Как случайно не разбился «Аполлон-11» / Habr
На днях в обычном офисном разговоре я сказал: «То, что у нас тут склад костылей — это нормально, во всех ИТ-проектах так. Наверное, из всего софта, который сделало человечество, только в программах посадки на Луну было все красиво». Сказав это, я полез в интернет, найти дополнительные факты к краткому научно-популярному рассказу для коллег о компьютерах и программах лунного модуля. Но одной из первых попалась ссылка, из которой выяснилось, что костыли, и, страшно сказать, баги были и в отшлифованном программном обеспечении, которое позволило человеку высадиться на Луну. А «Аполлоны» -11 и -12 смогли сесть, оказывается, только по счастливой случайности.
Софт и железо
Слева — компьютер, справа — дисплей и клавиатура
На командном и лунном модулях «Аполлонов» стояли идентичные компьютеры, но с разным набором программ. По тем временам это был фантастический хайтек, использовавший интегральные схемы, а не отдельные диоды и транзисторы. «Цикл памяти», примерно соответствующий тактовой частоте современных процессоров, занимал 11,7 микросекунд. Но практически все операции требовали два цикла, поэтому эффективная тактовая частота получалась равной 23,4 микросекундам, или 43 килогерцам, в 100 000 раз медленнее современных процессоров. Память компьютера составляла 36 тысяч 14-битных слов, что примерно соответствовало 64 килобайтам.
Постоянная память на проволоке и ферритовых сердечниках
Софт для лунного модуля разрабатывали примерно 300 человек в течение семи лет. Программа посадки на Луну имела название LUMINARY и хранилась в постоянной памяти на ферритовых сердечниках, провода сквозь которые продевались вручную. Создание такого блока памяти занимало несколько месяцев, поэтому софт должен был быть готов заранее. За годы «Аполлонов» программы модифицировались. На «Аполлоне-11» стоял блок с программой версии 99, а финальная версия (очевидно, посадившая Аполлон-17) имела номер 209. Главным дизайнером программы посадки был Алан Кламп (Allan Klumpp), недавний выпускник Массачусетского технологического института.
Процедура посадки
Посадка на Луну с точки зрения компьютера проходила в три этапа:
Программа P63 отвечала за торможение с орбитальной скорости.
P64 занималась выводом лунного модуля в район посадки.
На участке работы программы P64 пилот лунного модуля называл число, которое показывал на дисплее компьютер. Командир мысленно отмечал это число на шкале, которая была нарисована на иллюминаторе, и получал расчетную точку посадки.
Байка первая: ошибки 1201 и 1202
Довольно известен тот факт, что, когда Армстронг и Олдрин начали торможение с лунной орбиты, их компьютер выдал ошибку 1202. Это был очень нервный момент, потому что сами астронавты не знали значения этого кода. К счастью, специалист ЦУПа Стив Бейлс (Steve Bales) заранее написал список всех ошибок и быстро нашел расшифровку — компьютер не успевал справляться со всей работой. Компьютер «Аполлона» был системой реального времени, и он начал игнорировать некоторые низкоприоритетные задачи, выдавая сообщение об ошибке. Спустя еще минуту появилась новая ошибка — 1201. Но она относилась к этому же типу и не срывала посадку. Уже после посадки была найдена причина. Как это часто бывает в сложных технических системах, причиной оказалась целая цепочка событий. Во-первых, после начала торможения инструкция требовала включить стыковочный радар на случай аварийного прерывания посадки. Стыковочный радар работал от другого источника питания, нежели компьютер. Этот источник питания имел ту же частоту, но не был синхронизирован по фазе с источником питания компьютера. Небольшие смещения фазы на радаре выглядели для компьютера как дрожания неподвижной в реальности антенны. В норме при посадке процессор компьютера был загружен на ~85%. «Дрожащая антенна» добавила еще 13%. А когда Олдрин дал команду компьютеру посчитать разницу между реальной и рассчитанной высотой по посадочному радару, компьютер оказался в условиях перегрузки. Уже потом посчитали, что это событие «украло» примерно минуту процессорного времени, а из 10 раз в секунду компьютер управлял стабильностью лунного модуля 9 раз. Кстати, баг с дрожащей антенной был замечен на тестировании, но его оставили, потому что он проявился всего один раз, а замена оборудование на новое могла создать более опасные баги.
Та самая посадка, видео повернуто для удобства восприятия, и добавлено много полезной информации. В видео упоминается программа P66, это альтернативный вариант одной из программ
А здесь можно посмотреть на посадку виртуально, с разных сторон.
Байка вторая, счастливая ошибочная оптимизация
Как известно, «Аполлоны» -11 и -12 сели успешно. Однако впоследствии, уже после возвращения астронавтов, по телеметрии в двигателях посадочной ступени обнаружились опасные колебания — тяга то поднималась вверх, то падала вниз. К счастью, колебания не стали слишком сильными и не вызвали проблем с управлением или двигателем. Расследование показало, что причиной колебаний являлось программное обеспечение. Программистам был доступен специальный документ, в котором описывались параметры и свойства лунного модуля. В разделе о двигателе было указано, что он имеет инерционность 0,3 секунды. То есть через 0,3 секунды после команды на изменение тяги он должен был выйти на новый уровень. Это надо было отразить в программе, поэтому была написана специальная подпрограмма, которая измеряла тягу двигателя по данным акселерометра и выполнялась за 0,3 секунды. Но финальная версия этой подпрограммы писалась другим программистом, который решил ее улучшить и сделать быстрее. Новая версия успевала выполниться за 0,2 секунды. Ее протестировали на симуляторе, и она показала себя там отлично. Однако разработчики двигателя улучшили его, и время задержки упало до 0,075 секунды. А внести это изменение в документ для программистов просто забыли. Последующие тесты показали, что, если бы подпрограмма определения тяги работала изначальные 0,3 секунды, то система бы оказалась нестабильной, и колебания становились бы все больше и больше, что привело бы к прыжкам тяги двигателя от минимальной до максимальной и обратно, а это бы, наверняка, сорвало высадку.
Байка третья, о проблемах интерполяции
Чем выше степень, тем больше может быть этот «прыжок», несмотря на то, что график проходит через все желтые точки
Ирония с этим багом состоит в том, что его никак не исправили. Программа не отслеживала потенциально опасные кривые. Баг не проявился в реальных посадках, но его мог вызвать не такой уж невозможный случай. Если бы лунный модуль немного сбился с курса и оказался над неучтенным достаточно глубоким кратером, компьютер, получая данные от посадочного радара, мог бы подумать, что оказался выше траектории, пересчитать кривую на более крутую и направить лунный модуль к прицельной точке, нырнув сначала в Луну. Отдельно доставляет рецепт борьбы с багом, если бы он проявился — астронавтам надо было бы переместить точку прицеливания за предел досягаемости по запасам топлива и подержать ее там некоторое время. Вы когда-нибудь совершали странные действия, чтобы переупрямить глючную программу? Можете себя поздравить, астронавтам возможно пришлось бы делать то же самое…
habr.com
Секреты программы «Аполлон-11»
Автор Андрей Клешнёв На чтение 6 мин. Просмотров 1.6k.
Неизвестное, опасное всегда притягивало человека, который превозмогая естественный инстинкт к самосохранению, старался дотянуть до небес, словно легендарный Икар стремился дотянуть до солнца. Небо на протяжении всей истории человечества вызывало необычайный интерес и восхищение. Практически все мировые религии связывают именно с небом различные чаяния и надежды, легенды, эпосы, мифы различных народов переполнены историями про существ, которые сходили с небес и селились между племенами людей, достаточно вспомнить настенные изображения индейцев Южной Америки или же изображения в египетских пирамидах.
Однако, с развитием технологий, человечество смогло вначале оторваться от земли, далее преодолеть земное притяжение и выйти в открытый космос и даже кульминацией всего прогресса стала высадка на Луну. Что ожидает человечество далее, можно только представлять в своих фантазиях, однако уже сейчас ученные разрабатывают программы по покорению человеком глубин космоса. Возможность встретить представителей иных цивилизаций и рас, не отвергается научным миром, но вдруг уже произошла эта встреча или же существуют доказательства того, что мы во Вселенной не одни или, по крайней мере, были когда-то не одиноки.
В 1988 году в Нью-Йорке проходила конференция, во время которой профессор астрофизики Мао Кана, предложил публики снимок поверхности луны, где был четко виден отпечаток босой ступни. Профессор признался, что получил эту фотографию из НАСА, но не официальным путем и свой источник он не стал раскрывать. Конечно же, данная фотография вызвала немало споров, мнения общества разделились. Но все же по прошествии некоторого времени споры стихли и, наверное, бы полностью были бы забыты, если не новое необычайное открытие.
