Программа «Аполлон».Трудный путь к Луне.

Автор: , 21 Ноя 2012

20 июля 1969 года двое землян, Нил Армстронг и Базз Олдрин прилунились  в своем  лунном модуле космического корабля "Аполлон" в море Спокойствия на Луне. А начало было дано 12 сентября 1961 года, когда  президент США Джон Кеннеди в своей речи объявил стране и миру, что до конца текущего десятилетия Америка высадит на Луне человека.Пропустив дважды впереди себя Советский Союз (запуск первого искусственного спутника Земли и полет первого космонавта) руководство Соединенных Штатов,страны с самой мощной экономикой и занимающей ведущие позиции в технике и технологии, не могло допустить еще одного чувствительного поражения.
Надо признать,что глава СССР Хрущёв получил от президента США Кеннеди предложение о совместной программе высадки на Луну, но, подозревая попытку выведать секреты советской ракетной и космической техники или по каким-то другим причинам, он отказался.
Сегодня, оглядываясь назад,поражаешься размаху и прекрасной организации огромного комплекса выполненных мероприятий.Конечно же, такое могла позволить себе только очень богатая страна имеющая колоссальный промышленный потенциал, талантливых инженеров и способных менеджеров. Большим преимуществом США перед СССР было создание НАСА. В Советском Союзе функции НАСА были распылены между министерствами и профильными отделами ЦК КПСС, т.е. уровень организации и координации работ был на довольно низком уровне.
С 1961 года в США начались полеты к Луне "Рейнджеров". Программа «Рейнджер» (англ. Ranger) — серия непилотируемых космических миссий США по исследованию Луны в 1961—1965 гг., отработка различных траекторий подлета к Луне  и первая попытка США получить изображения Луны с близкого расстояния. Аппараты передавали изображения Луны до момента столкновения. На каждом «Рейнджере» было по шесть телекамер: две камеры F-канала (full) с разными углами обзора и 4 камеры P-канала (partial). Последнее изображение было получено между 2,5 и 5 секундами перед столкновением с высоты около 5 км для канала F и между 0,2 и 0,4 секундами до столкновения с высоты около 600 м для канала P.

File:Ranger 7.gif
Космический аппарат «Рейнджер» (1961—1965) (NASA)

Первые полеты  Рейнджеров были неудачными. И только начиная с Рейнджера  7, запущенного  28 июля 1964, были  переданы первые изображения высокого разрешения лунного моря.  Он достиг Луны 31 июля. Первое изображение было получено  с высоты 2110 км. Были переданы 4308 фотографий высокого качества на последних 17 минутах полёта. Последнее изображение перед столкновением имело разрешение 0,5 метра. После 68,6 часов полёта, Рейнджер 7  врезался в область между морем Облаков и океаном Бурь (впоследствии названную Море Познанное — Mare Cognitum). Удачными были и последние два полета Рейнджеров 8 и 9 выполненные в феврале-марте 1965 года.
Для определения степени метеоритной опасности  в !965 году были проведены 3 запуска спутников "Пегас". Разработаны под руководством NASA. Для вывода спутников на орбиту были использованы испытательные запуски экспериментальных ракет-носителей «Сатурн I». При запуске спутник (в сложенном положении) находился внутри макета основного блока (отсек экипажа + двигательный отсек) космического корабля «Аполлон». На орбите макет корабля сбрасываелся и «крылья» спутника разворачивались (размах 29,3м).Каждое крыло спутника состояло  из 7 панелей, на прилегающей к центральной секции спутника панели,- которая вдвое короче остальных, смонтировано 16 детекторов метеорных частиц (по 8 с каждой стороны), на остальных шести - по 32 детектора (16 с каждой стороны).
Пегас в "упакованном" виде.

Для выполнения проекта по картографированию поверхности Луны и выбору места посадки  НАСА  объявило конкурс на производство космического аппарата, который выиграла компания Boeing Co. Ею были произведены 8 аппаратов, из которых только 5 были отправлены на орбиту Луны, а остальные использовались для испытаний. Конструкция всех аппаратов была одинакова, с незначительными модификациями
Все 5 миссий, в 1966-1967 гг были успешными , и 99 % поверхности Луны было сфотографировано с разрешением 60 м или лучше. Первые 3 миссии были запущены на орбиты низкого наклонения, тогда как 4 и 5 миссия — на высокие полярные орбиты. Лунар орбитер-4 сфотографировал полностью видимую сторону Луны и 95 % её обратной стороны, а Лунар орбитер-5 завершил съемку обратной стороны и выполнил снимки со средним (20 м) и высоким (2 м) разрешением для 36 выбранных областей Луны.

