Программа Apollo

Программа «Аполлон» (англ. Apollo program) — серия пилотируемых космических полётов, осуществлённых Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США в 1961—1972 годах. Основной целью программы, объявленной президентом Джоном Ф. Кеннеди в 1961 году, была высадка человека на Луну и его безопасное возвращение на Землю. Программа «Аполлон» стала единственной в истории, в ходе которой люди покидали пределы околоземной орбиты и ступали на поверхность другого небесного тела. Всего в рамках программы было выполнено 6 успешных высадок на Луну (1969—1972), в результате которых на её поверхности побывали 12 астронавтов.

История

Предпосылки и начало

Программа «Аполлон» была разработана в ответ на достижения СССР в области космонавтики, в частности, на полёт Юрия Гагарина в 1961 году. В условиях холодной войны и космической гонки президент США Джон Кеннеди 25 мая 1961 года выступил перед Конгрессом с заявлением, что США должны отправить человека на Луну и вернуть его на Землю до конца десятилетия. Это решение было принято после неудачной высадки в заливе Свиней на Кубе и полёта Гагарина, что требовало от США демонстрации технологического превосходства.

Первоначально NASA рассматривало несколько концепций лунной экспедиции, включая прямой полёт на Луну (прямой взлёт с Земли и посадка на Луну) и встречу на орбите Земли. Однако в 1962 году была выбрана схема с лунной орбитальной встречей (Lunar Orbit Rendezvous, LOR), предложенная инженером Джоном Хуболтом. Эта схема предполагала, что основной корабль остаётся на орбите Луны, а для посадки используется отдельный лунный модуль. LOR позволила значительно снизить массу корабля и сэкономить ресурсы.

Разработка и испытания

Разработка программы «Аполлон» велась под руководством NASA, а её ключевыми подрядчиками стали компании North American Aviation (командный и служебный модули), Grumman (лунный модуль) и Boeing (ракета-носитель Saturn V). Ракета-носитель Saturn V, созданная под руководством Вернера фон Брауна, была самой мощной ракетой в истории человечества: она могла выводить на низкую околоземную орбиту до 140 тонн полезного груза.

В 1966—1968 годах была проведена серия беспилотных и пилотируемых испытательных полётов. Программа «Аполлон-1» (AS-204) закончилась трагедией: 27 января 1967 года во время наземных испытаний на стартовой площадке вспыхнул пожар в командном модуле, в результате которого погибли астронавты Вирджил Гриссом, Эдвард Уайт и Роджер Чаффи. После катастрофы конструкция корабля была переработана: заменены материалы, улучшена система пожаротушения и изменена конструкция люка.

Полёты к Луне

Первым пилотируемым полётом по программе стал «Аполлон-7» (октябрь 1968 года), который провёл орбитальные испытания командного и служебного модулей на околоземной орбите. В декабре 1968 года «Аполлон-8» впервые в истории доставил людей к Луне: астронавты Фрэнк Борман, Джеймс Ловелл и Уильям Андерс совершили 10 витков вокруг Луны и вернулись на Землю. В марте 1969 года «Аполлон-9» испытал лунный модуль на околоземной орбите, а в мае «Аполлон-10» провёл генеральную репетицию высадки, снизившись до высоты 15 км над поверхностью Луны.

Высадка на Луну

20 июля 1969 года «Аполлон-11» под командованием Нила Армстронга, с пилотами лунного модуля Эдвином Олдрином и командного модуля Майклом Коллинзом, совершил первую в истории высадку человека на Луну. Лунный модуль «Игл» (Eagle) прилунился в Море Спокойствия. Армстронг первым ступил на лунную поверхность, произнеся знаменитую фразу: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества». Астронавты провели на Луне около 21 часа, собрали образцы грунта и установили научные приборы.

В последующие годы было выполнено ещё 5 успешных высадок:

• «Аполлон-12» (ноябрь 1969) — посадка в Океане Бурь, сбор образцов с автоматической станции «Сервейер-3».
• «Аполлон-13» (апрель 1970) — авария на борту (взрыв кислородного бака), полёт был прерван, экипаж вернулся на Землю без высадки.
• «Аполлон-14» (февраль 1971) — посадка в районе кратера Фра Мауро, проведение геологических исследований.
• «Аполлон-15» (июль 1971) — первая миссия с использованием лунного автомобиля (Lunar Roving Vehicle), исследование гор Апеннины.
• «Аполлон-16» (апрель 1972) — посадка в нагорье Декарта, сбор образцов анортозита.
• «Аполлон-17» (декабрь 1972) — последняя миссия, посадка в долине Таурус-Литтров, экипаж включал геолога Харрисона Шмитта.

