Авиация Аполлон-15 - Технические новации миссии

02 июля 2011


Оглавление:
1. Аполлон-15
2. Экипаж
3. Планирование и подготовка к полёту
4. Технические новации миссии
5. Район высадки
6. Старт и полёт к Луне
7. Посадка
8. Первый день на Луне



Чтобы выполнить задачи, возлагавшиеся на Джей-миссии, «Аполлон-15» должен был доставить к Луне на 1815 кг полезного груза больше, чем «Аполлон-14». Именно такой была разница между расчётной массой улучшенного лунного модуля «Аполлона-15» и массами предыдущих моделей лунного корабля. Это количество складывалось из массы первого «Лунного Ровера», массы дополнительного научного оборудования и массы расходных материалов, необходимых для пребывания астронавтов на Луне в течение трёх суток. Чтобы достичь увеличения полезной нагрузки, необходимо было скорректировать рабочую схему полёта и внести ряд изменений в конструкцию ракеты-носителя и космического корабля.

Изменения рабочей схемы полёта

Прежде всего, была понижена высота околоземной орбиты ожидания со 185 км до примерно 170 км. Диапазон азимута при взлёте был изменён с 72—96° до 80—100°. Реально азимут при взлёте «Аполлона-15» составлял около 90°. Другие операционные изменения заключались в небольшом сокращении резервов топлива и увеличении загрузки топлива для перехода на траекторию полёта к Луне. Дополнительные возможности для увеличения полезной нагрузки давали сезонные факторы, такие как более благоприятное воздействие на запуск июльских температур и ветров, по сравнению с январскими.

Конструкционные модификации РН и КК

Начало транспортировки «Аполлона-15» на стартовую площадку. Фото сделано с крыши здания вертикальной сборки

Наиболее значительные изменения были внесены в конструкцию первой ступени ракеты-носителя Сатурн-V. Вдвое, с восьми до четырёх, было сокращено количество тормозных ракетных двигателей. Были модифицированы сопла всех пяти основных кислородно-керосиновых двигателей F-1, что позволило практически полностью использовать жидкий кислород в четырёх периферийных двигателях и обеспечить чуть более продолжительную работу центрального двигателя. На второй ступени была улучшена система поддержания топлива под давлением. Три других модификации второй ступени были впервые применены на «Аполлоне-14»: в центральном двигателе, на линии подачи жидкого кислорода был установлен накопитель газообразного гелия; добавлено дублирующее устройство для аварийного отключения центрального двигателя и установлены упрощённые клапаны потребления топлива на всех пяти двигателях J-2 второй ступени. Эти модификации позволяли уменьшить вибрации и обеспечивали более эффективную работу двигателей. Но на «Аполлоне-15» была ещё одна оригинальная модификация. В случае сбоев в работе системы аварийного отключения центрального двигателя она могла быть дистанционно отключена на стартовой площадке или в полёте во избежание ошибочной команды на отключение.

С учётом уроков, извлечённых из аварии «Аполлона-13», были внесены изменения в конструкцию командного и служебного модулей русск. корабля «Аполлон-15», с тем чтобы повысить их надёжность и безопасность. В служебном модуле была установлена дополнительная батарея электропитания, аналогичная пяти батареям посадочной ступени лунного модуля, и убраны перемешивающие вентиляторы из криогенных кислородных баков и термостаты-переключатели из цепей нагревания кислородных баков. В служебном модуле были установлены третий криогенный кислородный бак ёмкостью 145 кг и клапан, который изолировал этот бак от топливных элементов и от двух других кислородных баков. В чрезвычайной ситуации дополнительный бак мог обеспечить все потребности системы жизнеобеспечения командного модуля. Был установлен также третий водородный бак ёмкостью около 12 кг, чтобы вместе с третьим кислородным баком обеспечивать корабль дополнительной электроэнергией. На внешней поверхности служебного модуля были смонтированы поручни и захваты для ног, которые должны были облегчить выход в открытый космос пилота командного модуля на обратном пути к Земле. Модуль научных приборов был изолирован от остальной части служебного модуля термоизоляцией.

«Фалкон» и «Лунный Ровер» в процессе сборки в Космическом центре имени Кеннеди

Значительные модификации были внесены в конструкцию лунного модуля русск. «Аполлона-15» по сравнению с «Аполлоном-14», хотя внешне корабли практически не отличались.

