2. Испытания корабля Аполлон возле Земли
Аполлон-9. Часть 1 - Подготовка и старт
К
марту 1969 года Лунный Модуль корабля Аполлон был готов к лётным
испытаниям. Его испытания на низкой околоземной орбите (НОО) и стали
основной задачей миссии Аполлона-9.
В основной экипаж Аполлона-9 были назначены астронавты:
Командир — Джеймс МакДи́витт
Пилот командного модуля (CM) — Дэвид Скотт
Пилот лунного модуля (LM) — Рассел Швайкарт
На снимке ниже слева-направо: McDivitt, Scott, Schweickart.
Для командного модуля астронавты выбрали позывной Gumdrop, что можно перевести как Мармеладка, для лунного модуля - Spider (Паук). Была утверждена эмблема миссии Apollo IX:
На снимке ниже - групповой портрет основного экипажа корабля Аполлон-9. На заднем плане - космический корабль Аполлон-8 вместе с заправленной топливом ракетой Сатурн-5 за 3 дня до старта, который произошёл 21 декабря 1968 года. Джеймс МакДивитт держит в правой руке флаг США.
На следующем снимке - экипаж Аполлона-9 сфотографирован уже на фоне своего корабля за 8 дней до старта.
В ходе подготовки к полёту астронавты также фотографировались для различных СМИ в свободное от тренировок время.
В дублирующий экипаж были назначены: Командир - Чарльз Конрад, пилот CM - Ричард Гордон, пилот LM - Алан Бин
Задачи полёта предусматривали:
1) Максимально возможную имитацию режимов работы и условий полёта, предусмотренных типовой программой для полёта на Луну.
2) Перестроение отсеков корабля - отделение CSM от третьей ступени РН, разворот на 180° и стыковка с LM.
3) Расстыковка лунного и командного модулей.
4) Автономный полёт LM с удалением от CSM на 175 км.
5) Отделение взлётной ступени лунного модуля от посадочной ступени и стыковка взлётной ступени с командным модулем.
6) Проведение эксперимента по переходу через открытый космос из лунного модуля в командный после стыковки с целью имитации аварийного возвращения астронавтов из лунного модуля в случае неудавшейся стыковки, а также испытание лунных скафандров в условиях вакуума.
Программа полёта была выполнена почти полностью (из-за недомогания Швайкарта отказались от эксперимента по переходу через открытый космос). В ходе полёта были проведены ряд операций, связанных с высоким риском, в частности, - первый самостоятельный полёт пилотируемого лунного модуля, в принципе неспособного к посадке на Землю.
Ракета Сатурн-5 (с кораблём Аполлон-9) была вывезена на стартовую позицию 3 января 1969 года.
Особое внимание в программе полёта было уделено испытаниям стыковочного механизма, систем навигации и наведения, СЖО, электропитания, автоматического и ручного управления LM. Во время выхода астронавты должны были испытать скафандр с автономной ранцевой системой жизнеобеспечения PLSS и аварийным запасом кислорода, предназначенный для выхода на поверхность Луны. Система PLSS рассчитана на 4 часа, аварийный запас кислорода (30 мин) размещен в двух баллонах на ранце PLSS. Хотя при полете Аполлона-9 ВКД планировалась только для пилота LM, командир корабля тоже имел систему PLSS на случай необходимости оказания помощи. Командир экипажа Джеймс МакДивитт сказал перед стартом: «Когда я впервые увидел LM, я подумал, что это шутка. Если мы выполним хотя бы половину задач миссии, это уже будет удача».
На взлётную ступень LM был установлен проблесковый огонь (вспышки длительностью 0.02 сек с интервалом 1 сек). По расчетам, его сигналы астронавты CSM смогут засечь на расстоянии до 740 км (с использованием секстанта) и до 240 км (невооруженным глазом). На LM имеются также «причальные огни», подобные огням самолета, – два желтых спереди, белый сзади, красный по левому борту и зеленый по правому. Эти огни видны из CSM с расстояния 300 м.
Чтобы успеть к дате запуска, члены экипажа Apollo 9 работали так напряженно, что простудились – и запуск был отсрочен на три дня.
Apollo 9 был запущен 3 марта 1969 г., в 16:00 UTC.
полета к Луне. После этого начали готовиться к перестроению отсеков.
Т+002:30 – Аполлон-9 занял исходное положение для перестроения;
Т+002:43 – CSM отделился от третьей ступени, Скотт мягко отвел корабль, четыре створки переходника отстрелились, обнажив LM на вершине ступени. Отойдя на 15 м, CSM начал разворот на 180°, что удалось не сразу. В течение 15 мин астронавты совершали групповой полет, фотографируя LM. Маневр стыковки и извлечения LM полностью зависел от пилота CM и олицетворял главную ставку программы Apollo на способность астронавтов управлять лунной миссией.
