Авиация Аполлон-15 - Старт и полёт к Луне

Старт и выход на орбиту Земли

Старт «Аполлона-15»

Старт «Аполлона-15» состоялся в 13:34:00 UTC 26 июля 1971 года, всего на 0,187 секунды позже графика. Через 2 минуты 41 секунду после старта, на высоте примерно 70 км над Землёй произошло разделение первой и второй ступеней РН. В начале 6-й минуты полёта, на высоте 163 км, корабль летел уже практически горизонтально, набирая необходимую орбитальную скорость 7,8 км/сек. В начале 10-й минуты были отключены двигатели второй ступени, через 1 секунду после этого третья ступень отделилась от второй, и ещё через 0,1 секунды сработало зажигание единственного двигателя третьей ступени. Через 11 минут 34 секунды после старта по команде бортового компьютера был выключен двигатель третьей ступени, «Аполлон-15» вышел на расчётную орбиту ожидания русск. для последующего перехода на траекторию полёта к Луне. Экипаж впервые в ходе миссии оказался в состоянии невесомости, после того как во время взлёта перегрузки достигали 4 G. Астронавты занялись проверкой всех систем корабля перед включением двигателя третьей ступени и переходом на траекторию полёта к Луне. Уже на первом витке они начали выполнять насыщенную научную программу «Аполлона-15», сделав несколько снимков Земли на камеру с объективом, прозрачным для ультрафиолетовых лучей, через один из иллюминаторов «Индевора», выполненный из кварца. При этом у них было и время полюбоваться видами Земли с орбиты.

Старт к Луне и первый день полёта

Через 2 часа 50 минут после старта с Земли, на втором витке, в районе Гавайских островов двигатель третьей ступени «Аполлона-15» был снова включён. Он проработал 5 минут 51 секунду и разогнал корабль до скорости 10,827 км/сек. «Аполлон-15» перешёл на траекторию полёта к Луне. Вскоре после этого астронавты начали манёвр перестроения отсеков и стыковки командно-служебного модуля с лунным модулем, который находился в верхней части третьей ступени. Перед началом манёвра «Аполлон-15» находился уже в 6767 км от Земли, а его скорость под действием земной гравитации упала до 7,674 км/сек. Альфред Уорден, пилот командного модуля, в ручном режиме с помощью двигателей системы ориентации отвёл «Индевор» от третьей ступени и совершил переворот корабля на 180° со скоростью 2° в секунду. Для сближения он на 4 секунды включил двигатели ориентации. В момент стыковки скорость сближения «Индевора» и «Фалкона» составляла 0,03 м/сек. После первого касания захвата не произошло, и тогда Уорден ещё на 1—2 секунды включил двигатели системы ориентации. Командно-служебный и лунный модули состыковались. Астронавты наддули переходной туннель и кабину лунного модуля. Проверка 12 автоматических стыковочных замков показала, что один из них не защёлкнулся. Уорден закрыл его вручную. После срабатывания четырёх пироболтов, с помощью которых лунный модуль крепился к третьей ступени, пружины оттолкнули от неё два состыкованных корабля со скоростью 0,25 м/сек. Включение двигателей системы ориентации служебного модуля добавило к этой скорости ещё 0,12 м/сек.

Когда «Индевор» и «Фалкон» отошли на расстояние примерно 150 м, третья ступень, по команде с Земли, была немного повёрнута и был включён её двигатель, чтобы увести её ещё дальше. Через три дня, примерно через час после того, как «Аполлон-15» выйдет на окололунную орбиту, она на огромной скорости врежется в поверхность Луны. Ещё во время наддува кабины лунного модуля Скотт заметил и доложил на Землю, что на панели управления горит индикатор, показывающий, что открыты топливные клапаны маршевого двигателя служебного модуля и что, соответственно, двигатель работает, хотя было очевидно, что он никак не мог работать — все переключатели были выключены. Можно было предположить, что причина этого кроется в коротком замыкании, но было неясно, где оно произошло, и как с этой проблемой справляться. Десятки инженеров на Земле начали мозговой штурм, чтобы найти выход из положения. Через несколько часов неисправность была обнаружена. Проверка переключателей, открывающих и закрывающих топливные клапаны основного двигателя командно-служебного модуля, выявила короткое замыкание в переключателе, управляющем приводами открытия и закрытия топливных клапанов контура «А» основного двигателя. С контуром «В» всё было нормально. Решено было отказаться от первой из четырёх запланированных на время полёта к Луне коррекций траектории. Первая коррекция должна была проводиться с помощью двигателей системы ориентации. Отказ от неё давал возможность на следующий день впервые опробовать маршевый двигатель. Оставалось только выработать особую процедуру его включения, при которой обнаруженное короткое замыкание не могло бы приводить к преждевременному включению или выключению двигателя. В конце первого дня полёта астронавты перевели корабль в медленное вращение вокруг продольной оси со скоростью 0,375° в секунду для того, чтобы солнечное тепло равномерно распределялось по поверхности. При таком вращении «Аполлон-15» совершал полный оборот вокруг своей оси примерно за 16 минут. В этот момент корабль уже удалился от Земли более, чем на 125 000 км, а его скорость упала до 2,131 км/сек.

