Текст книги "Путешествия к Луне"
Автор книги: Владимир Сурдин
Соавторы: Вячеслав Шевчёнко,Вадим Чикмачёв,Юрий Шкуратов,Жанна Родинова,Кира Шингарева,Александр Марков
сообщить о нарушении
Текущая страница: 16 (всего у книги 33 страниц)
Литература
Ашимбаева Н. Т. Томас Хэрриот – предшественник Галилея // Небосвод. 2009. № 2. С. 32–33 ( http://images.astronet.ru/pubd/2009/02/03/0001233131/neb_0209. zip), Астронет ( http://www.astronet.ru/db/print/msg/1232984).
Дариус Дж. Недоступное глазу. М.: Мир, 1986.
Докучаева О. Д. // Историко – астрономические исследования. Вып. IX. 1966. Докучаева О. Д. Астрономическая фотография: Материалы и методы. М.: Физматлит, 1994.
Куимов К. В., Сурдин В. Г. Оптическая астрономия // Небо и телескоп. М.: Физматлит, 2008. С. 48–101.
Леонардо да Винчи «Избранные произведения». В 2 т. Т. 1. СПб.: Изд. дом «Нева»; М.: «ОЛМА – ПРЕСС», 1999.
Липский Ю. Н., Родионова Ж. ф. Картографирование Луны // Успехи Советского Союза в исследовании космического пространства. Второе космическое десятилетие 1967–1977. М.: Наука, 1978.
Шевченко В. В. Современная селенография. М.: Наука, 1980.
Alter D. Lunar Atlas. New York, 1964,1968.
Bowker D. E., Hughes J. K. Lunar Orbiter photographic atlas of the Moon. Washington, NASA, 1971.
El‑Baz, F., Kosofsky, L. J. The moon as viewed by Lunar Orbiter. NASA, Washington, 1970. http://adsabs.harvard.edu/abs/1970NASSP.200E.
Kirk R. L„Archinal B. A., Gaddis L. R., Rosiek V. R. Cartography for Lunar Exploration: Current Status and Planned Missions // Papers of ICC 2008. Moscow, 2008
Kopal Z., Klepesta J., Rackham T. Photographic Atlas of the Moon. New York; London, 1965.
Kuiper G. P. (Ed.) Photographic Lunar Atlas. Chicago, 1960.
Lewie H. The Times Atlas of the Moon. London, 1969.
Orthographic Atlas of the Moon. Tucson, 1960.
Rectified Lunar Atlas. Tucson, 1963.
Digital Lunar Orbiter Photographic Atlas of the Moon: http://www.lpi.usra.edu/resources/lunar_orbiter
Lunar and Planetary Institute: http://www.lpi.usra.edu
Gutschewski G. L., Kinsler D. C., Whitaker E. A. Atlas and Gazeteer of the Near Side of the Moon. Washington, NASA, 1971.
Lunar Orbiter Digitization Project:
http://astrogeology.usgs.gov/Projects/LunarOrbiterDigitization
Lunar Orbiter Image Recovery Project (LOIRP):
http://www.nasa.gov/topics/moonmars/features/LOIRP
Lunar Topographic Orthophotomap (LTO) Series:
http://www.lpi.usra.edu/resources/mapcatalog/LTO/index.shtml
6. ПЕРВЫЕ ЛЮДИ НА ЛУНЕ
А. Е. Марков
6.1. Программа «Аполлон»
Покорение Луны – это не только очередное научное и техническое достижение человечества, но и продолжение героического пути первопроходцев – через полюсы Земли, глубины океанов, великие кругосветки, высочайшие горные пики… Не стремись человек на Земле к бесконечному расширению своего внешнего и внутреннего мира, не было бы ничего: ни дорог, ни городов, ни машин. Не было бы и нас как жителей теперь уже двух соседних планет.
Во времена великого ракетного противостояния СССР и США (1957–1972 гг.) мир балансировал на грани третьей мировой войны, но случилось чудо: вместо варварской бойни две империи схватились в великом научно – техническом состязании – «лунной гонке». И не важно, что в ней победила Америка. Важно, что не проиграли жители Земли.