Скотт был «снайпером»: он медленно повернул CSM, наводя корабль на стыковочную мишень LM, и точно поместил штырь стыковочного механизма в стыковочный конус: «Есть захват!» Двенадцать автоматических замков громко защелкнулись. «Есть жесткая стыковка», – подтвердил Скотт.
Т+003:02:08 – давление в переходном тоннеле LM–CM выравнено. Скотт открыл верхний люк и пролез в тоннель чтобы убедиться в правильности срабатывания стыковочного механизма. Затем LM был извлечён из своего адаптера.
Т+003:33 – соединили электрические цепи LM+CSM, Скотт привел в действие механизм отделения от третьей ступени; пружины мягко оттолкнули КК, а двигатели ориентации отвели его на безопасное расстояние. Остатки топлива, слитые через ЖРД третьей ступени, обеспечили увод последней в сторону от корабля. «Она как яркая звезда, исчезающая вдали», – сказал Скотт. Кстати, эта ступень S-IVB и по сей день кружит в межпланетном пространстве.
Т+005:59 – маршевый ЖРД CSM включен на 5 сек, высота апогея корабля увеличилась до 232 км. При этом проверялась устойчивость стыковочного механизма к вибрациям. Астронавты перевели бортовые системы в режим экономии электропитания.
Т+009 – начался первый период отдыха. МакДивитт спал 2 часа, Скотт – 6 часов, Швейкарт – 7 часов.
Вторые и третьи сутки полета
В Т+018:30 ЦУП разбудил астронавтов.
Т+022:12 – второе включение маршевого ЖРД (65 сек) для увеличения высоты апогея до 351 км. Испытывались прочность стыковочного механизма и способность системы стабилизации гасить возмущения в механизмах управления ЖРД CSM. Маршевый двигатель отклонялся в шарнирном подвесе на 0.2°; уход от заданного положения по оси тангажа не превышал 0.1° и был скорректирован системой стабилизации за 5 сек. Отклонений относительно оси рысканья не наблюдалось.
Т+025:17 – третье включение маршевого ЖРД (282 сек, с переходом на орбиту с апогеем 503 км), испытания стыковочного механизма продолжились проверкой ручной системы управления вектором тяги. В течение последних 45 сек работы двигателя были заметные отклонения по крену и незначительные – по двум другим осям, но МакДивитту удалось их ликвидировать.
Т+028:24 – четвертое включение маршевого ЖРД (28.2 сек). Высота практически не изменилась, лишь узел орбиты, как и при втором и третьем включениях, был смещен на восток. Все в этом полете шло успешно.
Т+040 – плановые операции по демонтажу стыковочного механизма и переходу астронавтов в LM были перенесены в связи с недомоганием Швейкарта: во время надевания скафандра его тошнило. Вместо него Скотт демонтировал стыковочный механизм и обеспечил наполнение LM кислородом. Опасность состояла в том, что если астронавта стошнит в скафандре, то он почти неминуемо погибнет. Через час Расселл почувствовал себя лучше и начал переход из СМ в LM. При наземных тренировках переход занимал около 10 мин, в реальных условиях Швейкарту потребовалось 90 мин. МакДивитт присоединился к Швейкарту, они включили источники питания LM, проверили основные переключатели и индикаторы, шланги подачи кислорода из бортовых запасов, установили шторки на окнах, раскрыли опоры посадочного шасси LM.
В Т+046:29 выполнили первый 7-минутный TV-репортаж из модуля, показав кабину LM, а также друг друга. Качество «картинки» было удовлетворительным.
В Т+049:41 – астронавты включили ЖРД посадочной ступени и дросселировали его тягу.
Т+054:25. Пятое включение маршевого ЖРД (43.2 сек) перевело КК на орбиту высотой 229х239 км, исходную для запланированного на пятые сутки эксперимента по автономному полету LM.
Выход в космос
На четвертые сутки полета планировался выход Швейкарта в открытый космос. Хотя накануне, когда у него дважды были приступы рвоты, медики ЦУПа поставили под вопрос автономный полет LM и, тем более, ВКД. Томас Келли и его инженеры пребывали в мрачном унынии – они отвечали за свою машину, отдали ей все силы, так ждали этого испытания – и все напрасно... Однако NASA верило в своих астронавтов, и ЦУП оставил последнее слово не за медиками, а за командиром экипажа. Мак-Дивитт решил лишь отказаться от полного выхода с внешним переходом в СМ, ограничиться разгерметизацией LM, открытием люка и выходом Швейкарта на площадку перед люком для испытания ранцевой СЖО PLSS.
