Иван Шунейко - Пилотируемые полеты на Луну
В отличие от предыдущих полетов на Луну старт Saturn V с кораблем Apollo-17 должен происходить в ночное время, чтобы обеспечить необходимый угол возвышения Солнца над горизонтом Луны в момент прибытия корабля. По этой же причине, старт с орбиты ИСЗ и переход на траекторию полета к Луне должен осуществляться над Атлантическим океаном, на третьем витке по орбите ИСЗ, вместо старта на втором витке над Тихим океаном.
Посадка корабля Apollo-17 на Луну сложнее посадки предыдущих кораблей, в том числе и Apollo-15, посадочная траектория, которого проходила над горным районом Handley Rille, но можно было осуществить посадку за расчетной точкой и по обе стороны от нее. Траектория захода на посадку лунного корабля Apollo-17 проходит в узкой долине между Северным и Южным горными массивами с крутым обрывом за расчетным местом посадки.
Выбранное в восточной части лунного диска место посадки Apollo-17, потребовало принятия специальных мер обеспечения безопасности. Одним из наиболее опасных моментов в полете на Луну являются маневры уменьшения скорости, производимые за диском Луны. Слишком большое снижение скорости – переторможение, может явиться причиной падения корабля на Луну по баллистической траектории.
Чем дальше на восток находится перилуний орбиты снижения, тем меньше времени имеет Центр управления полетом для анализа новой орбиты и принятия решения об аварийном возвращении, если предвидится столкновение с Луной. По этой причине перилуний орбиты снижения лунного корабля Apollo-17 установили 10° западнее места посадки (у траектории Apollo-16 перилуний был 16° восточнее места посадки). Соответственно, торможение лунного корабля перед посадкой на поверхности Луны должно начаться на 12 км выше перилуния. И чтобы снизить высоту начала этапа торможения, с которой ресурс посадочной двигательной установки сможет обеспечить посадку корабля, перилуний орбиты снизили до 13 км (место 20,4 км в полете Apoll-16).
Все это потребовало осуществлять снижение Apollo-17 с орбиты ИСЛ в два этапа.
Первый этап осуществляется до расстыковки лунного корабля и основного блока, для торможения используется ЖРД служебного отсека, корабль переводится на орбиту 27,8/110 км. После расстыковки, на втором этапе торможения с помощью ЖРД РСУ лунный корабль переводится на орбиту ИСЛ 13/111 км.
После возобновления связи с лунным кораблем Центр управления полетом имеет в этом случае, около 10 мин на принятие решения произвести посадку на Луну или нет.
NASA указывает на следующие преимущества двухэтапного снижения с орбиты ИСЛ:
снижение перилуния до 13 км уменьшает высоту начала этапа торможения до 17,25 км и обеспечивает 165 сек висения лунного корабля перед посадкой (экипаж Apollo-16 использовал 91 сек из располагаемых для висения 168 сек). Посадочный вес снижается благодаря расходу топлива ЖРД РСУ лунного корабля на втором этапе торможения. Вероятность переторможения непосредственно перед заходом на посадку уменьшается, так как большее изменение скорости осуществляется на первом этапе торможения предшествующей ночью.
Последняя экспедиция на Луну наиболее продолжительная и самая дорогая, она рассчитана на 304 ч 31 мин и стоит 450 млн. долл., включая 45 млн. долл стоимость комплекта научного оборудования.
Предстартовая подготовка ракеты—носителя Saturn V с кораблем Apollo-17 проходила нормально до начала автоматического предстартового цикла. Переключение на автоматику осуществляется в T0 минус 190 сек (где T0 – расчетное время старта). В ходе автоматического цикла наземная вычислительная машина не выдала команды на наддув кислородного бака третьей ступени. Оператором вручную была послана команда для наддува бака, но вычислительная машина не зарегистрировала наддува. В результате сработала система автоматической блокировки, прекратившая дальнейшие операции за 30 сек до расчетного времени старта. Астронавты, как положено по инструкции, немедленно выключили бортовые пиротехнические устройства. Центр управления полетом и специалисты различных служб начали искать способ ввести в вычислительную машину информацию о наддуве бака.
Стартовое окно для полета на Луну Apollo-17 допускало запуск 7 декабря с 05 ч 53 мин до 09 ч 31 мин. Следующее окно допускало запуск 8 декабря и если запуск не был бы произведен, то последующая дата запуска, которая позволяла обеспечить посадку в районе Тавр – Литтров была бы только 4 января 1973 г.
Однако отсрочка запуска Apollo-17 до 4 января 1973 г. вызвала бы отсрочку запуска орбитальной станции Skylab намеченного на 30 апреля 1973 г. Эти отсрочки повлекли бы за собой дополнительные расходы в сумме 11 млн. долл.
Наземные спецслужбы разработали способ ввода информации о ручном наддуве бака в наземную вычислительную машину. В Центре управления полетом была произведена проверка и отработка предложенного способа на специальном стенде. Окончательная предстартовая подготовка ракеты-носителя с кораблем возобновилась с 8 минутной готовности в 8 ч 25 мин.
