Программа Аполло

Программа Аполлон — программа пилотируемых космических полетов НАСА, принятая в 1961 с целью осуществления первой пилотируемой высадки на Луну и завершённая в 1975. Президент Джон Ф. Кеннеди поставил эту задачу в 1961, и она была решена 20 июля 1969 Нейлом Армстронгом и Баззом Олдрином в ходе миссии Аполлон-11. В ходе пяти других проектов по программе Аполлон были также совершены успешные высадки астронавтов на Луну, последняя в 1972. Эти шесть полётов по программе Аполлон единственные, за всю историю человечества, когда люди приземлялись на другом астрономическом объекте. Программа Аполлон и высадка на Луну часто упоминаются, как величайшие достижения в истории человечества.^[1][2]

Программа Аполлон была третьей программой пилотируемых космических полётов, принятой НАСА, космическим агенством США. В этой программе использовались космический корабль Аполлон и серия ракет-носителей Сатурн (РН), которые были позднее использованы для программы Скайлэб и участвовали в советско-американской программе «Союз» — «Аполлон». Эти более поздние программы рассматриваются, как часть полной программы Аполлон.

В ходе выполнения программы было две крупных аварии. Первая, пожар, произошедший во время наземных испытаний на стартовом комплексе (после пожара сгоревший корабль получил название Аполлон-1), в результате которого погибли 3 астронавта В. Гриссом, Э. Уайт и Р. Чаффи. Вторая произошла во время полёта корабля Аполлон-13, в результате взрыва кислородного баллона и выхода из строя двух из трёх имеющихся батарей топливных элементов. Высадка на Луну была сорвана, а астронавтам чудом удалось спастись.

Программа внесла большой вклад в историю пилотируемой космонавтики. Она остаётся единственной космической программой, в ходе которой были осуществлены пилотируемые полёты за пределы низкой земной орбиты. Аполлон-8 был первым пилотируемым космическим кораблём, вышедшим на орбиту другого астрономического объекта, а Аполлон-17 — это последняя на сегодня пилотируемая высадка на Луну.

Предыстория

Основная статья: Космическая гонка

Программа Аполлон задумана в начале 1960 года, при администрации Эйзенхауэра, как продолжение американской космической программы Меркурий. Космический корабль Меркурий мог вывести лишь одного астронавта на низкую орбиту земли, новый корабль Аполлон был предназначен, чтобы вывести трёх астронавтов на траекторию к Луне и, возможно, даже приземлиться на Луне. Программа была названа в честь греческого бога света и стрельбы из лука менеджером НАСА Аврамом Силверстайном. Несмотря на то, что финансирование было значительно ниже необходимого по причине негативного отношения Эйзенхауэра к пилотируемой космонавтике^[3], НАСА продолжало разработку программы. В ноябре 1960 года Джон Ф. Кеннеди был избран президентом, после кампании, в которой он пообещал американцам превосходство над Советским Союзом в области исследования космоса и ракетостроения.

12 апреля 1961 советский космонавт Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе, что лишь укрепило опасения американцев в том, что США отстали от Советского Союза на технологическом уровне.

Космический корабль

Основная статья: Аполлон (КА)

Корабль Аполлон состоял из двух основных частей, командный и служебный отсеки, в которых команда проводила большую часть полета, и лунный модуль, для посадки и взлёта с Луны двух астронавтов.

Командный и служебный отсеки

Командный и служебный отсеки Аполлона на лунной орбите.

Командный отсек разработан компанией North American Rockwell (США) и имеет форму конуса со сферическим основанием, диаметр основания 3920 мм, высота конуса 3430 мм, угол при вершине 60°, номинальный вес 5500 кг.

Командный отсек является центром управления полётом. Все члены экипажа в течение полёта находятся в командном отсеке, за исключением этапа высадки на Луну. Командный отсек, в которой экипаж возвращается на Землю — всё, что остаётся от системы «Сатурн-5» — «Аполлон» после полёта на Луну. Служебный отсек несёт основную двигательную установку и системы обеспечения корабля «Аполлон».

