Программа Джемини

Программа «Джемини» (англ. Gemini program) — это пилотируемая космическая программа США, реализованная Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) в 1961–1966 годах. Программа стала вторым этапом американских пилотируемых космических полётов после программы «Меркурий» и предназначалась для отработки технологий и операций, необходимых для высадки человека на Луну в рамках последующей программы «Аполлон». Ключевые задачи «Джемини» включали длительные орбитальные полёты (до двух недель), маневрирование на орбите, стыковку космических аппаратов, выход экипажа в открытый космос (внекорабельная деятельность) и отработку управляемого спуска с орбиты.

История

Предпосылки и принятие решения

После успеха программы «Меркурий» (первый американский орбитальный полёт Джона Гленна в 1962 году) NASA приступило к планированию следующего шага. Программа «Аполлон» уже разрабатывалась, но для высадки на Луну требовался принципиально новый уровень умений: навыки сближения и стыковки на орбите, длительное пребывание в космосе и работа за пределами корабля. В декабре 1961 года NASA одобрило создание программы «Джемини» как промежуточного звена между «Меркурием» и «Аполлоном». Проект получил название в честь созвездия Близнецы (лат. Gemini), символизирующего двухместный экипаж.

Разработка и технические решения

Контракт на строительство космического корабля «Джемини» был заключён с корпорацией McDonnell Aircraft (Сент-Луис, штат Миссури) в 1962 году. Корабль представлял собой двухместную капсулу конической формы, рассчитанную на экипаж из двух астронавтов. В отличие от одноместного «Меркурия», корабль имел модульную конструкцию: он состоял из спускаемого аппарата (кабины) и отсека оборудования, который включал двигательную установку для маневрирования на орбите. Система жизнеобеспечения была разработана для автономной работы до 14 суток. Для стыковки использовался специальный узел, на который наводился корабль-мишень — беспилотный разгонный блок «Аджена».

Для запуска корабля использовалась ракета-носитель «Титан II» (Titan II GLV) — модифицированная межконтинентальная баллистическая ракета, адаптированная для пилотируемых полётов. В качестве топлива применялись гептил и азотная кислота, что делало ракету токсичной и взрывоопасной, но позволяло достигать высокой тяги. Всего было произведено 10 пилотируемых запусков кораблей «Джемини» (с 1965 по 1966 год) и 2 беспилотных испытательных полёта.

Конструкция корабля «Джемини»

Спускаемый аппарат

Спускаемый аппарат (кабина) имел форму усечённого конуса диаметром около 2,3 метра и высотой 3,35 метра. Он был рассчитан на двух астронавтов, расположенных рядом. Кабина была герметизирована, оснащена системами регенерации воздуха, терморегулирования и радиосвязи. Астронавты размещались в катапультируемых креслах — в случае аварии на старте или приземлении они могли покинуть корабль с помощью парашютной системы.

Отсек оборудования

Отсек оборудования располагался за спускаемым аппаратом и содержал:

• Двигательную установку для маневрирования на орбите (включала два двигателя маршевого типа и 16 малых реактивных двигателей ориентации).
• Электрическую систему на водородно-кислородных топливных элементах.
• Систему управления полётом.
• Радиоэлектронную аппаратуру (радары, телеметрия, связь).

Система сближения и стыковки

Центральным элементом программы «Джемини» стала отработка сближения и стыковки с другим космическим аппаратом. Для этого использовался беспилотный разгонный блок «Аджена» (Gemini Agena Target Vehicle), запускаемый отдельной ракетой. Корабль «Джемини» выполнял манёвры по сближению с мишенью, захватывал её с помощью стыковочного узла и затем стабилизировал связку. Эта технология была критически важна для лунных миссий «Аполлон».

Внекорабельная деятельность (ВКД)

Программа «Джемини» впервые в истории США предусматривала выход астронавта в открытый космос. Для этого в шлюзовом отсеке корабля размещался скафандр с автономной системой жизнеобеспечения. Первый американский выход в открытый космос выполнил Эдвард Уайт в 1965 году (миссия «Джемини-4»). В ходе последующих полётов отрабатывались различные операции в открытом космосе, включая перемещение с помощью портативного реактивного ранца.

Полёты программы «Джемини»

Беспилотные испытания

1. Gemini 1 (8 апреля 1964) — первый испытательный полёт без экипажа для проверки ракеты-носителя и корабля на орбите.
2. Gemini 2 (19 января 1965) — суборбитальный полёт для тестирования теплозащиты и системы посадки.

Пилотируемые миссии

Все пилотируемые полёты программы «Джемини» были успешными. Ниже приведён их список:

Научные и технические результаты

Программа «Джемини» позволила решить несколько ключевых задач:

• Отработана методика длительных полётов (до 14 суток), что доказало способность человека выдерживать космические перегрузки и невесомость.
• Освоены манёвры сближения и стыковки — критически важная технология для сборки лунного модуля и возвращения на Землю.
• Выполнены первые выходы в открытый космос, отработаны методы перемещения и работы с инструментами.
• Проведены медико-биологические эксперименты (изучение влияния невесомости на организм, психологическая совместимость экипажа).
• Испытаны новые системы: топливные элементы, гироскопы, радиолокационное наведение, система мягкого приземления.

Значение для программы «Аполлон»

Данные и технологии, полученные в ходе «Джемини», напрямую применялись при проектировании лунных экспедиций «Аполлон». Например:

• Стыковка с «Аджена» стала прототипом стыковки командного модуля и лунного модуля на орбите Луны.
• Опыт длительного пребывания в космосе позволил планировать 8-дневные миссии на Луну.
• Управляемый спуск с орбиты (с изменением подъёмной силы) был впервые выполнен именно в «Джемини» — эта схема использовалась в «Аполлонах».

Интересные факты

• Программа «Джемини» обошлась NASA в сумму около 1,3 миллиарда долларов США (в ценах 1960-х годов), что было значительно дешевле параллельно разрабатываемой программы «Аполлон».
• В ходе миссии «Джемини-6A» корабль «Джемини-7» (уже находившийся на орбите) использовался в качестве мишени для сближения — это была первая в истории космонавтики встреча двух пилотируемых кораблей на орбите.
• На «Джемини-8» (командир — Нил Армстронг) произошла аварийная ситуация: после стыковки с «Аджена» один из двигателей корабля заклинило, и Армстронг был вынужден отстыковаться и выполнить экстренное возвращение на Землю. Полёт был прекращён досрочно, но закончился благополучно.
• В рамках программы отбирались астронавты не только из военно-воздушных сил, но и из гражданских специалистов — впервые в истории США (например, геолог Харрисон Шмитт, хотя он летал позже в программе «Аполлон»).

Источники

• NASA History Office. Project Gemini: A Chronology. NASA SP-4002, 1969.
• Hacker, Barton C.; Grimwood, James M. On the Shoulders of Titans: A History of Project Gemini. NASA SP-4203, 1977.
• Collins, Michael. Carrying the Fire: An Astronaut's Journeys. Farrar, Straus and Giroux, 1974.
• Burgess, Colin. The Last of NASA's Original Pilot Astronauts. Springer, 2017.