Путешествия к Луне
Шрифт:
I (56 мин 25 с) — спуск со 111 км до 15 км (видим приближение к Луне);
II (8 мин 24 с) — снижение с 15 км до 2,3 км (видим поверхность);
III (1 мин 42 с) — снижение с 2,3 км до 230 м (видим рельеф поверхности);
IV (1 мин 8 с) — выбор площадки с 230 м до 150 м (видим детали рельефа);
V (40 с) — прилунение на выбранную площадку (видим детали площадки).
При переходе на каждый следующий масштаб меняются состояние LM и задача астронавтов. Каждый раз LM переходит в новые координаты с меньшими инерционными и реактивными ресурсами, а характер действий астронавтов меняется с пробного при снижении на необратимый у самой поверхности. По всей трассе нужно, работая с приборами, принимать решения и тут же их реализовывать в очень жестких временных рамках. Человек устроен так, что в экстремальной ситуации его ощущения и психомоторные реакции адаптируются к стремительно меняющейся обстановке, и тренированные пилоты способны справиться со сложной летной программой, но… Все зто было бы просто рискованной процедурой, если бы внизу была не Луна.
Посадке на Луну трудно найти сравнение. На Земле ни один испытатель никогда не был в подобных условиях. После снижения посадочного аппарата до высоты менее 100 м над поверхностью посадку уже нельзя не совершать. На поверхность LM необходимо опустить в положении «возвращения», то есть модуль нужно установить ровно, в первом прилунении — с креном не более 8° к местной вертикали, иначе при взлете с Луны возникнут большие проблемы со стыковкой на лунной орбите.
Начинается процедура разделения. Напутственные слова Майка Коллинза за минуту до расстыковки CSM с LM: «Не волнуйтесь там, на Луне. Если я услышу от вас раздражение и ропот, я к вам подъеду». Друзья поняли: если прилунение будет выполнено с превышением крена и при старте с Луны взлетная ступень окажется на большом удалении от командного модуля, Коллинз найдет их.
100:09:50. Майк жмет кнопку, срабатывают электрозамки стыковочного кольца, и давление воздуха в лазе мягко отталкивает LM. Тот начинает медленно вращаться, а Майк Коллинз тщательно осматривает его.
Коллинз: «Ваша машина прекрасно выглядит, хотя вы и вверх тормашками».
Армстронг: «Еще не известно, кто вверх тормашками».
Коллинз: «Вы, парни, будьте осторожны».
Армстронг: «До встречи!»
Полчаса корабли движутся по орбите рядом друг с другом (5-30 м), но приходит время расставаться.
100:39:50. Коллинз двигателями ориентации отводит CSM на несколько километров; Армстронг и Олдрин наблюдали, как «Колумбия» исчезает вдали. До начала снижения к поверхности остается чуть менее часа. Астронавты должны подготовить к фазе спуска электронную начинку LM. Главный ее элемент — бортовая вычислительная машина, на современном языке — компьютер. Это — мозг корабля, без него успешная посадка на Луну невозможна. Попытку отправить астронавтов (космонавтов) на Луну без применения бортовой вычислительной техники следовало бы даже в 1969 г. считать не экспедицией, а попыткой попадания одним космонавтом (Н1–ЛЗ) или двумя астронавтами («Аполлон») в Луну.
Вычислительная машина решала задачу многоуровневого управления «избыточными» (т. е. продублированными, работающими автономно и параллельно) системами LM. При этом она взаимодействовала с большим компьютером ЦУПа, который, в свою очередь, был связан с системой аналогового моделирования процесса прилунения. Такой принцип в истории техники был впервые разработан и применен именно в программе «Аполлон», что позволило не только осуществить прилунение нескольких экспедиций, но и спасти экипаж «Аполлона-13», попавшего в космосе в аварийную ситуацию.
Рис. 6.30. «Орел» прощается с «Колумбией». Под тремя опорами посадочной ступени лунного модуля видны тонкие щупы длиной 1,5 м. Касаясь поверхности, они давали сигнал, что надо быть готовыми к выключению двигателя. Предполагалось, что поднятое реактивной струей облако пыли может окутать кабину и сделать поверхность невидимой.