File:Lunar orbiter 1 (large).jpg

Лунар орбитер (NASA). В центре видны камеры высокого и среднего разрешения.
Кроме фотокамер на Лунар орбитере были установлены радиомаяк для изучения гравитационного поля Луны и детекторы метеорных частиц, которые позволяли узнать с каким количеством метеоров придётся столкнутся будущим миссиям «Аполлонов» на своём пути к Луне.

Для отработки мягкой посадки на Луну была осуществлена  программа беспилотных аппаратов "Сервейер". Всего было произведено 5 успешных посадок при двух аварийных. При помощи панорамной телевизионной камеры, которыми были укомплектованы все Сервейеры, были получены около 86 500 снимков поверхности Луны, солнца и планет после посадки на Луну.

Аппарат Сервейер.

Аппарат Сервейер-6, после работы на одном месте, совершил перелет на несколько метров в сторону и снова мягко прилунился по команде с Земли. Сервейеры 3, 4 и 7 были укомплектованы ковшом-захватом для зачерпывания грунта.

Параллельно шла подготовка астронавтов на специально разработанных для тренировочных целей двухместных космических кораблях "Джемини". В ходе программы были отработаны методы сближения и стыковки, впервые в истории осуществлена стыковка космических аппаратов. Было произведено несколько выходов в открытый космос, установлены рекорды длительности полёта. Суммарное время полётов по программе составило более 41 суток. Суммарное время выходов в открытый космос составило около 10 часов. Опыт, полученный в ходе программы Джемини, был использован при подготовке и осуществлении программы Аполлон.

File:Gemini 7 in orbit - GPN-2006-000035.jpg

Два аппарата Джемини на орбите.Снимок одного из них выполнен со второго.

10 января 1962 года НАСА опубликовала планы строительства ракеты-носителя «Сатурн C-5». На первой ее ступени должны были быть установлены пять двигателей F-1, на второй ступени — пять двигателей J-2, и на третьей — один J-2. С-5 должна была выводить на траекторию к Луне полезную нагрузку массой 47 тонн.
Ракета «Сатурн-5» остаётся самой грузоподьемной, наиболее мощной, самой тяжелой и самой большой из созданных на данный момент человечеством ракет, выводивших полезную нагрузку на орбиту — детище выдающегося конструктора ракетной техники Вернера фон Брауна, она могла вывести на низкую околоземную орбиту 141 т и на траекторию к Луне 47 т полезного груза (65,5 т вместе с 3-й ступенью носителя). «Сатурн-5» использовалась для реализации программы американских лунных миссий (в том числе с её помощью была осуществлена первая высадка человека на Луну 20 июля 1969 года)
В начале 1963 года НАСА окончательно выбрала схему пилотируемой экспедиции на Луну (основной корабль остаётся на орбите Луны, посадку же на нее совершает специальный лунный модуль) и дало ракете-носителю «Сатурн C-5» новое имя — «Сатурн-5».

File:Ap4-s67-50531.jpg

Сатурн-5 на старте.

Двигатели большой мощности F-1 установленные на первой ступени ракеты-носителя Сатурн-5  первоначально  были разработаны  Рокетдайн в соответствии с запросом ВВС США от 1955 года о возможности создания очень большого ракетного двигателя. Однако НАСА, созданное в этот период времени, оценило пользу, которую может принести двигатель такой мощности, и заключила с Рокетдайн контракт на завершение его разработки. Испытания компонентов F-1 были начаты уже в 1957 году. Первое огневое испытание полностью скомпонованного тестового F-1 было совершено в марте 1959 года.

File:F-1 Engines Being Installed.jpg

Установка двигателей F-1 на ступень S-IC РН Сатурн-5.

Специально для испытаний двигателей были созданы дорогостоящие стенды, позволившие произвести доводку двигателей, с тем чтобы при запуске космических кораблей не было малейших сбоев. Это то, чего не смог себе позволить Советский Союз, очень уж дорогое это удовольствие. Но экономия на испытаниях тоже дорого стоит: все четыре огромные ракеты Н-1 потерпели крушение. На авось не получилось.

File:F-1 Engine Test Firing.jpg

 

Огневые испытания двигателя F-1 на базе ВВС Эдвардс.

