Аполлон (космический корабль)

Аполлон — серия американских трёхместных космических кораблей, использовавшаяся Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) в рамках одноимённой лунной программы в 1960—1970-х годах. Корабли «Аполлон» стали единственными пилотируемыми аппаратами, доставившими людей на поверхность другого небесного тела — Луны. Основные задачи программы включали посадку человека на Луну и его безопасное возвращение на Землю.

История создания

Разработка корабля «Аполлон» началась в 1960 году как продолжение программы «Меркурий» и часть планов по созданию околоземной орбитальной станции. После выступления президента Джона Кеннеди 25 мая 1961 года, в котором была поставлена цель высадки человека на Луну до конца десятилетия, проект был переориентирован на лунную экспедицию.

Первоначально рассматривались различные схемы полёта: прямой старт (огромная ракета с кораблём на Луну), стыковка на околоземной орбите и лунная орбитальная стыковка. В 1962 году была выбрана схема лунной орбитальной стыковки, при которой основной корабль остаётся на орбите Луны, а на поверхность спускается отдельный лунный модуль. Это решение позволило значительно снизить массу корабля и необходимую мощность ракеты-носителя.

Первый беспилотный испытательный полёт корабля «Аполлон» (SA-6) состоялся 28 мая 1964 года. Первый пилотируемый полёт — «Аполлон-7» — прошёл 11—22 октября 1968 года на околоземной орбите. Программа столкнулась с трагедией: 27 января 1967 года во время наземных испытаний «Аполлона-1» вспыхнул пожар в кабине, унёсший жизни трёх астронавтов — Гаса Гриссома, Эдварда Уайта и Роджера Чаффи. После этого корабль был существенно переработан: изменены материалы кабины, система вентиляции и люк, который стал открываться наружу.

Конструкция и устройство

Космический корабль «Аполлон» состоял из трёх основных модулей:

Командный модуль

Командный модуль (CM) — единственная часть корабля, возвращавшаяся на Землю. Имел форму усечённого конуса высотой около 3,2 метра и диаметром основания 3,9 метра. Внутренний объём составлял 6,17 м³. В нём размещался экипаж из трёх человек, системы управления, навигации, жизнеобеспечения и аварийного спасения. Снаружи модуль был покрыт теплозащитным экраном из абляционного материала. Масса командного модуля составляла около 5,6 тонны.

Служебный модуль

Служебный модуль (SM) — цилиндрический отсек длиной 7,5 метра и диаметром 3,9 метра, крепившийся к командному модулю. Содержал основной маршевый двигатель (тяга 97,4 кН), баки с топливом (гидразин и азотный тетраоксид), систему электропитания на топливных элементах (водород-кислород), баки с водой и кислородом для экипажа, а также двигатели ориентации. Масса служебного модуля составляла около 24 тонн. Перед входом в атмосферу Земли служебный модуль отделялся и сгорал.

Лунный модуль

Лунный модуль (LM) — двухступенчатый аппарат, предназначенный для спуска на Луну и взлёта с неё. Имел посадочную ступень с двигателем, шасси и научным оборудованием, а также взлётную ступень с герметичной кабиной для двух астронавтов. Высота лунного модуля — около 7 метров, размах шасси — 9,4 метра. Масса на старте с Земли — около 15 тонн, на Луне — около 14 тонн. Лунный модуль не имел теплозащиты и был рассчитан только на работу в вакууме. После завершения экспедиции взлётная ступень стартовала с Луны и стыковалась с командным модулем, а посадочная ступень оставалась на поверхности.

Система аварийного спасения (САС)

На вершине командного модуля устанавливалась ракетная система аварийного спасения — небольшой твердотопливный двигатель, способный в случае аварии на старте или на начальном участке полёта оторвать командный модуль от ракеты-носителя и увести его на безопасное расстояние. САС сбрасывалась после выхода на орбиту.

Полётные операции

Этапы миссии

1. Запуск — корабль выводился на околоземную орбиту ракетой-носителем «Сатурн-5».
2. Перелёт к Луне — после отделения третьей ступени «Сатурна-5» корабль выполнял манёвр транслунной инжекции (разгон до второй космической скорости).
3. Выход на лунную орбиту — торможение и выход на круговую орбиту вокруг Луны.
4. Посадка — два астронавта переходили в лунный модуль, который отделялся от командного модуля и совершал посадку на поверхность.
5. Пребывание на Луне — проведение научных экспериментов, сбор образцов грунта, установка приборов.
6. Взлёт и стыковка — взлётная ступень стартовала с Луны, выходила на орбиту и стыковалась с командным модулем.
7. Возвращение на Землю — перелёт к Земле, отделение служебного модуля, вход в атмосферу, приводнение в Тихом океане.