До сих пор (2009 г.) программа «Аполлон» остается наиболее сложной из всех программ пилотируемых космических полетов. Глубокая интеграция человека и аппаратуры обусловливала гибкость и надежность комплекса управления, недостижимую при использовании других технических средств того времени. Совместная работа ведущих специалистов самых разных отраслей науки и техники США обеспечивала ЦУП и экипаж корабля достоверным и своевременным прогнозом ситуации. С первой секунды полета была предусмотрена максимальная помощь со стороны наземных служб во всех непредвиденных обстоятельствах. Работу диспетчеров в Хьюстоне обеспечивали группы специализированной поддержки в самом ЦУПе и сотни людей на различных предприятиях подрядчиков, разбросанных по всей стране. Для оперативного обмена информацией между ними была налажена телефонная и радиосвязь по специальным линиям.
ЭВМ «Аполлона» опережала все аналогичные образцы в мире лет на 7-10. Это был первый полностью автономный вычислительный комплекс, «третий астронавт», избавлявший человека от непосильной физической и психологической нагрузки по контролю за мгновенно меняющейся ситуацией. По быстродействию он превосходил все предыдущие средства управления кораблем на два порядка и при этом был весьма компактен. Не в последнюю очередь благодаря работе над ним в конце 1970–х гг. появились персональные компьютеры.
100:39:50. В течение следующего часа астронавты должны: синхронно с CSM выставить инерциальную платформу LM, проверить функционирование программ радиолокатора дальности и встречи с CSM, поддерживать постоянную голосовую связь с диспетчерами ЦУПа, сверяющими динамику полета LM и работу его систем с результатами своих расчетов. Перед включением двигателя один из астронавтов должен сквозь маленький верхний иллюминатор точно определить вычисленную ЦУПом звезду.
101:38:48. Начало масштаба I (56 мин 25 с). Двигатель работает на торможение 28,7 секунд, и «Орел» переходит с круговой орбиты на эллиптическую, начиная спуск с высоты 111 км до до условной точки Т' — 15 км над поверхностью Луны. Здесь должно быть принято решение: обогнуть Луну подобно комете или снова включить двигатель на торможение и продолжить снижение. Времени на раздумья — быть или не быть первой посадке на Луну — в этот момент будет не более 5 секунд.
101:55. Связь с ЦУПом с момента выхода LM из-за Луны была неустойчивой; в ЦУПе с замиранием сердца вслушивались в еле различимые голоса астронавтов. Пит Конрад (командир будущей миссии «Аполлон-12») за 4 минуты до времени Т' посоветовал астронавтам отклонить двигателями ориентации трассу спуска на 10° в плоскости курса в сторону Земли; это нормализовало связь.
За минуту до Т' диспетчеры доложили руководителю полета Гену Кранцу, что посадку можно начинать.
За 40 секунд Олдрин включает телекамеру на своем (правом) иллюминаторе для трансляции в ЦУП спуска LM на поверхность Луны.
Рис. 6.31. Схема лунного модуля.
За 7 секунд двигатели системы ориентации сообщают LM ускорение для подачи топлива из баков в двигатель посадочной ступени.
За 5 секунд астронавты активизируют на дисплее БЦВМ доступ к «кнопке паники» аварийных программ.
Момент Т': на дисплее высвечивается «Начинай!», Армстронг переключает ручку контроллера на управление тягой, Олдрин нажимает кнопку пуска двигателя, и они одновременно произносят: «Зажигание!»
Масштаб II (8 мин 24 с). Сначала двигатель включается на 10 % полной тяги, очень мягко. Понять, что он зажжен, можно только по индикации на панели управления. На этой тяге он должен работать
26 секунд, пока двигатели системы ориентации и электродвигатели карданного подвеса ЖРД ПС сводят «качание» вектора тяги LM к нулю и направляют его на центр масс модуля. Поездка вниз верхом на работающем реактивном двигателе с первой секунды не была спокойной. Армстронга сразу удивило, что двигатели ориентации работают значительно интенсивнее и продолжительнее, чем на тренажере. «Орел» часто вздрагивал от корректирующих импульсов.