В 1989 году газета The New York Times опубликовало фотографию, где на поверхности Луны отчетливо виден человеческий череп. Издательство газеты настаивает, что эта фотография получена от известного профессора Мао Кана.
Секреты космоса?
Бесспорно, что космос – это сфера интереса различных стран и сделать четкие фотографии со спутников поверхности Луны не составляет особой сложности. Возникает иной вопрос, если этот снимок настоящий и был сделан спутником НАСА, то почему американцы не рассказали остальному миру про столь странные снимки. Скорее всего, спецслужбы страны посчитали, что столь интересной информацией вправе обладать только они.
По источникам Мао Кана эти фотографии были сделаны еще в начале 1970 годов, и только полное рассекречивание всех данных позволит сделать точный вывод. Однако уже сейчас известный китайский астрофизик заявляет, что обладает доказательствами того, что на фотографии именно череп человека. Интересно, что официальный представитель НАСА никак не прокомментировал это событие. В свою очередь Мао Кан имеет в своем распоряжении копии документов с отметкой «Совершенно секретно», которые подтверждают подлинность фотографий. Оказывается, что снимки были сделаны Армстронгом или Олдринов во время высадки на поверхность Луны в 1969 году.
Среди документов находятся снимки, на которых отчетливо видны останки человека, вернее скелет, немного присыпанный звездной пылью. Профессор Мао Кан предполагает, что человек умер на земле или в атмосфере, где могут проходить процессы разложения. На Луне нет атмосферы, поэтому естественные биологические процессы не смогли бы начаться. Следовательно, эти останки были доставлены сюда неизвестными существами, однако возникает вопрос, для чего это было сделано? Что касается останков, то можно предположить, что человек погиб насильственной смертью. Скелет и отпечаток босой ноги были сделаны не более 100 лет до появления астронавтов на поверхности спутника. Звездная пыль лишь слегка покрыла их небольшим слоем.
Секреты программы «Аполлон-11»
Уже после возвращения из космоса экипажа космического корабля начались различные странные оговорки членов команды. Так, Армстронг, во время интервью одной американской газете сказал, что на протяжении всего полета их сопровождали странные светящие шары, но после того, как понял, что он оговорился и быстро добавил, что, скорее всего, это были непонятные пока науке природные явления.
Огромное количество недостатков можно отыскать в записи высадки американской команды на поверхность спутника (не должен колебаться флаг, движения астронавтов из-за гравитации и еще некоторые мелочи). Возникает закономерный вопрос, зачем подделывать эту запись и если планировалось изначально сделать подделку, то почему она настолько грубо выполнена, словно кто-то настолько спешил дать хоть что-то зрителям, что на ошибки просто закрывал глаза.
Если допустить, что высадка не получилась, то было время на то, чтобы подготовить достойную версию высадки, но при просмотре данного видео кажется, что все снимали буквально в течение часа. Кроме этого, образцы лунного грунта, которые до этого взял советский луноход, и американские образцы были абсолютно одинаковы. Американские астронавты установили специальные отражатели, которые до сих пор исправно работают. Установить столь сложное оборудование возможно только вручную, поэтому высадка однозначно была. Можно сделать предположение, что астронавты высадились на поверхность планеты и увидели нечто, что сильно поразило не только космонавтом, но и сотрудников НАСА.
Инструкций не существует
Все данные по программе «Апполон-11» становятся известны общественности только благодаря различным утечкам. В начале 1990 –х годов, появились копии записей разговоров НАСА и команды «Апполона-11». Во время выполнения своей миссии на Луне, Армстронг сообщил на землю, что видит космические корабли, общим количеством более 20 штук.
После высадки капитан корабля докладывал, что на грунте отчетливо видны следы гусениц, причем следы были огромными, что позволяло предположить про большой размер транспорта, оставивших их. Вскоре после возвращения в модуль корабля Армстронг истерично сообщал, что они здесь не одни и даже большого того сказал, что американцы не первые люди на Луне. Что имел в виду астронавт? Во-первых, что команда «Аполлона-11» столкнулась с представителями иной расы, а во-вторых они обнаружили на поверхности луны технику Вермахта, которая разбилась при попытке посадки. Там же были обнаружены немецкие астронавты.
Утечки были не только у американцев. Так, в 1970-х годах советский союз отправил на Луну автономный луноход, который должен был автономно работать в течение 1 года. Поразительно то, что аппарат работал целых 5 лет, но после небольшой паузы, когда ученные предположили, что аппарат сломался, он заработал снова и сигналы стали намного четче и «громче». Словно, кто-то заменил его аккумуляторы и немного модернизировал сам аппарат.
Подобная ситуация произошла и с американским оборудованием. Специальные устройства были размещены на поверхности планеты, чтобы посылать сигналы про колебание магнитного поля спутника. Аккумуляторы должны были проработать около 1 года, но они работали целых 10 лет, словно кто-то заряжал аккумуляторы.
Так, может на Луне действительно кто-то или что-то есть?
https://www.youtube.com/watch?v=eTtle4O6Ubo
tainy.net
Секреты программы «Аполлон-11» — Альтернативный взгляд Salik.biz
Неизвестное, опасное всегда притягивало человека, который превозмогая естественный инстинкт к самосохранению, старался дотянуть до небес, словно легендарный Икар стремился дотянуть до солнца. Небо на протяжении всей истории человечества вызывало необычайный интерес и восхищение. Практически все мировые религии связывают именно с небом различные чаяния и надежды, легенды, эпосы, мифы различных народов переполнены историями про существ, которые сходили с небес и селились между племенами людей, достаточно вспомнить настенные изображения индейцев Южной Америки или же изображения в египетских пирамидах.
Однако, с развитием технологий, человечество смогло вначале оторваться от земли, далее преодолеть земное притяжение и выйти в открытый космос и даже кульминацией всего прогресса стала высадка на Луну. Что ожидает человечество далее, можно только представлять в своих фантазиях, однако уже сейчас ученные разрабатывают программы по покорению человеком глубин космоса. Возможность встретить представителей иных цивилизаций и рас, не отвергается научным миром, но вдруг уже произошла эта встреча или же существуют доказательства того, что мы во Вселенной не одни или, по крайней мере, были когда-то не одиноки.
— Salik.bizВ 1988 году в Нью-Йорке проходила конференция, во время которой профессор астрофизики Мао Кана, предложил публики снимок поверхности луны, где был четко виден отпечаток босой ступни. Профессор признался, что получил эту фотографию из НАСА, но не официальным путем и свой источник он не стал раскрывать. Конечно же, данная фотография вызвала немало споров, мнения общества разделились. Но все же по прошествии некоторого времени споры стихли и, наверное, бы полностью были бы забыты, если не новое необычайное открытие.
В 1989 году газета The New York Times опубликовало фотографию, где на поверхности Луны отчетливо виден человеческий череп. Издательство газеты настаивает, что эта фотография получена от известного профессора Мао Кана.
Секреты космоса?
Бесспорно, что космос – это сфера интереса различных стран и сделать четкие фотографии со спутников поверхности Луны не составляет особой сложности. Возникает иной вопрос, если этот снимок настоящий и был сделан спутником НАСА, то почему американцы не рассказали остальному миру про столь странные снимки. Скорее всего, спецслужбы страны посчитали, что столь интересной информацией вправе обладать только они.
По источникам Мао Кана эти фотографии были сделаны еще в начале 1970 годов, и только полное рассекречивание всех данных позволит сделать точный вывод. Однако уже сейчас известный китайский астрофизик заявляет, что обладает доказательствами того, что на фотографии именно череп человека. Интересно, что официальный представитель НАСА никак не прокомментировал это событие. В свою очередь Мао Кан имеет в своем распоряжении копии документов с отметкой «Совершенно секретно», которые подтверждают подлинность фотографий. Оказывается, что снимки были сделаны Армстронгом или Олдринов во время высадки на поверхность Луны в 1969 году.
Рекламное видео:Среди документов находятся снимки, на которых отчетливо видны останки человека, вернее скелет, немного присыпанный звездной пылью. Профессор Мао Кан предполагает, что человек умер на земле или в атмосфере, где могут проходить процессы разложения. На Луне нет атмосферы, поэтому естественные биологические процессы не смогли бы начаться. Следовательно, эти останки были доставлены сюда неизвестными существами, однако возникает вопрос, для чего это было сделано? Что касается останков, то можно предположить, что человек погиб насильственной смертью. Скелет и отпечаток босой ноги были сделаны не более 100 лет до появления астронавтов на поверхности спутника. Звездная пыль лишь слегка покрыла их небольшим слоем.
Секреты программы «Аполлон-11»
Уже после возвращения из космоса экипажа космического корабля начались различные странные оговорки членов команды. Так, Армстронг, во время интервью одной американской газете сказал, что на протяжении всего полета их сопровождали странные светящие шары, но после того, как понял, что он оговорился и быстро добавил, что, скорее всего, это были непонятные пока науке природные явления.