Завершение программы

После «Аполлона-17» программа была свёрнута из-за сокращения бюджетного финансирования и изменения приоритетов NASA. Последние три запланированные миссии («Аполлон-18, -19, -20») были отменены. Оставшееся оборудование было использовано для программы «Скайлэб» (первая американская орбитальная станция) и совместного советско-американского проекта «Союз — Аполлон» (1975 год).

Технические характеристики

Ракета-носитель Saturn V

Saturn V состояла из трёх ступеней. Первая ступень (S-IC) с пятью двигателями F-1 работала на керосине и жидком кислороде, развивая тягу около 34,5 МН. Вторая ступень (S-II) с пятью двигателями J-2 на жидких водороде и кислороде. Третья ступень (S-IVB) с одним двигателем J-2 использовалась для выхода на орбиту Земли и последующего разгона к Луне. Высота ракеты составляла 110,6 м, стартовая масса — около 2900 тонн.

Командный и служебный модули (CSM)

Командный модуль (CM) — коническая капсула, в которой размещался экипаж из трёх человек. Он имел теплозащитный экран для входа в атмосферу Земли. Служебный модуль (SM) содержал двигательную установку, систему электропитания (топливные элементы на водороде и кислороде) и запасы воды. Общая масса CSM составляла около 30 тонн.

Лунный модуль (LM)

Лунный модуль состоял из двух ступеней: посадочной и взлётной. Посадочная ступень содержала двигатель для снижения и посадки, а также научное оборудование и запасы. Взлётная ступень с герметичной кабиной для двух астронавтов использовалась для старта с Луны и стыковки с CSM. Масса LM составляла около 15 тонн.

Лунный автомобиль (Lunar Roving Vehicle)

Начиная с «Аполлона-15», для передвижения по поверхности Луны использовался электрический ровер. Он имел четыре колеса, развивал скорость до 13 км/ч и позволял астронавтам удаляться от места посадки на расстояние до 10 км.

Научные результаты

Программа «Аполлон» принесла огромный объём научных данных. Астронавты собрали и доставили на Землю 382 кг лунного грунта (образцы реголита, базальта, анортозита, брекчии). Анализ этих образцов позволил установить возраст Луны (около 4,5 млрд лет), её происхождение (гипотеза гигантского столкновения) и историю вулканической активности. На поверхности Луны были установлены сейсмометры (зафиксировавшие «лунотрясения»), лазерные отражатели (для измерения расстояния до Луны с точностью до сантиметров) и магнитометры. Также были проведены эксперименты по измерению солнечного ветра и космических лучей.

Критика и конспирологические теории

Программа «Аполлон» неоднократно подвергалась критике, в основном со стороны сторонников конспирологических теорий, утверждающих, что высадки на Луну были сфальсифицированы NASA на Земле (например, в павильоне в пустыне Невада). Основные аргументы скептиков включают: развевающийся американский флаг в безвоздушном пространстве, отсутствие звёзд на фотографиях, отсутствие кратера под лунным модулем и т. д. Научное сообщество и NASA неоднократно опровергали эти утверждения, указывая на физические объяснения (флаг держался на проволочном каркасе, звёзды не видны из-за короткой выдержки, отсутствие кратера объясняется малой тягой двигателя при посадке). Кроме того, независимые доказательства реальности высадок были получены с помощью лазерной локации Луны (отражатели, установленные астронавтами) и снимков лунной поверхности, сделанных с орбиты (например, зондом Lunar Reconnaissance Orbiter, который заснял места посадок и следы астронавтов).

Наследие

Программа «Аполлон» считается одним из величайших достижений человеческой цивилизации. Она продемонстрировала возможность осуществления сложных космических миссий, стимулировала развитие технологий (в том числе микроэлектроники, материаловедения, телеметрии) и вдохновила целые поколения на изучение науки и техники. В настоящее время NASA и другие космические агентства (включая «Роскосмос») планируют новые пилотируемые миссии на Луну (программа «Артемида»), а также на Марс, опираясь на опыт, полученный в ходе программы «Аполлон».

Источники

• NASA. Apollo Program Summary Report. — Washington, D.C.: NASA, 1975.
• Brooks, C. G., Grimwood, J. M., Swenson, L. S. Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft. — NASA SP-4205, 1979.
• Jones, E. M. Apollo Lunar Surface Journal. — NASA, 1995.
• Wilhelms, D. E. The Geologic History of the Moon. — U.S. Geological Survey Professional Paper 1348, 1987.
• Космическая программа «Аполлон»: официальные документы NASA. — NASA History Division, 2000.