Т+070 – Швейкарт и Макдивитт перешли через переход-лаз в LM. Швейкарт надел PLSS.
Т+072:50 – LM и СМ разгерметизированы.
Т+073:03 – у обеих кабин открыты люки. Через 2 мин Швейкарт надел на шлем защитные козырьки и прикрепил фал длиной 7.6 м. Еще через 2 мин начал выбираться из люка ногами вперед.
В Т+073:08:09 он стоял на площадке перед люком, укрепив ноги в фиксаторах. Когда корабль пролетал над Тихим океаном, Расселл посмотрел вниз и воскликнул: «Парни, вот это вид!» Скотт через открытый люк СМ фотографировал ВКД, а Швейкарт снимал CSM, Скотта, высунувшегося из люка СМ и Землю.
В Т+073:21 МакДивитт передал Швейкарту кинокамеру, а фотоаппарат втянул в кабину (за привязной фал). Швейкарт доложил, что чувствует себя хорошо (пульс до выхода – 100 уд/мин, во время выхода – 88–61), скафандр очень комфортен и он не испытывает никаких затруднений.
В Т+073:41 Швейкарт снял с корпуса два образца кварцевых пластинок и начал опробовать поручни, хватаясь за которые, он, согласно планам, должен был перебраться в отсек экипажа. Он нашел, что поручни позволяют управлять положением тела в невесомости. Радиосистема PLSS обеспечивала уверенную связь Швейкарта с Землей (сигнал ретранслировался через CSM).
В Т+073:46 по приказу МакДивитта Швейкарт начал возвращение в LM.
В Т+073:49:58 – люк модуля был закрыт, испытания скафандра и ранцевой системы PLSS прошли успешно.
Расстыковка
На пятые сутки полета был намечен главный – самый ответственный и рискованный эксперимент: автономный полет LM. Бортовые компьютеры, разработанные для программ Gemini и Apollo, обеспечивали сближение. Но что будет, если компьютер сломается? С участием специалистов контрольно-измерительной лаборатории Массачусеттского технологического института MIT астронавт-ученый Базз Олдрин (будущий пилот LM Apollo 11) разрабатывал методы, с помощью которых астронавт мог бы выполнить последние этапы сближения вручную. При полете в космосе невозможно было использовать навыки, отработанные на самолетах. Это был совершенно иной способ полета.
Сближение подчиняется загадочным законам орбитальной механики. Чтобы увеличить период обращения, нужно перевести КК на более высокую орбиту, увеличивая скорость включением ЖРД. И наоборот, чтобы уменьшить период обращения, надо понизить орбиту, тормозя с помощью ЖРД. Сближаясь с целью, аппарат-преследователь снижает свою орбиту до того момента, пока не догонит цель. Если он опережал цель, то орбиту следовало поднять и лететь некоторое время «медленно», а затем вовремя спуститься, чтобы встретиться с ней. Каждый рывок скорости, каждое торможение меняет высоту и, следовательно, скорость. Попасть в движущуюся цель и удержаться рядом с нею – высокое мастерство.
В Т+89 час Швейкарт и МакДивитт перешли в LM. В Командном модуле Скотт установил стыковочный механизм в горловину переходного тоннеля, нажал кнопку вывода захватов стыковочного кольца из зацеплений с LM и включил ЖРД ориентации для «разведения» аппаратов – результата нет. Он надавил сильнее – и корабли расцепились.
Т+092:39 – CSM отошел от Лунного модуля на 15 м, после чего МакДивитт начал медленно поворачивать LM по тангажу и рысканью, чтобы Скотт мог осмотреть его со всех сторон. Скотт тоже поворачивал CSM – параллельно с осмотром астронавты вели через окна взаимное фотографирование.
Т+093:02:53 – ЖРД ориентации проработали 12 сек и перевели CSM на орбиту с удалением от LM на 3.7–5.2 км. МакДивитт ориентировал LM таким образом, чтобы CSM постоянно был в пределах видимости, а Швейкарт бортовым радиолокатором, обеспечивающим встречу на орбите, определял дальность до CSM и радиальную скорость. Швейкарт «выставил» гиростабилизированную платформу основной системы наведения LM и ввел уточненные данные в аварийную систему наведения, которую предстояло испытать при первом включении ЖРД посадочной ступени.
