был очень низким, даже ниже, чем в полетах «Джемини». Этот факт связали с тем, что в полете «Аполлона-6» габаритно-весовой макет лунного модуля лучше соответствовал настоящему модулю, кроме того, собственные частоты двух двигателей в этом полете способствовали усилению колебаний.

Исследования показали, что величина колебаний на «Аполлоне-6» была выше уровня, который приемлем в пилотируемом полете (если бы он оказался ниже, ракету можно было бы пускать с людьми и не решая проблему «пого»). Система обнаружения неполадок выдала один сигнал на автоматическое прекращение полета (если был бы выдан второй сигнал, полет был бы прекращен). Астронавты и руководители программы были против автоматического прекращения полета по причине «пого», поэтому для командира экипажа на пульт управления был установлен специальный индикатор продольных колебаний. При необходимости командир мог бы принять решение об аварийном прекращении полета.

Для борьбы с «пого» требуется исключить совпадение частот колебаний в камере сгорания и собственных частот магистралей. Для этого был применен впрыск гелия в трубопроводы подачи к двигателям жидкого кислорода (с расходом несколько грамм в секунду). Клапаны на соответствующих магистралях, расположенные непосредственно над двигателями, работали как аккумуляторы гелия и демпфировали колебания. Техническое решение было испытано на первой ракетной ступени на стенде в Космическом центре Маршалла и оказалось совершенно удовлетворительным: колебаний больше не наблюдалось. Затем оно было проверено также на двигательном стенде на базе Эдвардс. [1, 2, 3]

Проблема «пого» не была, однако, решена окончательно. Она возникала и в последующих полетах «Сатурна-5», в том числе на второй ступени (начиная с «Аполлона-8»). Для ее решения прибегали к более раннему выключению центрального двигателя второй ступени (впервые на «Аполлоне-10»), на «Аполлоне-13» из-за «пого» центральный двигатель второй ступени отключился преждевременно, на «Аполлоне-14» для центрального двигателя второй ступени был установлен специальный демпфер (который был разработан еще раньше, но его уже нельзя было поставить на готовую ракету).

Однако в целом после принятых по результатам полета «Аполлона-6» мер проблема «пого» уже не была столь серьезной.

Преждевременное выключение двигателей второй ступени и проблемы с третьей ступенью.

Преждевременное выключение двигателя № 2 второй ступени произошло из-за разрыва гибкого шланга подачи жидкого водорода во вспомогательное воспламенительное устройство. Оказалось, что при наземных испытаниях воздух, конденсировавшийся на охлажденном жидким водородом шланге, значительно демпфировал вибрацию шланга, а также дополнительно защищал магистрали от прогорания. При испытаниях в вакууме шланг очень сильно дрожал и прорывался вскоре после установления наивысшего уровня расхода через него. Исследование показало, что небольшое падение эффективности у двигателя третьей ступени тоже могло быть связано с повреждением шланга, оно же воспрепятствовало повторному запуску двигателя.

Проблема была решена путем замены гибкого шланга на более прочную стальную петлеобразную трубу.

Выключение двигателя № 3 почти сразу после двигателя № 2 было вызвано ошибкой монтажа, в результате которого команда на выключение двигателя № 2 привело к одновременному выключению двигателя № 3. Была введена более строгая система маркировки и контроля. [1, 2, 3]

Повреждение адаптера лунного модуля

Сразу после усиления колебаний «пого» обнаружилось, что один из лепестков адаптера лунного модуля отвалился. На аэросъемке, проведенной с самолета, были заметны отделяющиеся в районе адаптера обломки, разрушение было замечено и на съемках, сделанных кораблем после отделения на орбите от третьей ступени. Было обнаружено, что повреждение произошло из-за роста давления внутри сотовой структуры адаптера при нагреве во время полета: расширяющийся воздух не имел выхода и разрушил структуру. Для решения проблемы адаптер снаружи был покрыт слоем пробки в качестве теплозащиты, также прибегли к высверливанию отверстий для выравнивания давлений. [1, 2, 3]

Главные задачи

  1. Демонстрация структурной и температурной целостности и совместимости ракеты-носителя и корабля. Подтверждение нагрузок при запуске и динамических характеристик. (Выполнено частично.)
  2. Демонстрация отделения:a) второй ступени от первой (по двум плоскостям) (Выполнено.)b) третьей ступени от второй (Выполнено.)
  3. Проверка работоспособности следующих подсистем ракеты-носителя: двигательной (включая повторный запуск третьей ступени), управления и наведения (оптимальный впрыск), электрической. (Выполнено частично.)
  4. Оценить работу системы обнаружения неполадок ракеты-носителя в замкнутом контуре. (Выполнено.)
  5. Продемонстрировать оборудование поддержки полета и операции, необходимые для пуска, проведения полета и спасения командного модуля. (Выполнено.)

Таким образом, из пяти главных задач полета три были выполнены полностью и две — частично.

В детальном расписании главных и обязательных задач:

Ракета-носитель: из 16 задач 9 выполнены, 6 выполнены частично, 1 не выполнена.Корабль: из 15 задач 13 выполнены, 2 выполнены частично. [5]

Второстепенные задачи

Ракета-носитель: из 2 задач 2 выполнены.Корабль: из 16 задач 16 выполнены. [5]

Saturn V Launch Vehicle Flight Evaluation Report-AS-502 Apollo 6 Mission — отчет о полете ракеты «Сатурн-5» AS-502, НАСА, 25 июня 1968 года.

Основная статья: Претензии к надежности «Сатурна-5»

В теориях «лунного заговора» «Аполлон-6» нередко упоминается в связи с претензиями к якобы недостаточной испытанностью техники. Суть претензий состоит в том, после не вполне успешного полета ракеты «Аполлона-6» следующий полет «Сатурна-5» состоялся с людьми, причем к Луне (экспедиция «Аполлона-8»). Однако эти претензии большей частью не оправданы, поскольку ракета «Аполлона-6» хотя и имела ряд серьезных проблем, тем не менее, продемонстрировала свою живучесть, а главное, безопасность для людей. Ни одна из имевших место неисправностей не могла привести к гибели или серьезному ущербу для здоровья экипажа, а сама ракета, хотя и не смогла доставить корабль на заданную орбиту, тем не менее, вывела его на низкую околоземную орбиту без повреждений. Если бы в корабле находились люди — они остались бы живы, не пострадали бы из-за произошедших на ракете отказов и смогли бы безопасно вернуться на Землю. Кроме того, экипаж «Аполлона-8» имел возможность катапультироваться в случае критических отказов ракеты.

apollofacts.wikidot.com


Смотрите также