Огромное количество недостатков можно отыскать в записи высадки американской команды на поверхность спутника (не должен колебаться флаг, движения астронавтов из-за гравитации и еще некоторые мелочи). Возникает закономерный вопрос, зачем подделывать эту запись и если планировалось изначально сделать подделку, то почему она настолько грубо выполнена, словно кто-то настолько спешил дать хоть что-то зрителям, что на ошибки просто закрывал глаза.
Если допустить, что высадка не получилась, то было время на то, чтобы подготовить достойную версию высадки, но при просмотре данного видео кажется, что все снимали буквально в течение часа. Кроме этого, образцы лунного грунта, которые до этого взял советский луноход, и американские образцы были абсолютно одинаковы. Американские астронавты установили специальные отражатели, которые до сих пор исправно работают. Установить столь сложное оборудование возможно только вручную, поэтому высадка однозначно была. Можно сделать предположение, что астронавты высадились на поверхность планеты и увидели нечто, что сильно поразило не только космонавтом, но и сотрудников НАСА.
Инструкций не существует
Все данные по программе «Апполон-11» становятся известны общественности только благодаря различным утечкам. В начале 1990 –х годов, появились копии записей разговоров НАСА и команды «Апполона-11». Во время выполнения своей миссии на Луне, Армстронг сообщил на землю, что видит космические корабли, общим количеством более 20 штук.
После высадки капитан корабля докладывал, что на грунте отчетливо видны следы гусениц, причем следы были огромными, что позволяло предположить про большой размер транспорта, оставивших их. Вскоре после возвращения в модуль корабля Армстронг истерично сообщал, что они здесь не одни и даже большого того сказал, что американцы не первые люди на Луне. Что имел в виду астронавт? Во-первых, что команда «Аполлона-11» столкнулась с представителями иной расы, а во-вторых они обнаружили на поверхности луны технику Вермахта, которая разбилась при попытке посадки. Там же были обнаружены немецкие астронавты.
Утечки были не только у американцев. Так, в 1970-х годах советский союз отправил на Луну автономный луноход, который должен был автономно работать в течение 1 года. Поразительно то, что аппарат работал целых 5 лет, но после небольшой паузы, когда ученные предположили, что аппарат сломался, он заработал снова и сигналы стали намного четче и «громче». Словно, кто-то заменил его аккумуляторы и немного модернизировал сам аппарат.
Подобная ситуация произошла и с американским оборудованием. Специальные устройства были размещены на поверхности планеты, чтобы посылать сигналы про колебание магнитного поля спутника. Аккумуляторы должны были проработать около 1 года, но они работали целых 10 лет, словно кто-то заряжал аккумуляторы.
Так, может на Луне действительно кто-то или что-то есть?
salik.biz
Лунный модуль — Факты программы «Аполлон»
Лунный модуль (или лунный корабль, или лунный отсек, англ. Lunar Module, LM; раннее название англ. LEM — Lunar Excursion Module) — составная часть корабля «Аполлон», предназначена для доставки двух астронавтов на поверхность Луны с лунной орбиты и их возвращения на лунную орбиту с последующей стыковкой с орбитальным кораблем. Фактически представлял собой отдельный двухместный двухступенчатый корабль.
Во время старта к Луне с помощью ракеты «Сатурн-5» лунный модуль находился внутри адаптера, на пути к Луне производилась перестыковка: орбитальный корабль отделялся от адаптера, стыковался с лунным модулем и извлекал его из адаптера, после чего связка продолжала полет к Луне в состыкованном состоянии. На окололунной орбите модуль с двумя астронавтами (находившимися внутри взлетной ступени) отстыковывался, производил посадку на поверхность с помощью двигателя посадочной ступени. По окончании работы на поверхности астронавты возвращались во взлетную ступень, которая, оставив посадочную ступень на Луне, стартовала на окололунную орбиту. При этом посадочная ступень использовалась в качестве стартового стола. На орбите взлетная ступень стыковалась с орбитальным кораблем, и астронавты возвращались в командный модуль. Перед отлетом к Земле взлетная ступень снова отстыковывалась и в дальнейшем падала на Луну.
| Производитель: | Grumman Aircraft Engineering |
| Высота: | 6,37 м |
| Диаметр: | 4,27 м |
| Ширина по диагональным стойкам шасси: | 9,07 м |
| Полная масса: | до 16,5 тонн (в последних экспедициях «Аполлон-15, -16, -17»; в первых от 14,0 тонн — «Аполлон-12») |
| Масса посадочной ступени: | около 11,7 тонн |
| Масса взлетной ступени: | около 4,5 тонн |
| Двигатели: | |
| Посадочная ступень: | тяга 476 кгс — 4760 кгс, удельный импульс около 300 с |
| Взлетная ступень: | тяга 1590 кгс, удельный импульс ок. 300 с |
| Система управления: | 16 двигателей (в 4 блоках), тяга по 45,5 кгс, удельный импульс около 240 с |
| Топливо: | горючее — аэрозин-50 (смесь 50/50 гидразина и несимметричного диметилгидразина), окислитель — четырехокись азота (N2O4) |
| $\Delta V$: | 4700 м/с |
| Экипаж: | 2 человека |
| Жилой объем: | 6,6 куб. м |
| Атмосфера: | чистый кислород, давление 1/3 атм. |
| Время автономной работы: | до 72 часов (в последних экспедициях) |
[1, 2, 3]
Лунный модуль состоит из двух ступеней: посадочной и взлетной. Жилой является только взлетная ступень, она также содержит все системы управления и большую часть других систем. Посадочная ступень служит для торможения корабля при сходе с окололунной орбиты, для обеспечения его посадки, а также содержит научные приборы и другое оборудование, основная часть которого остается на Луне после отлета экипажа.
Посадочная ступень
Основная статья: посадочная ступень
Посадочная ступень представляет собой негерметичную восьмиугольную раму (высота 3,2 м, диаметр 4,3 м), снабженную складывающимся четырехногим шасси для мягкой посадки на поверхность. В центре посадочной ступени находится двигатель с регулируемой тягой (в диапазоне 10 % — 100 %). В боковых отсеках расположены баки с топливом, посадочный радар, электробатареи, баки с водой, гелием для наддува и кислородом. Там же находятся отсеки с научным оборудованием и приборами (в последних трех экспедициях также лунный ровер в сложенном виде). Ступень окружена тепловым и микрометеорным защитным экраном из многослойного майлара и алюминия.
Взлетная ступень
Основная статья: взлетная ступень
Взлетная ступень состоит из 3 основных отсеков: герметичные отсек экипажа и центральный отсек, а также негерметичный задний отсек оборудования. Высота взлетной ступени 3,4 м, диаметр 4,3 м. На боковой поверхности на выносных фермах находятся 4 блока двигателей реактивной системы управления по 4 двигателя в каждом блоке. Сверху располагаются антенны системы связи (S-диапазон и УКВ). Снаружи ступень покрыта тепловым и микрометеорным экранами. Отсек экипажа представляет собой лежащий на боку цилиндр диаметром 2,35 м и длиной 1,07 м (объем 4,6 м3). Отдельно располагаются баки с топливом и окислителем, с баллоны с газом наддува (гелий), баки с жидким кислородом, емкости с водой и другое оборудование.
Два рабочих места для астронавтов снабжены пультами управления и приборными досками. Кресел нет, вместо них имеется система привязи астронавтов. Перед каждым астронавтом располагается треугольное окно переднего обзора. В крыше имеется прямоугольное окно для наблюдения за процессом стыковки и телескопом для ориентирования по звездам. В передней стенке отсека экипажа имеется квадратный люк, открывающийся внутрь, размером 0,81 м х 0,81 м. В нижней части ступени расположен взлетный ЖРД. В верхней части располагается туннельное кольцо, которое соединяется со стыковочным кольцом командного отсека. Ступень окружена тепловым и микрометеорным защитным экраном из многослойного майлара, покрытого снаружи одним тонким слоем алюминия. [3]
Взлетная ступень прикреплена в четырех точках к посадочной ступени с помощью пирозамков, разрывающихся при разделении ступеней. Имеется также канал, через которые проходят электрические и другие коммуникации, связывающие ступени.
Схема
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 для двигателей системы ориентации.
9 Бак горючего 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 основного двигателя посадочной ступени (2 шт.).
16 Двигатель посадочной ступени с регулируемой тягой.
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.
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.
[4]
Необходимость в отдельном корабле для посадки на Луну возникла после того, как было принято решение об однопусковой схеме полета со встречей на лунной орбите. Первоначальное название лунного модуля (англ. Lunar Module, LM) было «лунный экскурсионный модуль», (англ. Lunar Excursion Module, LEM), нынешнее название появилось позже. Тем не менее, аббревиатура «LEM» до сих пор встречается в литературе.