Т+093:47:34 – двигатель включен, тяга дросселируется в пределах 10–40% полной (4.4 тс). При работе ЖРД на 20% тяги Швейкарт отмечал сильную вибрацию. LM перешел на коэллиптическую орбиту высотой апогея 253 км. «Не потеряй наши следы, Дейв», – в шутку попрощался командир. Скотт должен был все время быть готовым немедленно подойти к Лунному модулю, если управление последнего откажет. Сейчас КА превратились друг для друга в крохотные звездочки. Когда «Паук» удалился от CSM на расстояние 89 км, были проведены испытания радиолокатора, обеспечивающего посадку на Луну. Скотт также производил измерения с помощью секстанта (данные космических и наземных средств изме рений разошлись не более чем на 185 м).
Т+095:39:07 – МакДивитт во второй раз включил ЖРД посадочной ступени. Двигатель работал на постоянной тяге (10% полной) по командам основной системы наведения. LM перешел на близкую к круговой орбиту, на 20 км выше CSM.
Разделение ступеней LM
Т+96:16:04 – после почти 4 часов автономного полета пиромеханизмы разделили взлетную и посадочную ступени LM. Когда взлётная ступень LM находилась в 134 км позади CSM, включились ЖРД системы ориентации.
Т+096:58:14 – включен основной ЖРД взлетной ступени. LM перешел на орбиту, пролегающую ниже орбиты CSM. Маленькая звездочка в окне Скотта снова медленно превратилась в «золотого комара», и наконец очертания ВС LM стали узнаваться.
Т+097:57:45 – конечный этап сближения выполнялся ЖРД ориентации LM. МакДивитт включил проблесковый источник света и услышал в наушниках слова Скотта: «Ребята, вы самое значительное, дружелюбное и забавное зрелище, которое я когда-либо видел. Только вы снова перевернулись вниз головой!» «Я только что подумал, что кто-то из нас повернулся не на тот бок, – ответил МакДивитт. – Парень, ты висишь все время очень хитро».
Т+098:33 – торможение в 30 м от CSM. МакДивитт развернул ВС так, чтобы Скотт мог осмотреть ее ЖРД, затем начал операции причаливания. Солнечный свет в окне мешал МакДивитту вести наблюдение на этом участке. Скотт предложил обеспечить причаливание и стыковку из СМ, но МакДдивитт решил сделать это сам и просил Скотта лишь корректировать его маневры (между астронавтами в обоих аппаратах была устойчивая радиосвязь). МакДивитт: «Дейв, я не вижу. Дай мне подойти немного ближе». Скотт: «Продолжай приближаться по чуть-чуть... Немного вперед и вправо. Так...» Когда бодрая дробь сработавших замков оповестила о благополучной стыковке, МакДивитт облегченно вздохнул: «Я давно не слышал такого приятного звука».
В Т+098:59:38 стыковка завершилась. МакДивитт чувствовал себя «как выжатый лимон», как и инженеры Тома Келли. Хьюстон советовал ему отдохнуть, а он радировал в ответ: «Если я сделаю перерыв, то засну на три дня!»
Разделение CSM и взлётной ступени LM
Перед тем, как покинуть взлётную ступень LM, астронавты перенесли в неё из СМ накопившийся «мусор» и предметы, надобность в которых отпала. Отделили CSM и с помощью двигателей ориентации дистанционно увели взлётную ступень LM на 1.5 км перед включением её основного ЖРД.
Т+101:52:44 – двигатель включен, проработал 342 сек и перевел взлётную ступень LM на орбиту с высотой апогея 7000 км (сошла с орбиты через 12 лет). По завершении испытания LM ЦУП объявил, что выполнено 97% задач, запланированных на полет. В течение последних 5 суток астронавты продолжали испытания бортовых систем CSM, фотографирование, наблюдения наземных ориентиров, проводили эксперименты по связи.
В основной экипаж Аполлона-9 были назначены астронавты:
Командир — Джеймс МакДи́витт
Пилот командного модуля (CM) — Дэвид Скотт
Пилот лунного модуля (LM) — Рассел Швайкарт
На снимке ниже слева-направо: McDivitt, Scott, Schweickart.
Для командного модуля астронавты выбрали позывной Gumdrop, что можно перевести как Мармеладка, для лунного модуля - Spider (Паук). Была утверждена эмблема миссии Apollo IX:
На снимке ниже - групповой портрет основного экипажа корабля Аполлон-9. На заднем плане - космический корабль Аполлон-8 вместе с заправленной топливом ракетой Сатурн-5 за 3 дня до старта, который произошёл 21 декабря 1968 года. Джеймс МакДивитт держит в правой руке флаг США.
На следующем снимке - экипаж Аполлона-9 сфотографирован уже на фоне своего корабля за 8 дней до старта.
В ходе подготовки к полёту астронавты также фотографировались для различных СМИ в свободное от тренировок время.
