Авиация Аполлон-15 - Посадка

30 июля 1971 года, на 5-й день полёта, Хьюстон разбудил астронавтов на 13 минут раньше запланированного. Телеметрия показывала, что за несколько часов параметры орбиты сильно изменились. Теперь они составляли 108,8 км на 14,1 км. При этом специалистов в Центре пилотируемых полётов беспокоило то, что не был точно известен радиус Луны в районе посадки, погрешность высоты орбиты в точке периселения могла составлять ± 2750 метров. На следующем, 9-м витке, астронавты провели с борта корабля запланированную телетрансляцию. Посмотреть её в Хьюстон приехали жёны Дэвида Скотта и Джеймса Ирвина, командир «Аполлона-11» Нил Армстронг и доктор Вернер фон Браун. Около 14 минут Альфред Уорден, державший телекамеру, показывал и комментировал ландшафты западной окраины Моря Ясности и предгорий Апеннин. Над районом будущей посадки, в периселении, «Аполлон-15» оказался уже на высоте всего 13,9 км. Уордену удалось показать гору Хэдли Дельта и каньон Хэдли Рилл в течение всего нескольких секунд, потому что поверхность внизу проносилась мимо с угловой скоростью почти 7°/сек.

В конце этого же витка, когда корабль находился над обратной стороной Луны, с помощью 20-секундного включения двигателей системы ориентации «Индевора» была проведена коррекция орбиты снижения. После манёвра параметры орбиты составили 109,9 км на 19,1 км. Периселений оказался немного выше желаемого, но к моменту начала снижения «Фалкона» он понизится до идеальных 17,6 км. На 10-м витке Скотт впервые осмотрел район предстоящей посадки с помощью бортового телескопа и доложил, что поверхность выглядит достаточно ровной, большинство кратеров сильно сглажены, больших скал или валунов он почти не видит, их много только на дне и на стенках каньона.

В начале 11-го витка Джеймс Ирвин, а за ним и Дэвид Скотт, перешли в лунный модуль, активировали все его системы и занялись их проверкой. В начале 12-го витка, когда корабль находился за диском Луны, они предприняли попытку расстыковки. Но после восстановления связи с Землёй Скотт доложил, что расстыковка не удалась. Анализ телеметрической информации, произведённый на Земле, показал, что к стыковочному механизму не поступает сигнал на отведение защёлок. Предположительно, причиной этого мог быть плохой контакт в штекере электросистемы. Пилот командного модуля Альфред Уорден наддул переходной туннель, открыл люк и разъединил и снова соединил все штекеры. Телеметрия на Земле показала, что проблема устранена. Уорден закрыл люк и снова разгерметизировал переходной туннель. После повторной попытки корабли расстыковались. Это произошло с опозданием на 25 минут 43 секунды, но такая задержка не повлияла на график посадки на Луну.

После расстыковки Уорден на 1 секунду включил двигатели системы ориентации, и «Индевор» отошёл от «Фалкона». Скотт слегка развернул лунный модуль, чтобы Уорден смог посмотреть, правильно ли раскрылись опоры посадочной ступени «Фалкона». Во время старта с Земли и полёта к Луне они находились в сложенном состоянии. Уорден подтвердил, что с опорами всё в порядке. Вскоре он на 4 секунды включил маршевый двигатель и перевёл «Индевор» на почти круговую орбиту высотой 120,8 км на 101,5 км. Этот манёвр был необходим на случай возникновения аварийной ситуации, экстренного прерывания снижения лунного модуля и взлёта его взлётной ступени без посадки — тогда стыковку предпочтительнее проводить на круговой орбите высотой примерно 111 км. На 13-м витке Альфред Уорден в командном модуле с помощью сканирующего телескопа провёл отслеживание ориентира в районе посадки, кратера Индекс, рядом с которым находилось запланированное место прилунения «Фалкона». Эти наблюдения и их результаты были нужны для уточнения координат места посадки, более точного расчёта орбит обоих кораблей и обновления данных в системе наведения «Фалкона». Всего планировалось провести два сеанса отслеживания ориентира, но на предыдущем витке из-за задержки с расстыковкой «Индевора» и «Фалкона» на это не осталось времени. Поскольку последний сеанс прошёл нормально, было решено посадку не откладывать.

