«Аполлон-8»

Третий полет ракеты «Сатурн-5», первый пилотируемый полет на этой ракете, первый полет к Луне. Состоялся в конце 1968 года, совпал с Рождеством. Полезной нагрузкой ракеты были корабль «Аполлон» (версия «Блок II») и габаритно-весовой макет лунного модуля. Задача полета — демонстрация способности ракеты отправить орбитальный корабль к Луне, испытание орбитального корабля в дальнем космосе, демонстрация выхода на окололунную орбиту и возвращения на землю.

Основные данные

Название экспедиции: Apollo-8
Обозначение: AS-503
Ракета: «Сатурн-5» SA-503
Командный модуль: CM-103
Служебный модуль: SM-103
Лунный модуль: LTA-B (макет)
Масса корабля: 37,8 т
Пусковая площадка: 39A
Дата и время пуска: 21 декабря 1968 г., 12:51 UTC
Дата и время посадки: 27 декабря 1968 г., 15:52 UTC
Продолжительность полета: 6 д 3 ч
Опорная орбита: 190 км, наклонение 32,5 градусов
Количество витков на опорной орбите: 1,5
Выход на окололунную орбиту: 24 декабря 1968 г.
Время полета около Луны: 20 ч 10 мин
Количество витков вокруг Луны: 10
Предыдущий полет: «Аполлон-7» Следующий полет: «Аполлон-9»

Экипаж

Основной экипаж

Дублеры

Планирование полета

В сентябре 1967 года космический центр в Хьюстоне предложил следующий план из семи испытательных полетов:

A. Беспилотное испытание орбитального корабля.
B. Беспилотное испытание лунного модуля (ЛМ).
C. Пилотируемое испытание орбитального корабля на низкой околоземной орбите.
D. Пилотируемое совместное испытание орбитального корабля и лунного модуля на низкой околоземной орбите.
E. Пилотируемое испытание орбитального корабля и лунного модуля на эллиптической околоземной орбите с апогеем 7400 км.
F. Пилотируемое испытание орбитального корабля и лунного модуля на окололунной орбите.
G. Пилотируемая высадка на Луну.

Полеты «Аполлона-4» и «Аполлона-6» были полетами (A), «Аполлона-5» — полетом (B), и «Аполлона-7» — полетом (С). Дальнейшее выполнение плана зависело от готовности ЛМ. Однако его производство и наземные испытания задерживались, было выявлено много недостатков. Готовность первого пилотируемого ЛМ ожидалось не ранее февраля 1969 года; таким образом, срок полета (D) и дальнейших полетов отодвигался. В то же время орбитальный корабль был готов для полета за несколько месяцев до ЛМ.

Одновременно существовала возможность, что СССР облетит Луну раньше США. В рамках программы «Зонд» продолжались испытания, 15-го сентября 1968 года стартовал «Зонд-5» и через 3 дня совершил первый в мире баллистический облет Луны, приводнившись 21 сентября в Индийском океане. В США было опасение, что СССР пошлет в пилотируемый облет Луны следующий или послеследующий корабль. Если бы СССР сумел бы совершить пилотируемый облет Луны первым, это могло бы в глазах общественного мнения сильно преуменьшить значимость первой высадки на Луну.

В связи с этим Джордж Лоу предложил использовать орбитальный корабль не для повторения полета «Аполлона-7» в рамках полета (C), а сразу отправить его к Луне и, возможно, вывести его на окололунную орбиту. Это позволило бы протестировать выполнение операций и задач, которые иначе должны были ожидать полета (F) (этому полету соответствовала экспедиция «Аполлона-10»). Большинство ответственных лиц в НАСА были согласны с этим предложением, убеждать пришлось лишь Джеймса Вебба и фон Брауна. Экспедиция была официально переименована из полета (D) в лунную орбитальную экспедицию (C Prime), хотя по указанию Вебба в пресс-релизах она все еще фигурировала как околоземный орбитальный полет. Об изменении задач было публично объявлено 12 ноября, во время полета «Зонда-6» к Луне, за месяц с небольшим до старта. Были переставлены экипажи полетов (D) и (E): на «Аполлон-8» назначили экипаж, который готовили для полета (E). Ловелл попал в экипаж вместо Коллинза (который нуждался в операции по причине костной шпоры на позвонке, на восстановление требовались 3—6 месяцев) еще в августе. Вместе с экипажем переставили корабли: для полета стали готовить CSM-103. В дублирующем экипаже также произошла перестановка: 5 октября погиб во время тренировочного полета Уильямс, поэтому Олдрин занял бывшее за Уильямсом место пилота командного модуля, а на место пилота лунного модуля пришел Хейз. [1, 2]