В дублирующий экипаж были назначены: Командир - Чарльз Конрад, пилот CM - Ричард Гордон, пилот LM - Алан Бин
Задачи полёта предусматривали:
1) Максимально возможную имитацию режимов работы и условий полёта, предусмотренных типовой программой для полёта на Луну.
2) Перестроение отсеков корабля - отделение CSM от третьей ступени РН, разворот на 180° и стыковка с LM.
3) Расстыковка лунного и командного модулей.
4) Автономный полёт LM с удалением от CSM на 175 км.
5) Отделение взлётной ступени лунного модуля от посадочной ступени и стыковка взлётной ступени с командным модулем.
6) Проведение эксперимента по переходу через открытый космос из лунного модуля в командный после стыковки с целью имитации аварийного возвращения астронавтов из лунного модуля в случае неудавшейся стыковки, а также испытание лунных скафандров в условиях вакуума.
Программа полёта была выполнена почти полностью (из-за недомогания Швайкарта отказались от эксперимента по переходу через открытый космос). В ходе полёта были проведены ряд операций, связанных с высоким риском, в частности, - первый самостоятельный полёт пилотируемого лунного модуля, в принципе неспособного к посадке на Землю.
Ракета Сатурн-5 (с кораблём Аполлон-9) была вывезена на стартовую позицию 3 января 1969 года.
Особое внимание в программе полёта было уделено испытаниям стыковочного механизма, систем навигации и наведения, СЖО, электропитания, автоматического и ручного управления LM. Во время выхода астронавты должны были испытать скафандр с автономной ранцевой системой жизнеобеспечения PLSS и аварийным запасом кислорода, предназначенный для выхода на поверхность Луны. Система PLSS рассчитана на 4 часа, аварийный запас кислорода (30 мин) размещен в двух баллонах на ранце PLSS. Хотя при полете Аполлона-9 ВКД планировалась только для пилота LM, командир корабля тоже имел систему PLSS на случай необходимости оказания помощи. Командир экипажа Джеймс МакДивитт сказал перед стартом: «Когда я впервые увидел LM, я подумал, что это шутка. Если мы выполним хотя бы половину задач миссии, это уже будет удача».
На взлётную ступень LM был установлен проблесковый огонь (вспышки длительностью 0.02 сек с интервалом 1 сек). По расчетам, его сигналы астронавты CSM смогут засечь на расстоянии до 740 км (с использованием секстанта) и до 240 км (невооруженным глазом). На LM имеются также «причальные огни», подобные огням самолета, – два желтых спереди, белый сзади, красный по левому борту и зеленый по правому. Эти огни видны из CSM с расстояния 300 м.
Чтобы успеть к дате запуска, члены экипажа Apollo 9 работали так напряженно, что простудились – и запуск был отсрочен на три дня.
Apollo 9 был запущен 3 марта 1969 г., в 16:00 UTC.
Аполлон-9. Часть 2 - 151 виток вокруг Земли
В течение двух часов астронавты проверяли бортовые системы и имитировали переход на траекториюполета к Луне. После этого начали готовиться к перестроению отсеков.
Т+002:30 – Аполлон-9 занял исходное положение для перестроения;
Т+002:43 – CSM отделился от третьей ступени, Скотт мягко отвел корабль, четыре створки переходника отстрелились, обнажив LM на вершине ступени. Отойдя на 15 м, CSM начал разворот на 180°, что удалось не сразу. В течение 15 мин астронавты совершали групповой полет, фотографируя LM. Маневр стыковки и извлечения LM полностью зависел от пилота CM и олицетворял главную ставку программы Apollo на способность астронавтов управлять лунной миссией.
Скотт был «снайпером»: он медленно повернул CSM, наводя корабль на стыковочную мишень LM, и точно поместил штырь стыковочного механизма в стыковочный конус: «Есть захват!» Двенадцать автоматических замков громко защелкнулись. «Есть жесткая стыковка», – подтвердил Скотт.
Т+003:02:08 – давление в переходном тоннеле LM–CM выравнено. Скотт открыл верхний люк и пролез в тоннель чтобы убедиться в правильности срабатывания стыковочного механизма. Затем LM был извлечён из своего адаптера.
Т+003:33 – соединили электрические цепи LM+CSM, Скотт привел в действие механизм отделения от третьей ступени; пружины мягко оттолкнули КК, а двигатели ориентации отвели его на безопасное расстояние. Остатки топлива, слитые через ЖРД третьей ступени, обеспечили увод последней в сторону от корабля. «Она как яркая звезда, исчезающая вдали», – сказал Скотт. Кстати, эта ступень S-IVB и по сей день кружит в межпланетном пространстве.