Командный отсек имеет герметическую кабину с системой жизнеобеспечения экипажа, систему управления и навигации, систему радиосвязи, систему аварийного спасения и теплозащитный экран.

Лунный модуль

Лунный модуль Аполлона на поверхности Луны.

Лунный модуль корабля «Аполлон» разработан компанией «Grumman» (США) и имеет две ступени: посадочную и взлётную. Посадочная ступень, оборудованная самостоятельной двигательной установкой и посадочными опорами, используется для спуска лунного корабля с орбиты Луны и мягкой посадки на лунную поверхность, а также служит стартовой площадкой для взлётной ступени. Взлётная ступень, с герметичной кабиной экипажа и собственной двигательной установкой, после завершения исследований стартует с поверхности Луны и на орбите стыкуется с командным отсеком. Разделение ступеней осуществляется при помощи пиротехнических устройств.

Ракеты-носители

Когда команда инженеров во главе с Вернером фон Брауном начала разрабатывать программу Аполлон, было ещё не ясно, какая схема полета будет выбрана, и соответственно неизвестна масса полезного груза, который ракета-носитель должна будет вывести на траекторию к Луне. Полет к Луне, в котором один корабль садился на Луну, взлетал и возвращался на Землю требовала от ракеты-носителя значительно большей полезной нагрузки, чем уже осуществлённые экспедиции. Исходя из такой задачи, инженеры первоначально планировали создание ракеты-носителя Nova rocket. Но НАСА для полета на Луну выбрало такое решение, при котором основной корабль остаётся на Лунной орбите, а прилуняется и взлетает с Луны лунный модуль. После этого инженеры переориентировались на создание ракет-носителей Сатурн IB и Сатурн V. Несмотря на то, что Сатурн V имел значительно меньшую мощность, чем Nova (Сатурн V выводил на траекторию к Луне 47 тонн полезной нагрузки, а по проекту Nova, ракета выводила бы на траекторию к Луне 68 тонн) Сатурн V остаётся наиболее мощной из созданных на данный момент человечеством.

Сатурн V

Основная статья: Сатурн V

Запуск Аполлона 11 ракетой Сатурн V на Луну, 16 июля 1969.

Схема Сатурна V

Ракета-носитель Сатурн V состояла из трех ступеней. На первой ступени, двигателей F-1, общей тягой 33,400 кН. Первая ступень работала 2.5 минуты и разгоняла космический аппарат до скорости 2.68 км/сек.^[4] Вторая ступень, J-2, общая тяга которых составляла 5,115 кН. Вторая ступень работала приблизительно 6 минут, разгоняя космический аппарат до скорости 6.84 км/сек и выводя его на высоту 185 км ^[5] На третьей ступени, кН. Третья ступень включалась дважды, после отделения второй ступени она работала 2.5 минуты и выводила корабль на орбиту Земли. После выхода на орбиту третья ступень включалась еще раз и за 6 минут выводила корабль на траекторию к Луне.^[6] Третья ступень выводилась на траекторию столкновения с Луной, с полета Аполлон-13, для исследования геологии Луны, при столкновении с Луной ступени за счет кинетической энергии ее движения происходил взрыв, влияние которого на Луну регистрировалось аппаратурой, оставленной предыдущими экипажами.

Ракета-носитель Сатурн V могла вывести на низкую околоземную орбиту 145 т и на траекторию к Луне 47 тонн полезного груза. Всего было 13 запусков ракеты.

Сатурн IB

Основная статья: Сатурн IB

Сатурн IB — двухступенчатая ракета-носитель, модернизированная версия ракеты-носителя Сатурн I. На первой ступени, SI-B, было установлено 8 кислородно-керосиновых двигателей Н-1, общая тяга которых составляла 6,700 кН. Ступень работала 2,5 минуты и выключалась на высоте 68 километров. Вторая ступень Сатурна IB,

Сатурн IB выводила на низкую земную орбиту 15,3 тонн. Она использовалась в испытательных запусках по программе Аполлон и в программах Скайлэб и «Союз» — «Аполлон».