Семь лет разработок и испытаний двигателей F-1 выявили серьёзные проблемы с нестабильностью процесса горения, которые иногда приводили к катастрофическим авариям. Работы по устранению этой проблемы первоначально шли медленно, поскольку она проявлялась периодически и непредсказуемо. В конечном итоге инженеры разработали технику подрыва небольших зарядов взрывчатых веществ (которые они называли «бомбами») внутри камеры сгорания во время работы двигателя, что позволило им определить как именно работающая камера отвечает на флуктуации давления. Конструкторы теперь могли быстро экспериментировать с различными форсуночными головками, для выбора наиболее устойчивого варианта. Над этими задачами работали с 1959 по 1961 годы. В окончательной конструкции горение в двигателе было настолько стабильно, что он мог самостоятельно гасить искусственно вызванную нестабильность за десятую долю секунды.

 

File:S-IC engines and Von Braun.jpg

Вернер фон Браун с гордостью позирует у своего детища.

J-2 — жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) компании Рокетдайн  являлся важной частью программы НАСА «Аполлон» — пять двигателей использовались на второй ступени РН Сатурн-5  и один двигатель использовался на третьей ступени . На время создания являлся наиболее мощным двигателем, который использовал жидкие водород  и кислород  в качестве компонентов топлива. Высокие энергетические и технические  показатели этого двигателя послужили одним из слагаемых успеха  миссии Аполлон.

File:J2science museum.jpg
Двигатель J-2.

Отличительной особенностью J-2 на время создания являлась возможность его повторного включения, что применялось на третьей ступени S-IVB лунной ракеты Сатурн-5. Эта особенность двигателя позволяла сначала выполнить завершение вывода полезной нагрузки на низкую опорную орбиту , а через некоторое время — выполнить разгон к Луне.

В программе «Аполлон»  основными производителями космической техники были: — трёхступенчатая ракета-носитель «Сатурн V», (111 метров высотой и 10 метров в диаметре), построенная компанией «Боинг» (первая ступень), производителем «Северо-американская авиация» (двигатели и вторая ступень) и компанией «Douglas Aircraft» (третья ступень). «Северо-американская авиация» также предоставила команду для  обслуживания модулей, в то время как «Авиастроительная компания Грумана» конструировала лунный посадочный модуль. IBM, Массачусетский технологический институт и General Electric предоставили инструменты и оборудование.

File:Aerial View of Launch Complex 39.jpg

Вид сверху на район стартового комплекса № 39 показывает здание вертикальной сборки (в центре), с центром управления запусками справа.
Для освоения этой новой ракеты в Космическом Центре Кеннеди за 800 млн долл. был построен новый центр — стартовый комплекс № 39. Он включает в себя ангар для четырёх ракет «Сатурн V», здание вертикальной сборки (объёмом 3 664 883 м³); систему транспортировки из ангара к стартовой площадке с возможностью перемещения 5440 тонн; 136-метровую подвижную обслуживающую систему и центр управления. Сооружение начато в ноябре 1962 года, площадки запуска были завершены к октябрю 1965 г., здание вертикальной сборки было готово в июне 1965 г. и инфраструктура — после 1966 г. С 1967 по 1973 год из стартового комплекса № 39 были запущены 13 аппаратов серии «Сатурн V».

Корабль «Аполлон» состоял из двух основных частей — соединённых командного и служебного отсеков, в которых команда проводила большую часть полёта, и лунного модуля, предназначенного для посадки и взлёта с Луны двух астронавтов.
Командный отсек разработан компанией North American Rockwell (США) и имеет форму конуса со сферическим основанием. Диаметр основания — 3920 мм, высота конуса — 3430 мм, угол при вершине — 60°, номинальный вес — 5500 кг.
Командный отсек является центром управления полётом. Все члены экипажа в течение полёта находятся в командном отсеке, за исключением этапа высадки на Луну. Командный отсек, в котором экипаж возвращается на Землю — всё, что остаётся от системы «Сатурн-5» — «Аполлон» после полёта на Луну. Служебный отсек несёт основную двигательную установку и системы обеспечения корабля «Аполлон».
Командный отсек имеет герметическую кабину с системой жизнеобеспечения экипажа, систему управления и навигации, систему радиосвязи, систему аварийного спасения и теплозащитный экран.

File:Apollo CSM lunar orbit.jpg

Командный и служебный отсеки  "Аполлона" на лунной орбите.