Т+005:59 – маршевый ЖРД CSM включен на 5 сек, высота апогея корабля увеличилась до 232 км. При этом проверялась устойчивость стыковочного механизма к вибрациям. Астронавты перевели бортовые системы в режим экономии электропитания.
Т+009 – начался первый период отдыха. МакДивитт спал 2 часа, Скотт – 6 часов, Швейкарт – 7 часов.
Вторые и третьи сутки полета
В Т+018:30 ЦУП разбудил астронавтов.
Т+022:12 – второе включение маршевого ЖРД (65 сек) для увеличения высоты апогея до 351 км. Испытывались прочность стыковочного механизма и способность системы стабилизации гасить возмущения в механизмах управления ЖРД CSM. Маршевый двигатель отклонялся в шарнирном подвесе на 0.2°; уход от заданного положения по оси тангажа не превышал 0.1° и был скорректирован системой стабилизации за 5 сек. Отклонений относительно оси рысканья не наблюдалось.
Т+025:17 – третье включение маршевого ЖРД (282 сек, с переходом на орбиту с апогеем 503 км), испытания стыковочного механизма продолжились проверкой ручной системы управления вектором тяги. В течение последних 45 сек работы двигателя были заметные отклонения по крену и незначительные – по двум другим осям, но МакДивитту удалось их ликвидировать.
Т+028:24 – четвертое включение маршевого ЖРД (28.2 сек). Высота практически не изменилась, лишь узел орбиты, как и при втором и третьем включениях, был смещен на восток. Все в этом полете шло успешно.
Т+040 – плановые операции по демонтажу стыковочного механизма и переходу астронавтов в LM были перенесены в связи с недомоганием Швейкарта: во время надевания скафандра его тошнило. Вместо него Скотт демонтировал стыковочный механизм и обеспечил наполнение LM кислородом. Опасность состояла в том, что если астронавта стошнит в скафандре, то он почти неминуемо погибнет. Через час Расселл почувствовал себя лучше и начал переход из СМ в LM. При наземных тренировках переход занимал около 10 мин, в реальных условиях Швейкарту потребовалось 90 мин. МакДивитт присоединился к Швейкарту, они включили источники питания LM, проверили основные переключатели и индикаторы, шланги подачи кислорода из бортовых запасов, установили шторки на окнах, раскрыли опоры посадочного шасси LM.
В Т+046:29 выполнили первый 7-минутный TV-репортаж из модуля, показав кабину LM, а также друг друга. Качество «картинки» было удовлетворительным.
В Т+049:41 – астронавты включили ЖРД посадочной ступени и дросселировали его тягу.
Т+054:25. Пятое включение маршевого ЖРД (43.2 сек) перевело КК на орбиту высотой 229х239 км, исходную для запланированного на пятые сутки эксперимента по автономному полету LM.
Выход в космос
На четвертые сутки полета планировался выход Швейкарта в открытый космос. Хотя накануне, когда у него дважды были приступы рвоты, медики ЦУПа поставили под вопрос автономный полет LM и, тем более, ВКД. Томас Келли и его инженеры пребывали в мрачном унынии – они отвечали за свою машину, отдали ей все силы, так ждали этого испытания – и все напрасно... Однако NASA верило в своих астронавтов, и ЦУП оставил последнее слово не за медиками, а за командиром экипажа. Мак-Дивитт решил лишь отказаться от полного выхода с внешним переходом в СМ, ограничиться разгерметизацией LM, открытием люка и выходом Швейкарта на площадку перед люком для испытания ранцевой СЖО PLSS.
Т+070 – Швейкарт и Макдивитт перешли через переход-лаз в LM. Швейкарт надел PLSS.
Т+072:50 – LM и СМ разгерметизированы.
Т+073:03 – у обеих кабин открыты люки. Через 2 мин Швейкарт надел на шлем защитные козырьки и прикрепил фал длиной 7.6 м. Еще через 2 мин начал выбираться из люка ногами вперед.
В Т+073:08:09 он стоял на площадке перед люком, укрепив ноги в фиксаторах. Когда корабль пролетал над Тихим океаном, Расселл посмотрел вниз и воскликнул: «Парни, вот это вид!» Скотт через открытый люк СМ фотографировал ВКД, а Швейкарт снимал CSM, Скотта, высунувшегося из люка СМ и Землю.
В Т+073:21 МакДивитт передал Швейкарту кинокамеру, а фотоаппарат втянул в кабину (за привязной фал). Швейкарт доложил, что чувствует себя хорошо (пульс до выхода – 100 уд/мин, во время выхода – 88–61), скафандр очень комфортен и он не испытывает никаких затруднений.