Космические полеты по программе Аполлон

Беспилотные запуски

Пилотируемые полеты

Аполлон-7, запущенный 11 октября 1968, был первой пилотируемым космическим кораблем по программе Аполлон. Это был одиннадцатидневный полет на орбите Земли, целью которого были комплексные испытания командного модуля на геоцентрической орбите, а также испытания командно-измерительного комплекса.

Первоначально следующим пилотируемым полетом по программе Аполлон должна была быть максимально возможная на земной орбите имитация режимов работы и условий полёта, а следующий полет должен был провести аналогичные испытания на лунной орбите, совершив первый пилотируемый облет Луны. Но одновременно в СССР проходили испытания (Зонд (космический аппарат)) двухместного пилотируемого космического корабля 7К-Л1, который предполагалось использовать для пилотирумого облета Луны. Угроза того, что СССР обгонит США в пилотируемом облете Луны заставила менеджеров проекта переставить полеты, несмотря на то, что лунный модуль еще не был готов для испытаний.

21 декабря 1968 года был запущен Аполлон-8, и 24 декабря он вышел на орбиту Луны, совершив первый в истории человечества облет Луны.

3 марта 1969 года был запущен Аполлон-9, в ходе этого полета была произведена имитация полета на Луну на земной орбите.

18 мая 1969 года был запущен Аполлон-10, в ходе полета была проведена «генеральная репетиция» высадки на Луну. Программа полёта 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 полётов кораблей «Аполлон-8» и «Аполлон-9» рекомендовали использовать корабль «Аполлон-10» для первой высадки людей на Луну. Руководство НАСА сочло необходимым предварительно провести ещё один испытательный полёт.

Видеокамера, смонтированная на Аполлон-11, запечатлела первые шаги Нейла Армстронга по Луне.

На фото астронавт Аполлон-11 Базз Алдрин приветствует американский флаг. Иллюзия ветра вызвана горизонтальным прутом, который вставлен для удержания флага в ровном положении.

16 июля 1969 года был запушен Аполлон-11. 20 июля в 20 часов 17 минут 42 секунды по Гринвичу лунный модуль прилунился в Море Спокойствия. Нейл Армстронг спустился на поверхность Луны 21 июля 1969 года в 02 часа 56 минут 20 секунд по Гринвичу, совершив первую в истории человечества высадку на Луну. Спустившись на поверхность Луны он произнёс:

Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества Нейл Армстронг

В ходе экспедиции собрано 21.7 кг лунных пород. Астронавты вернулись на Землю 24 июля.

14 ноября 1969 года был запущен Аполлон-12, и 19 ноября была осуществлена вторая высадка на Луну. Лунный модуль прилунился примерно в двухстах метрах от космического аппарата Сервейер-3, в ходе пребывания на Луне астронавты сфотографировали место посадки, и демонтировали некоторые детали космического аппарата, которые затем привезли на Землю. В ходе экспедиции собрано 34.4 кг лунных пород. Астронавты вернулись на землю 24 ноября.

11 апреля 1970 года был запущен Аполлон-13. 14 апреля на расстоянии 330000 километров от Земли произошел взрыв кислородного баллона и выход из строя двух из трёх имеющихся батарей топливных элементов, которые обеспечивали электроснабжение отсека экипажа командного модуля. Вследствии этого астронавты не могли использовать маршевый двигатель и системы жизнеобеспечения служебного модуля. В распоряжении астронавтов остался лишь неповрежденный лунный модуль. Используя двигатель лунного модуля траекторию удалось скоректировать, так, чтобы после облета Луны корабль вернулся на Землю, благодаря чему астронавтам удалось спастись. Астронавты вернулись на землю 17 апреля.

31 января 1971 года был запущен Аполлон-14. 5 февраля 1971 лунный модуль совершил посадку. Астронавты вернулись на Землю 9 февраля 1971. В ходе полета была проведена значительно большая научная программа, чем в экспедициях Аполлон-11 и Аполлон-12. Собрано 42.9 кг лунных пород.

Миссия Аполлон-15. Лунный автомобиль.

