Программа «Джемини

Программа «Джемини» — это вторая пилотируемая космическая программа Соединённых Штатов Америки, реализованная Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) в 1961–1966 годах. Она стала связующим звеном между программой «Меркурий», которая доказала возможность полёта человека в космос, и программой «Аполлон», целью которой была высадка на Луну. Основными задачами программы «Джемини» являлись отработка длительных полётов, маневрирования на орбите, стыковки с другим космическим аппаратом, выходов в открытый космос и управляемого спуска с орбиты.

История создания

Программа «Джемини» была официально объявлена 7 декабря 1961 года, когда стало очевидно, что для достижения лунной цели, поставленной президентом Джоном Кеннеди, необходим более совершенный и манёвренный корабль, чем капсула «Меркурий». Название «Джемини» (от лат. Gemini — «Близнецы») отражало ключевую особенность корабля: он был рассчитан на экипаж из двух человек. Разработка велась компанией McDonnell Aircraft Corporation, которая также создавала корабли для программы «Меркурий». Первый беспилотный запуск состоялся 8 апреля 1964 года, а первый пилотируемый полёт — 23 марта 1965 года.

Конструкция и технические характеристики

Космический корабль «Джемини» состоял из двух основных модулей: спускаемого аппарата (капсулы экипажа) и переходного отсека с оборудованием и двигательной установкой.

Спускаемый аппарат

Капсула экипажа имела коническую форму, напоминающую корабль «Меркурий», но была значительно больше. Её высота составляла около 3,4 метра, максимальный диаметр — 2,3 метра, а масса — около 2,5 тонн. Внутри располагались два катапультируемых кресла для астронавтов. Капсула была герметичной и заполнялась чистым кислородом под давлением около 0,34 атмосферы.

Переходный отсек

Переходный отсек (адаптер) крепился к нижней части капсулы и содержал:

• Двигательную установку для орбитальных манёвров (четыре двигателя тягой по 445 Н);
• Топливные баки с гидразином и азотным тетраоксидом;
• Систему электропитания на основе топливных элементов (впервые в пилотируемой космонавтике);
• Систему ориентации и стабилизации.

Общая длина корабля с адаптером достигала 5,8 метра, а полная масса на старте — около 3,8 тонны.

Система управления

Корабль оснащался бортовым компьютером, который позволял выполнять сложные расчёты для сближения и стыковки. Система управления была дублирована — как автоматическая, так и ручная. Астронавты имели возможность управлять кораблём с помощью ручек и джойстиков.

Ракета-носитель

Для запуска кораблей «Джемини» использовалась ракета-носитель «Титан II» (Titan II GLV — Gemini Launch Vehicle). Она представляла собой модифицированную межконтинентальную баллистическую ракету. Двухступенчатая ракета работала на гиперголическом топливе (гидразин и азотный тетраоксид), что позволяло ей быть готовой к старту в короткие сроки. Стартовая масса ракеты составляла около 150 тонн, а тяга первой ступени — около 1950 кН. Ракета-носитель была способна вывести корабль на низкую околоземную орбиту высотой до 300 км.

Полёты по программе

Всего по программе «Джемини» было выполнено 12 запусков, из них 10 пилотируемых. Ниже приведены ключевые миссии:

Беспилотные полёты

• Gemini 1 (8 апреля 1964) — первый испытательный полёт без экипажа для проверки ракеты-носителя и корабля.
• Gemini 2 (19 января 1965) — второй беспилотный полёт для проверки теплозащиты и систем управления спуском.