Район посадки «Аполлона-15». Снимок сделан из кабины лунного модуля за один виток до прилунения. В левом нижнем углу — гора Хэдли Дельта с кратером Св. Георга. Внизу в центре — Южное Скопление кратеров. От него по диагонали направо вверх — Северный Комплекс. Место посадки — примерно посередине между ними

На 14-м витке был включён двигатель посадочной ступени «Фалкона». Первые 26 секунд он работал на 10 % мощности. Это позволило вывесить двигатель на кардане таким образом, чтобы вектор тяги проходил через центр тяжести лунного модуля. После этого двигатель был включён на полную мощность. Через 95 секунд после включения двигателя в компьютер системы наведения и навигации были введены уточнённые данные. Это передвинуло ожидаемую точку посадки на 853 метра на запад, дальше по курсу. Через три минуты компьютер развернул «Фалкон» так, что теперь он летел опорами посадочной ступени вперёд, а иллюминаторы смотрели «вверх», в противоположную от Луны сторону. В таком положении посадочный радар мог «захватить» поверхность. Скотт доложил высоту и скорость, подтвердив, что компьютер получает от радара приемлемые данные. Через 6 минут «Фалкон» уже летел в 9000 метрах от поверхности, а через 7,5 минуты пролетел над лунными Апеннинами на высоте 6700 метров. На высоте около 2700 метров, когда в левом командирском иллюминаторе была видна верхняя часть горы Хэдли Дельта, у экипажа возникло ощущение медленного, плывущего движения вперёд. Из-за положения и перемещения лунного модуля относительно горы Скотту и Ирвину показалось, что «Фалкон» перелетит дальше ожидаемой точки посадки. На высоте чуть более 2400 метров Хьюстон сообщил Скотту, что ожидаемое место посадки, по уточнённым данным, находится в 915 метрах южнее изначально запланированной цели. Вскоре после этого, и через 9 минут 22 секунды после включения двигателя посадочной ступени, компьютер перешёл к выполнению программы захода на цель. «Фалкон» на высоте чуть больше 2100 метров развернулся в вертикальное положение. До этого момента пилотирование лунного модуля «Аполлона-15» осуществлялось почти так же, как и во время предыдущих полётов на Луну. Заключительный этап посадки отличался тем, что была выбрана более крутая траектория — 25° вместо 14°. Это давало большую свободу манёвра на участке торможения, пролегавшем над горным хребтом, обеспечивало лучший обзор после разворота лунного модуля в вертикальное положение и более точный контроль над изменениями в наведении на цель в ручном режиме.

Увидев район предстоящей посадки с близкого расстояния и сравнив свою позицию в пространстве с расположением Южного Скопления и тем местом, где каньон делает крутой изгиб у подножия горы Хэдли Дельта, Скотт понял, что корабль, действительно, отклоняется к югу. Чтобы скорректировать наведение на цель, Дэвид Скотт смотрел под определёнными углами, которые ему постоянно сообщал Джеймс Ирвин, на специальные метки, нанесённые на внутреннее и внешнее стёкла его иллюминатора. Смотреть нужно было так, чтобы внутренняя и внешняя метки совпадали. Тогда командир, как в прицеле, видел то место, куда автопилот ведёт корабль. С помощью рукоятки манипулятора в компьютер можно было ввести новое задание, изменив целеуказание вправо, влево, назад или вперёд. Скотт, как и подсказывал Хьюстон, сделал коррекцию вправо, к северу. Но проблема состояла в том, что он видел очень мало чётко выделяющихся деталей поверхности, которые бросались бы в глаза. Кроме горы Хэдли Дельта, каньона Хэдли Рилл и Южного Скопления кратеров других таких деталей даже при низком утреннем солнце практически не было. Перед полётом астронавты очень тщательно изучали фотокарты, много времени провели на тренажёрах и даже тренировались на рельефном макете района высадки размером примерно 5 х 5 метров. Но карты и макет были сделаны на основе фотографий, переданных космическими аппаратами Лунар орбитер. А они имели не очень высокое разрешение — были видны детали размером 20 метров и больше. Улучшая эти фото, специалисты перестарались и сделали равнину Хэдли более рельефной, чем она оказалась в действительности.