9 сентября экипаж приступил к тренировкам на симуляторах, и к полету каждый час предстоящей экспедиции был отработан семью часами тренировок. Все члены экипажа были подготовлены для всех задач полета, и роли распределили следующим образом: Борман, командир, должен был управлять кораблем при входе в атмосферу, Ловелл был ответственным за навигацию, Андерс — за проверку систем корабля. [1]

Ввиду важности и новизны экспедиции, она осуществлялась по схеме «шаг за шагом» (step-by-step): весь полет был разбит на этапы, в точках перехода от предыдущего к последующему этапу перед осуществлением главных маневров Центр управления полетом принимает согласованное с экипажем важное решение о продолжении экспедиции, т. е. продолжать ли полет на Луну, возвращаться на Землю или изменить программу полета. Решение принимается на основании анализа работоспособности корабля и состояния экипажа. [3]

Ракета «Сатурн-5»

В предыдущем полете ракеты «Сатурн-5» (полет «Аполлона-6») произошел ряд отказов. Причины отказов были выяснены, и для их устранения были предприняты необходимые меры (см. также о мифологии полета в теориях «лунного заговора»).

Ракета SA-503 была собрана в здании вертикальной сборки к 20 декабря 1967 года и первоначально предназначалась для беспилотного испытания. По результатам полета «Аполлона-6» на первую ступень были установлены гелиевые демпферы для гашения колебаний «пого», а топливные магистрали двигателей второй ступени модифицированы. После этого было дано разрешение на использование ракеты для пилотируемого полета. Орбитальный корабль был установлен на ракету 21 сентября 1968 года, 9 октября 1968 года ракета была вывезена на стартовую площадку. Последние испытания проведены 18 декабря.

Полет

Старт и отправление к Луне

Старт ракеты прошел в целом нормально, имели место две аномалии:

  • Из-за того, что эффективность работы двигателей первой ступени оказалась на 0,75 % ниже расчетной, двигатели проработали на 2,5 с дольше, и промежуточная орбита вместо круговой 185 x 185 км оказалась слабоэллиптической, ~ 182 x 191 км.
  • Во время работы второй ступени возникли колебания «пого» амплитудой ~ 0,25 g (для уменьшения этих колебаний, начиная с экспедиции «Аполлона-10» центральный двигатель второй ступени выключался несколько раньше остальных).

В течение примерно 2 часов 40 минут после выхода на орбиту экипаж и Центр управления полетом (ЦУП) проводили проверки корабля и третьей ступени. Для продолжения экспедиции критичным был повторный запуск третьей ступени, (который не удался при предыдущем запуске ракеты), так называемый translunar injection, TLI — маневр, отправляющий корабль к Луне. За ~ 10 минут до TLI ЦУП дал разрешение на отправление к Луне. Двигатель третьей ступени успешно включился и проработал ~ 5 минут, увеличив скорость корабля до ~10,8 км/с и сформировав отлетную траекторию.