26 июля 1971 года был запущен Аполлон-15. 30 июля Лунный модуль совершил посадку. В ходе этой экспедиции впервые использовался лунный автомобиль, который также применялся в полетах Аполлон-16 и Аполлон-17. Собрано 76.8 кг лунных пород. Астронавты вернулись на Землю 7 августа 1972.

16 апреля 1972 года был запущен Аполлон-16. 21 апреля лунный модуль совершил посадку. Собрано 94.7 кг лунных пород. Астронавты вернулись на Землю 27 апреля 1972.

7 декабря 1972 года был запущен Аполлон-17. 11 декабря лунный модуль совершил посадку. Собрано 110.5 кг лунных пород. В ходе этой экспедиции произошла последняя на сегодня высадка на Луну. Астронавты вернулись на Землю 19 декабря 1972.

Стоимость программы

В марте 1966, НАСА заявило конгрессу, что стоимость тринадцатилетней программы Аполлон, в ходе которой будет выполнено шесть высадок на Луну между июлем 1969 и декабрем 1972, будет составлять приблизительно 22.718 миллиардов долларов.

Согласно Стиву Гарберу, куратору сайта о истории НАСА, заключительная стоимость программы Аполлон была от 20 до 25.4 миллиардов долларов США 1969 года, или приблизительно 135 миллиардов в долларах 2005 года.

Отмененные миссии

Первоночально планировалось выполнить еще 3 лунных экспедиции Аполлон-18,-19 и -20, однако в НАСА приняли решение о сокращении бюджета, чтобы перенаправить средства на развитие Спейс Шаттла. Оставшиеся неиспользованные ракеты-носители Сатурн V и космичесие корабли Аполлон было решено использовать для программ Скайлэб и Союз-Аполлон. Из трех неиспользованных Сатурнов V, только один использовался для запуска станции Скайлэб, оставшиеся два стали экспонатами музеев.

См. также

• Аполлон (КА)
• Таблица пилотируемых полётов по американской программе «Аполлон»
• Колонизация Луны
• «Лунный заговор»
• Созвездие (космическая программа)

Примечания

1. ↑ NASA: 30-ая годовщина высадки на луну Аполлона-11
2. ↑ BBC: 30-ая годовщина высадки на луну Аполлона-11
3. ↑ Маррей и Кокс, Аполлон, стр. 60
4. ↑ Saturn V News Reference: First Stage Fact Sheet
5. ↑ Saturn V News Reference: Second Stage Fact Sheet
6. ↑ Saturn V News Reference: Third Stage Fact Sheet

Ссылки

• Официальный вебсайт программы Аполлона
• Apollo photo gallery at NASA Human Spaceflight website (includes videos/animations)
• Audio recording and transcript of President John F. Kennedy, NASA administrator James Webb et al. discussing the Apollo agenda (White House Cabinet Room, November 21, 1962)
• U.S. Spaceflight History- Apollo Program
• Apollo Image Atlas almost 25,000 lunar images, Lunar and Planetary Institute
• Project Apollo at NASA History Division
• The Apollo Lunar Surface Journal
• The Apollo Flight Journal
• Проект Аполлон, рисунки и технические диаграммы
• Apollo Program Summary Report (Technical)
• The Apollo Program (National Air and Space Museum)
• Apollo 35th Anniversary Interactive Feature (in Flash)
• Исследование Луны: миссии по программе Аполлон
• Архив Аполлона — Большое количество информации о программе Аполлон
• Apollo Flight Film Archive — repository of scanned Apollo flight film (in high resolution).
• NASA History Series Publications (many of which are on-line)

Космические корабли США, запущенные по программе Аполлон

Аполлон-1 • Аполлон-2 • Аполлон-3 • Аполлон-4 • Аполлон-5 • Аполлон-6 • Аполлон-7 • Аполлон-8 • Аполлон-9 • Аполлон-10 • Аполлон-11 • Аполлон-12 • Аполлон-13 • Аполлон-14 • Аполлон-15 • Аполлон-16 • Аполлон-17 • Экспериментальный полёт «Аполлон» — «Союз»