Программа «Аполлон» , также известная как «Проект Аполлон» , представляла собой программу пилотируемых космических полетов США, осуществляемую Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), в рамках которой удалось подготовить и высадить первых людей [3] на Луну с 1968 по 1972 год . Впервые он был задуман в 1960 году во время правления президента Дуайта Д. Эйзенхауэра как космический корабль для трех человек, последовавший за одноместным проектом «Меркурий» , который отправил первых американцев в космос. Позже в обращении к Конгрессу 25 мая 1961 года «Аполлон» был посвящен национальной цели президента Джона Ф. Кеннеди на 1960-е годы «высадить человека на Луну и благополучно вернуть его на Землю». Программа космических полетов, которой предшествовал проект «Близнецы» для двух человек, задуманный в 1961 году для расширения возможностей космических полетов в поддержку Аполлона.
Цель Кеннеди была достигнута во время миссии «Аполлон-11» , когда астронавты Нил Армстронг и Базз Олдрин 20 июля 1969 года приземлили свой лунный модуль «Аполлон » (LM) и прошли по поверхности Луны, в то время как Майкл Коллинз остался на лунной орбите в командно-служебном модуле. (CSM), и все трое благополучно приземлились на Земле в Тихом океане 24 июля. Пять последующих миссий Аполлона также высадили астронавтов на Луну, последняя, Аполлон-17 , в декабре 1972 года. В этих шести космических полетах двенадцать человек прошли по Луне. Луна .
«Аполлон» эксплуатировался с 1961 по 1972 год, а первый полет с экипажем состоялся в 1968 году. Серьезную неудачу он потерпел в 1967 году, когда в результате пожара в кабине «Аполлона-1» погиб весь экипаж во время предстартовых испытаний. После первой успешной посадки осталось достаточно летной техники для девяти последующих посадок с планом расширенных геологических и астрофизических исследований Луны. Сокращение бюджета привело к отмене трех из них. Пять из оставшихся шести миссий завершились успешными приземлениями, но приземлению Аполлона-13 помешал взрыв кислородного баллона при пути к Луне, что повредило CSM. Экипаж едва благополучно вернулся на Землю, используя лунный модуль в качестве «спасательной шлюпки» на обратном пути. «Аполлон» использовал семейство ракет «Сатурн» в качестве ракет-носителей, которые также использовались для программы «Аполлон» , которая состояла из «Скайлэб» , космической станции , которая поддерживала три миссии с экипажем в 1973–1974 годах, и испытательного проекта «Аполлон-Союз» , совместного проекта Соединенных Штатов. Штаты - Миссия Советского Союза на околоземной орбите в 1975 году.
Аполлон установил несколько важных вех пилотируемых космических полетов . Он одинок в отправке пилотируемых миссий за пределы низкой околоземной орбиты . «Аполлон-8» был первым космическим кораблем с экипажем, вышедшим на орбиту другого небесного тела, а «Аполлон-11» был первым космическим кораблем с экипажем, на который высадились люди.
В целом программа «Аполлон» вернула на Землю 842 фунта (382 кг) лунных камней и почвы, что внесло большой вклад в понимание состава и геологической истории Луны. Программа заложила основу для последующих пилотируемых космических полетов НАСА и профинансировала строительство Космического центра Джонсона и Космического центра Кеннеди . Аполлон также стимулировал развитие во многих областях технологий, связанных с ракетной техникой и пилотируемыми космическими полетами, включая авионику , телекоммуникации и компьютеры.
Программа была названа в честь Аполлона , греческого бога света, музыки и Солнца, менеджером НАСА Эйбом Сильверстайном , который позже сказал: «Я давал имя космическому кораблю так же, как я бы назвал своего ребенка». [4] Сильверстайн выбрал это имя дома однажды вечером, в начале 1960 года, потому что он чувствовал, что «Аполлон, едущий на своей колеснице через Солнце, соответствовал грандиозному масштабу предложенной программы». [5]
Контекст этого заключался в том, что в начале программа была сосредоточена главным образом на разработке усовершенствованного космического корабля с экипажем, командно-служебного модуля «Аполлон» , пришедшего на смену программе «Меркурий» . Посадка на Луну стала целью программы только в 1961 году. [6] После этого проект «Джемини» вместо этого последовал за программой «Меркурий» для тестирования и изучения передовых технологий космических полетов с экипажем.