  • Повышена ёмкость всех аккумуляторных батарей посадочной ступени с 400 до 415 ампер-часов. Добавлена пятая батарея. Суммарная ёмкость доведена до 2075 ампер-часов.
  • На посадочной ступени смонтирован второй бак с водой ёмкостью около 170 литров.
  • На посадочной ступени смонтирован второй бак с газообразным кислородом ёмкостью около 39 кг для заправки кислородом ранцевой системы жизнеобеспечения.
  • Добавлена система, способная хранить по 1200 см³ мочи на одного человека в день и по 100 см³ конденсата из ранцевой системы жизнеобеспечения на одного человека в час.
  • Смонтирована дополнительная термоизоляция для более продолжительного пребывания на поверхности Луны.
  • Расширены грузовые отсеки посадочной ступени. 1-й отсек предназначен для транспортировки «Лунного Ровера». Раньше в нём располагались зонтичная коротковолновая антенна и лазерный отражатель. Грузоподъёмность 4-го отсека, предназначенного для транспортировки научного оборудования, была увеличена с 91 кг до 272 кг.
  • Примерно на 25 см была увеличена длина сопла двигателя посадочной ступени.
  • Увеличение размеров топливных баков посадочной ступени примерно на 8,5 см увеличило их ёмкость примерно на 521 кг, что дало возможность продлить время зависания лунного модуля перед посадкой до 157 секунд.

Новая схема связи

«Лунный Ровер» № 1 на заводе корпорации Boeing в Кенте, штат Вашингтон, перед самой отправкой в Космический центр имени Кеннеди

Принципиальные изменения были внесены в схему связи между астронавтами на Луне и Землёй. Раньше она осуществлялась через антенны, установленные на лунном модуле. Но поскольку экипаж «Аполлона-15» должен был перемещаться по Луне на «Лунном Ровере», нужна была новая система связи, работающая даже тогда, когда лунный автомобиль находился бы вне прямой видимости лунного модуля. Для этого был разработан лунный передатчик информации, размером с небольшой чемоданчик. Он крепился впереди «Лунного Ровера», но был рассчитан и на переноску вручную. Лунный передатчик информации мог работать в нескольких режимах: 1) мобильном, когда «Лунный Ровер» находился в движении; 2) стационарном — во время остановок; 3) переносном — в случае поломки «Лунного Ровера» одному из астронавтов пришлось бы нести его в руках и 4) режиме дистанционного управления — операторы с Земли могли поворачивать телекамеру и менять угол её наклона, когда астронавты удалялись от лунного автомобиля, или во время взлёта лунного модуля.

В последнем режиме передатчик работал в паре с ещё одной новинкой — устройством управления телевизионной камерой по командам с Земли. Лунный передатчик информации имел три антенны: 1) коротковолновую параболическую антенну высокого усиления диаметром около одного метра для передачи цветного телевизионного сигнала; 2) коротковолновую геликоидальную антенну низкого усиления и 3) VHF-антенну, передающую голоса астронавтов и телеметрическую информацию с ранцевой системы жизнеобеспечения. Всё вместе это позволяло астронавтам поддерживать надёжную связь с Землёй, как бы далеко от лунного модуля они ни находились, и впервые давало возможность напрямую наблюдать за действиями экипажа по телевидению в любой момент внекорабельной деятельности, когда «Лунный Ровер» был остановлен.

Снаряжение астронавтов

Вдвое, с 4 до 8 часов непрерывной работы на лунной поверхности, увеличен ресурс портативной ранцевой системы жизнеобеспечения русск. астронавтов:

  • Давление в основных ёмкостях с кислородом увеличено с 69 до 97 атмосфер.
  • Объём воды увеличен с 3,9 л до 5,2 л.
  • Ёмкость батареи ранцевой системы повышена с 279 ватт-часов до 390 ватт-часов.
  • Масса сорбента, поглощающего углекислый газ, в кассетах с гидроксидом лития увеличена с 1,36 кг до 1,415 кг.

Модернизированные скафандры обеспечили астронавтам большую подвижность и более комфортные условия для работы:

  • Добавлены гибкие сочленения на поясе и на шее.
  • Молния скафандра улучшена, убрана из паховой области и размещена диагонально.


Просмотров: 4925


<<< Список астронавтов США участников лунных экспедиций
Аполлон-15 (возвращение домой) >>>