Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Программа «Аполлон» — программа пилотируемых космических полётов космического агентства США НАСА, принятая в 1961 году с целью осуществления первой пилотируемой высадки на Луну и завершённая в 1975 году.
Цель программы была сформулирована президентом США Джоном Ф. Кеннеди в его речи 12 сентября 1962 года[1] и была достигнута 20 июля 1969 года, в ходе полёта «Аполлона-11» с высадкой на Луну Нила Армстронга и Базза Олдрина.
Всего по программе «Аполлон» были совершены 6 успешных высадок астронавтов на Луну (последняя — в 1972 году). Эти шесть полётов по программе «Аполлон» на данный момент — единственные за всю историю человечества, когда люди высаживались на другом астрономическом объекте.
Программа «Аполлон» была третьей программой пилотируемых космических полётов, принятой НАСА. В этой программе использовались космический корабль «Аполлон» и серия ракет-носителей «Сатурн» (позднее были использованы и для программы «Скайлэб» и участвовали в советско-американской программе «Союз — Аполлон»; эти более поздние программы рассматриваются как часть полной программы «Аполлон»).
В ходе выполнения программы произошли две крупные аварии. Первая — пожар во время наземных испытаний на стартовом комплексе (после пожара сгоревший корабль получил название «Аполлон-1»), в результате которого погибли три астронавта — В. Гриссом, Э. Уайт и Р. Чаффи.
Вторая произошла во время полёта корабля «Аполлон-13»: в результате взрыва бака с жидким кислородом и выхода из строя двух из трёх батарей топливных элементов высадка на Луну была сорвана, астронавтам с риском для жизни удалось вернуться на Землю.
Программа внесла большой вклад в историю пилотируемой космонавтики. Она остаётся единственной космической программой, в ходе которой были осуществлены пилотируемые полёты за пределы низкой земной орбиты.
«Аполлон-8» был первым пилотируемым космическим кораблём, вышедшим на орбиту другого астрономического объекта, а «Аполлон-17» — это последняя на сегодня пилотируемая высадка на Луну.
Программа «Аполлон» и высадка на Луну часто упоминаются как одни из величайших достижений в истории человечества[2][3].
Содержание
Предыстория
Программа «Аполлон» была задумана в начале 1960 года, при администрации Эйзенхауэра, как продолжение американской космической программы «Меркурий». Космический корабль «Меркурий» мог доставить лишь одного астронавта на низкую орбиту вокруг Земли. Новый корабль «Аполлон» был предназначен вывести трёх астронавтов на траекторию к Луне и, возможно, даже совершить посадку на ней. Сама программа была названа управленцем НАСА Эйбом Силверстайном[англ.] в честь греческого бога света и стрельбы из лука — Аполлона[6]. Несмотря на то, что финансирование было значительно ниже необходимого из-за негативного отношения Эйзенхауэра к пилотируемой космонавтике[7], НАСА продолжало разработку программы. В ноябре 1960 года Джон Ф. Кеннеди был избран президентом после избирательной кампании, в которой он пообещал американцам добиться превосходства над Советским Союзом в области исследования космоса и ракетостроения.
12 апреля 1961 года советский космонавт Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе, что лишь укрепило опасения американцев в том, что США отстали от Советского Союза на технологическом уровне.
В мае 1961 года президент США Джон Кеннеди выступил в конгрессе с изложением программы «Аполлон». Намечалось израсходовать на неё от 7 до 9 миллиардов долларов в течение первых пяти лет. Конечной целью программы была высадка человека на Луну не позднее 1970 года[8][9][10].
В сентябре 1962 года Кеннеди произнёс знаменитую речь о том, зачем посылать людей на Луну. Он сказал, что «мы решили отправиться на Луну в этом десятилетии и делать другие вещи не потому, что это легко, но потому, что это трудно; потому, что эта цель послужит наилучшей организации и проверке нашей энергии и наших способностей, потому, что этот вызов мы готовы принять, мы не готовы его откладывать, мы хотим победить».
Работы по программе «Аполлон» приобрели общегосударственный масштаб и по мобилизации научных, промышленных и финансовых средств превысили «Манхэттенский проект» создания атомной бомбы. В отличие от последнего, лунная программа не была секретной, что существенно упрощало и ускоряло ведение работ, так как все участники могли свободно обмениваться технической информацией как по вертикали, так и по горизонтали. Открытость работ позволяла осуществлять эффективный общественный контроль за их ведением, включая средства массовой информации[11][12].
Космический корабль
Корабль «Аполлон» состоял из двух основных частей — соединённых служебного (негерметичного) и командного отсеков, в котором команда проводила большую часть полёта, и лунного модуля, предназначенного для посадки и взлёта с Луны двух астронавтов[13].
Кроме того корабль включал два дополнительных компонента: адаптер для соединения лунного модуля со связкой командного и служебного отсеков, а также систему аварийного спасения.
На траектории отлёта к Луне отстреливались панели адаптера, связка командный-служебный отсек отходила от третьей ступени РН, разворачивалась на 180 градусов, стыковалась с лунным модулем и вытягивала его из третьей ступени. После этого третья ступень и командный-служебный отсек с пристыкованным лунным модулем продолжали полёт отдельно.