Ключевые даты освоения космоса:
1942 г. – запуск первой баллистической ракеты на высоту 80 км (Германия);
1957 г. – запуск первого искусственного спутника Земли (СССР);
1961 г. – полет первого космонавта (СССР);
25. Х.1961 – решением президента Джона Кеннеди США замахнулись на первое пилотируемое межпланетное путешествие землян. Недавно созданному NASA было поручено срочно разработать систему, способную доставить людей на Луну и вернуть их на Землю. Программу назвали «Аполлон». В ней были запланированы/реализованы следующие экспедиции («миссии»):
«А – миссии» («Аполлон 1÷4») – беспилотные испытания CSM и СМ [7]7
Список аббревиатур помещен в конце главы.
[Закрыть];
«В – миссии» («Аполлон-5÷7/5÷6») – беспилотные испытания LM;
«С – миссии» («Аполлон-7÷8/7») – пилотируемые околоземные орбитальные испытания СМ;
«D – миссии» («Аполлон-9÷10/9») – испытания CSM/LM на околоземной орбите;
«Е – миссии» («Аполлон-11») – испытания на высокой околоземной орбите (не реализовано);
«F – миссии» («Аполлон-12/8», «-10») – испытания CSM/LM на окололунной орбите;
«G – миссия» («Аполлон-13/11») – испытание возможности прилунения (EVA-1: 24–36 час);
«Н – миссии» («Аполлон» 14÷15/12÷14) – полеты на избранные участки (EVA-1 и 2: 49–54 час);
«I – миссии» – научные полеты (не реализовано);
«J – миссии» («Аполлон-16÷20/15÷17») – трехдневные посещения с применением «роверов» для исследования геологических зон вокруг мест прилунения, с использованием большего набора инструментов, перевозимого «ровером» (EVA-1, 2 и 3:72 час).
Хотя все эти полеты предполагалось совершить в 1963–1967 гг., реально они состоялись в 1968–1972 гг.
Эти экспедиции были кратковременными разведывательными высадками на различных участках Луны. Задач сложнее, чем изучение поверхностного слоя и геологических особенностей этих мест, на этапе «Аполлон-11÷20» не ставилось. Прерванная на пике успеха программа по планам 1969 г. предполагала:
1976–1978 гг. – разместить на окололунной орбите первую селеноцентрическую станцию; для доставки на нее грузов третью ступень PH оснащали ядерным ЖРД;
1980–1983 гг. – создать базу на поверхности Луны;
1986–1992 гг. – возможная экспедиция к Марсу на базе «Аполлон».
Но эти планы не осуществились.
Проделав подготовительные работы, СССР и США в 1966 г. начали решительный штурм Луны. «Сражение за Луну» – предмет многочисленных исторических исследований. Здесь мы приведем лишь краткий список запусков за 1966–1973 гг., связанных с лунной эпопеей (подробную таблицу см. в Приложении).
1966. «Луна-9» – первая мягкая посадка АМС СССР на Луну.
«Сервейор-1» – первая мягкая посадка АМС США на Луну.
1967. «Аполлон-1» – катастрофа при наземном испытании СМ. «Союз-1» – катастрофа при испытании КК в полете.
«Луна-13» – 2–я мягкая посадка АМС СССР на Луну. «Сервейор-2…7» – 5 мягких посадок АМС США на Луну.
1968. «Зонд-4…6». «Луна-14».
«Аполлон-7» – испытание на орбите вокруг Земли.
«Союз-2», «-3» – испытание на орбите вокруг Земли.
«Аполлон-8» – первый полет «Аполлона» на орбиту вокруг Луны.
1969. «Союз-4», «-5». Аварии:PH «Протон» («Зонд», «Луноход»), первое испытание ракеты Н-1.