Второй день полёта

Снимок Земли, сделанный экипажем «Аполлона-15» 26 июля 1971 во время полёта к Луне с расстояния примерно 55 000 км от Земли. В центре и далее к левому краю диска видна Южная Америка. Вверху — Центральная Америка. От неё чуть ниже и правее — Мексиканский залив и полуостров Флорида. Вверху справа — Северная Америка. Справа — гигантский шторм в Северной Атлантике. Внизу справа видны побережья Западной Европы и северо-западной части Африки

Утром Хьюстон разъяснил астронавтам последовательность действий до и во время предстоявшего включения маршевого двигателя. Окончательной выработкой рекомендаций на реальной тренировочной модели командно-служебного модуля на Земле занималась группа инженеров и астронавтов во главе с командиром дублирующего экипажа Ричардом Гордоном. В 28 часов 40 минут и 22,5 секунды полётного времени маршевый двигатель был включён в ручном режиме на 0,7 секунды, что увеличило скорость корабля на 1,62 м/сек. Это позволило отказаться от ранее запланированных второй и третьей коррекций траектории. Включение маршевого двигателя командно-служебного модуля стало и его первым испытанием, которое показало, что короткое замыкание в переключателе может привести к зажиганию в двигателе, только если контур «А» находится под напряжением. Из этого был сделан вывод, что для коротких включений двигателя можно использовать только контур «В», а для более продолжительных — оба контура, но контур «А» при этом следовало подключать в ручном режиме через несколько секунд после зажигания и точно так же отключать его вручную за несколько секунд до автоматического выключения двигателя. После полёта в злополучном переключателе был обнаружен маленький кусочек проволоки длиной 1,4 мм, который и вызвал короткое замыкание.

На этот же день была запланирована инспекция лунного модуля, в предыдущих экспедициях астронавты впервые осматривали и тестировали системы лунного корабля на сутки позже. За несколько минут до перехода Скотта и Ирвина в лунный модуль в одном из контуров системы энергоснабжения командного модуля произошёл сбой, загорелся предупреждающий индикатор на главной панели управления. Одновременно возник непродолжительный сбой на линии связи. Как выяснилось вскоре, оба события не были связаны друг с другом и просто случайно совпали по времени. На станции дальней космической связи в Голдстоуне, в Калифорнии вышел из строя один из усилителей. А в «Индеворе» погасли таймер полётного времени в нижнем отсеке оборудования, индикаторы выполняемых программ на дисплее компьютера тоже в нижнем отсеке оборудования и подсветка некоторых индикаторов на главной панели управления. Всё это не было опасным, но до конца миссии доставляло астронавтам некоторые неудобства. Как выяснилось после полёта, причиной стало короткое замыкание в конденсаторе таймера полётного времени.

Первым в лунный модуль перешёл Джеймс Ирвин, за ним Дэвид Скотт, туда же немного просунулся и Альфред Уорден, который держал в руках телекамеру и вёл телетрансляцию. Астронавты сразу обнаружили, что на приборе, измеряющем высоту и скорость снижения во время посадки и расстояние и скорость сближения перед стыковкой, разбито внешнее стекло. Несколько осколков, по словам Скотта, были крупными, размером около 2—2,5 см, но большинство не превышали 1 мм в поперечнике. Они могли попасть в глаза и в дыхательные пути. Астронавты включили систему кондиционирования воздуха. Большую часть осколков притянуло к фильтру вытяжки, где Скотт и Ирвин собрали их клейкой лентой. Позже они тщательно пропылесосили кабину. Астронавты проверили все переключатели на панели управления «Фалкона», убедившись, что они находятся в тех положениях, в которых их установили до старта. Были протестированы системы электроснабжения, обеспечения жизнедеятельности и связи. К концу второго дня полёта «Аполлон-15» находился уже в 263 000 км от Земли, его скорость замедлилась до 1,224 км/сек.

