Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

3 апреля 1963 года вместо Чарльза Фрика менеджером по проекту «Аполлон» был назначен Роберт Пиланд. Дальше пошло по нарастающей. В течение 1963 года были окончательно заключены контракты со всеми подрядчиками по разработке и изготовлению космических кораблей «Аполлон» и ступеней ракет-носителей семейства «Сатурн».

Как уже говорилось, для реализации программы посадки человека на Луну была выбрана трехступенчатая ракета-носитель «Сатурн5» – так с 7 февраля 1963 года стала называться ракета «Сатурн С5». Ответственным за создание всех ракет семейства «Сатурн» и двигателей для них являлись Центр имени Маршалла и его директор Вернер фон Браун. Контракты на производство ступеней ракеты «Сатурн5» были выданы наиболее известным американским авиакосмическим компаниям.

Первая ступень SIC(изготовитель – фирма «Боинг») была оснащена пятью кислородно-керосиновыми двигателями F1компании «Рокетдайн». Их проектная тяга составляла 680 тонн или 1,5 миллиона фунтов, однако, реальная тяга составляла 691 тонну, а при отдельных пусках достигала 700 тонн. Удельный импульс двигателя F1 на уровне моря составил 263 секунды, а в вакууме – 304 секунды. Давление в камере сгорания – 65 атмосфер. Длина ступени составляла 42,1 метра, диаметр ступени – 10,1 метра, а по лопастям стабилизатора – 19,2 метра. Стартовая масса первой ступени составляла 2280 тонны, а ее сухая масса – всего лишь 131 тонну. Таким образом, их соотношение (17,4) составило рекордно высокую даже по сегодняшним меркам величину. Сборка первой ступени осуществлялась в Мичуде близ Нового Орлеана (штат Луизиана), то есть там же, где компания «Крайслер» осуществляла сборку ступени SIB для ракет «Сатурн-1» и «Сатурн-1В». Огневые испытания полностью собранной ступени проводились в 56 км от Мичуда в Перл Ривер (ныне Центр НАСА имени Стенниса). Поскольку ступень таких размеров невозможно было провезти по дорогам, ее транспортировка осуществлялась на барже сначала по реке Миссисипи, а затем через Мексиканский залив к мысу Канаверал.

На второй ступени SII(изготовитель – компания «Норт Америкэн авиэйшн», переименованная впоследствии в «Норт Америкэн Рокуэлл») было установлено 5 кислородно-водородных двигателей J2компании «Рокетдайн». Каждый двигатель в пустоте развивал тягу 104 тонны при удельном импульсе 430 секунд. Давление в камере сгорания – 54,4 атмосферы. Степень расширения сопла – 27,5. Длина второй ступени SII составляла 24,8 метра, диаметр ступени – 10,1 метра. Стартовая масса ступени составляла 481 тонны, а ее сухая масса – 36 тонн. Ступень изготавливалась на заводе компании «Норт Америкэн Рокуэлл» в Хантингтон Бич (штат Калифорния) и также транспортировалась водным путем.

В качестве третьей ступени использовалась вторая ступень SIVB(изготовитель – компания «Дуглас Эйркрафт») ракеты-носителя «Сатурн1В», в составе которой она и прошла летные испытания. Ступень была оснащена одним двигателем J2, аналогичного установленным на второй ступени. Длина третьей ступени SIVB с переходником составляла 17,8 метра, диаметр ступени – 6,6 метра. Стартовая масса ступени составляла 118,8 тонны, а ее сухая масса – 11,4 тонны. Ступень изготавливалась на заводе компании «Дуглас Эйркрафт» в Сил Бич (штат Калифорния). В отличие от первых ступеней третья ступень перевозилась по воздуху с помощью специально оборудованного транспортного самолета.

Полностью собранная ракета «Сатурн5» вместе с кораблем «Аполлон» при длине 110 метров имела стартовый вес 2750 тонн, при этом она выводила на опорную орбиту полезный груз массой 127 тонн с довыведением (вместе со ступенью SIVB), а на трассу перелета к Луне 42 тонны. При последних трех лунных экспедициях (этап J) стартовый вес ракеты-носителя «Сатурн5» возрос до 2940 тонн, масса полезного груза на опорной орбите - до 135 тонн, а на трассе перелета к Луне – до 48 тонн. Выведение на околоземную орбиту обеспечивалось первой и второй ступенями носителя, а также первым включением двигателя третьей ступени. Вторым включением двигателя ступени SIVB корабль «Аполлон» переводился на траекторию полета к Луне, после чего ступень отделялась и за счет слива остатков топлива направлялась на траекторию попадания в Луну.

Для запуска ракет «Сатурн-5» на мысе Кеннеди (так с декабря 1963 года стал называться мыс Канаверал) был построен специальный стартовый комплекс, включающий здание вертикальной сборки ракет и две стартовые позиции №39А и 39В. Предполагалось создание еще одной стартовой площадки, но ее строительство было заморожено. Здание вертикальной сборки высотой 160 метров, располагавшееся в 5 км от старта, позволяло производить сборку одновременно четырех ракет «Сатурн-5». Там осуществлялась стыковка корабля «Аполлон» с ракетой и их проверка. Доставлялась ракета, уже установленная на пусковой платформе, на стартовую позицию в вертикальном положении специальным гусеничным транспортером. Вывоз ракеты на старт осуществлялся за 2 месяца до пуска. На стартовой позиции пусковая платформа с ракетой устанавливалась на специальные опоры, после чего к ней подводилась мобильная башня обслуживания.

Космический корабль «Аполлон» состоит из основного блока и лунной кабины. На стартовой позиции в верхней части ракеты установлен основной блок. За ним в переходном отсеке, соединяющим основной блок и третью ступень SIVB, размещена лунная кабина. Общая масса корабля «Аполлон» составляет 43 тонны.

Основной блок или командно-служебный модуль массой 28,8 тонны является центральным элементом пилотируемого лунного комплекса «Аполлон». Он состоит из командного и служебного модулей.

Командный модуль или отсек экипажа (он же спускаемый аппарат) корабля «Аполлон» массой 5,6 тонны имеет форму конуса с углом полураствора 33, высотой 3,5 метра и диаметром у основания 3,9 метра и предназначен для размещения трех астронавтов от момента старта и до посадки на воду. Свободный объем в кабине составляет 6,1 м3. Состав атмосферы в отсеке экипажа аналогичен космическим кораблям «Меркурий» и «Джемини»: чистый кислород при давлении 267 мм рт. ст. При старте и посадке астронавты одеты в скафандры, которые используются также при выходах в космос и на поверхность Луны.

В верхней части командного модуля располагается стыковочный узел типа “штырь” с системой внутреннего перехода. Кроме лаза в стыковочном узле в кабине имеется еще один люк для посадки экипажа, а также для выхода в открытый космос. Вся поверхность командного модуля покрыта теплозащитным экраном, представляющего собой сотовую конструкцию (стеклопластик), заполненную абляционным материалом из фенольно-эпоксидной смолы. Максимальная толщина теплозащиты на лобовом экране составляет 63 мм.