«Аполлон-9» – испытание КК «Аполлон» на орбите вокруг Земли. «Аполлон-10» – испытание КК «Аполлон» на орбите вокруг Луны. Аварии:PH «Протон» – «Луна-15» (лунный грунт), PH Н-1. «Аполлон-11» – первое прилунение «Аполлон».
«Зонд-7», «Союз-6», «Союз-7», «Союз-8» на орбите вокруг Земли. Аварии: PH «Протон – Луна» (грунт)
«Аполлон-12» – прилунение в точно заданном районе.
1970. «Аполлон-13» – аварийный облет Луны.
«Луна-16» (лунный грунт), «Луна-17» («Луноход-1»), «Зонд-8», «Союз-9».
1971. «Аполлон-14» – восхождение астронавтов на склон лунного кратера.
«Союз-10», «Союз-11». Третье аварийное испытание Н-1.
«Аполлон-15» – исследование лунного каньона.
«Луна-20» – лунный грунт. Четвертое (последнее) аварийное испытание Н-1.
1972. «Аполлон-16» – исследование крупного лунного кратера. «Аполлон-17» – исследование горного района.
1973. «Луна-21» – «Луноход-2».
1976. «Луна-24» – лунный грунт.
Великая лунная гонка финишировала. СССР свернул программу пилотируемых полетов к Луне, а в США по программе «Аполлон» к спутнику Земли совершили полеты 24 астронавта, причем 12 из них спускались на поверхность. Но прежде была первая жертва…
6.2. «Аполлон-1». Трагедия на Земле
27.1.1967. Во время наземных испытаний космического корабля «Аполлон» на стартовом комплексе № 34 ракеты «Сатурн-1 В» Космического центра им. Кеннеди (мыс Канаверал, в 1964–1973 гг. мыс Кеннеди, Флорида) в результате пожара внутри корабля погиб экипаж – В. Гриссом, Э. Уайт и Р. Чаффи.
Смерть всегда стояла за спиной астронавтов, они сжились с ней, каждый посетил свою долю похорон, на которых не плакали. Астронавт У. Андерс как‑то сказал: «Кто решил стать летчиком – испытателем, тот принимал смертельный риск как часть сделки: конечно, жаль потерять хорошего человека, но он знал, куда шел. Он играл в орлянку и проиграл».
Лететь на Луну с 50–процентным шансом на успех – насильно на такую «работу» никого не тащили и деньгами не прельщали. В лунном отряде собрались «гладиаторы лунной арены». Победитель получал в итоге ностальгическую память о безмолвных лунных пейзажах, а проигравший погибал или на всю жизнь оставался пленником лунной мечты.
Вирджил (Гас) Гриссом, 40 лет, полковник ВВС, ветеран войны в Корее, коренастый, сильный и жесткий, прирожденный лидер. К 1967 г. имел опыт второго баллистического полета 1961 г. и успешного испытания первого пилотируемого «Джемини» в 1965 г.
Эдвард (Эд) Уайт, 36 лет, подполковник ВВС, выделялся среди астронавтов ростом и лучшей физической формой. В 1965 г. он первым из американцев вышел в открытый космос.
Роджер Чаффи, 31 год, капитан – лейтенант ВМС, астронавт 3–го набора, мечтал впервые отправиться в космос на «Аполлоне-1».
В теплый январский полдень экипаж «Аполлона-1» тренировался, отрабатывая начало экспедиции, 4 предстартовых и 3 послестартовых (орбитальных) ее часа. Астронавты были загерметизированы в кабине на вершине «Сатурна-1 В». В нескольких сотнях метров от стартового комплекса в «бункере Сатурна» у пульта капкома стоял молодой, еще не летавший астронавт Стюарт Руса. Рядом с ним был Дик Слейтон, руководитель отдела астронавтов и личный друг Гаса Гриссома.