Лунный модуль был разработан и сконструирован фирмой «Грумман» (Grumman Aircraft Engineering), которая получила контракт на разработку в сентябре 1962 года. Субподрядчиками выступили Bell Aerosystems (двигатель взлетной ступени), Hamilton Standard (системы жизнеобеспечения и контроля внутренней), Marquardt (двигатели системы управления) и «Рокетдайн» (Rocketdyne) (двигатель посадочной ступени). Параллельно в 1963 году двигатель посадочной ступени был заказан у Space Technology Laboratories, в 1965 году контракт с «Рокетдайном» был расторгнут. Система управления, навигации и контроля разрабатывалась Инструментальной лабораторией Мичиганского технического университета, компьютер был изготовлен фирмой Raytheon. Резервная навигационная система разрабатывалась в TRW.
В первоначальных проектах конструкции присутствовали большие окна и сиденья для астронавтов. Современный вид модуль приобрел в начале 1963 года, когда были определены конструкции взлетного и посадочного двигателя. Впоследствии для уменьшения массы и повышения безопасности конструкция несколько раз пересматривалась. Сиденья были удалены, окна были уменьшены, конструкция облегчена. Первоначально предполагалось, что источником электропитания будут топливные элементы разработки Pratt and Whitney, однако в начале 1965 года они были заменены батареями. Также первоначальные варианты шасси предполагали три ноги; впоследствии их число увеличили до пяти (чтобы повысить устойчивость в случае повреждения одной из ног), однако ради уменьшения веса число ног в окончательном варианте свелось к четырем.
Чтобы обучиться летать и совершать посадку на лунном модуле, астронавты упражнялись на специально построенных для этого аппаратах вертикального взлета и посадки, система управления которых была подобна системе управления модуля. В исследовательском центре Лэнгли был сооружен портальный кран высотой около 60 метров и длиной около 120 метров. Испытательный аппарат подвешивался под этим краном и мог управляться посредством движения крана.
После беспилотных и пилотируемых испытаний (см. следующий раздел) лунный модуль совершил первую посадку на Луну в полете «Аполлона-11», астронавты выполнили один краткосрочный выход на поверхность. «Аполлон-12» и «Аполлон-14» совершили точную посадку с помощью усовершенствованных компьютеров и улучшенной техники управления. В апреле 1970 года лунный модуль сыграл роль «спасательной шлюпки» для астронавтов «Аполлона-13», когда на пути к Луне произошел взрыв кислородного бачка в служебном модуле. Астронавты воспользовались системой жизнеобеспечения и энергетическими ресурсами лунного модуля, а также корректировали траекторию с помощью двигателя посадочной ступени. В экспедициях «Аполлона-15, -16, -17» лунный модуль был значительно доработан, чтобы обеспечить работу астронавтов на поверхности Луны в течение трех суток с тремя выходами на поверхность. Сопло посадочного двигателя было снабжено 254-миллиметровым насадком для увеличения удельного импульса, возрос объем баков посадочной ступени, время маневрирования также возросло за счет изменения схемы посадки. Научного оборудования стало больше. Был добавлен электрический автомобиль («ровер»), который находился в сложенном состоянии в грузовом отсеке посадочной ступени; после посадки астронавты извлекали его и раскладывали. [1]
«Аполлон-5»
Основная статья: «Аполлон-5»
Первым беспилотным испытанием лунного модуля был полет «Аполлон-5» 22 января 1968 года.
«Аполлон-9»
Основная статья: «Аполлон-9»
Первым пилотируемым испытанием лунного модуля был полет «Аполлон-9» 3 марта 1969 года. Корабль «Аполлон-9», включавший в себя орбитальный корабль и лунный модуль, был запущен на околоземную орбиту ракетой «Сатурн-5». Программа полета предусматривала испытания всех систем лунного модуля на околоземной орбите, маневрирование и перестроение орбитального корабля и лунного модуля, отработку навигации и управления при встрече и стыковке лунного модуля с орбитальным кораблем.
После старта на втором витке было произведено перестроение кораблей: орбитальный корабль отделился от адаптера и пристыковался к лунному модулю, а затем извлек его из адаптера. 4 марта с помощью колебаний (специально возбуждаемых двигателем орбитального корабля) была проверена прочность стыковочного узла. Было выпущено посадочное шасси лунного модуля. Затем примерно на 6 минут был включен двигатель посадочной ступени, в результате чего лунный модуль получил приращение скорости около 0,5 км/с. Переход астронавта из лунного модуля в орбитальный корабль через открытый космос (для проверки возможности аварийного возвращения в орбитальный корабль после взлета с Луны, если не удастся состыковать лунный корабль и основной блок или если после стыковки не удастся открыть внутренний люк в туннеле перехода) был заменен на выход в открытый космос через люк лунного модуля.
7 марта было осуществлено отделение лунного модуля от орбитального корабля, модуль с двумя астронавтами осуществил самостоятельный полет, была сброшена посадочная ступень, а взлетная ступень, управляемая астронавтами, осуществила встречу и стыковку с орбитальным кораблем. Лунный модуль находился в самостоятельном полете около 6,5 часов. В ходе эксперимента несколько раз включались двигатели посадочной и взлетной ступени. После стыковки взлетная ступень была отделена от орбитального корабля. Орбитальный корабль был отведен примерно на 1 километр, после чего по команде с Земли был включен двигатель взлетной ступени примерно на 6 минут до полного израсходования топлива для имитации взлета с Луны; приращение скорости взлетной ступени составило около 2,3 км/с.
По программе командный модуль должен был произвести посадку в Атлантическом океане на 370 км юго-западнее Бермудских островов, но вследствие неблагоприятной погоды место посадки было перенесено на несколько сот километров.
Полет «Аполлона-9» длился около 10 дней. [3]
«Аполлон-10»
Основная статья: «Аполлон-10»
Первым полетом к Луне и лунного модуля был полет «Аполлона-10» 18 мая 1969 года; это было последнее испытание модуля перед посадкой. Корабль «Аполлон», включавший в себя орбитальный корабль и лунный модуль, был запущен на околоземную орбиту ракетой «Сатурн-5». Программа полета предусматривала испытания всех этапов экспедиции с высадкой на Луну, за исключением этапа торможения и посадки на Луну и взлета с Луны. Программа испытаний модуля включала в себя проведение всех маневров на орбите спутника Луны с проведением всех маневров, необходимых для посадки на Луну и снижения до высоты 15 км над поверхностью Луны, проверку управления лунным кораблем основной и аварийной системами навигации и управления; испытания радиолокатора встречи на орбите на дальности около 600 км; испытания посадочного радиолокатора в течение 800 сек, модуль дважды проходил над будущим местом посадки «Аполлона-11»; осмотр и фотографирование места будущей посадки «Аполлона-11», изучение ориентиров на подходе к месту посадки.
Через 3 дня после старта на ракете «Сатурн-5» орбитальный корабль с пристыкованным лунным модулем вышли (с помощью двигателя орбитального корабля) на окололунную орбиту с параметрами примерно 310 км х 110 км. После двух витков орбита была скруглена, итоговая высота составила около 110 км. 22 мая лунный модуль отстыковался от орбитального корабля и начал самостоятельное маневрирование. Астронавты включили двигатель посадочной ступени и перевели модуль на эллиптическую траекторию снижения 113 км х 14 км. Вблизи периселения были проведены испытания посадочного радиолокатора, а также наблюдения места будущей посадки «Аполлона-11». Из-за гравитационных аномалий поля Луны лунный модуль не прошел точно над местом посадки, как планировалось, а отклонился к югу на несколько километров.
После прохождения периселения двигатель посадочной ступени перевел модуль на фазирующую орбиту 360 км х 22 км. Когда модуль вторично проходил над местом посадки «Аполлона-11», то он оказался позади орбитального корабля в положении, соответствующем имитации взлета с поверхности Луны после посадки. На высоте 22 км над местом посадки «Аполлона-11» была сброшена посадочная ступень, а взлетная ступень была уведена на безопасное расстояние. Внезапно ступень начало бросать в разные стороны, поворачивать по крену и тангажу. Командир лунного модуля Стаффорд выключил автопилот и с помощью ручного управления стабилизировал взлетную ступень. Наиболее вероятной причиной произошедшего было ошибочное положение тумблера управления.
После стабилизации взлетной ступени начались операции по сближению и встрече с орбитальным кораблем. После нескольких маневров взлетная ступень перешла на концентрическую орбиту с постоянной разностью высот 28 км ниже орбиты корабля. Затем было произведено сближение кораблей. Через 8 часов после начала самостоятельных маневров взлетная ступень состыковалась с орбитальным кораблем. После возвращения астронавтов из взлетной ступени в командный модуль взлетная ступень была отстыкована от корабля. По команде с Земли был включен двигатель взлетной ступени до полного израсходования топлива, чтобы перевести ее на гелиоцентрическую орбиту. Еще через сутки орбитальный корабль стартовал к Земле. Посадка произошла 26 мая в Тихом океане вблизи авианосца «Принстон».