Через ~ 15 минут после выключения двигателя корабль был отделен от адаптера. Лепестки адаптера в этом полете были отстрелены в первый раз. После отделения от ступени корабль был развернут к ней, чтобы некоторое время совершать груповой полет и отработать действия, необходимые в будущих экспедициях для повторного сближения со ступенью и стыковкой с лунным модулем. Команда сфотографировала ступень и макет лунного модуля. Поскольку ступень продолжала следовать за кораблем на расстоянии нескольких сотен метров, было решено выполнить дополнительный маневр уклонения, что и было сделано с помощью дополнительного импульса ~ 3 м/с. Через 5 часов после старта был произведен дренаж остатков топлива через двигатель третьей ступени, в результате ее траектория отклонилась от траектории корабля. В дальнейшем ступень обогнула Луну на расстоянии более 1000 км и вышла на гелиоцентрическую орбиту с периодом ~ 340 дней. Орбитальный корабль продолжил путь к Луне. Его экипаж был первыми людьми, кто пересек радиационные пояса Ван Аллена. [1]

Полет к Луне

Во время полета Ловелл исполнял роль навигатора, сообщая в ЦУП результаты измерения угловых расстояний между назначенными звездами и земным горизонтом. Измерения затруднялись мелким мусором, сопровождавшим корабль просле дренирования газов 3-й ступенью ракеты.

Через несколько часов после старта экипаж перевел орбитальный корабль в режим вращения по крену (т. е. вдоль продольной оси) с периодом примерно один оборот в час. Это вращение обеспечивало равномерный нагрев корабля солнцем, в будущем такой режим будет назван «барбекью». Через 11 часов после старта была проведена первая коррекция величиной около 7,5 м/с (частично с помощью основного двигателя служебного модуля, частично с помощью двигателей ориентации.

Вскоре Борман почувствовал недомогание, у него началась рвота и диарея. Медицинский консилиум на Земле решил, что болезнь не представляет опасности, так как это или грипп, или реакция на принятую таблетку снотворного. Сегодня считается, что это могли быть сиптомы адаптации к невесомости, наблюдаемые у примерно трети всех космонавтов и астронавтов. В ранних полетах они могли не проявляться из-за тесноты в капсулах, тогда как кабина орбитального модуля предоставляла астронавтам большую свободу перемещения. Той же причине приписывается и недомогание Швейкарта в экспедиции «Аполлона-9».

Через 31 час после старта была проведена прямая телетрансляция (на борту была черно-белая камера). Трансляция продолжалась 17 минут, во время которых астронавты показали устройство корабля и вид Земли через иллюминатор. Луны астронавты не видели из-за неподходящей ориентации корабля и из-за того, что три из пяти иллюминаторов корабля помутнели от дегазации силиконового герметика (впервые они увидели Луну, уже обогнув ее). Через 55 часов после старта состоялась вторая телетрансляция длительностью 23 минуты.

Через 55 часов 40 минут после старта корабль попал в гравитационную сферу влияния Луны. Через 61 час состоялась вторая коррекция с помощью двигателей ориентации, величина около 0,6 м/с. В 68 часов 58 минут корабль зашел за Луну. [1]

Лунная орбита

В 69 часов 8 минут двигатель служебного модуля отработал импульс длительностью 4 минуты 13 секунд, и корабль вышел на расчетную лунную орбиту с параметрами 311 х 112 км. Одной из главных задач был осмотр будущих мест посадки, особенно места будущей посадки «Аполлона-11» в Море Спокойствия. Время старта было выбрано специально так, чтобы обзор этого места был наилучшим. Камера, установленная над иллюминатором, делала по кадру в секунду, фотографируя поверхность под кораблём. Всего было сделано около 700 снимков Луны и 150 — Земли. К концу второго витка орбита была скруглена до 113 х 115 км.