Пилотируемые полёты

• Gemini 3 (23 марта 1965) — экипаж: Вирджил Гриссом и Джон Янг. Первый пилотируемый полёт, в ходе которого впервые было выполнено орбитальное маневрирование (изменение орбиты).
• Gemini 4 (3–7 июня 1965) — экипаж: Джеймс МакДивитт и Эдвард Уайт. Во время этой миссии Эдвард Уайт совершил первый американский выход в открытый космос (продолжительностью 22 минуты).
• Gemini 5 (21–29 августа 1965) — экипаж: Гордон Купер и Чарльз Конрад. Миссия продолжительностью 8 суток (рекорд на тот момент), продемонстрировавшая работу топливных элементов.
• Gemini 6A (15–16 декабря 1965) — экипаж: Уолтер Ширра и Томас Стаффорд. Первое в истории пилотируемое сближение и групповой полёт с кораблём Gemini 7.
• Gemini 7 (4–18 декабря 1965) — экипаж: Фрэнк Борман и Джеймс Ловелл. Длительный полёт (14 суток), установивший рекорд пребывания человека в космосе на то время.
• Gemini 8 (16 марта 1966) — экипаж: Нил Армстронг и Дэвид Скотт. Первая в мире стыковка двух космических аппаратов на орбите (с беспилотным модулем «Аджена»). Миссия была прервана из-за неисправности двигателя ориентации.
• Gemini 9A (3–6 июня 1966) — экипаж: Томас Стаффорд и Юджин Сернан. Второй выход в открытый космос (Сернан), отработка стыковки с целевым модулем.
• Gemini 10 (18–21 июля 1966) — экипаж: Джон Янг и Майкл Коллинз. Первое использование ракетного двигателя для перехода на более высокую орбиту и стыковка с модулем «Аджена».
• Gemini 11 (12–15 сентября 1966) — экипаж: Чарльз Конрад и Ричард Гордон. Рекордная высота орбиты (около 1369 км) и отработка быстрой стыковки.
• Gemini 12 (11–15 ноября 1966) — экипаж: Джеймс Ловелл и Эдвин Олдрин. Завершающая миссия программы, в ходе которой Олдрин выполнил три выхода в открытый космос общей продолжительностью более 5 часов, доказав эффективность методов работы в невесомости.

Научные и технические достижения

Программа «Джемини» внесла огромный вклад в развитие космонавтики. Среди ключевых достижений:

• Орбитальное маневрирование — изменение параметров орбиты с помощью собственных двигателей корабля.
• Сближение и стыковка — отработка методов встречи и соединения двух кораблей на орбите, что стало критически важным для лунной программы.
• Выходы в открытый космос — разработка скафандров и процедур для работы астронавтов за пределами корабля.
• Длительные полёты — доказательство возможности пребывания человека в космосе до 14 суток, что соответствовало продолжительности лунной миссии.
• Управляемый спуск — использование подъёмной силы капсулы для точного приземления в заданном районе.
• Топливные элементы — впервые в пилотируемой космонавтике применены для электропитания.

Значение для программы «Аполлон»

Программа «Джемини» стала полигоном для отработки всех ключевых технологий, необходимых для высадки на Луну. Астронавты, участвовавшие в полётах «Джемини», составили костяк экипажей «Аполлон». Например, Нил Армстронг (Gemini 8) командовал «Аполлоном-11», а Джеймс Ловелл (Gemini 7, Gemini 12) — «Аполлоном-13». Без успешного выполнения задач программы «Джемини» программа «Аполлон» была бы невозможна.

Критика и сложности

Несмотря на успехи, программа «Джемини» столкнулась с рядом проблем. Наиболее серьёзным инцидентом стал аварийный полёт Gemini 8, когда из-за заклинившего клапана двигателя ориентации корабль начал неконтролируемо вращаться. Экипажу удалось стабилизировать корабль, но миссия была прервана. Также отмечались трудности с топливными элементами (Gemini 5) и с выходами в открытый космос (Gemini 9A), когда скафандр астронавта оказался неудобным для работы. Критике подвергалась и высокая стоимость программы — общие затраты составили около 1,3 миллиарда долларов США (в ценах 1960-х годов).

Итоги

Программа «Джемини» завершилась 15 ноября 1966 года. За 20 месяцев пилотируемых полётов было выполнено 10 миссий, в которых участвовали 20 астронавтов. Программа полностью выполнила поставленные задачи и обеспечила необходимую базу для реализации программы «Аполлон». На сегодняшний день корабли «Джемини» не используются, однако их конструктивные решения и накопленный опыт оказали влияние на последующие проекты NASA, включая программу Space Shuttle.

Источники

• NASA. Gemini Program Summary (1966).
• Hacker, Barton C.; Grimwood, James M. On the Shoulders of Titans: A History of Project Gemini. NASA SP-4203 (1977).
• Shayler, David J. Gemini: Steps to the Moon. Springer-Praxis (2001).
• Энциклопедия «Космонавтика» под ред. В. П. Глушко (1985).