В Т+073:41 Швейкарт снял с корпуса два образца кварцевых пластинок и начал опробовать поручни, хватаясь за которые, он, согласно планам, должен был перебраться в отсек экипажа. Он нашел, что поручни позволяют управлять положением тела в невесомости. Радиосистема PLSS обеспечивала уверенную связь Швейкарта с Землей (сигнал ретранслировался через CSM).
В Т+073:46 по приказу МакДивитта Швейкарт начал возвращение в LM.
В Т+073:49:58 – люк модуля был закрыт, испытания скафандра и ранцевой системы PLSS прошли успешно.
Расстыковка
На пятые сутки полета был намечен главный – самый ответственный и рискованный эксперимент: автономный полет LM. Бортовые компьютеры, разработанные для программ Gemini и Apollo, обеспечивали сближение. Но что будет, если компьютер сломается? С участием специалистов контрольно-измерительной лаборатории Массачусеттского технологического института MIT астронавт-ученый Базз Олдрин (будущий пилот LM Apollo 11) разрабатывал методы, с помощью которых астронавт мог бы выполнить последние этапы сближения вручную. При полете в космосе невозможно было использовать навыки, отработанные на самолетах. Это был совершенно иной способ полета.
Сближение подчиняется загадочным законам орбитальной механики. Чтобы увеличить период обращения, нужно перевести КК на более высокую орбиту, увеличивая скорость включением ЖРД. И наоборот, чтобы уменьшить период обращения, надо понизить орбиту, тормозя с помощью ЖРД. Сближаясь с целью, аппарат-преследователь снижает свою орбиту до того момента, пока не догонит цель. Если он опережал цель, то орбиту следовало поднять и лететь некоторое время «медленно», а затем вовремя спуститься, чтобы встретиться с ней. Каждый рывок скорости, каждое торможение меняет высоту и, следовательно, скорость. Попасть в движущуюся цель и удержаться рядом с нею – высокое мастерство.
В Т+89 час Швейкарт и МакДивитт перешли в LM. В Командном модуле Скотт установил стыковочный механизм в горловину переходного тоннеля, нажал кнопку вывода захватов стыковочного кольца из зацеплений с LM и включил ЖРД ориентации для «разведения» аппаратов – результата нет. Он надавил сильнее – и корабли расцепились.
Т+092:39 – CSM отошел от Лунного модуля на 15 м, после чего МакДивитт начал медленно поворачивать LM по тангажу и рысканью, чтобы Скотт мог осмотреть его со всех сторон. Скотт тоже поворачивал CSM – параллельно с осмотром астронавты вели через окна взаимное фотографирование.
Т+093:02:53 – ЖРД ориентации проработали 12 сек и перевели CSM на орбиту с удалением от LM на 3.7–5.2 км. МакДивитт ориентировал LM таким образом, чтобы CSM постоянно был в пределах видимости, а Швейкарт бортовым радиолокатором, обеспечивающим встречу на орбите, определял дальность до CSM и радиальную скорость. Швейкарт «выставил» гиростабилизированную платформу основной системы наведения LM и ввел уточненные данные в аварийную систему наведения, которую предстояло испытать при первом включении ЖРД посадочной ступени.
Т+093:47:34 – двигатель включен, тяга дросселируется в пределах 10–40% полной (4.4 тс). При работе ЖРД на 20% тяги Швейкарт отмечал сильную вибрацию. LM перешел на коэллиптическую орбиту высотой апогея 253 км. «Не потеряй наши следы, Дейв», – в шутку попрощался командир. Скотт должен был все время быть готовым немедленно подойти к Лунному модулю, если управление последнего откажет. Сейчас КА превратились друг для друга в крохотные звездочки. Когда «Паук» удалился от CSM на расстояние 89 км, были проведены испытания радиолокатора, обеспечивающего посадку на Луну. Скотт также производил измерения с помощью секстанта (данные космических и наземных средств изме рений разошлись не более чем на 185 м).
Т+095:39:07 – МакДивитт во второй раз включил ЖРД посадочной ступени. Двигатель работал на постоянной тяге (10% полной) по командам основной системы наведения. LM перешел на близкую к круговой орбиту, на 20 км выше CSM.
Разделение ступеней LM
Т+96:16:04 – после почти 4 часов автономного полета пиромеханизмы разделили взлетную и посадочную ступени LM. Когда взлётная ступень LM находилась в 134 км позади CSM, включились ЖРД системы ориентации.
Т+096:58:14 – включен основной ЖРД взлетной ступени. LM перешел на орбиту, пролегающую ниже орбиты CSM. Маленькая звездочка в окне Скотта снова медленно превратилась в «золотого комара», и наконец очертания ВС LM стали узнаваться.