Третий день полёта

На третий день полёта Скотт, Уорден и Ирвин провели эксперимент по наблюдению вспышек. Большинство членов предыдущих экипажей, хотя и не все поголовно, докладывали о ярких вспышках, которые они наблюдали, когда закрывали глаза. Астронавты «Аполлона-15», лёжа в своих креслах, надели на глаза светонепроницаемые повязки. Эксперимент продолжался почти час. Скотт зафиксировал 23 вспышки, Уорден — 25, Ирвин — 12. Учёные пришли к выводу, что вспышки были вызваны космическими лучами высоких энергий, проходившими через глаза астронавтов или через зрительные центры в мозгу.

Затем Скотт и Ирвин ещё раз перешли в лунный модуль для окончательной проверки всех систем и повторной уборки. По словам Скотта, они нашли ещё довольно много осколков стекла и ещё раз тщательно пропылесосили всю кабину «Фалкона». В конце дня, когда Скотт собирался начать ежевечернюю процедуру хлорирования воды в питьевом баке в нижнем отсеке оборудования, он обнаружил в корабле протечку воды. В невесомости она собралась рядом с краном в довольно большой шар, который быстро увеличивался. Кран был закрыт, и было непонятно, где утечка, потому что всё вокруг было мокрым. На Земле начался очередной мозговой штурм. Через 15 минут астронавтам рассказали, что и как нужно делать. С помощью двух ключей Скотт быстро подтянул разболтавшееся соединение в системе хлорирования воды, и течь прекратилась. Вылившуюся воду астронавты собрали полотенцами, которые отправили сушиться в переходной туннель. После того, как Скотт, Уорден и Ирвин улеглись спать, «Аполлон-15» пересёк невидимую границу, за которой лунная гравитация стала больше земной. В этот момент он находился на удалении 353 374 км от Земли, скорость корабля упала до 0,893 км/сек. Дальше она начала увеличиваться, а все полётные данные в Центре управления полётом в Хьюстоне были переведены в значения относительно Луны, а не Земли, как было до этого.

Четвёртый день полёта и выход на орбиту Луны

29 июля экипаж «Аполлона-15» провёл промежуточную коррекцию траектории полёта № 4. Маршевый двигатель командно-служебного модуля был включён с помощью только контура «В» на 0,91 секунды, что добавило к скорости корабля 1,65 м/сек. В это время расстояние до Луны составляло около 23 000 км, скорость — 1,211 км/сек. После коррекции траектории астронавты сбросили дверь, закрывавшую отсек научных приборов на служебном модуле. Такая операция ранее на «Аполлонах» не проводилась, поэтому в целях безопасности, особенно в свете произошедшей всего за месяц до этого трагедии с экипажем «Союза-11», на случай теоретически возможной разгерметизации корабля, Скотт, Уорден и Ирвин были одеты в скафандры. Дверь была сброшена путём подрыва пирошнура по всему её периметру и ещё нескольких зарядов для того, чтобы оттолкнуть её от корабля.

Астронавты начали подготовку к главному событию дня — включению маршевого двигателя на торможение и переходу на орбиту искусственного спутника Луны. Это должно было произойти над обратной стороной, когда с кораблём не будет никакой связи. В 78 часов 23 минуты 31 секунду полётного времени «Аполлон-15» скрылся за западным краем диска Луны, в этот момент он находился в 543 км от поверхности нашего спутника, его скорость составляла 2,324 км/сек. Если бы маршевый двигатель не сработал, корабль снова вышел бы на связь уже через 23 минуты и, при условии дополнительной коррекции, лёг бы на обратный курс к Земле. В 78 часов 31 минуту 49 секунд полётного времени основной двигатель командно-служебного модуля был включён с помощью одного только контура «В». Через 5 секунд в ручном режиме был подключён и контур «А». Ровно через 6 минут после зажигания он был отключён, и дальше двигатель работал только на контуре «В». Всего включение двигателя продолжалось 6 минут 38 секунд, скорость корабля уменьшилась на 914,4 м/сек. «Аполлон-15» вышел на окололунную орбиту с апоселением 313 км и периселением 109,3 км. Через 33 минуты после потери сигнала связь восстановилась, и Скотт доложил, что «Индевор» с грузом вышел на позицию. По словам командира, виды были просто фантастическими. Дэвид Скотт описал свои впечатления словами: «Этот первый пролёт над обратной стороной — у меня просто крышу снесло! Ничего делать было невозможно — только пристально смотреть в благоговейном трепете».

