Битва за луну: правда и ложь о лунной гонке
Шрифт:
К моменту первого лунного полета вид и устройство пилотируемых космических кораблей серии "Apollo" окончательно определился.
Командно-служебный модуль CSM, иногда называемый "основным блоком корабля", и лунный модуль LM запускаются в космос ракетой-носителем "Saturn V".
Третья ступень носителя вместе с космическим кораблем "Apollo" выходит на низкую околоземную орбиту и за счет повторного включения своего двигателя переходит на траекторию полета к Луне.
На старте последовательность расположения отсеков корабля определена выбранной схемой аварийного спасения. Над кораблем на ферме находится двигательная установка системы аварийного спасения.
На траектории перелета к Луне основной блок отделяется от ракеты-носителя, разворачивается на 180° и стыкуется к лунному модулю, после чего выводит его из переходника. Затем "Apollo" уходит от третьей ступени и летит самостоятельно, проводя при необходимости несколько коррекций.
Торможением с помощью маршевого двигателя служебного модуля комплекс выводится на начальную окололунную орбиту высотой в периселении 111 км и в апоселении 315 км, а затем — на близкую к круговой орбиту высотой 100 х120 км. На ней лунный модуль с двумя астронавтами отделяется от основного блока. Третий астронавт остается в командном модуле на окололунной орбите.
Лунный корабль переходит на эллиптическую орбиту с минимальной высотой примерно 15 км, и в районе перицентра выполняет сход с орбиты и торможение на реактивной тяге. С высоты около 900 м астронавты визуально выбирают место посадки и выполняют прилунение.
По завершении программы пребывания на поверхности Луны астронавты стартуют во взлетной ступени лунного модуля, выходят на орбиту, близкую к орбите основного блока, сближаются и стыкуются с ним. Образцы грунта и материалы исследований переносятся в командный модуль, после чего взлетная ступень отделяется, а основной блок переводится на траекторию полета к Земле.
На подлете к Земле служебный модуль отделяется, а командный модуль входит в атмосферу, выполняет аэродинамический спуск и с помощью парашютной системы приводняется в акватории Мирового океана.
Заказ на разработку корабля "Apollo" фирма "North American Aviation" получила 28 ноября 1961 года, причем тогда имя древнегреческого бога относилось только к командно-служебному модулю CSM. После того как в июне 1962 года было решено делать для посадки на Луну отдельный модуль LM, задачей CSM стала доставка трех астронавтов на окололунную орбиту и возвращение их на Землю.
Из-за того, что лунный модуль появился на довольно позднем этапе разработки, CSM выпускался в двух вариантах. Так называемый "Block I" не имел средств для встречи и стыковки с лунным модулем и мог выполнять лишь автономный полет, а усовершенствованный "Block И" предназначался для использования в лунных экспедициях.
В состав CSM входили командный модуль СМ (отсек экипажа) и служебный модуль SM (двигательный отсек).
Командный модуль СМ имел форму конуса со сферическим днищем и скругленными углами. Он состоял из верхнего отсека, кабины экипажа и нижнего отсека. В верхнем отсеке размещались два жидкостных ракетных двигателя системы управления спуском, парашютная система, оборудование системы приводнения. В нижнем отсеке находились еще десять двигателей, баки с топливом, шар-баллоны с газом наддува, бак с водой и кабели связи со служебным модулем. Кабина содержала пульт управления кораблем и бортовыми системами, три кресла астронавтов, аппаратуру системы жизнеобеспечения, а также контейнеры научной аппаратуры.
На корпусе отсека имелся боковой входной и выходной люк. После пожара на "Apollo 1" конструкция этого люка была изменена — он был сделан быстрооткрывающимся. По той же причине было решено до старта иметь в кабине атмосферу из 60 % кислорода и 40 % азота. В полете эта смесь заменялась на состав из 98 % кислорода и 2 % азота при давлении от 0,34-0,38 атм. Модуль имел пять обзорных иллюминаторов, на одном из которых был установлен визир для ручного причаливания при стыковке. В верхней части отсека располагался лаз, оканчивающийся активным стыковочным агрегатом (типа "штырь") для стыковки с лунным кораблем. После стыковки агрегат демонтировался. В штатном режиме модуль приводнялся, но в аварийной ситуации был способен сесть на сушу с приемлемыми нагрузками.
Служебный отсек SM содержал обеспечивающие системы и двигательную установку для маневрирования корабля в полете. Корпус отсека — слоистой конструкции (алюминиевые соты между двумя листами алюминия), подкреплен двумя поперечными и шестью продольными силовыми элементами. В стенки корпуса были вмонтированы трубки радиатора системы терморегулирования, по которым циркулировал водный раствор гликоля. Днище было закрыто теплозащитным экраном, предохраняющим SM от нагрева при работе маршевого двигателя. Внутри SM был разделен перегородками на шесть продольных секций, в которых расположены топливные баки и агрегаты двигательных установок, энергоустановка на базе трех батарей кислородно-водородных топливных элементов с собственными криогенными баками, а также оборудование связи. Маршевый двигатель мог включаться до 36 раз при общей продолжительности работы до 750 секунд. Двигатель был размещен в карданном подвесе для управления по тангажу и курсу. 16 жидкостных ракетных двигателей малой тяги, объединенные в четыре блока, служили для стабилизации и ориентации корабля.
Все двигатели корабля "Apollo" работали на долгохранимом самовоспламеняющемся топливе "аэрозин-50" и азотном тетраоксиде. Система подачи топлива из баков — вытеснительная, баки наддувались гелием. Охлаждение камер сгорания — абляционное.
Корабль CSM проектировался в расчете на активное участие астронавтов в управлении полетом. В автономную систему управления и навигации входили бортовой компьютер с пультом ввода, инерциальный измерительный блок с гиростабилизированной платформой, сканирующий телескоп и секстант для выставки гироплатформы.
Лунный модуль LM служил для доставки двух астронавтов с селеноцентрической орбиты на поверхность Луны, обеспечения пребывания на ней и возвращения на окололунную орбиту. Он был создан фирмой "Grumman Aircraft Engineering Corp." по контракту от 7 ноября 1962 года.
LM имел две ступени, оснащенные автономными двигательными установками: посадочную и взлетную. Посадочная ступень использовалась для снижения с окололунной орбиты и мягкой посадки на лунную поверхность. Взлетная ступень, оборудованная герметической кабиной экипажа, доставляла астронавтов с поверхности Луны на окололунную орбиту, к командному модулю корабля "Apollo".
Посадочная ступень была выполнена в виде крестообразной рамы из алюминиевого сплава. В центральном отсеке смонтирован двигатель LMDE, способный к дросселированию в широком диапазоне тяги. В четырех отсеках вокруг центрального были установлены баки с топливом, кислородом для дыхания, гелием для наддува, электронное оборудование, подсистема навигации и управления, посадочный радиолокатор и аккумуляторы. Вся конструкция ступени снаружи была закрыта тепловой и противометеоритной экранновакуумной изоляцией (многослойный майлар с золотым напылением).