В полете успешно прошли испытания всех систем лунного модуля — двигательных установок, посадочной и взлетной ступеней, основной и аварийной системы навигации и управления и радиооборудования, астронавты приобрели опыт навигации и управления модулем на лунной орбите.
Полет «Аполлона-10» длился около 8 дней. [3]
| Номер | Название | Использование | Дата пуска | Текущее местонахождение |
| LM-1 | «Аполлон-5» | 22 января 1968 года | сгорел в атмосфере | |
| LM-2 | не летал | экспонируется в Национальном музее авиации и космонавтики, Вашингтон | ||
| LM-3 | Spider («Паук») | «Аполлон-9» | 3 марта 1969 года | сгорел в атмосфере |
| LM-4 | Snoopy («Любопытный») | «Аполлон-10» | 18 мая 1969 года | посадочная ступень упала на Луну, взлетная, после неудачной попытки перевести на гелиоцентрическую орбиту, оставлена на окололунной орбите и упала на Луну |
| LM-5 | Eagle («Орел») | «Аполлон-11» | 16 июля 1969 года | посадочная ступень на Луне, взлетная оставлена на окололунной орбите и упала на Луну |
| LM-6 | Intrepid («Неустрашимый») | «Аполлон-12» | 14 ноября 1969 года | посадочная ступень на Луне, взлетная упала на Луну по команде в определенном месте |
| LM-7 | Aquarius («Водолей») | «Аполлон-13» | 11 апреля 1970 года | сгорел в атмосфере |
| LM-8 | Antares («Антарес») | «Аполлон-14» | 31 января 1971 года | посадочная ступень на Луне, взлетная упала на Луну по команде в определенном месте |
| LM-9 | не летал | экспонируется в Космическом центре им. Кеннеди, мыс Канаверал | ||
| LM-10 | Falcon («Сокол») | «Аполлон-15» | 26 июля 1971 года | посадочная ступень на Луне, взлетная упала на Луну по команде в определенном месте |
| LM-11 | Orion («Орион») | «Аполлон-16» | 16 апреля 1972 года | посадочная ступень на Луне, взлетная оставлена на окололунной орбите и упала на Луну |
| LM-12 | Challenger («Вызывающий») | «Аполлон-17» | 7 декабря 1972 года | посадочная ступень на Луне, взлетная упала на Луну по команде в определенном месте |
| LM-13 | не летал (экспедиция отменена) | не достроен; восстановлен и экспонируется в музее «Колыбель авиации», Нью-Йорк | ||
| LM-14 | не летал (экспедиция отменена) | не достроен; возможно, детали включены в экземпляр модуля, экспонируемого в музее им. Франклина, Филадельфия | ||
| LM-15 | не летал (экспедиция отменена) | уничтожен |
Ссылки
5. «Мировая пилотируемая космонавтика. История. Техника. Люди», под ред. Батурина Ю. М., РТСофт, 2005
apollofacts.wikidot.com
Программа Аполлон — это… Что такое Программа Аполлон?
Программа Аполлон — программа пилотируемых космических полетов НАСА, принятая в 1961 с целью осуществления первой пилотируемой высадки на Луну и завершённая в 1975. Президент Джон Ф. Кеннеди поставил эту задачу в 1961, и она была решена 20 июля 1969 Нейлом Армстронгом и Баззом Олдрином в ходе миссии Аполлон-11. В ходе пяти других проектов по программе Аполлон были также совершены успешные высадки астронавтов на Луну, последняя в 1972. Эти шесть полётов по программе Аполлон единственные, за всю историю человечества, когда люди приземлялись на другом астрономическом объекте. Программа Аполлон и высадка на Луну часто упоминаются, как величайшие достижения в истории человечества.[1][2]
Программа Аполлон была третьей программой пилотируемых космических полётов, принятой НАСА, космическим агенством США. В этой программе использовались космический корабль Аполлон и серия ракет-носителей Сатурн (РН), которые были позднее использованы 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 было две крупных аварии. Первая, пожар, произошедший во время наземных испытаний на стартовом комплексе (после пожара сгоревший корабль получил название Аполлон-1), в результате которого погибли 3 астронавта В. Гриссом, Э. Уайт и Р. Чаффи. Вторая произошла во время полёта корабля Аполлон-13, в результате взрыва кислородного баллона и выхода из строя двух из трёх имеющихся батарей топливных элементов. Высадка на Луну была сорвана, а астронавтам чудом удалось спастись.
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.
Предыстория
Программа Аполлон задумана в начале 1960 года, при администрации Эйзенхауэра, как продолжение американской космической программы Меркурий. Космический корабль Меркурий мог вывести лишь одного астронавта на низкую орбиту земли, новый корабль Аполлон был предназначен, чтобы вывести трёх астронавтов на траекторию к Луне и, возможно, даже приземлиться на Луне. Программа была названа в честь греческого бога света и стрельбы из лука менеджером НАСА Аврамом Силверстайном. Несмотря на то, что финансирование было значительно ниже необходимого по причине негативного отношения Эйзенхауэра к пилотируемой космонавтике[3], НАСА продолжало разработку программы. В ноябре 1960 года Джон Ф. Кеннеди был избран президентом, после кампании, в которой он пообещал американцам превосходство над Советским Союзом в области исследования космоса и ракетостроения.
12 апреля 1961 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.
Космический корабль
Корабль Аполлон состоял из двух основных частей, командный и служебный отсеки, в которых команда проводила большую часть полета, и лунный модуль, для посадки и взлёта с Луны двух астронавтов.
Командный и служебный отсеки
Командный и служебный отсеки Аполлона на лунной орбите.
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 которой 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.
Лунный модуль
Лунный модуль Аполлона на поверхности Луны.
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.
Ракеты-носители
Когда команда инженеров во главе с Вернером фон Брауном начала разрабатывать программу Аполлон, было ещё не ясно, какая схема полета будет выбрана, и соответственно неизвестна масса полезного груза, который ракета-носитель должна будет вывести на траекторию к Луне. Полет к Луне, в котором один корабль садился на Луну, взлетал и возвращался на Землю требовала от ракеты-носителя значительно большей полезной нагрузки, чем уже осуществлённые экспедиции. Исходя из такой задачи, инженеры первоначально планировали создание ракеты-носителя Nova rocket. Но НАСА для полета на Луну выбрало такое решение, при котором основной корабль остаётся на Лунной орбите, а прилуняется и взлетает с Луны лунный модуль. После этого инженеры переориентировались на создание ракет-носителей Сатурн IB и Сатурн V. Несмотря на то, что Сатурн V имел значительно меньшую мощность, чем Nova (Сатурн V выводил на траекторию к Луне 47 тонн полезной нагрузки, а по проекту Nova, ракета выводила бы на траекторию к Луне 68 тонн) Сатурн V остаётся наиболее мощной из созданных на данный момент человечеством.
Сатурн V
Схема Сатурна V
Ракета-носитель Сатурн V состояла из трех ступеней. На первой ступени, двигателей F-1, общей тягой 33,400 кН. Первая ступень работала 2.5 минуты и разгоняла космический аппарат до скорости 2.68 км/сек.[4] Вторая ступень, J-2, общая тяга которых составляла 5,115 кН. Вторая ступень работала приблизительно 6 минут, разгоняя космический аппарат до скорости 6.84 км/сек и выводя его на высоту 185 км [5] На третьей ступени, кН. Третья ступень включалась дважды, после отделения второй ступени она работала 2.5 минуты и выводила корабль на орбиту Земли. После выхода на орбиту третья ступень включалась еще раз и за 6 минут выводила корабль на траекторию к Луне.[6] Третья ступень выводилась на траекторию столкновения с Луной, с полета Аполлон-13, для исследования геологии Луны, при столкновении с Луной ступени за счет кинетической энергии ее движения происходил взрыв, влияние которого на Луну регистрировалось аппаратурой, оставленной предыдущими экипажами.
Ракета-носитель Сатурн V могла вывести на низкую околоземную орбиту 145 т и на траекторию к Луне 47 тонн полезного груза. Всего было 13 запусков ракеты.
Сатурн IB
Сатурн IB — двухступенчатая ракета-носитель, модернизированная версия ракеты-носителя Сатурн I. На первой ступени, SI-B, было установлено 8 кислородно-керосиновых двигателей Н-1, общая тяга которых составляла 6,700 кН. Ступень работала 2,5 минуты и выключалась на высоте 68 километров. Вторая ступень Сатурна IB,
Сатурн IB выводила на низкую земную орбиту 15,3 тонн. Она использовалась в испытательных запусках по программе Аполлон и в программах Скайлэб и «Союз» — «Аполлон».