Система навигации и управления

Корабль оснащался инерциальной навигационной системой, гироскопами, оптическими секстантами и бортовым компьютером Apollo Guidance Computer (AGC) с оперативной памятью 2 КБ и тактовой частотой около 1 МГц. Компьютер управлял двигателями, ориентацией и стыковкой. Астронавты вводили команды через клавиатуру DSKY (Display and Keyboard).

Пилотируемые полёты

Всего по программе «Аполлон» было выполнено 11 пилотируемых полётов, из них 6 успешных посадок на Луну:

• Аполлон-7 (октябрь 1968) — первый пилотируемый полёт, испытание корабля на околоземной орбите.
• Аполлон-8 (декабрь 1968) — первый полёт людей к Луне, выход на лунную орбиту без посадки. Экипаж: Фрэнк Борман, Джеймс Ловелл, Уильям Андерс.
• Аполлон-9 (март 1969) — испытание лунного модуля на околоземной орбите.
• Аполлон-10 (май 1969) — генеральная репетиция: полёт к Луне, спуск лунного модуля на высоту 15 км над поверхностью без посадки.
• Аполлон-11 (июль 1969) — первая посадка на Луну. Нил Армстронг и Базз Олдрин провели на поверхности около 2,5 часов. Майкл Коллинз оставался на орбите.
• Аполлон-12 (ноябрь 1969) — посадка в районе Океана Бурь, точная посадка рядом с автоматической станцией «Сервейер-3».
• Аполлон-13 (апрель 1970) — авария на борту (взрыв кислородного бака в служебном модуле). Экипаж (Джеймс Ловелл, Джон Суиджерт, Фред Хейз) вернулся на Землю без посадки на Луну, используя лунный модуль как «спасательную шлюпку».
• Аполлон-14 (февраль 1971) — посадка в районе кратера Фра Мауро, экипаж: Алан Шепард, Эдгар Митчелл.
• Аполлон-15 (июль 1971) — первая миссия с использованием лунного ровера, посадка в районе Хэдли-Апеннины.
• Аполлон-16 (апрель 1972) — посадка в районе Декарт, экипаж: Джон Янг, Чарльз Дьюк.
• Аполлон-17 (декабрь 1972) — последняя посадка на Луну, район Таурус-Литтров. Экипаж: Юджин Сернан, Харрисон Шмитт (первый учёный-геолог на Луне).

Научные результаты

Программа «Аполлон» позволила доставить на Землю 382 килограмма лунного грунта. Анализ образцов показал, что Луна состоит из тех же химических элементов, что и Земля, но с иным соотношением. Были установлены сейсмометры, магнитометры, лазерные отражатели, которые продолжают использоваться для геодезических измерений. Получены данные о возрасте лунных пород (4,4—4,5 миллиарда лет), составе реголита, отсутствии магнитного поля и атмосферы.

Критика и наследие

Программа «Аполлон» является одним из величайших достижений человечества в области науки и техники. Она стимулировала развитие микроэлектроники, материаловедения, систем управления и связи. В то же время программа подвергалась критике за высокую стоимость (около 25,4 миллиарда долларов в ценах 1969 года, что эквивалентно примерно 200 миллиардам долларов в 2020-х годах). Существуют конспирологические теории, утверждающие, что высадки на Луну были инсценированы, однако они не имеют научного подтверждения и опровергаются независимыми исследованиями, данными лазерной локации Луны и образцами грунта, переданными другим странам.

После завершения программы «Аполлон» в 1972 году корабли этого типа использовались ещё несколько раз: «Аполлон-18», «-19» и «-20» были отменены из-за сокращения бюджета. Три оставшихся корабля были использованы в программе «Скайлэб» (1973—1974) и в совместном советско-американском проекте «Союз — Аполлон» (1975), где американский корабль состыковался с советским «Союзом-19». В 2010-х годах НАСА возобновило разработку лунных кораблей в рамках программы «Артемида», однако они имеют принципиально иную конструкцию.

Технические характеристики (сводные данные)

Источники

• NASA Apollo Program Summary Report (1975)
• Apollo Spacecraft News Reference (1968)
• Brooks, C. G., Grimwood, J. M., & Swenson, L. S. (1979). Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft. NASA SP-4205
• Murray, C., & Cox, C. B. (1989). Apollo: The Race to the Moon. Simon & Schuster
• Apollo Lunar Surface Journal (NASA, 1995—2020)