Программа «Аполлон» была задумана при администрации Эйзенхауэра в начале 1960 года как продолжение проекта «Меркурий». В то время как капсула «Меркурий» могла вместить только одного астронавта в рамках ограниченной миссии по орбите Земли, «Аполлон» мог нести троих. Возможные миссии включали переправку экипажей на космическую станцию , полеты вокруг Луны и, в конечном итоге, высадку экипажа на Луну .
В июле 1960 года заместитель администратора НАСА Хью Л. Драйден объявил о программе «Аполлон» представителям отрасли на серии конференций космической целевой группы . Разработаны предварительные технические условия на космический корабль с отдельной от командного модуля кабиной боевого модуля (кабины пилотирования и спуска), а также двигательно-аппаратным модулем . 30 августа был объявлен конкурс технико-экономического обоснования, а 25 октября три контракта на исследования были заключены с компаниями General Dynamics/Convair , General Electric и Glenn L. Martin Company . Тем временем НАСА провело собственные исследования по проектированию космических кораблей под руководством Максима Фаже , чтобы служить критерием для оценки и мониторинга трех отраслевых проектов. [7]
В ноябре 1960 года Джон Ф. Кеннеди был избран президентом после кампании , обещавшей американское превосходство над Советским Союзом в области исследования космоса и противоракетной обороны . Вплоть до выборов 1960 года Кеннеди выступал против « ракетного разрыва », который, по его мнению и многим другим сенаторам, возник между Советским Союзом и Соединенными Штатами из-за бездействия президента Эйзенхауэра. [8] Помимо военной мощи, Кеннеди использовал аэрокосмические технологии как символ национального престижа, пообещав сделать США не «первыми, но, первыми и, первыми, если, но первыми». [9] Несмотря на риторику Кеннеди, он не сразу пришел к решению о статусе программы «Аполлон», как только стал президентом. Он мало знал о технических деталях космической программы, и его отпугивали огромные финансовые затраты, необходимые для высадки экипажа на Луну. [10] Когда недавно назначенный Кеннеди администратор НАСА Джеймс Э. Уэбб потребовал 30-процентного увеличения бюджета своего агентства, Кеннеди поддержал ускорение крупной программы НАСА по запуску ракеты-носителя, но отложил решение по более широкому вопросу. [11]
12 апреля 1961 года советский космонавт Юрий Гагарин стал первым человеком, совершившим полет в космос, что усилило опасения американцев, что они отстанут в технологическом соревновании с Советским Союзом. На заседании комитета Палаты представителей США по науке и космонавтике через день после полета Гагарина многие конгрессмены заявили о своей поддержке экстренной программы, направленной на то, чтобы Америка догнала их. [12] Кеннеди был осторожен в своей реакции на эту новость, отказываясь взять на себя обязательства по ответу Америки Советам. [13]
20 апреля Кеннеди направил записку вице-президенту Линдону Б. Джонсону , в которой просил Джонсона изучить состояние американской космической программы и программ, которые могли бы дать НАСА возможность наверстать упущенное. [14] [15] Джонсон ответил примерно через неделю, заключив, что «мы не прилагаем максимальных усилий и не достигаем необходимых результатов, если эта страна хочет достичь позиции лидера». [16] [17] В его записке был сделан вывод, что высадка экипажа на Луну произойдет достаточно далеко в будущем, и вполне вероятно, что Соединенные Штаты достигнут ее первыми. [16]
25 мая 1961 года, через двадцать дней после первого американского пилотируемого космического полета «Фридом-7» , Кеннеди предложил высадку экипажа на Луну в специальном послании Конгрессу о неотложных национальных нуждах :
Теперь настало время сделать больший шаг – время для нового великого американского предприятия – время, чтобы эта нация взяла на себя явно ведущую роль в космических достижениях, которые во многих отношениях могут стать ключом к нашему будущему на Земле.