Место фактической посадки «Аполлона-15» отмечено маленьким белым кружком

Скотт искал четыре кратера, которые располагались на одной прямой линии — кратеры Матфей, Марк, Лука и Индекс. Место посадки, определённое ещё на Земле, находилось рядом с кратером Индекс. Но Скотт не видел ни одного из этих четырёх кратеров. Впрочем, в случае с «Аполлоном-15» точность посадки не имела такого решающего значения, как во время полёта «Аполлона-12». Тогда Чарлзу Конраду и Алану Бину было необходимо посадить свой лунный модуль как можно ближе к космическому аппарату «Сервейер-3», что и было блестяще достигнуто. При той мобильности, которую Скотту и Ирвину давал «Лунный Ровер», промах в несколько сотен метров был бы равен всего нескольким дополнительным минутам езды, что было вполне приемлемым.

На высоте около полутора тысяч метров командир увидел два не очень глубоких кратера, один из которых он идентифицировал, как кратер Салют. Была сделана ещё одна коррекция, с тем чтобы «Фалкон» мог сесть чуть северо-западнее кратера Салют. Всего на заключительном этапе посадки Скотт вручную сделал 18 таких коррекций, которые в итоге переместили место посадки на 338 метров ближе по курсу и на 409 метров к северу. Позже Скотт вспоминал: «Наша концепция до полёта заключалась в том, что если мы находим цель, тогда мы садимся точно в цель. Если её найти не удаётся, выбираем хорошее место в радиусе одного километра и садимся, как можно скорее. Как только я понял, что мы не направляемся к расчётной точке и что у меня нет хорошего места относительно кратера Индекс, я выбрал район, который показался мне приемлемо ровным, и направился прямо к нему».

Посадка «Фалкона» на Луну, снятая из окна пилота лунного модуля. Видео начинается с высоты примерно 1600 метров

Ровное место для посадки было выбрано Скоттом примерно на высоте 610 метров, на высоте чуть больше 120 м он перешёл на ручное управление. В этот момент вертикальная скорость лунного модуля составляла 4,3 м/сек. Теперь Ирвин постоянно сообщал командиру не углы, а показания высотомера и вертикальную скорость. На высоте чуть больше 60 метров Скотт начал вручную снижать вертикальную скорость. Она понизилась до 3,35 м/сек. На высоте 45 метров — до 1,8 м/сек. В этот момент корабль начал входить в облако пыли, которая поднялась с поверхности. Скотт доложил: «ОК. У меня — пыль». На высоте около 18 метров видимость упала практически до нуля, вертикальная скорость понизилась до 0,9 м/сек. С высоты 6 метров до 2,4 метра «Фалкон» снижался на скорости 0,3 м/сек. В этот момент Ирвин закричал: «Контакт!» Скотт почти моментально выключил двигатель посадочной ступени. Ещё 1,2 секунды корабль находился в свободном падении, вертикальная скорость при этом увеличилась до 2 м/сек..

«Фалкон» ощутимо ударился о поверхность, он был существенно тяжелее всех предыдущих лунных модулей. Из всех шести посадок «Аполлонов» эта была самой жёсткой. Она состоялась в 22:16:29 UTC, от момента включения двигателя посадочной ступени лунного модуля прошло 12 минут 21,7 секунды. Скотт доложил в ЦУП: «ОК, Хьюстон, „Фалкон“ — на равнине у Хэдли». Позже Ирвин так вспоминал о моменте посадки: «Загорелся индикатор, и я закричал: „Контакт!“ Дэйв мгновенно нажал кнопку и заглушил двигатель. Дальше мы будто провалились, ударились, стукнулись очень прилично. Я сказал „Бэм!“ Но в некоторых газетах написали, что я сказал „чёрт“. Для меня это было самой жёсткой посадкой в жизни. Потом мы наклонились и чуть перевалились набок. Это был страшный удар с последующим вертикальным и боковым движением. Всё затряслось, и я подумал, что все приборы сейчас отвалятся. Я был уверен, что что-то сломалось, и мы оказались в ситуации, когда нужно срочно прерывать миссию и аварийно взлетать… Мы застыли и ждали, когда на Земле оценят состояние всех систем. Они должны были сказать нам, остаёмся мы, или нет». Как только астронавты получили разрешение остаться, они похлопали друг друга по плечам, поздравляя с успешной посадкой. Скотт и Ирвин испытали огромное облегчение. Лунный модуль встал на грунт с наклоном назад на 6,9° и влево на 8,6°, общий наклон составил около 11°. Сопло двигателя посадочной ступени «Фалкона» было немного повреждено, но этот двигатель уже сделал своё дело. Неиспользованного топлива в баках ступени осталось 478,5 кг, его хватило бы на 103 секунды зависания. Астронавты ещё не знали, что они сели в 548 метрах к северо-западу от запланированного места посадки.