Лунный модуль корабля «Аполлон» разработан компанией «Grumman» (США) и имеет две ступени: посадочную и взлётную. Посадочная ступень, оборудованная самостоятельной двигательной установкой и посадочными опорами, используется для спуска лунного корабля с орбиты Луны и мягкой посадки на лунную поверхность, а также служит стартовой площадкой для взлётной ступени. Взлётная ступень, с герметичной кабиной экипажа и собственной двигательной установкой, после завершения исследований стартует с поверхности Луны и на орбите стыкуется с командным отсеком. Разделение ступеней осуществляется при помощи пиротехнических устройств.

File:Apollo 16 LM.jpg

Лунный модуль на поверхности Луны.

Аполлон-7, стартовавший 11 октября 1968, был первым пилотируемым космическим кораблём по программе Аполлон. Это был одиннадцатидневный полёт на орбите Земли, целью которого были комплексные испытания командного модуля и командно-измерительного комплекса.
Первоначально следующим пилотируемым полётом по программе Аполлон должна была быть максимально возможная на земной орбите имитация режимов работы и условий полёта к Луне, а следующий запуск должен был провести аналогичные испытания на лунной орбите, совершив первый пилотируемый облёт Луны. Но одновременно в СССР проходили испытания «Зонда» двухместного пилотируемого космического корабля Союз 7К-Л1, который предполагалось использовать для пилотируемого облёта Луны. Угроза того, что СССР обгонит США в пилотируемом облёте Луны, заставила руководителей проекта переставить полёты, несмотря на то, что лунный модуль ещё не был готов для испытаний.
21 декабря 1968 года был запущен Аполлон-8, и 24 декабря он вышел на орбиту Луны, совершив первый в истории человечества пилотируемый облёт Луны.
3 марта 1969 года состоялся запуск Аполлона-9, в ходе этого полёта была произведена имитация полёта на Луну на земной орбите. Некоторые специалисты НАСА после успешных полётов кораблей «Аполлон-8» и «Аполлон-9» рекомендовали использовать «Аполлон-10» для первой высадки людей на Луну. Руководство НАСА сочло необходимым предварительно провести ещё один испытательный полёт.
18 мая 1969 года отправлен в космос Аполлон-10, в этом полёте к Луне была проведена «генеральная репетиция» высадки на Луну. Программа полёта корабля предусматривала все операции, которые предстояло осуществить при высадке, за исключением собственно прилунения, пребывания на Луне и старта с Луны.
16 июля 1969 года стартовал Аполлон-11. 20 июля в 20 часов 17 минут 42 секунды по Гринвичу лунный модуль прилунился в Море Спокойствия. Нил Армстронг спустился на поверхность Луны 21 июля 1969 года в 02 часа 56 минут 20 секунд по Гринвичу, совершив первую в истории человечества высадку на Луну.
14 ноября 1969 года состоялся запуск Аполлона-12, и 19 ноября была осуществлена вторая высадка на Луну.
31 января 1971 года стартовал Аполлон-14. 5 февраля 1971 лунный модуль совершил посадку.
26 июля 1971 года взлетел Аполлон-15. 30 июля лунный модуль совершил посадку
16 апреля 1972 года был запущен Аполлон-16. 21 апреля лунный модуль совершил посадку
7 декабря 1972 года — старт Аполлона-17. 11 декабря лунный модуль совершил посадку. Собрано 110,5 кг лунных пород. В ходе этой экспедиции произошла последняя на сегодня высадка на Луну. Астронавты вернулись на Землю 19 декабря 1972.

Я поделился с Вами информацией, которую "накопал" и систематизировал. При этом ничуть не обеднел и готов делится дальше, не реже двух раз в неделю. Если Вы обнаружили в статье ошибки или неточности - пожалуйста сообщите. Мой электронный адрес: anpp48@gmail.com. Буду очень благодарен.

рассказать друзьям и получить подарок

About the author

Комментарии

Отзывов (2) на Программа «Аполлон».Трудный путь к Луне.”

  1. Почему же материал названный «Трудный путь к Луне»
    не содержит упоминаний об ОСНОВНЫХ трудностях:
    Аполлоне-1 и Аполлоне-13? Как-то странно это…

    • admin:

      Трагические события:гибель экипажа при наземных испытаниях и взрыв на борту корабля при подлете к Луне не являются трудностями технического, технологического или организационного характера, которым и посвящена статья.

Ваш отзыв