К вечеру, когда сумрак лег на флоридские болота, включились прожекторы, окутав «Сатурн» белым светом. В 18:31:04 Слейтон услышал краткое сообщение из кабины: «Fire» («Пожар»)… Слейтон узнал голос Чаффи и, взглянув на монитор телекамеры, направленной в иллюминатор люка СМ «Аполлон», увидел, что на стекле пляшут блики пламени. Через пару секунд – новое сообщение из СМ, на сей раз четкое, от Уайта: «У нас в кабине пожар!» Но никто в ЦУПе еще не осознал, что случилось. В 18:31:12 они услышали совершенно неузнаваемый голос: «У нас сильный пожар… Мы горим!»… И буквально через 2–3 секунды Слейтон и перепуганные диспетчеры услышали последнюю передачу из «Аполлона-1» – это был короткий крик боли…
Рис. 6.1. Экипаж «Аполлона-1»: Эд Уайт, Гас Гриссом, Роджер Чаффи (слева направо).
Прошли долгие секунды, прежде чем по линии связи стало слышно, как техники пытаются открыть люк. Доносились голоса: «Он слишком горячий…» На мониторе сквозь плотный дым Слейтон разглядел, как техники приблизились к люку и отпрянули назад от высокой температуры. Через 5 минут люк был открыт, и руководитель платформы вышел на связь: «…Мне лучше не описывать, что я вижу».
Дик сообщил о ЧП в Хьюстон и вместе с Русой направился на стартовый комплекс. В сгустившихся сумерках у огромной стартовой башни сгрудились санитарные машины с вращающимися маячками. Поднявшись в лифте до конца поворотной стрелы стартовой башни, они сразу почувствовали едкий запах горелой изоляции и пластмассы. Увидели кабину «Аполлона-1»: из люка что‑то свисало – это была рука в белом скафандре. Слейтон велел все сфотографировать, и они ушли от почерневшей кабины, неся за собой запах пожара и смерти, который запомнили на всю жизнь.
Рис. 6.2. Схема размещения астронавтов в командном модуле (СМ) корабля «Аполлон». Это основной отсек экипажа, в котором пилот модуля проводит весь полет, а командир экипажа и пилот лунного модуля (LM) покидают его только на время визита к поверхности Луны.
Никто не может сказать точно, что пошло не так. В этот раз СМ впервые испытывали не в барокамере, а на ракете и при давлении чистого кислорода выше атмосферного, чтобы исключить попадание в кабину забортного воздуха. В таких условиях пожар мог начаться от любой искры. Все огнеопасные изделия и даже материалы, считающиеся огнеупорными, горят в кислороде, как порох.
Рис. 6.3. Экипаж «Аполлона-1» в тесной кабине командного модуля. Входной люк за головой Уайта отпирается черным ключом, который даже в более удобных условиях нелегко повернуть.
Могли ли астронавты покинуть кабину? Изнутри люк открывался поворотным ключом, надеваемым на ось храповика, отпирающего замки, размещенные в оправе люка. Даже в более удобных условиях сделать это непросто. Ни один астронавт не превосходил Эда Уайта по силе. Но через секунды после начала пожара ни Уайт, ни любой другой не смог бы открыть люк. От огня газ нагревался, и давление на люк возрастало. Уайт не смог даже повернуть ключ.
Конструкция «Аполлона» лишает пилотов возможности в моменты старта и приземления контролировать внутреннюю область СМ и вести борьбу за его живучесть: астронавты закреплены в креслах под приборной панелью, в очень ограниченном объеме. Даже возникший за креслами пожар не сразу заметишь.
В первые секунды пожара экипаж делал все как надо: Уайт и Гриссом, отбросив подголовники кресел, развернулись в тесном объеме СМ на 180°, встали на пол у люка и принялись энергично бороться с поворотным механизмом замков. Страшная мистика была в том, что Гас, который после приводнения его «Меркурия» чуть не утонул из‑за того, что люк открылся преждевременно, теперь погибал из‑за люка, который не хотел открываться.
Рис. 6.4. Кабина «Аполлона-1» после пожара.