Т+097:57:45 – конечный этап сближения выполнялся ЖРД ориентации LM. МакДивитт включил проблесковый источник света и услышал в наушниках слова Скотта: «Ребята, вы самое значительное, дружелюбное и забавное зрелище, которое я когда-либо видел. Только вы снова перевернулись вниз головой!» «Я только что подумал, что кто-то из нас повернулся не на тот бок, – ответил МакДивитт. – Парень, ты висишь все время очень хитро».
Т+098:33 – торможение в 30 м от CSM. МакДивитт развернул ВС так, чтобы Скотт мог осмотреть ее ЖРД, затем начал операции причаливания. Солнечный свет в окне мешал МакДивитту вести наблюдение на этом участке. Скотт предложил обеспечить причаливание и стыковку из СМ, но МакДдивитт решил сделать это сам и просил Скотта лишь корректировать его маневры (между астронавтами в обоих аппаратах была устойчивая радиосвязь). МакДивитт: «Дейв, я не вижу. Дай мне подойти немного ближе». Скотт: «Продолжай приближаться по чуть-чуть... Немного вперед и вправо. Так...» Когда бодрая дробь сработавших замков оповестила о благополучной стыковке, МакДивитт облегченно вздохнул: «Я давно не слышал такого приятного звука».
В Т+098:59:38 стыковка завершилась. МакДивитт чувствовал себя «как выжатый лимон», как и инженеры Тома Келли. Хьюстон советовал ему отдохнуть, а он радировал в ответ: «Если я сделаю перерыв, то засну на три дня!»
Разделение CSM и взлётной ступени LM
Перед тем, как покинуть взлётную ступень LM, астронавты перенесли в неё из СМ накопившийся «мусор» и предметы, надобность в которых отпала. Отделили CSM и с помощью двигателей ориентации дистанционно увели взлётную ступень LM на 1.5 км перед включением её основного ЖРД.
Т+101:52:44 – двигатель включен, проработал 342 сек и перевел взлётную ступень LM на орбиту с высотой апогея 7000 км (сошла с орбиты через 12 лет). По завершении испытания LM ЦУП объявил, что выполнено 97% задач, запланированных на полет. В течение последних 5 суток астронавты продолжали испытания бортовых систем CSM, фотографирование, наблюдения наземных ориентиров, проводили эксперименты по связи.
Аполлон-9. Часть 3 - Окончание полёта и возвращение на Землю
Т+240:31 – восьмое (последнее) включение двигателя CSM произведено для обеспечения схода командного модуля с орбиты. Астронавты на период возвращения на Землю скафандры не надевали. ЖРД проработал 10 сек, затем CSM развернули на 45° по рысканью, и двигательный отсек (SM) отделился от отсека экипажа. Вход в атмосферу проходил над Техасом.В Т+241:00:53 СМ приводнился в 4.8 км от вертолетоносца «Гуадалканал» – в 1.3 км от расчетной точки.
Основные итоги:
Доказана эффективность работы
всех ЖРД, систем
наведения, навигации, СЖО, связи; программ сближения, причаливания,
стыковки, а также обеспечивающих эти процедуры бортовых систем.
Испытана возможность
управления CSM одним астронавтом, независимо от наземных средств.
Успешно испытаны стыковочный механизм и СЖО выходного скафандра.
Успех полета Apollo 9 стал тем рубежом, до которого еще можно было все остановить: «опасно, сложно, сыро, скоропалительно, русские еще не показали свой лунный корабль»… Но перейдя Рубикон – создав комплекс пилотируемой миссии на Луну, – американцы почувствовали, что теперь соревнуются только с собой и отступать уже некуда, «мосты были сожжены»…
24 нояб. 2020 г. на Ютубе опубликована прекрасная анимация основных моментов полёта Аполлона-9. Она называется: Apollo 9 Highlights Tape. Не пожалейте времени её посмотреть, она того стоит.
Успешно испытаны стыковочный механизм и СЖО выходного скафандра.
Успех полета Apollo 9 стал тем рубежом, до которого еще можно было все остановить: «опасно, сложно, сыро, скоропалительно, русские еще не показали свой лунный корабль»… Но перейдя Рубикон – создав комплекс пилотируемой миссии на Луну, – американцы почувствовали, что теперь соревнуются только с собой и отступать уже некуда, «мосты были сожжены»…
24 нояб. 2020 г. на Ютубе опубликована прекрасная анимация основных моментов полёта Аполлона-9. Она называется: Apollo 9 Highlights Tape. Не пожалейте времени её посмотреть, она того стоит.