Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Командный модуль обладает аэродинамическим качеством 0,5 за счет смещения центра тяжести, что позволяет совершать управляемый спуск в атмосфере с целью снижения перегрузок. Вход в атмосферу Земли происходит со второй космической скоростью. За счет аэродинамического качества создается подъемная сила, и аппарат «выскакивает» из атмосферы. После чего он повторно входит в атмосферу уже с меньшей скоростью. Такая схема снижает не только перегрузки, но и тепловые потоки, воздействующие на аппарат. Перегрузки в ходе первого погружения в атмосферу не превышали 6,5 единиц, а в ходе второго – 6g. Спуск осуществляется на трехкупольном парашюте с диаметром основных парашютов 26,8 метра. Командный модуль совершает посадку на воду в Тихом океане. В случае аварии ракеты на старте система аварийного спасения, состоящая из трех РДТТ тягой по 70,3 тонны, обеспечивает увод отсека экипажа с астронавтами.

Служебный модуль или двигательный отсек имеет форму цилиндра длиной 3,94 метра и диаметром 3,91 метра. Масса двигательного отсека не превышает 23,3 тонны, из них 19 тонн составляет топливо – «аэрозин-50» и четырехокись азота. Маршевый двигатель AJ10-137 с тягой 9,3 тонны и удельным импульсом 314 секунд компании «Аэроджет-Дженерал» обеспечивает торможение и выход на окололунную орбиту, сход с нее и разгон к Земле. Степень расширения сопла – 60. Двигатель рассчитан на 750 секунд работы и 50 включений. Кроме маршевого на боковой поверхности служебного модуля размещены четыре блока вспомогательных двигателей по четыре двигателя в каждом, предназначенных для ориентации и проведения небольших коррекций. Тяга каждого такого двигателя 45 кг.

Система управления и навигации для основного блока была разработана Приборной лабораторией Массачусетского технологического института. Головным подрядчиком по изготовлению системы была фирма «АС Электроникс» (отделение компании «Дженерал Моторс»). Сердцем системы являлась бортовая ЦВМ компании «Рейтеон».

В системе энергопитания основного блока используются кислородно-водородные топливные элементы компании «Пратт-Уитни». В качестве резерва в двигательном отсеке установлена серебряно-цинковая батарея емкостью 400 Ампер-часов, аналогичная установленной в лунной кабине. Кроме того, в самом отсеке экипажа имеются химические батареи с общей емкостью 98 Ампер-часов.

Разработку основного блока осуществляла по заданию НАСА компания «Норт Америкэн Рокуэлл», ранее называвшаяся «Норт Америкэн авиэйшн». Изготовление и сборка основного блока велись на заводе этой же компании в Дауни, штат Калифорния .

Лунная кабина или лунный модуль предназначена для доставки двух астронавтов с лунной орбиты на поверхность Луны, обеспечения их пребывания на поверхности и доставки с поверхности Луны на окололунную орбиту. Лунная кабина массой состоит из посадочной и взлетной ступени. На посадочной ступени установлен двигатель компании TRW Systems, обеспечивающий сход с орбиту и посадку на лунную поверхность. Тяга двигателя, работающего на тех же компонентах топлива, что и маршевый двигатель основного блока, регулируется в пределах от 476 до 4467 кг. Двигатель рассчитан на многократное (до 20 раз) включение. Степень расширения сопла – 47. Запас топлива достаточен для совершения горизонтального маневра перед посадкой. Посадка лунной кабины производится на 4 опоры. Для обеспечения посадки установлен посадочный радиолокатор компании «Райан», работающий в диапазоне 10 ГГц.

На взлетной ступени размещена кабина астронавтов массой 4,8 тонны, ее полезный объем 5,4 м3. В верхней части расположен приемный конус стыковочного узла. Для наблюдения лунной поверхности в процессе посадки в боковой стенке расположены два треугольных окна-иллюминатора. Кроме люка в стыковочном узле в боковой стенке имеется квадратный люк для выхода на поверхность Луны. Двигатель взлетной ступени, разработанный компанией «Белл Аэросистемс», создает тягу в 1590 кг и не регулируется. Казалось бы, масса взлетной ступени больше тяги двигателя, и астронавтам не удастся взлететь. Однако сила тяжести на Луне в 6 раз меньше земной.

Система управления лунной кабины во многом аналогична системе управления основного блока. Для обеспечения встречи с основным блоком на лунной орбите на взлетной ступени установлен радиолокатор компании RCA, работающий при дальностях от 15 метров до 740 км. Система энергопитания в отличие от основного блока построена с использованием серебряно-цинковых аккумуляторов. При этом на посадочной ступени установлено четыре батареи по 400 Ампер-часов, а на взлетной ступени – еще две по 310 Ампер-часов.

Масса лунной кабины перед сходом с орбиты составляет 15000 кг. При последних трех лунных экспедициях (этап J) масса лунной кабины возросла до 16300 кг, включая вес лунохода LRV (200 кг). Высота лунного модуля – 7 метров. При старте с Земли лунная кабина находится за командным модулем внутри переходника.

Разработку и изготовление лунной кабины осуществляла по заданию НАСА компания «Грумман Эйркрафт Инджиниринг».

Схемой полета предусматривалось выведение корабля «Аполлон» на трассу полета к Луне с помощью трех ступеней ракеты-носителя «Сатурн5». С помощью первых двух ступеней и первого включения двигателя третьей ступени SIVB обеспечивался выход на опорную круговую орбиту высотой 190 км и наклонением 32,6. С помощью второго включения двигателя ступени SIVB обеспечивался переход на траекторию полета к Луне. По окончании разгона командный модуль отделялся, разворачивался на 180о, стыковался с лунной кабиной и извлекал ее из переходника, после чего ступень SIVB отделялась.

Выход на окололунную орбиту производился с помощью маршевого двигателя командного модуля. Двое астронавтов в скафандрах переходили через внутренний люк в лунную кабину и отстыковывались от основного блока. Затем лунная кабина с астронавтами совершала посадку на поверхность Луны, где они в течение 36 часов (на этапе J – 67 часов) проводили исследования, по окончании которых взлетная ступень стартовала с Луны (посадочная ступень оставалась на Луне) на окололунную орбиту и стыковалась с командным модулем. После перехода астронавтов в основной блок лунная кабина отбрасывалась и падала на Луну, а командный модуль стартовал к Земле. Перед входом в атмосферу отсек экипажа отделялся от двигательного отсека и совершал парашютный спуск и посадку на воду в Тихом океане.

С момента принятия программы «Аполлон» ее претворение в жизнь шло планомерно и последовательно, обеспеченное как финансированием, так и вниманием не только руководства НАСА, но и руководства США. Программа «Аполлон» была объявлена национальной программой и пользовалась поддержкой значительной части населения Соединенных Штатов Америки. Кстати, поддержка населения была возможна только при условии открытости космической программы и отсутствия всяческих секретов. Чего стоит только присутствие на во время старта экспедиции «Аполлон-11» на мысе Кеннеди порядка 1 миллиона зрителей.