Командный и служебный отсеки
Командный отсек разработан американской компанией North American Rockwell и имеет форму конуса со сферическим основанием. Диаметр основания — 3920 мм, высота конуса — 3430 мм, угол при вершине — 60°, номинальная масса — 5500 кг.
Командный отсек является центром управления полётом. Все члены экипажа из трёх человек в течение полёта находятся в командном отсеке, за исключением этапа высадки на Луну, когда двое космонавтов переходят в лунный модуль. 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 включает
систему радиосвязи
- ответчик радиолокационной системы встречи на орбите для осуществления стыковки с лунным модулем на орбите[15]
- систему аварийного спасения и теплозащитный экран[16].
Лунный модуль
Лунный модуль корабля «Аполлон» разработан американской компанией «Grumman» 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[17].
Взлётная ступень, с герметичной кабиной экипажа из двух космонавтов и собственной двигательной установкой стартует, после завершения исследований, с поверхности Луны и на орбите стыкуется с командным отсеком, куда переходят космонавты, побывавшие на Луне[18].
Разделение ступеней при старте с Луны осуществляется при помощи пиротехнических устройств. Для тренировки астронавтов по управлению лунным модулем был создан специальный тренажёр, позволяющий имитировать на Земле пребывание в поле тяготения Луны.
Ракеты-носители
Когда команда инженеров во главе с Вернером фон Брауном начала работу по программе «Аполлон», ещё не было ясно, какая схема полёта будет выбрана, и, соответственно, была неизвестна масса полезного груза, который ракета-носитель должна будет вывести на траекторию к Луне. Так называемая «прямая схема», по которой один корабль садился на Луну, взлетал и возвращался на Землю, требовала от ракеты-носителя очень большой грузоподъёмности. Под эту схему полёта планировалось создание ракеты-носителя «Нова». Но к 1962 году по инициативе одного из ведущих специалистов НАСА Джона Хуболта[англ.] было решено, что основной корабль (в состав которого входит возвращаемый на Землю отсек, а также топливо и двигательная установка, необходимые для возвращения) остаётся на лунной орбите, а прилуняется и взлетает с Луны только отделяемый от основного корабля лунный модуль[19]. Для поэтапного выполнения этой задачи были созданы ракеты-носители «Сатурн-1Б» (для полётов на околоземные орбиты) и «Сатурн-5» (для полётов на Луну). Несмотря на то, что «Сатурн-5» имел значительно меньшую мощность, чем «Нова» («Сатурн-5» выводил на траекторию к Луне около 47 тонн полезной нагрузки, а «Нова» проектировалась на 68 тонн), при новой схеме полёта этого оказывалось достаточно.
«Сатурн-5»
Ракета-носитель «Сатурн-5» состояла из трёх ступеней[20][21]. На первой ступени, S-IC, были установлены пять кислородно-керосиновых двигателей F-1, общей тягой 33 400 кН. Первая ступень работала 2,5 минуты и разгоняла космический аппарат до скорости 2,68 км/с (в инерциальной системе отсчёта)[22]. Вторая ступень, S-II, использовала пять кислородно-водородных двигателей J-2, общая тяга которых составляла 5115 кН. Вторая ступень работала приблизительно 6 минут, разгоняя космический аппарат до скорости 6,84 км/с и выводя его на высоту 185 км[23]. На третьей ступени, S-IVB, был установлен один двигатель J-2 тягой 1000 кН. Третья ступень включалась дважды: после отделения второй ступени она работала 2,5 минуты и выводила корабль на орбиту Земли, а вскоре после выхода на орбиту включалась ещё раз и за 6 минут выводила корабль на траекторию полёта к Луне[24]. Третья ступень выводилась на траекторию столкновения с Луной (начиная с полёта «Аполлона-13»; в предыдущих полётах к Луне ступень выходила на околосолнечную орбиту) для исследования геологии Луны: при падении ступени на Луну за счёт её кинетической энергии происходил взрыв, сейсмические волны от которого регистрировались аппаратурой, оставленной предыдущими экипажами.
Ракета-носитель «Сатурн-5» могла вывести на низкую околоземную орбиту груз массой около 145 т, а на траекторию к Луне — около 65 т (46,8 — корабль «Аполлон», 18,7 — третья ступень с остатками топлива). Всего было произведено 13 пусков ракеты, из них 9 — к Луне, все — успешные.
«Сатурн-1Б»
«Сатурн-1Б» — двухступенчатая ракета-носитель, модернизированная версия ракеты-носителя «Сатурн-1». На первой ступени, SI-B, было установлено 8 кислородно-керосиновых двигателей H-1, общая тяга которых составляла 6700 кН. Ступень работала 2,5 минуты и выключалась на высоте 68 км. Вторая ступень «Сатурна-1Б», S-IVB (она же — третья ступень «Сатурна-5»), работала около 7 минут и выводила полезную нагрузку до 15,3 т на околоземную орбиту.
«Сатурн-1Б» использовалась в испытательных запусках по программе «Аполлон» и в программах «Скайлэб» и «Союз — Аполлон».
Космические полёты по программе «Аполлон»
1961—1963 годы
Испытание РН «Сатурн-1» на разных стадиях готовности ракеты.
1964—1965[29]годы
|
|