Аполлон-10
'Аполлон-10' — пилотируемый космический корабль, совершивший финальный испытательный полет к Луне в полной конфигурации, в ходе подготовки экспедиций на Луну.
Экипаж
- Командир — Томас Стаффорд, 3й полет
- Пилот командного модуля — Джон Янг, 3й полет
- Пилот лунного модуля — Юджин Сернан, 2й полет
Экипаж был составлен из ветеранов программы 'Джемини'. Янг и Сернан, впоследствии, высадятся на Луну как командиры кораблей Аполлон-16 и Аполлон-17, соответственно.
Общие сведения
- Корабль включал в себя командный модуль и лунный модуль.
- Для командного модуля астронавты выбрали позывной 'Чарли Браун', для лунного модуля — 'Снупи'.
- Масса корабля 42,9 т.
- Для запуска использовалась ракета 'Сатурн-5'.
- Цель полета — комплексные испытания корабля на селеноцентрической орбите.
Задачи полета
Программа полета корабля предусматривала проведение всех операций, которые предстояло осуществить при высадке людей на Луну, за исключением завершающего этапа посадки на Луну, пребывания на Луне и старта с Луны. Некоторые специалисты НАСА после успешных полетов кораблей 'Аполлон-8' и 'Аполлон-9' рекомендовали обойтись без 'генеральной репетиции' и использовать корабль 'Аполлон-10' для первой высадки людей на Луну. Руководство НАСА сочло необходимым предварительно провести еще один испытательный полет. Основными задачами полета являлись: комплексные испытания командного и лунного модулей на селеноцентрической орбите с проведением всех операций, необходимых для высадки астронавтов на поверхность Луны; отработка навигации на селеноцентрической орбите;испытания радиолокатора, обеспечивающего встречу командного и лунного модуля; испытания радиолокатора, обеспечивающего посадку на Луну;фотографирование и киносъемка Земли и Луны.
Предстартовая подготовка и старт
Ракета-носитель с кораблем находилась на стартовой позиции с 11 марта 1969 года. 27 апреля 1969 года, за три недели до расчетного момента запуска, из заправленного бака первой ступени ракеты-носителя вытекло 19 тысяч литров топлива. Произошло это по следующей причине: операторы, готовившие ракету с кораблем к старту, устраняли течь в наземном оборудовании. При этом по ошибке оператора или из-за неправильно составленной инструкции была выключена система наддува бака. Клапаны, рассчитанные на определенное давление, открылись и из бака вытекла часть топлива. Образовавшееся в баке отрицательное давление привело к некоторой деформации днища и было опасение, что в днище могли возникнуть трещины. Визуальный осмотр бака и дефектоскопия с помощью флюоресцирующих красок наличия трещин не показали. Несмотря на это, было решено провести дополнительные гидростатические испытания бака, которые прошли успешно.
В дальнейшем никаких существенных осложнений не наблюдалось и в расчетное время: 18 мая 1969 г. в 16 часов 49 минуты по Гринвичу корабль 'Аполлон-10' стартовал. Двигатели всех трех ступеней ракеты-носителя отработали в соответствии с расчетной программой, корабль был выведен на геоцентрическую орбиту, близкую к расчетной.
Второй старт и полет к Луне
После выхода последней ступени ракеты-носителя с кораблем на начальную геоцентрическую орбиту экипаж в течение примерно двух часов производил проверку бортовых систем. Двигатель последней ступени ракеты-носителя был включен для перевода корабля на траекторию полета к Луне в 2 часа 33 минуты 26 секунд полетного времени и проработал 343 секунды.
В 3 часа 3 минуты 28 секунд полетного времени начался маневр перестроения отсеков, который завершился с первой попытки через 14 минут. Во время маневра по перестроению отсеков, астронавты провели плановый сеанс цветного телевидения.
После стыковки астронавты наполнили кислородом переходный туннель из командного модуля в лунный. В 4 часа 38 минут полетного времени, когда один из астронавтов влез в туннель для проверки захватов стыковочного узла, выяснилось, что под воздействием струи газа частично отслоилась алюминиевая облицовка туннеля, закрывающая теплозащитный слой из стекловаты. Частицы стекловаты распространились по отсекам экипажа в лунном и командном модулях. Частицы проникали в дыхательные пути и под комбинезоны астронавтов, вызывая кашель, чихание и кожный зуд.