Космические полеты по программе Аполлон
Беспилотные запуски
Пилотируемые полеты
Аполлон-7, запущенный 11 октября 1968, был первой пилотируемым космическим кораблем по программе Аполлон. Это был одиннадцатидневный полет на орбите Земли, целью которого были комплексные испытания командного модуля на геоцентрической орбите, а также испытания командно-измерительного комплекса.
Первоначально следующим пилотируемым полетом по программе Аполлон должна была быть максимально возможная на земной орбите имитация режимов работы и условий полёта, а следующий полет должен был провести аналогичные испытания на лунной орбите, совершив первый пилотируемый облет Луны. Но одновременно в СССР проходили испытания (Зонд (космический аппарат)) двухместного пилотируемого космического корабля 7К-Л1, который предполагалось использовать для пилотирумого облета Луны. Угроза того, что СССР обгонит США в пилотируемом облете Луны заставила менеджеров проекта переставить полеты, несмотря на то, что лунный модуль еще 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 облет Луны.
3 марта 1969 года был запущен Аполлон-9, в ходе этого полета была произведена имитация полета на Луну на земной орбите.
18 мая 1969 года был запущен Аполлон-10, в ходе полета была проведена «генеральная репетиция» высадки на Луну. Программа полёта корабля предусматривала проведение всех операций, которые предстояло осуществить при высадке людей на Луну, за исключением завершающего этапа посадки на Луну, пребывания на Луне и старта с Луны. Некоторые специалисты НАСА после успешных полётов кораблей «Аполлон-8» и «Аполлон-9» рекомендовали использовать корабль «Аполлон-10» для первой высадки людей на Луну. Руководство НАСА сочло необходимым предварительно провести ещё один испытательный полёт.
Видеокамера, смонтированная на Аполлон-11, запечатлела первые шаги Нейла Армстронга по Луне.16 июля 1969 года был запушен Аполлон-11. 20 июля в 20 часов 17 минут 42 секунды по Гринвичу лунный модуль прилунился в Море Спокойствия. Нейл 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. Спустившись на поверхность Луны он произнёс:
| Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества Нейл Армстронг |
В ходе экспедиции собрано 21.7 кг лунных пород. Астронавты вернулись на Землю 24 июля.
14 ноября 1969 года был запущен Аполлон-12, и 19 ноября была осуществлена вторая высадка на Луну. Лунный модуль прилунился примерно в двухстах метрах от космического аппарата Сервейер-3, в ходе пребывания на Луне астронавты сфотографировали место посадки, и демонтировали некоторые детали космического аппарата, которые затем привезли на Землю. В ходе экспедиции собрано 34.4 кг лунных пород. Астронавты вернулись на землю 24 ноября.
11 апреля 1970 года был запущен Аполлон-13. 14 апреля на расстоянии 330000 километров от Земли произошел взрыв кислородного баллона и выход из строя двух из трёх имеющихся батарей топливных элементов, которые обеспечивали электроснабжение отсека экипажа командного модуля. Вследствии этого астронавты не могли использовать маршевый двигатель и системы жизнеобеспечения служебного модуля. В распоряжении астронавтов остался лишь неповрежденный лунный модуль. Используя двигатель лунного модуля траекторию удалось скоректировать, так, чтобы после облета Луны корабль вернулся на Землю, благодаря чему астронавтам удалось спастись. Астронавты вернулись на землю 17 апреля.
31 января 1971 года был запущен Аполлон-14. 5 февраля 1971 лунный модуль совершил посадку. Астронавты вернулись на Землю 9 февраля 1971. В ходе полета была проведена значительно большая научная программа, чем в экспедициях Аполлон-11 и Аполлон-12. Собрано 42.9 кг лунных пород.
Миссия Аполлон-15. Лунный автомобиль.
26 июля 1971 года был запущен Аполлон-15. 30 июля Лунный модуль совершил посадку. В ходе этой экспедиции впервые использовался лунный автомобиль, который также применялся в полетах Аполлон-16 и Аполлон-17. Собрано 76.8 кг лунных пород. Астронавты вернулись на Землю 7 августа 1972.
16 апреля 1972 года был запущен Аполлон-16. 21 апреля лунный модуль совершил посадку. Собрано 94.7 кг лунных пород. Астронавты вернулись на Землю 27 апреля 1972.
7 декабря 1972 года был запущен Аполлон-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.
Стоимость программы
В марте 1966, НАСА заявило конгрессу, что стоимость тринадцатилетней программы Аполлон, в ходе которой будет выполнено шесть высадок на Луну между июлем 1969 и декабрем 1972, будет составлять приблизительно 22.718 миллиардов долларов.
Согласно Стиву Гарберу, куратору сайта о истории НАСА, заключительная стоимость программы Аполлон была от 20 до 25.4 миллиардов долларов США 1969 года, или приблизительно 135 миллиардов в долларах 2005 года.
Отмененные миссии
Первоночально планировалось выполнить еще 3 лунных экспедиции Аполлон-18,-19 и -20, однако в НАСА приняли решение о сокращении бюджета, чтобы перенаправить средства на развитие Спейс Шаттла. Оставшиеся неиспользованные ракеты-носители Сатурн V и космичесие корабли Аполлон было решено использовать для программ Скайлэб и Союз-Аполлон. Из трех неиспользованных Сатурнов V, только один использовался для запуска станции Скайлэб, оставшиеся два стали экспонатами музеев.
См. также
Примечания
Ссылки
Космические корабли США, запущенные по программе Аполлон
Wikimedia Foundation. 2010.
dic.academic.ru
Орбитальный корабль «Аполлон» — Факты программы «Аполлон»
Орбитальный корабль (англ. Apollo CSM, — Apollo Command and Service Module) — составная часть корабля «Аполлон», в которой астронавты находятся до высадки на поверхность Луны в лунном модуле (во время высадки один из астронавтов остается в орбитальном корабле) и во время возвращения Земле вплоть до мягкой посадки. Корабль использовался также для доставки экипажей к орбитальной станции «Скайлэб» и по программе ЭПАС «Союз-Аполлон».
Орбитальный корабль был трехместным и состоял из двух отсеков: командного и служебного модулей, которые находились в состыкованном состоянии в течение почти всего полета и разделялись только перед входом в атмосферу при возвращении. Обитаемый командный модуль был местом пребывания экипажа, необитаемый служебный содержал большинство систем, необходимых для обеспечения полета, включая маршевую двигательную установку, топливные баки, запасы воды и кислорода и т. п.
Во время старта к Луне с помощью ракеты «Сатурн-5» орбитальный корабль был пристыкован к верхней части адаптера (сопло служебного модуля при этом находилось внутри адаптера), поверх командного модуля располагалась система аварийного спасения, которая отстреливалась на этапе работы второй ступени. На пути к Луне производилась перестыковка: орбитальный корабль отделялся от адаптера, стыковался с лунным модулем и извлекал его из адаптера, после чего связка продолжала полет к Луне в состыкованном состоянии. Во время полета производились коррекции траектории с помощью двигателей системы реактивного управления орбитального корабля. Вблизи Луны связка выходила на низкую окололунную орбиту с помощью маршевой двигательной установки корабля. На орбите лунный модуль с двумя астронавтами отстыковывался и производил посадку на поверхность, орбитальный корабль с одним астронавтом оставался на окололунной орбите, ожидая возвращения астронавтов с поверхности. По окончании работы на поверхности астронавты возвращались на окололунную орбиту, где взлетная ступень лунного модуля стыковалась с орбитальным кораблем, и астронавты возвращались в командный модуль. Взлетная ступень отстыковывалась, и орбитальный корабль с тремя астронавтами стартовал к Земле с помощью маршевой двигательной установки. По пути совершались коррекции траектории. Незадолго до входа в атмосферу командный модуль с астронавтами отделялся от служебного. Служебный модуль сгорал в атмосфере, командный модуль совершал планирующий спуск с использованием аэродинамического качества. В нижних слоях атмосферы вводилась в действие парашютная система командного модуля, и модуль совершал мягкую посадку на воду.
| Производитель: | North American Rockwell |
| Высота: | 11,0 м |
| Диаметр: | 3,9 м |
| Полная масса: | около 30,4 тонн |
| Масса командного модуля: | около 5,9 т |
| Масса служебного модуля: | ок. 24,5 т |
| Двигатели: | |
| Система управления командного модуля: | 12 двигателей тягой по 41,7 кгс |
| Маршевая установка служебного модуля: | 1 двигатель тягой 9,3 тс, удельный импульс около 314 с. |
| Система управления: | 16 двигателей (в 4 блоках), тяга по 45,5 кгс, удельный импульс ок. 240 с |
| Топливо: | горючее — аэрозин-50 (смесь 50/50 гидразина и несимметричного диметилгидразина), окислитель — четырехокись азота (N2O4) |
| $\Delta V$: | 2800 м/с |
| Экипаж: | 3 человека |
| Жилой объем: | 6,17 куб. м |
| Атмосфера: | чистый кислород, давление 1/3 атм. |
| Срок автономного функционирования: | 14 суток |
[1, 2, 3]
Орбитальный корабль состоит из командного и служебного модулей. В командном модуле находится экипаж из трех астронавтов во время полета к Луне и обратно, в нем же остается один астронавт в то время, когда два других астронавта осуществляют высадку на поверхность Луны в лунном модуле. Командный модуль окружен теплозащитой, способной выдержать вход в атмосферу на 2-й космической скорости. Служебный модуль содержит большинство систем, обеспечивающих функционирование корабля, включая маршевую двигательную установку и двигатели системы управления, топливные баки, электросистему, запасы кислорода для дыхания и т. п. Астронавты не имеют доступа внутрь служебного модуля.
