Три ракетных блока «Сатурн-5» с кораблем «Аполлон» (davidteixidor.cgsociety.org/Опубликовано в интернете)
Схема пристыкованного к блокуS-IV корабля «Аполлон» в составе – САС, адаптер, основной блок и лунный модуль. (keywordbaskets.com Saturn V Apollo Launch Configuration /Опубликовано в интернете)
Основной блок- командный и служебный модули.(CSM behance.net /Опубликовано в интернете)
Лунный модуль – посадочная и взлетная ступени. (otvet.mail.ru /Опубликовано в интернете)
Полет третьей ступени на орбиту. Участок разгона к Луне
На участке выведения, после завершения работы второй ступени, осуществлялось первое включение блока третьей ступени S-IVB для его довыведения (в связке с кораблем «Аполлон») на низкую круговую орбиту высотой (185 – 190) км.
Блок S-IVВ отличался от классических разгонных блоков ракет космического назначения, функционировавших по жестким циклограммам полетного задания. Оставаясь средством выведения, он обладал дополнительными функциями космического корабля.
Оборудование приборного отсека S-IVВ обеспечивало возможность решения навигационной задачи в околоземном пространстве на переходной орбите с последующим осуществлением программных разворотов и выдачи очередного разгонного импульса в заданный момент времени для перехода на расчетную траекторию полета к Луне.
Кроме того в контур управления полетом ракеты «Сатурн-5», в том числе и ее третьей ступени, был включен экипаж, находящийся в командном модуле корабля «Аполлон».
В частности, при отказе системы управления полетом третьей ступени экипаж переходил на ручное управление, посылая с пульта управления командного модуля (через его вычислительную машину) сигналы в приборный отсек блока S-IV.
Для реализации этих возможностей оборудование приборного отсека блока S-IVВ имело силовые и информационные интерфейсы с оборудованием командного модуля корабля «Аполлон».
После проверки на орбите бортовых систем корабля из Центра управления полетом (ЦУП) передавалось разрешение на старт к Луне.
Перестроение модулей корабля «Аполлон» и его отделение от третьей ступени. Полет к Луне
На траектории полета к Луне основной блок отделялся от адаптера, разворачивался на 180 градусов и стыковался с лунным модулем в составе S-IVВ. Затем корабль «Аполлон» в целом отделялся от ступени S-IVВ и уводился от нее для автономного полета.
Отделение и увод корабля «Аполлон» от ступени S-IVВ
(NASA-ra 24.hu /Опубликовано в интернете)
На орбите Луны. Отделение лунного модуля (ЛМ)
При подлете к Луне двигатель основного блока (ОБ) выдавал тормозной импульс для перевода корабля «Аполлон» на переходную орбиту Луны. Затем после второго импульса формировалась круговая орбита высотой порядка 110 км.
При полете над обратной стороной Луны лунный модуль с двумя астронавтами отделялся от основного блока, в котором на орбите Луны оставался третий астронавт.
Корабль «Аполлон-11» на орбите Луны. Коллаж (cropman.ru/apollo/index.html/Опубликовано в интернете)
Полет ЛМ после отделения от ОБ. Фото из ОБ (cropman.ru/a11/index.html /Опубликовано в интернете)
ОБ на орбите ожидания. Фото из ЛМ
(Сайт НАСА/Опубликовано в интернете)
Восход Земли. Фото из ОБ на орбите ожидания
(foto-ram.ru /Опубликовано в интернете)
Переход лунного модуля на эллиптическую орбиту. Торможение и посадка ЛМ на поверхность Луны
В автономном полете лунного модуля над обратной стороной Луны выдавался тормозной импульс после чего модуль снижался уже над видимым диском Луны по эллиптической орбите до высоты периселения (15 -16) км.
На этой высоте при скорости полета 1,6 км/с и расстоянии до места посадки более 400 км включался двигатель посадочной ступени для перехода на траекторию мягкой посадки с этапами торможения, приближения к точке посадки и собственно вертикальной посадки.
На участке торможения вектор тяги маршевого двигателя был направлен по касательной к траектории полета. Лунный модуль летел опорами вперёд. Его иллюминаторы были направлены на подстилающую поверхность Луны, давая возможность астронавтам отслеживать выбранные ориентиры на лунном рельефе.
Через четыре минуты, при работающем двигателе, на высоте 10 км, лунный модуль поворачивался по крену на 180 градусов для захвата посадочным радаром поверхности Луны. При этом иллюминаторы переворачивались в зенит и после дальнейшего разворота ЛМ по тангажу в вертикальное положение астронавты получали возможность наблюдать район посадки.