Пламя охватывало кабину, застилало стекло иллюминатора люка и уже прожигало скафандры, но пилоты не обращали на это внимания и боролись за свой шанс. Черный дурман свалил на пол сначала Уайта, который двигался активнее других и больше вдохнул удушливого газа: он упал, последний раз рванув неподвижный рычаг замка. Гас, теряя сознание, машинально бил ладонью в стекло иллюминатора, пытаясь сдвинуть замки люка, и упал радом с Эдом. Последний крик боли был стоном горя Роджера Чаффи, который видел, как погибли его друзья, но через мгновенье и его сознание кануло во мглу…
Астронавты знали, что катастрофа – это лишь вопрос времени. Нил Армстронг и Дейв Скотт с трудом избежали смерти, когда «Дже– мини-8» вышел из‑под контроля. Каждый знал, что система аварийного спасения (САС) пилотов «Джемини» не особенно эффективна. Не менее рискованными были полеты и на примитивных «Меркуриях». Но лунные миссии были много сложнее, и среди астронавтов витало невысказанное ощущение, что их удаче когда‑то придет конец.
И все же в этой трагедии в некотором смысле была положительная сторона: авария на «Аполлоне-1» произошла там, где ее можно расследовать. Корабль не стал тихой могилой, летающей над Землей или вокруг Луны. Три человека погибли, но как минимум три другие жизни были спасены.
Холодным влажным днем 31 января 1967 г., когда хоронили экипаж «Аполлона-1», Гленн, Шеппард, Купер, Карпентер, Янг, стоя в прощальном карауле, как и большинство астронавтов, не думали о пожаре на корабле, что трудно понять посторонним. Незадолго до гибели на пресс-конференции Гриссом сказал: «Если мы умрем, то хотим, чтобы люди приняли это. Мы занимаемся опасным делом». Он сказал это за них всех.
Через полгода в кабине корабля сделали такой люк, который открывается за 2 секунды! Грандиозный маховик программы «Аполлон» был уже пущен и раскручивался неудержимо: астронавты во что бы то ни стало должны ступить на Луну, не этот экипаж, так следующий. Гибель «Аполлона-1» стала «архимедовым рычагом» программы. Нил Армстронг и Базз Олдрин, достигшие Луны, знали, что зтой победы человечества не было бы без великого духовного подъема лунного отряда NASA, спаянного гибелью Гаса, Эда и Роджера. И только прихоть судьбы решила, кому ступить на равнину Моря Спокойствия, а кому лежать на Арлингтонском кладбище в Вашингтоне.
6.3. «Аполлон-7». Первый полет
Полет по геоцентрической орбите «Аполлона-7» (11+22.Х.1968) на фоне героических и трагических событий легендарной «лунной гонки» кажется сегодня событием почти рядовым. Но стоит ли говорить, что ни один космический полет простым не был и не будет. А полет «Аполлона-7» в программе «Аполлон» – событие неоднозначное: во– первых, новый корабль стартовал впервые, и преодоление «синдрома „Аполлона-1“» было серьезной проблемой для NASA и для каждого из астронавтов, почти все интервью и пресс – конференции заканчивались этой темой; во – вторых, впервые испытывался не околоземный, а лунный корабль; и в – третьих, американцы отставали: уже совершили испытательные полеты советские лунные корабли. Правда, «Зонд-4» (2.III.1968) слетал не очень успешно, но «Зонд-5» (15.IX.1968) облетел Луну и вернулся на Землю с живыми существами на борту («космонавтами» были черепахи). А накануне старта «Аполлона-7» к Луне отправился «Зонд-6» (10.XI.1968), и еще не ясно было, кто же там, на борту (от русских жди сюрпризов!).
Рис. 6.5. Экипаж «Аполлона-7»: Донн Эйзел, Уолтер Ширра, Уолтер Каннингем (слева направо). Механизм открывания люка полностью переделан.
Это только в СССР заявляли, что «Зонды»· – всего лишь АМС, а в Штатах даже провинциальные газеты трубили, что русские завтра пошлют человека на Луну и что NASA доживает последние дни в преддверии большого позора.