Командный модуль
Основная статья: Командный модуль
Командный модуль, изготовленный американской фирмой North American Rockwell, является местом, где пребывают астронавты во время полета и откуда они управляют кораблем. Все члены экипажа в течение полета находятся в командном отсеке, за исключением этапа высадки на Луну. Командный отсек — единственная часть системы «Сатурн-5 — Аполлон», в которой экипаж возвращается на Землю после полета на Луну.
Модуль имеет форму конуса со сферическим основанием, диаметр основания 3920 мм, высота конуса 3430 мм, угол при вершине 60°, номинальный вес около 5500 кг. Модуль имеет герметическую кабину с системой жизнеобеспечения экипажа, систему управления и навигации, систему радиосвязи, систему аварийного спасения и теплозащитный экран.
Конструктивно модуль выполнен в виде двух оболочек. Внутренняя оболочка из алюминиевых сотовых профилированных панелей толщиной 20 — 38 мм, сварной конструкции. Герметическая кабина экипажа имеет свободный объем 6,17 м3; внешняя оболочка состоит из профилированных сотовых панелей толщиной 15 — 63 мм, сваренных из листовой нержавеющей стали толщиной 0,2 — 1 мм. Внешняя оболочка, образующая тепловой барьер, защищающий гермокабину экипажа, состоит из трех частей: переднего экрана, экрана гермокабины и заднего экрана, крепящихся к гермокабине двутавровыми силовыми элементами из стекловолокна, изолирующими гермокабину от теплопроводности и температурных напряжений. Дополнительная теплоизоляция обеспечивается слоем стекловолокна между оболочками.
Абляционное теплозащитное покрытие внешней оболочки модуля сотовой конструкции из фенольного нейлона с заполнителем из эпоксидной смолы с кварцевыми волокнами и микропузырьками. Абляционное покрытие переменной толщины от 8 до 44 мм приклепывается к внешней оболочке фенольным клеем.
Оборудование командного отсека. В передней негерметизируемой части командного отсека размещены стыковочный механизм и парашютная система посадки, в средней части 3 кресла астронавтов, пульт управления полетом и системой жизнеобеспечения и радиооборудование; в пространстве между задним экраном и гермокабиной размещено оборудование реактивной системы управления (РСУ).
Стыковочный механизм и деталь лунного модуля с внутренней нарезкой совместно обеспечивают жесткую стыковку командного модуля с лунным модулем и образуют туннель для перехода экипажа из командного модуля в лунный и обратно. Стыковочный механизм состоит из стыковочного кольца с герметизирующим уплотнением и 12 автоматическими замками, узла штыря на командном отсеке и стыковочного приемного конуса на лунном модуле. Жесткое соединение после стыковки обеспечивается, когда штырь войдет в приемный конус, и кольцо туннеля лунного корабля встанет на автоматические замки. Закрытие замков обеспечивает герметичность соединения. Если один из замков не закрылся автоматически, экипаж закрывает его вручную. Давление по обе стороны приемного конуса выравнивается через клапан, снимается штырь и приемный конус, открывается люк лунного корабля и образуется туннель между командным и лунным модулями.
Система жизнеобеспечения экипажа разработана и изготовлена американской фирмой Airsearch. Система обеспечивает поддержание в кабине корабля температуры в пределах 21—27 °С, влажности от 40 % до 70 % и давления 0,35 кг/см2. При подготовке к старту и при старте атмосфера в кабине состоит из 60 % кислорода и 40 % азота, в полете эта смесь стравливается и заменяется чистым кислородом.
Система рассчитана на 4-суточное увеличение продолжительности полета сверх расчетного времени, потребного для экспедиции на Луну, и поэтому предусматривается возможность регулировки и ремонта силами экипажа, одетого в скафандры. Имеется аварийная кислородная система, которая включается автоматически и обеспечивает подачу кислорода при падении давления в кабине, например при пробое кабины метеоритом. Поглотители СО2 помещаются в нескольких кассетах, рассчитанных на работу в течение 24 ч каждая. Экспедиция на Луну требует 20 кассет. Кассеты содержат гидроокись лития и слой активированного древесного угля. После очистки кислород проходит через теплообменники скафандров, влага удаляется конденсированием. Система охлаждения имеет 2 изолированных и полностью дублирующих друг друга гликолевых контура с испарителями. Гликоль охлаждается в теплообменниках и дополнительное охлаждение происходит в испарителе.
Система управления состоит из 12 небольших двигателей тягой около 43 кгс каждый, использующих несимметричный диметилгидразин в качестве горючего и четырехокись азота N2O4 в качестве окислителя. Двигатели обеспечивают ориентацию модуля. При входе в атмосферу модуль ориентируется тепловым щитом (основанием конуса) к набегающему потоку, используя также подъемную силу. Направление подъемной силы изменяется (путем поворота модуля по крену) с тем, чтобы на начальном этапе торможения уменьшить перегрузки, на конечном — достичь заданной точки посадки. Величина перегрузок при управляемом спуске не превышает 6 g.
Парашютная система состоит из трех основных парашютов, а также тормозных и вытяжных парашютов. Безопасный спуск возможен и на меньшем числе парашютов (например, в при спуске «Аполлона-15» купол одного из парашютов схлопнулся, однако это не повлекло никаких последствий). Модуль подвешен под парашютной системой так, чтобы войти в воду под углом, при котором ударные перегрузки минимальны. Удар смягчается также демпфирующими конструкциями внутри самого модуля.
В процессе квалификационных испытаний система жизнеобеспечения прошла проверку, имитирующую 14-суточный полет корабля с экипажем из трех человек. [2]
Служебный модуль
Основная статья: Служебный модуль
Служебный модуль (производство американской фирмы North American Rockwell) имеет форму цилиндра длиной и диаметром около 3,9 м. С учетом длины сопла маршевого ЖРД, которое выходит наружу из корпуса, общая длина модуля около 7,9 м. От момента старта до входа в атмосферу модуль жестко соединен с командным модулем. Перед входом в атмосферу командный модуль отделяется от служебного. Модуль обеспечивает все маневры корабля на траектории полета к Луне, коррекцию траектории, выход на орбиту искусственного спутника Луны, переход с лунной орбиты на траекторию полета к Земле и коррекцию траектории возвращения.
Общий вес служебного модуля около 24,5 т, в том числе 18,4 т топлива (данные для последних экспедиций к Луне, «Аполлон-15, -16, -17»; в предыдущих экспедициях масса топлива и полная масса модуля приблизительно на одну тонну меньше, в полетах на околоземную орбиту летел недозаправленным). Внутреннее пространство модуля разделено на 6 пронумерованных секторов и центральную часть. В центральной части размещена маршевая двигательная установка с ЖРД фирмы Aerojet General (США) и баллоны с газом наддува (гелием). В секторах 2 и 3 находились баки окислителя, в секторах 4 и 5 — баки горючего. В секторе 3 находилась большая часть электрического оборудования модуля: баллоны с кислородом и водородом для энергетической установки на топливных элементах. Кислород использовался также в системе жизнеобеспечения командного модуля, некоторая часть воды, являвшаяся побочным продуктом работы топливных элементах, использовалась для питья. В экспедиции «Аполлона-13» один из двух кислородных баллонов в этом отсеке взорвался, что привело к отмене высадки на Луну и аварийному возвращению на землю. Сектор 1 обычно содержал балласт для нужного положения центра масс модуля, в экспедициях «Аполлона-15, -16 и -17» в этом секторе размещался комплект научных приборов SIM для исследований на окололунной орбите, в том числе панорамная и картирующая камеры, гамма-спектрометр, лазерный альтиметр, масс-спектрометр и небольшой спутник Луны, который отстреливался от корабля.
На внешней поверхности модуля расположены ЖРД системы реактивного управления фирмы Marquardt (США).