В 3 часа 56 минут полетного времени корабль отделился от последней ступени ракеты-носителя, отдалился от нее на безопасное расстояние и начал самостоятельный полет к Луне.
По команде с Земли был произведен слив компонентов топлива из последней ступени ракеты-носителя в результате чего ступень в дальнейшем под влиянием лунного притяжения вышла на гелиоцентрическую орбиту, где и находится до настоящего времени.
На траектории полета к Луне астронавты провели все плановые и несколько внеплановых сеансов цветного телевидения.
Траектория полета корабля к Луне была настолько близка к расчетной, что от трех из четырех возможных коррекций отказались. Единственная коррекция была произведена в 26 часов 35 минут 56 секунд полетного времени, когда корабль находился на расстоянии примерно 200 000 километров от Земли. Основной двигатель командного модуля был включен на 7 секунд.
В первую половину полета к Луне из-за необходимости обеспечения заданного режима равномерного нагрева Солнцем всех участков корпуса корабля очень часто автоматически включались вспомогательные двигатели командного модуля, что во-первых, нарушало сон астронавтов, а, во-вторых, приводило к лишним затратам топлива, что очень беспокоило экипаж, хотя руководители полета считали перерасход незначительным. Во второй половине полет к Луне режим был изменен и частого включения вспомогательных двигателей не требовалось.
Переход на орбиту Луны, полет вокруг Луны и старт к Земле
В 75 часов 55 минут 53 секунды полетного времени, на расстоянии примерно 165 км от Луны был включен основной двигатель, который проработал 356 сек и перевел корабль на эллиптическую селеноцентрическую орбиту с высотой периселения 109 км, высотой апоселения 315 км и периодом обращения 2 часа 10 минут. Пульс Стаффорда в период работы двигателя поднялся до 120 ударов в минуту.
В 80 часов 25 минут 07 секунд полетного времени двигатель был снова включен для перевода корабля на орбиту, близкую к круговой. Двигатель проработал 14 секунд и перевел корабль на орбиту с высотой периселения 108,5 км и высотой апоселения 113,8 км. На восемьдесят третьем часу полета Стаффорд и Сернан перешли в лунный модуль и в течение примерно двух часов производили проверку бортовых систем, после чего возвратились в отсек экипажа командного модуля. Проверка показала исправность систем, и астронавты получили разрешение провести главный эксперимент данного полета, предусматривающий отделение лунного модуля и его сближение с Луной до расстояние примерно 15 км с целью имитации основных маневров следующего полета, а также с целью визуального наблюдения и съемки выбранного основного потенциального места посадки лунного модуля корабля 'Аполлон-11' и подходов к нему. В 94 часа 31 минуту полетного времени Сернан без скафандра перешел в лунный модуль и начал завершающую проверку бортовых систем. Через некоторое время к нему присоединился Стаффорд, и астронавты начали готовить лунный модуль к автономному полету. Несколько позже Сернан вернулся в отсек экипажа командного модуля, надел скафандр и в 95 часов 07 минут полетного времени окончательно перешел в лунный модуль.
Незадолго перед расчетным моментом расстыковки отказал клапан, обеспечивающий стравливание давления в переходном туннеле между лунным и командным модулем. Первоначально предполагали, что клапан был засорен частицами стекловаты, но позже выяснилось, что одна из деталей клапана имела производственный дефект.
Перед расстыковкой давление должно было быть стравлено, иначе могло произойти разрушение конструкции под действием ударной волны. Пришлось стравить давление через разгерметизированный отсек экипажа лунного модуля. Перед расстыковкой возникла еще одна неисправность. При включении двигателей системы ориентации лунного модуля с целью их проверки, вследствие избыточного давления в переходном туннеле, произошло смещение на три градуса углового положения командного модуля относительно лунного. Само это смещение было неопасным, однако от дальнейших испытаний двигателей системы ориентации лунного модуля было решено отказаться, поскольку при этом могло быть превышено допустимое угловое смещение.
Расстыковка лунного модуля была произведена на 12 витке над невидимой стороной Луны в 98 часов 22 минуты полетного времени. Когда разделившиеся лунный и командный модули появились из-за Луны и связь с ними восстановилась, Янг сообщил, что они совершают групповой полет на расстоянии около 12 метров. Групповой полет продолжался 25 минут. Янг развернул командный модуль на 180 градусов относительно продольной оси, чтобы Солнце не светило прямо в окна. Стаффорд и Сернан провели визуальный осмотр и фотографирование командного модуля.