... Я считаю, что эта нация должна взять на себя обязательство до конца этого десятилетия высадить человека на Луну и благополучно вернуть его на Землю. Ни один космический проект в этот период не будет более впечатляющим для человечества и более важным для долгосрочного освоения космоса; и ни одно из них не будет столь трудным и дорогим в исполнении. [18] [а]
На момент предложения Кеннеди в космосе летал только один американец — менее месяца назад — и НАСА еще не отправило на орбиту ни одного астронавта. Даже некоторые сотрудники НАСА сомневались, что амбициозная цель Кеннеди может быть достигнута. [19] К 1963 году Кеннеди даже был близок к тому, чтобы согласиться на совместную миссию США и СССР на Луну, чтобы исключить дублирование усилий. [20]
Имея ясную цель — приземление с экипажем, заменяющее более туманные цели космических станций и полетов вокруг Луны, НАСА решило, что для быстрого достижения прогресса оно откажется от технико-экономических обоснований Convair, GE и Martin и продолжит работу над проектом Фаджета. Проектирование командно-служебного модуля. Было решено, что модуль миссии будет полезен только как дополнительная комната и, следовательно, не нужен. [21] Они использовали конструкцию Фаже в качестве спецификации для другого конкурса на закупку космических кораблей в октябре 1961 года. 28 ноября 1961 года было объявлено, что контракт выиграла компания North American Aviation , хотя ее предложение не было оценено так хорошо, как предложение Мартина. предложение. Уэбб, Драйден и Роберт Симанс предпочли его из-за более давних связей Северной Америки с НАСА и его предшественником . [22]
Высадка людей на Луну к концу 1969 года потребовала самого внезапного всплеска технологического творчества и крупнейшего выделения ресурсов (25 миллиардов долларов; 176 миллиардов долларов в долларах США 2022 года) [23], когда-либо сделанных какой-либо страной в мирное время. На пике своего развития в программе «Аполлон» работало 400 000 человек, и ей требовалась поддержка более 20 000 промышленных фирм и университетов. [24]
1 июля 1960 года НАСА основало Центр космических полетов Маршалла (MSFC) в Хантсвилле, штат Алабама . MSFC разработала ракеты-носители «Сатурн» тяжелого грузоподъемного класса , которые потребуются для «Аполлона». [25]
Стало ясно, что управление программой «Аполлон» превысит возможности Космической целевой группы Роберта Р. Гилрута , которая руководила национальной пилотируемой космической программой из Исследовательского центра НАСА в Лэнгли . Поэтому Гилрут получил полномочия превратить свою организацию в новый центр НАСА — Центр пилотируемых космических кораблей (MSC). Место было выбрано в Хьюстоне , штат Техас, на земле, подаренной Университетом Райса , и администратор Уэбб объявил о преобразовании 19 сентября 1961 года. [26] Было также ясно, что НАСА вскоре перерастет свою практику управления миссиями со своих ВВС на мысе Канаверал. Стартовые комплексы станции во Флориде, поэтому в состав MSC будет включен новый Центр управления полетами . [27]
В сентябре 1962 года, когда два астронавта проекта «Меркурий» уже облетели Землю, Гилрут перевел свою организацию в арендованное помещение в Хьюстоне, а строительство объекта MSC шло полным ходом, Кеннеди посетил Райс, чтобы повторить свой вызов в знаменитой речи :
Но почему, говорят некоторые, Луна? Почему выбрали это в качестве нашей цели? И они вполне могут спросить: зачем подниматься на самую высокую гору ? Зачем 35 лет назад перелететь через Атлантику ? ... Мы выбираем полет на Луну. Мы решили отправиться на Луну в этом десятилетии и заняться другими делами не потому, что это легко, а потому, что это сложно; потому что эта цель будет служить для организации и измерения лучших наших сил и навыков; потому что мы готовы принять этот вызов, который мы не хотим откладывать и который мы намерены победить ... [28] [b]
MSC был завершен в сентябре 1963 года. Он был переименован Конгрессом США в честь Линдона Джонсона вскоре после его смерти в 1973 году. [29]
Также стало ясно, что «Аполлон» перерастет стартовые комплексы «Канаверал» во Флориде . На самом северном конце уже строились два новейших стартовых комплекса для ракет «Сатурн I» и IB : LC-34 и LC-37 . Но для гигантской ракеты, необходимой для пилотируемой лунной миссии, потребовался бы еще более крупный объект, поэтому в июле 1961 года начался отбор земли для Центра управления запуском (LOC) непосредственно к северу от Канаверала на острове Мерритт . Проектирование, разработку и строительство центра проводил Курт Х. Дебус , член первоначальной команды ракетостроителей Фау-2 Вернера фон Брауна . Дебус был назначен первым директором LOC. [30] Строительство началось в ноябре 1962 года. После смерти Кеннеди президент Джонсон 29 ноября 1963 года издал указ о переименовании LOC и мыса Канаверал в честь Кеннеди. [31]