На девятой минуте начинался этап приближения к точке посадки до которой оставалось 7,5 км. Высота полета ЛМ составляла 2,3 км, при горизонтальной скорости 154 м/с и скорости снижения 45 м/с.
На высоте 50 м, над заданным районом, начинался этап вертикальной посадки. При этом горизонтальная скорость гасилась до нуля, а вертикальная скорость снижения ЛМ не превышала 1 м/с.
Общая продолжительность мягкой посадки после включения двигателя в периселении составляла 12 с лишним минут.
Экспедиции по программе «Аполлон». Коллаж (cropman.ru/apollo/index.html/Опубликовано в интернете)
Реальные схемы высадки на Луну отличались от их расчетных циклограмм по разным причинам. С этим столкнулись уже при посадке ЛМ миссии «Аполлон-11». Она была первой и поэтому, возможно, самой напряженной для экипажа и персонала ЦУП.
На высоте 10 км участка сниженияЛМ, после захвата поверхности Луны радаром посадочной ступени, поступил аварийный сигнал о перегрузке бортового компьютера.
Его причиной была ненужная при посадке информация от радара взлетной ступени (ВС), заранее включенного Армстронгом, командиром корабля, для обеспечения нештатной стыковки ВС с орбитальным блоком при аварийном прекращении посадки.
О случившемся экипаж доложил в ЦУП. До посадки оставалось не более 9 минут. Ситуация была нерасчетной и выход из нее определялся в условиях реального масштаба времени. ЦУП принял решение о продолжении посадки и сообщил об этом командиру корабля.
Основанием для принятия такого решения в стрессовой ситуации было не Заключение ответственных руководителей, как это принято (на это не было времени), а однозначное мнение специалиста по навигационным системам о допустимости продолжения этапа посадки (позже он вместе с экипажем корабля «Аполлон-11» получил президентскую медаль «Свобода»).
За время посадки аварийная сигнализация сработала 5 раз, что мешало управлению полетом. На высоте чуть менее 2 км начался этап приближения к месту посадки. Лунный модуль стал разворачиваться в вертикальное положение, и экипаж получил возможность наблюдать район посадки по курсу движения.
Полет проходил в автоматическом режиме. На высоте около 460 м Армстронг обнаружил, что автомат ведет корабль на обочину кратера диаметром до 200 м с крупными валунами, что было небезопасно. На высоте 135 м, за 6 км до места посадки, он перешел на полуавтоматический режим полета. Скорость снижения не более 1 м/с поддерживалась автоматически, а управление ориентацией ЛМ осуществлялось вручную.
Управляя направлением вектора тяги за счет изменения угла тангажа, Армстронг увеличил скорость ЛМ до 64 км/час, перелетел опасный кратер и выбрал район посадки. Эдвин Олдрин, пилот ЛМ, докладывал данные с приборов о высоте и скорости полета.
Вскоре он сообщил о начале интервала в 94 с, после которого оставалось только 20 с на принятие решения о завершении посадки или о ее экстренном прекращении с уходом взлетной ступени на орбиту Луны.
На высоте 30 м поднялась лунная пыль и ухудшилась видимость. Частота пульса Армстронга достигла 150 ударов в минуту. При контакте щупов стоек ЛМ с поверхностью, он выключил двигатель и завершил посадку.
Посадка ЛМ «Аполлон-11». Cristian I.S.. Фотоколлаж по лицензии Creative Commons Attribution 2.0 Generic. На изображении отрицательный угол тангажа. Управляя величиной такого угла, Армстронг совершал горизонтальный маневр, для выбора района посадки. (flickr.com/photos /Опубликовано в интернете)
Пребывание на поверхности Луны
Интересным, в человеческом плане, было восприятие экипажем условий пребывания на другой планете.
После первой посадки на Луну пыль осела непривычно быстро (без атмосферы отсутствует эффект парения) и Армстронг увидел через иллюминатор освещенную как днем поверхность Луны на фоне черного без звезд неба. Для него первым испытанием стала отличающаяся от земных условий динамика передвижения.
Гравитация на Луне в шесть раз меньше земной, что, по законам механики Ньютона, приводит к замедлению в два с половиной раза (корень квадратный из шести) перемещений в лунных условиях.
Армстронг, отмечал, что при попытке идти быстро после каждого шага он как бы взлетал вверх, поэтому было удобнее передвигаться прыжками, которые происходили словно в замедленной съемке.