Затем Стаффорд развернул лунный модуль, чтобы Янг мог произвести визуальный осмотр и фотографирование. В период группового полета Янг провел сеанс цветного телевидения, показывая лунный модуль.
В 98 часов 47 минут 16 секунд полетного времени Янг на шесть секунд включил вспомогательные двигатели командного модуля для увода его от лунного модуля, в результате чего командный модуль перешел на орбиту с высотой периселения 107 км и высотой апоселения 115 км. В течение примерно полувитка проводились испытания радиолокатора лунного модуля, обеспечивающего встречу на орбите. Включение радиолокационного приемоответчика командного модуля удалось только со второй попытки. При первой попытке не сработала система подвода питания. Наземный оператор быстро установил, что Янг не переключил соответствующий тумблер.
В 99 часов 46 минут полетного времени, когда лунный и командный модули находились над невидимой стороной Луны, был включен двигатель посадочной ступени лунного модуля. Двигатель проработал 28 секунд. В результате лунный модуль перешел на орбиту с высотой периселения 14,3 км и высотой апоселения 113,2 км. При подходе к периселению и при прохождении периселения были успешно проведены испытания радиолокатора, обеспечивающего посадку на Луну. Астронавты провели визуальное наблюдение подходов к участку посадки и самого участка, который они наблюдали в течение 6 минут, двигаясь относительно Луны со скоростью 1,65 км/сек. Стаффорд сообщил, что для посадки подходит всего 25-30 процентов площади участка, но посадка возможна, если в лунном модуле достаточно топлива для горизонтального перемещения над Луной на небольшой высоте в поисках подходящей площадки. Съемка участка при сближении с ним не удалась вследствие выхода из строя камер. Отмечалась плохая связь между лунным модулем и Землей во время сближения модуля с Луной.
После нескольких маневров лунного модуля и повторного испытания радиолокатора, обеспечивающего встречу на орбите, на 14 витке со второй попытки было осуществлено отделение взлетной ступени лунного модуля от посадочной ступени. Стаффорд включил вспомогательные двигатели взлетной ступени для увода ее от посадочной ступени перед включением основного двигателя взлетной ступени. В этот момент началось неожиданное вращение взлетной ступени. Стаффорд опасался, что гироскопы в основной системе наведения лунного модуля встанут на упоры, но ему удалось с помощью ручной системы ориентации стабилизировать взлетную ступень до этого момента. Вращение взлетной ступени объясняют тем, что неожиданно начала отрабатываться автоматическая программа радиолокационного поиска командного модуля. Позже было установлено, что астронавты за несколько секунд до возникновения вращения ошибочно установили в неправильное положение один из тумблеров. Подчеркивалось, что даже если бы астронавтам не удалось стабилизировать взлетную ступень, это произошло бы автоматически, но несколько позже, после того, как радиолокатор захватил бы приемоответчик командного модуля. Частота пульса Сернана во время этого эпизода поднялась до 129 ударов в минуту, он был очень взволнован и несколько раз крикнул Стаффорду, чтобы тот немедленно переходил на аварийную систему наведения.
Стабилизировав взлетную ступень, Стаффорд в 102 часа 55 минут 01 секунду полетного времени начал маневры по сближению с командным модулем. После нескольких маневров, было произведено выравнивание скоростей, и в зону видимости командный модуль и взлетная ступень лунного модуля вошли на 16 витке уже в режиме группового полета на расстоянии нескольких метров друг от друга. Операции по сближению астронавты выполнили без всяких трудностей, хотя это считалось самым сложным этапом полета.
Операцию по причаливанию и стыковке осуществил Янг, произведя стыковку в 106 часов 22 минуты полетного времени. Раздельный полет командного и лунного модулей продолжался примерно восемь часов.
Стаффорд и Сернан перешли из взлетной ступени лунного модуля в отсек экипажа командного модуля. Взлетная ступень была отделена. Перед этим астронавты перенесли в нее в мешках весь мусор, накопившийся в отсеке экипажа командного модуля. После отделения ступени, астронавты обеспечили увод командного модуля на безопасное расстояние, и по команде с Земли был включен двигатель взлетной ступени. При отделении ступени отсек экипажа на ней разгерметизировался, заданная ориентация ступени не обеспечивалась, и в результате включения двигателя ступень перешла не на гелиоцентрическую орбиту, как планировалось, а лишь на несколько иную селеноцентрическую орбиту. Командный модуль после этого оставался на орбите еще примерно в течение 29 часов. Астронавты наблюдали лунные ориентиры и вели съемку участков посадки, а также съемку интересных в научном отношении элементов лунного рельефа. Цвет поверхности Луны им казался серовато-коричневым.