LOC включал в себя стартовый комплекс 39 , Центр управления запуском и здание вертикальной сборки (VAB ) объемом 130 миллионов кубических футов (3 700 000 м 3 ). [32] , в котором космический аппарат (ракета-носитель и космический корабль) собирался на мобильной пусковой платформе и затем перемещался гусеничным транспортером на одну из нескольких стартовых площадок. Хотя было запланировано как минимум три площадки, только две, обозначенные A и B, были завершены в октябре 1965 года. LOC также включал в себя здание оперативного и контрольного обслуживания (OCB), к которому первоначально были доставлены космические корабли «Джемини » и «Аполлон» перед их стыковкой с запуском. транспортные средства. Космический корабль «Аполлон» может быть испытан в двух вакуумных камерах , способных имитировать атмосферное давление на высоте до 250 000 футов (76 км), что представляет собой почти вакуум. [33] [34]
Администратор Уэбб понял, что для того, чтобы держать расходы Apollo под контролем, ему необходимо развивать в своей организации более глубокие навыки управления проектами, поэтому он нанял Джорджа Э. Мюллера на руководящую должность. Мюллер согласился при условии, что он будет иметь право голоса в реорганизации НАСА, необходимой для эффективного управления Аполлоном. Затем Уэбб работал с заместителем администратора (позже заместителем администратора) Симансом над реорганизацией Управления пилотируемых космических полетов (OMSF). [35] 23 июля 1963 года Уэбб объявил о назначении Мюллера заместителем заместителя администратора по пилотируемым космическим полетам вместо тогдашнего заместителя администратора Д. Брейнерда Холмса после его выхода на пенсию с 1 сентября. В результате реорганизации Уэбба директора Центра пилотируемых космических кораблей ( Гилрут ), Центр космических полетов Маршалла ( фон Браун ) и Центр операций по запуску ( Дебус ) подчинялись Мюллеру. [36]
Основываясь на своем опыте работы в ракетных проектах ВВС, Мюллер понял, что среди высокопоставленных офицеров ВВС США можно найти квалифицированных менеджеров , поэтому он получил разрешение Уэбба нанять генерала Сэмюэля К. Филлипса , который заслужил репутацию своего эффективного специалиста. управление программой Minuteman в качестве контроллера программы OMSF. Старший офицер Филлипса Бернард А. Шривер согласился одолжить Филлипса НАСА вместе с подчиненным ему штатом офицеров при условии, что Филлипс будет назначен директором программы «Аполлон». Мюллер согласился, и Филлипс управлял «Аполлоном» с января 1964 года до тех пор, пока в июле 1969 года не была осуществлена первая посадка человека, после чего он вернулся на службу в ВВС. [37]
Чарльз Фишман в книге «Один гигантский скачок » оценил количество людей и организаций, участвующих в программе «Аполлон», как «410 000 мужчин и женщин из примерно 20 000 различных компаний внесли свой вклад в эти усилия». [38]
После того как Кеннеди определил цель, перед планировщиками миссии «Аполлон» встала задача разработать космический корабль, который мог бы достичь ее, сводя при этом к минимуму риск для человеческой жизни, затраты и требования к технологиям и навыкам космонавтов. Были рассмотрены четыре возможных режима миссии:
В начале 1961 года в НАСА обычно предпочитали прямое восхождение. Многие инженеры опасались, что сближение и стыковка — маневры, которые не предпринимались на околоземной орбите , — будут практически невозможны на лунной орбите . Сторонники LOR, в том числе Джон Хуболт из Исследовательского центра Лэнгли, подчеркнули важное снижение веса, которое предлагает подход LOR. На протяжении 1960 и 1961 годов Хубольт выступал за признание LOR жизнеспособным и практичным вариантом. В обход иерархии НАСА он отправил серию записок и отчетов по этому вопросу заместителю администратора Роберту Симансу; Признавая, что он говорил «в некотором роде как голос в пустыне», Хубольт призвал не сбрасывать со счетов ЛОР при изучении этого вопроса. [43]
Создание Симансом в июле 1961 года специального комитета, возглавляемого его специальным техническим помощником Николасом Головиным, для рекомендации ракеты- носителя для использования в программе «Аполлон», стало поворотным моментом в решении НАСА о режиме миссии. [44] Этот комитет признал, что выбранный режим является важной частью выбора ракеты-носителя, и рекомендовал в пользу гибридного режима EOR-LOR. Рассмотрение LOR, а также непрерывная работа Хубольта сыграли важную роль в пропаганде работоспособности этого подхода. В конце 1961 — начале 1962 года члены Центра пилотируемых космических кораблей начали выступать в поддержку ЛОР, в том числе недавно нанятый заместитель директора Управления пилотируемых космических полетов Джозеф Ши , который стал поборником ЛОР. [45] Инженерам Центра космических полетов Маршалла (MSFC), которым было что терять от этого решения, потребовалось больше времени, чтобы убедиться в его достоинствах, но об их преобразовании объявил Вернер фон Браун на брифинге 7 июня 1962 года. [46]