Ракета-носитель Saturn V с кораблем Apollo-17 стартовала в 08 ч 33 мин с опозданием на 2 ч 40 мин по сравнению с расчетным временем старта. Это был первый запуск по программе Apollo, произведенный в ночное время.
Корабль Apollo-17 вместе с третьей ступенью ракеты-носителя в 08 ч 45 мин вышел на эллиптическую орбиту ожидания 167/171 км (расчетная орбита круговая высотой 170 км). X. Шмитт с большим интересом наблюдал Землю с орбиты ожидания и комментировал наблюдаемый ландшафт с точки зрения геолога. В частности сказал, что хотя он не является сторонником теории дрейфа континентов, однако наблюдая с высоты орбиты и сравнивая очертания береговых линий «разорванных» материков нельзя не признать, что они весьма соответствуют друг другу.
В 11 ч 45 мин 34 сек, когда корабль завершил второй виток вокруг Земли и находился над Ямайкой (17°28 с. ш. и 78° з.д.) был вторично включен ЖРД третьей ступени, он проработал 5 мин 42 сек и перевел корабль Apollo-17 на траекторию полета к Луне. Чтобы компенсировать задержку на 2 ч 40 мин на старте и обеспечить прибытие корабля к Луне в расчетное время ЖРД третьей ступени был включен раньше на 9 мин и проработал на 6 сек дольше расчетного номинального времени. В 12 ч началось перестроение отсеков, а через 30 мин основной блок был состыкован с лунным кораблем, но из 12 замков автоматически закрылись только 9, поэтому одному из астронавтов пришлось войти в туннель и вручную закрывать остальные замки. В 13 ч 20 мин корабль Apollo-17 отделился от третьей ступени ракеты-носителя. С помощью двигателей РСУ она была отведена в сторону от корабля, по команде с Земли осуществлена проливка оставшегося топлива через камеру основного ЖРД, ступень получила дополнительный импульс и перешла на траекторию столкновения с Луной в районе кратера Фра Мауро.
Период отдыха астронавтов начался в 17 ч 30 мин и продолжался до 23 ч 36 мин. Спали они плохо. Ю. Сернан и Р. Эванс по 3 ч, X. Шмитт – 4 ч и часто просыпался.
После окончания отдыха астронавты произвели проверку бортовых систем и вели астронавигационные измерения.
8 декабряРабочий день астронавтов решили сократить, в связи с тем, что они спали плохо. Второй период отдыха начался в 09 ч 33 мин. Все астронавты приняли снотворное «Секонол».
К 14 ч 36 мин корабль Apollo-17 прошел половину расстояния между Землей и Луной.
В 17 ч 33 мин астронавтов разбудили сигналом с Земли. Ю. Сернан и X. Шмитт спали по 6,5 ч, Р. Эванс 7,5 ч. Самочувствие астронавтов хорошее, но Ю. Сернан жаловался, что пучит живот. Причиной, по-видимому является диета с повышенным содержанием калия, назначенная для предотвращения сердечной аритмии наблюдавшейся у астронавтов корабля Apollo-15. В 20 ч 03 мин на расстоянии около 230 тысяч км ог Земли была произведена первая коррекция траектории полета корабля, от предшествующей по плану коррекции отказались. Маршевый двигатель служебного отсека проработал 1,58 сек увеличил скорость полета на 3 м/сек и перевел корабль на траекторию, проводящую на кратчайшем расстоянии в 100 км от поверхности Луны. До коррекции корабль летел по траектории столкновения с Луной. X. Шмитт проделал эксперимент для оценки влияния физической нагрузки в невесомости на сердечную деятельность. С этой целью работая с эспандером он увеличил пульс с 60 до 140 ударов в минуту, затем начал интенсивный бег на месте, но пульс выше 140 не поднимался. Время, потребное для возвращение пульса к его норме, оказалось таким же как на Земле.
9 декабряВ 00 ч 57 мин астронавт X. Шмитт и Ю. Сернан перешли в лунный корабль и перенесли 18 кассет с пленкой, ножницы, наушники, одеяла и другие предметы, необходимые им во время пребывания на Луне. Проверка бортовых систем лунного корабля показала, что системы работают нормально, за исключением несущественной неисправности в настройке остронаправленной антенны для радиосвязи с Землей. При возвращении в 02 ч 33 мин в командный отсек астронавты заметили, что один из 12 автоматических замков стыковочного узла не закрыт. Р. Эванс хотел вручную закрыть замок, но Центр управления полетом запретил это делать, чтобы неисправный замок не создал трудностей при расстыковке, а для надежной герметизации достаточно, чтобы из 12 замков были закрыты только 3. В 03 ч 33 мин астронавты начали эксперимент по изучению тепловых потоков в жидкости в условиях невесомости. Подобный эксперимент осуществлялся во время полета корабля Apollo-14, но на Apollo-17 оборудование и методика были усовершенствованы.