Во время полета корабля 'Аполлон-10' более 175 астрономов в 34 странах мира вели наблюдения за луной, стараясь зарегистрировать такие явления, как пульсирующее свечение, возрастание яркости, изменения цвета и прочие, чтобы затем сравнить свои наблюдения с наблюдениями этих явлений экипажем корабля. Однако большинство подобных явлений наблюдалось в областях Луны, находившихся вне зоны видимости с корабля.
За несколько часов до перехода на траекторию полета к Земле командный модуль прошел на сравнительно небольшом расстоянии от отделившейся накануне взлетной ступени лунного модуля. Астронавты опасались столкновения, но специалисты-баллистики заверили их, что это исключено.
Телевизионный сеанс, запланированный на 127-й час полета по предложению Стаффорда был отложен на 5 часов 40 минут, чтобы можно было показать более впечатляющий вид Луны. Сеанс продолжался более часа. Отмечалось очень хорошее качество изображения.
В 137 часов 36 минут 28 секунд полетного времени, после 61 часа 40 минут пребывания на орбите Луны на 32 витке был включен основной двигатель командного модуля для обеспечения перехода на траекторию полета к Земле.
Сразу после перехода на траекторию полета к Земле астронавты провели сеанс цветного телевидения длительностью 53 минуты, в ходе которого показывалась постепенно удаляющаяся Луна. Некоторое время была видна обратная сторона Луны.
Возвращение на Землю
Траектория полета корабля к Земле была очень близка к расчетной. Из трех возможных коррекций решили провести только одну. Она была осуществлена в 188 часов 49 минут 56 секунд полетного времени путем включения вспомогательных двигателей командного модуля на 6,6 секунд.
В ходе полета к Земле было проведено несколько сеансов цветного телевидения с борта, последний с расстояния 66 000 километров от Земли.
Примерно за сутки до приводнения астронавты побрились на борту, впервые за всю историю американских пилотируемых полетов.
В 191 час 34 минуты 30 секунд полетного времени произошло отделение отсека экипажа от двигательного отсека. В 191 час 49 минут 11 секунд полетного времени отсек экипажа вошел в атмосферу. Пропадание радиосигнала длилось 3 минуты 12 секунд. Приводнение отсека экипажа произошло в 192 часа 03 минуты 25 секунд полетного времени в точке с координатами -15.016667, -164.68333315њ01? ю. ш. 164њ41? з. д.? / ?15.016667њ ю. ш. 164.683333њ з. д. в 6,3 км от авианосца 'Принстон'.
Спуск отсека экипажа на парашютах наблюдали с корабля и передавали по телевидению. На плаву отсек сразу установился днищем вниз. Приводнение произошло через 40 минут после рассвета, но за 23 минуты до восхода Солнца в месте посадки.
Астронавты открыли люк, были подняты на борт вертолета и доставлены на авианосец через 49 минут после приводнения. Отсек экипажа также был поднят на борт авианосца.
На корабле астронавты прежде всего приняли душ, поскольку они очень страдали от кожного зуда, вызванного частицами стекловаты, распространившимися по отсеку экипажа.
Менее, чем через сутки после приводнения астронавтов доставили в Хьюстон, где они начали отчитываться о полете.
Некоторые итоги полета
Руководители НАСА признали полет полностью успешным. Астронавты выполнили главные задачи полета, а также почти все второстепенные задачи. Основными достижениями считаются: получение информации, продемонстрировавшей пригодность выбранного участка для высадки астронавтов на Луну; приобретение астронавтами и наземным персоналом ценного опыта управления полетом командным и лунным модулями в ходе полета на селеноцентрической орбите; проведение впервые в истории космонавтики сеансов цветного телевидения с борта;отличное состояние всего экипажа в течение всего полета, впервые за всю историю пилотируемых полетов по программе 'Аполлон'.
Источник
Программа 'Аполлон'. Часть II. Обзор по материалам открытой иностранной печати.
Составитель: Гольдовский Д. Ю. ГОНТИ-1. Июль 1971. Тираж 650 экз. Экз.? 0016