В течение первого витка, во время полёта над освещённой половиной Луны, астронавты фотографировали подряд все примечательные детали поверхности и подробно описывали Хьюстону всё, что видели. «Аполлон-15» вышел на окололунную орбиту, имевшую большое наклонение, орбиты всех предыдущих «Аполлонов» пролегали вблизи плоскости экватора. Поэтому Скотт, Уорден и Ирвин видели то, что с такого близкого расстояния до них не видел никто. В то время, как они описывали Хьюстону ландшафты Моря Ясности, третья ступень их ракеты-носителя врезалась в поверхность Луны в точке с координатами 1,0° ю. ш. и 11,87° з. д., вне зоны видимости астронавтов.

Увидеть место своей будущей посадки Скотт и Ирвин на первых витках не могли, оно было в темноте, Солнце ещё не встало из-за Апеннин. Сразу после выхода на лунную орбиту экипаж начал эксперименты с использованием аппаратуры модуля научных приборов. Для этого корабль с помощью двигателей системы ориентации был развёрнут так, чтобы модуль научных приборов был направлен в сторону Луны. Астронавты включили спектрометр гамма-лучей и детектор альфа-частиц. Через четыре часа пребывания на лунной орбите, в конце второго витка, астронавты совершили манёвр перевода корабля на орбиту снижения. До «Аполлона-12» включительно этот манёвр совершал только лунный модуль, уже отстыкованный от командно-служебного, после чего производились снижение и посадка. Начиная с «Аполлона-14», на орбиту снижения выводилась уже вся связка командно-служебного и лунного модулей, что позволяло значительно экономить топливо в баках посадочной ступени лунного модуля и увеличивать полезную нагрузку. В 82 часа 39 минут 48 секунд полётного времени над обратной стороной Луны, вне зоны радиовидимости, с помощью только контура «В» был включён маршевый двигатель командно-служебного модуля. По расчётам, он должен был отработать 24,5 секунды. Малейшее запаздывание отключения двигателя было недопустимо, поскольку могло угрожать столкновением корабля с Луной. Поэтому Дэвид Скотт сидел с секундомером в руках, отсчитывавшим время с точностью до 0,1 секунды, готовый в нужный момент выключить двигатель. Он и выключил его вручную вовремя, но компьютер его чуть-чуть опередил. Как рассказывал на послеполётном опросе Альфред Уорден, следивший во время манёвра за показаниями приборов, стрелка индикатора давления в камере сгорания упала к нулю на мгновение раньше, чем командир щёлкнул переключателем. Двигатель отработал 24 секунды ровно, что замедлило скорость корабля на 65,2 м/сек. «Аполлон-15» вышел на эллиптическую орбиту снижения 108,9 км на 17,6 км. Манёвр был совершён в периселении прежней орбиты, теперь это место стало апоселением новой. А периселений орбиты снижения оказался примерно в 460 км восточнее Хэдли, в месте, откуда на следующий день «Фолкон» должен был начать снижение на лунную поверхность.

Кратер Циолковский

Когда корабль показался из-за диска Луны и связь восстановилась, Скотт доложил Хьюстону, как прошло включение двигателя, и рассказал, что на всех огромное впечатление произвёл кратер Циолковский на обратной стороне с его внушительной центральной горкой. На высоком отрезке орбиты астронавты провели первый сеанс съёмки на картографирующую и панорамную камеры и включили спектрометр гамма-лучей и масс-спектрометр, которые выдвигались из модуля научных приборов на длинных 7-метровых выносных стрелах. В конце этого рабочего дня Скотт поинтересовался у Хьюстона, потребуется ли на следующий день делать коррекцию орбиты снижения. Оператор связи ответил, что, скорее всего, нет. Данные наземной службы слежения показывали, что в тот момент параметры орбиты составляли 107,7 км на 16,8 км, а на следующий день они, согласно расчётам, должны были составить 108,5 км на 16,1 км. Скотт спросил также о наклонении нынешней орбиты. Хьюстон ответил, что наклонение отличается от расчётного на 0,37 км в точке предстоящего начала снижения на лунную поверхность. ЦУП заверил Скотта, что манёвр выхода на окололунную орбиту был осуществлён экипажем безукоризненно. При этом впервые было сказано, что расчёты вектора ориентации корабля перед торможением и выходом на лунную орбиту были сделаны на Земле с небольшой ошибкой, которая была скорректирована при переходе на орбиту снижения.