Экипаж: командир – 45–летний капитан ВМС Уолтер Ширра («Мер– курий-8», «Джемини-6»), 38–летний майор ВВС Донн Эйзел и 36–летний Уолтер Каннингем, военный летчик, окончивший Калифорнийский университет и ставший высокопрофессиональным физиком.
Задачи полета: комплексные испытания CSM и наземных средств обеспечения и слежения за полетом. «Аполлон-7» должен был выполнить 51 задание, главные из которых:
– сближение CSM со второй ступенью PH до расстояния 1–2 м (имитация «причаливания» CSM к взлетной ступени лунного модуля (ВС LM) на лунной орбите в случае выхода из строя или нехватки топлива ЖРД ВС);
– идентификация наземных ориентиров (острова, города, заливы и пр.) с целью тренировки пилота CSM, который должен будет в течение 15–минутного прохода идентифицировать элементы лунного рельефа для уточнения селеноцентрической орбиты CSM, если стандартные радиоизмерения траектории окажутся неудовлетворительными;
– испытание бортовой вычислительной техники проверкой процедур наведения корабля по звездам в дневное и ночное время при полете к Луне и возвращении на Землю;
– испытания маршевого двигателя CSM (8 включений различной продолжительности);
– испытания бортового радиолокационного приемоответчика для обеспечения встречи CSM и ВС на селеноцентрической орбите.
11. Х. 1968. Ракета «Сатурн-1 В» с «Аполлоном-7» взлетает со стартового комплекса № 34 на мысе Кеннеди и выходит на орбиту с высотой перигея 227 км, апогея 285 км, наклонением 32° и периодом обращения 90 минут. Через два оборота корабль расстыковывается с последней ступенью PH и с помощью двигателей ориентации отходит от нее на 15 м. Затем следует разворот, фотографирование оставшегося на ступени переходника и сближение до 1,5 м. После этого двигателями ориентации корабль меняет свою орбиту, чтобы на следующие сутки начать сближение со ступенью с расстояния около 150 км.
12 октября – с расстояния 170 км с помощью маршевого двигателя корабль двинулся к ступени, подошел к ней на расстояние в 20 м и в течение 20 мин совершал групповой полет. Затем перешел на орбиту с высотой апогея 300 км и стал удаляться. С помощью секстанта астронавты вели наблюдение за остатком своей ракеты до расстояния свыше 550 км.
13 октября – установился рабочий цикл: 16 часов работы и 8 часов отдыха. Ширра и Каннингем отдыхали одновременно, а Эйзел в этот период дежурил.
15 октября – включением маршевого двигателя (0,5 с) высота апогея снижена до 290 км. Этим маневром имитировалась коррекция траектории полета к Луне. Астронавты проводили эксперименты по наблюдению за звездами в дневное время, фотографировали облачный покров и поверхность Земли. Экипаж пришел к заключению, что космическая навигация по звездам в дневное время затруднена, отмечается загрязнение окон СМ, препятствующее наблюдениям.
19 октября из NASA просочились слухи, что «астронавты проявили признаки раздражительности, иногда начинали переругиваться с операторами наземных станций…» Службы на Земле, конечно, понимали, почему экипаж нервничает, и терпели. Во – первых, им по программе было положено придираться ко всем мелочам, чтобы выявить максимум недочетов; во – вторых, после трагедии «Аполлона-1» полет, наверное, и не мог быть другим.
20 октября – включением маршевого ЖРД (0,4 с) вновь имитировалась коррекция траектории перелета к Луне. За время полета в ходе 7 телесеансов астронавты показывали зрителям внутреннее устройство СМ и пульта управления кораблем, демонстрировали плавание по кабине в условиях невесомости, готовили пищу. Некоторые сеансы переходили в клоунаду, и ЦУП приказал пилотам быть серьезнее.
Приводнение произошло 21 октября. Продолжительность полета составила 11 суток. Итог: за весь полет зарегистрировано около 50 неисправностей, но только две из них потребовали серьезной модификации. Маршевый двигатель и двигатели ориентации прошли испытание успешно. Бортовые системы CSM сочли отработанными для полетов к Луне.