Корпус модуля имеет слоистую конструкцию: соты из алюминиевого сплава между двумя листами алюминия. Корпус подкреплен двумя шпангоутами, связанными шестью стенками из алюминиевого сплава со специальной обработкой, которые воспринимают все основные нагрузки служебного отсека. В стенки корпуса вмонтированы трубки радиатора системы терморегулирования, по которым для отвода тепла циркулирует водяной раствор гликоля.
Регулирование температуры внешней поверхности корпуса служебного отсека обеспечивается соответствующей окраской: часть поверхности окрашена составом с высоким коэффициентом отражения, часть — составом с высоким коэффициентом поглощения. Донная часть корпуса покрыта теплозащитным экраном, предохраняющим оборудование отсека от нагрева выхлопными газами при работе маршевого двигателя.
Маршевый двигатель использует в качестве горючего аэрозин-50 (смесь из 50 % гидразина и 50 % несимметричного диметилгидразина), в качество окислителя — четырехокись азота N2O4. Система подачи топлива — вытеснительная. Тяга двигателя около 9,3 тс, удельный импульс — около 314 с. Двигатель снабжен кардановым подвесом, позволяющим управлять вектором тяги, и может запускаться до 50 раз. С помощью двигателя осуществляется торможение связки орбитального корабля и лунного модуля при выходе на окололунную орбиту, изменение окололунной орбиты, старт с окололунной орбиты к Земле. С его помощью также производятся промежуточные коррекции орбиты на трассе Земля — Луна и Луна — Земля (в полетах перед экспедицией «Аполлона-13» промежуточные коррекции можно было проводить меньшими по тяге двигателями системы управления).
Двигатели системы управления расположены в четырех блоках по четыре двигателя в каждом, с их помощью производятся небольшие коррекции и маневры по ориентации орбитального корабля (и лунного модуля, когда он пристыкован к орбитальному кораблю). Двигатели аналогичны тем, что установлены на лунном модуле. [1, 2]
Орбитальный корабль имел две модификации: «Блок I» и «Блок II». «Блок I» представлял собой ранний испытательный вариант корабля, «Блок II» предназначался для полетов к Луне. Первые пилотируемые полеты предполагалось осуществить на модификации «Блок I», но после катастрофы «Аполлона-1» он участвовал только в беспилотных испытаниях (также с элементами модификации «Блок II»).
| Номер | Название | Использование | Дата пуска | Текущее местонахождение |
| «БЛОК I» | ||||
| CSM-001 | испытательный экземпляр, проверки совместимости систем | |||
| CSM-002 | испытание системы автоматического спасения A-004 | 20 января 1966 года | командный модуль экспонируется в музее «Колыбель авиации», Нью-Йорк | |
| CSM-004 | Статические и термические структурные наземные испытания | уничтожен | ||
| CSM-006 | уничтожен | |||
| CSM-007 | испытательный экземпляр, акустические, вибрационные и сбросовые испытания | командный модуль экспонируется в Museum of Flight, г. Сиэтл | ||
| CSM-008 | испытательный экземпляр, вакуумные и термические испытания | уничтожен | ||
| CSM-009 | AS-201 и сбросовые испытания | 26 февраля 1966 года | командный модуль экспонируется в Strategic Air and Space Museum, г. Эшланд, штат Небраска | |
| CSM-010 | командный модуль экспонируется в United States Space & Rocket Center, г. Хантсвилл, штат Алабама | |||
| CSM-011 | AS-202 | 25 августа 1966 года | командный модуль экспонируется в музее авианосца «Хорнет», г. Аламеда, штат Калифорния | |
| CSM-012 | «Аполлон-1» (командный модуль серьезно поврежден во время пожара) | командный модуль на хранении в исследовательском центре Лэнгли, г. Хэмптон, штат Вирджиния | ||
| CSM-014 | командный модуль разобран при исследовании причин катастрофы «Аполлона-1», служебный модуль SM-014 использован в полете «Аполлона-6» | 4 апреля 1968 года | ||
| CSM-017 | «Аполлон-4» | 9 ноября 1967 года | командный модуль экспонируется в Космическом центре им. Стэнниса, г. Бэй Сент Люис, штат Миссисипи | |
| CSM-020 | командный модуль CM-020 полетел вместе со служебным модулем SM-014 в составе «Аполлона-6» (замена служебного модуля произошла после взрыва SM-020 во время испытаний) | 4 апреля 1968 года | командный модуль экспонируется в Fernbank Science Center, г. Атланта | |
| «БЛОК II» | ||||
| CSM-098 | испытательный экземпляр, использован для термических и вакуумных испытаний | экспонируется в музее Академии наук, г. Москва, Россия | ||
| CSM-099 | испытательный экземпляр, использован для статических структурных испытаний | уничтожен | ||
| CSM-100 | испытательный экземпляр, использован для статических структурных испытаний | неизвестно | ||
| CSM-101 | «Аполлон-7» | 11 октября 1968 года | командный модуль экспонируется в Frontiers of Flight Museum, г. Даллас, штат Техас; до 2004 года в течение 30 лет экспонировался в National Museum of Science & Technology, г. Оттава, Канада | |
| CSM-102 | испытательный экземпляр для проверок пускового комплекса 34 | командный модуль — габаритно-весовой макет № 22; служебный модуль экспонируется совместно с ракетой Little Joe II в Космическом центре им. Джонсона, г. Хьюстон, штат Техас | ||
| CSM-103 | «Аполлон-8» | 21 декабря 1968 года | командный модуль экспонируется в Museum of Science and Industry, г. Чикаго | |
| CSM-104 | Gumdrop | «Аполлон-9» | 3 марта 1969 года | командный модуль экспонируется в Aerospace Museum, г. Сан-Диего |
| CSM-105 | испытательный экземпляр, использован для акустических испытаний | экспонируется в Национальном музее авиации и космонавтики, г. Вашингтон, в составе экспозиции, посвященной программе «Союз-Аполлон» | ||
| CSM-106 | Charlie Brown | «Аполлон-10» | 18 мая 1969 года | командный модуль экспонируется в Science Museum, г. Лондон, Великобритания |
| CSM-107 | Columbia | «Аполлон-11» | 16 июля 1969 года | командный модуль экспонируется в Национальном музее авиации и космонавтики, г. Вашингтон |
| CSM-108 | Yankee Clipper | «Аполлон-12» | 14 ноября 1969 года | командный модуль экспонируется в Virginia Air & Space Center, г. Хэмптон, штат Вирджиния |
| CSM-109 | Odyssey | «Аполлон-13» | 11 апреля 1970 года | командный модуль экспонируется в Kansas Cosmosphere and Space Center, г. Хатчисон, штат Канзас |
| CSM-110 | Kitty Hawk | «Аполлон-14» | 31 января 1971 года | командный модуль экспонируется в United States Astronaut Hall of Fame, Titusville, штат Флорида |
| CSM-111 | «Союз-Аполлон» | 15 июля 1975 года | командный модуль экспонируется в California Science Center, г. Лос Анжелес, штат Калифорния; ранее экспонировался в Космическом центре им. Кеннеди, м. Канаверал, штат Флорида | |
| CSM-112 | Endeavour | «Аполлон-15» | 26 июля 1971 года | командный модуль экспонируется в National Museum of the United States Air Force, база военно-воздушных сил Wright-Patterson Air, г. Дэйтон, штат Огайо |
| CSM-113 | Casper | «Аполлон-16» | 16 апреля 1972 года | командный модуль экспонируется в United States Space & Rocket Center, г. Хантсвилл, штат Алабама |
| CSM-114 | America | «Аполлон-17» | 7 декабря 1972 года | командный модуль экспонируется в Space Center Houston, г. Хьюстон, штат Техас |
| CSM-115 | отменен, полностью не завершен, отсутствует сопло маршевого двигателя | экспонируется как часть экспозиции ракеты «Сатурн-5» в Космическом центре им. Джонсона, Хьюстон, штат Техас; отреставрирован в 2005 году | ||
| CSM-115а | отменен, не завершен | |||
| CSM-116 | первая экспедиция посещения орбитальной станции «Скайлэб» | 25 мая 1973 года | командный модуль экспонируется в National Museum of Naval Aviation, г. Пенсакола, штат Флорида | |
| CSM-117 | вторая экспедиция посещения орбитальной станции «Скайлэб» | 28 июля 1973 года | командный модуль экспонируется в Исследовательском центре им. Гленна, г. Кливленд, штат Огайо | |
| CSM-118 | третья экспедиция посещения орбитальной станции «Скайлэб» | 16 ноября 1973 года | командный модуль экспонируется в Национальном музее авиации и космонавтики, г. Вашингтон | |
| CSM-118 | спасательный корабль для «Скайлэб» и запасной для проекта «Союз-Аполлон» | командный модуль экспонируется в Космическом центре им. Кеннеди, м. Канаверал, штат Флорида |
[1]
apollofacts.wikidot.com