На четвертом витке астронавты впервые увидели восход Земли. Борман в течение двух витков спал. Проснувшись и увидев, что Ловелл и Андерс сильно устали, он потребовал, чтобы остальные члены экипажа легли спать, несмотря на то, что часть программы была таким образом нарушена. На девятом витке состоялась прямая телетрансляция, во время которой каждый из астронавтов прочитал фрагмент из Книги Бытия. В конце трансляции Борман пожелал жителям Земли счастливого Рождества. К концу десятого витка двигатель служебного отсека отработал длинный импульс, переводя корабль с лунной орбиты на траекторию возвращения к Земле. [1]

Возвращение на Землю

Обратный полет к Земле продолжался 2,5 дня. В течение них экипаж готовился к возвращению в атмосферу. Были проведены две телепередачи. Перед входом в атмосферу Борман готовился поддержать правильную ориентацию командного модуля в случае проблем с компьютером. Незадолго до входа был отделен служебный модуль. За шесть минут до входа, как и предсказывали баллистики, экипаж снова увидел Луну. При входе в атмосферу максимальная перегрузка составила около 6 «же». На высоте 9 км раскрылся тормозной парашют, на высоте 3 км — три основных. Корабль приводнился в Тихом океане до рассвета. Положение после приводнения — перевернутое, затем три надувных баллона перевернули его в положение «днищем вниз». Через 43 минуты прибыли первые спасатели с авианосца «Йорктаун», еще через 45 минут экипаж был на борту авианосца. [1]

Восход Земли над лунным горизонтом

Историческое значение

Журнал «Тайм» назвал экипаж «Аполлона-8» «людьми Года». Это были первые люди, преодолевшие поле тяготения Земли и вышедшие на орбиту вокруг другого небесного тела. Фотография восхода Земли над лунным горизонтом, сделанная на четвертом витке (снимок справа, [5]) стала одной из самых тиражируемых.

Экспедиция широко освещалась в прессе, в освещении участвовали более 1200 журналистов. BBC вело трансляцию на 54 страны на 15 языках. Считается, что трансляции видело более четверти всех людей на планете. В 1969-м году в честь полета «Аполлона-8» в США была выпущена почтовая марка.

Фрагменты из экспедиции можно увидеть в фильме «For All Mankind». [1]

Экспозиция оборудования

Командный модуль выставлен в Музее науки и промышленности, Чикаго. Там же находится скафандр Бормана и личные вещи, подаренные Ловеллом. Скафандр Ловелла находится в Исследовательском центре НАСА им. Джона Гленна, Льюис Филд. Скафандр Андерса выставлен в Музее науки, Лондон. [1]

Документы

  • «Apollo 8: Leaving the Cradle» — набор из 3 DVD-дисков, содержащийх полную запись 16-миллиметровой кинозаписи и телевизионных записей. Выпущен Spacecraft Films, 2003 г.

«Аполлон-8» и конспирология

Основная статья: Претензии к надежности «Сатурна-5»

В теориях «лунного заговора» «Аполлон-8» нередко упоминается в связи с претензиями к якобы недостаточной испытанности техники. Суть претензий состоит в том, что ракета с людьми была отправлена к Луне сразу после не вполне успешного полета ракеты в полете «Аполлона-6». Однако эти претензии большей частью не оправданы, поскольку в предыдущем полете ракета хотя и имела ряд серьезных проблем, тем не менее, продемонстрировала свою живучесть, а главное, безопасность для людей. Ни одна из имевших место в полете «Аполлона-6» неисправностей не могла привести к гибели или серьезному ущербу для здоровья экипажа, а сама ракета, хотя и не смогла доставить корабль на заданную орбиту, тем не менее, вывела его на низкую околоземную орбиту без повреждений. Если бы в корабле в полете «Аполлона-6» находились бы люди — они остались бы живы, не пострадали бы из-за произошедших на ракете отказов и смогли бы безопасно вернуться на Землю. Кроме того, экипаж «Аполлона-8» имел возможность катапультироваться в случае критических отказов ракеты.

Ссылки
2. «Мировая пилотируемая космонавтика. История. Техника. Люди», под ред. Батурина Ю. М., РТСофт, 2005
3. Страница об «Аполлоне-8», И. И. Шунейко, «Пилотируемые полеты на Луну, конструкция и характеристики SATURN V Apollo»
4. Страница о проблемах в полете «Аполлоне-6», книга «Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft», НАСА, 1979 (Интернет-версия)
5. Снимок AS8-14-2383, восход Земли над лунным горизонтом, комментарий в англоязычной Википедии
Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License