Но даже после того, как НАСА достигло внутреннего соглашения, дела пошли далеко не гладко. Научный советник Кеннеди Джером Визнер , который выражал Кеннеди свое несогласие с полетом человека в космос еще до вступления президента в должность [47] и выступал против решения о высадке людей на Луну, нанял Головина, покинувшего НАСА, председателем своей собственной миссии. Группа космических аппаратов», якобы для наблюдения, но на самом деле для того, чтобы усомниться в решениях НАСА по ракете-носителю «Сатурн-5» и LOR, заставив Ши, Симанса и даже Уэбба защищаться, отложив официальное объявление для прессы 11 июля 1962 года. и вынуждает Уэбба по-прежнему хеджировать решение как «предварительное». [48]
Визнер продолжал оказывать давление и даже обнародовал разногласия во время двухдневного сентябрьского визита президента в Центр космических полетов имени Маршалла . Визнер выпалил перед прессой «Нет, это бесполезно» во время презентации фон Брауна. Уэбб вмешался и защищал фон Брауна, пока Кеннеди не положил конец ссоре, заявив, что этот вопрос «все еще подлежит окончательному рассмотрению». Уэбб выстоял и направил запрос предложений кандидатам на строительство лунного экскурсионного модуля (LEM). В конце концов Визнер уступил, не желая разрешать спор раз и навсегда в офисе Кеннеди из-за причастности президента к октябрьскому кубинскому ракетному кризису и опасений, что Кеннеди поддержит Уэбба. НАСА объявило о выборе Grumman в качестве подрядчика LEM в ноябре 1962 года. [49]
Историк космоса Джеймс Хансен заключает, что:
Если бы НАСА не приняло в 1962 году это мнение меньшинства, которого упорно придерживалось, Соединенные Штаты, возможно, все еще достигли Луны, но почти наверняка это не было бы достигнуто к концу 1960-х годов, намеченному президентом Кеннеди сроку. [50]
Преимущество метода LOR заключалось в том, что он позволял использовать спускаемый аппарат в качестве «спасательной шлюпки» в случае отказа командного корабля. Некоторые документы доказывают, что эта теория обсуждалась до и после выбора метода. В 1964 году исследование MSC пришло к выводу: « LM [как спасательная шлюпка] ... была окончательно исключена, поскольку не удалось выявить ни одного разумного отказа CSM , который запретил бы использование SPS » . [51] По иронии судьбы, именно такой сбой произошел на Аполлоне-13 , когда взрыв кислородного баллона оставил CSM без электроэнергии. Лунный модуль обеспечивал движение, электроэнергию и жизнеобеспечение, чтобы благополучно доставить экипаж домой. [52]
В предварительном проекте «Аполлона» Фаже использовался командный модуль конической формы, поддерживаемый одним из нескольких служебных модулей, обеспечивающих движение и электроэнергию, размер которых соответствовал требованиям космической станции, окололунных миссий и миссий по высадке на Луну. Как только цель Кеннеди посадки на Луну стала официальной, началось детальное проектирование командно-служебного модуля (CSM), в котором экипаж проведет всю миссию прямого подъема и поднимется с поверхности Луны для обратного пути после мягкой посадки более крупный десантный двигательный модуль. Окончательный выбор места встречи на лунной орбите изменил роль CSM на транслунный паром, используемый для перевозки экипажа, а также нового космического корабля, Лунного экскурсионного модуля (LEM, позже сокращенного до LM (Лунный модуль), но все еще произносится / ˈ l ɛ m / ), который доставит двух человек на поверхность Луны и вернет их в CSM. [53]
Командный модуль (КМ) представлял собой коническую кабину экипажа, предназначенную для перевозки трех астронавтов от старта до лунной орбиты и обратно на высадку в океане Земли. Это был единственный компонент космического корабля «Аполлон», который сохранился без серьезных изменений конфигурации, поскольку программа развивалась на основе ранних проектов исследований «Аполлона». Его внешняя часть была покрыта абляционным тепловым экраном и имела собственные двигатели системы управления реакцией (RCS), позволяющие контролировать его положение и определять путь входа в атмосферу . Для замедления спуска до приводнения использовались парашюты. Модуль имел высоту 11,42 фута (3,48 м), диаметр 12,83 фута (3,91 м) и весил примерно 12 250 фунтов (5 560 кг). [54]
Цилиндрический сервисный модуль (СМ) поддерживал командный модуль с служебным маршевым двигателем и РСУ с топливом, а также систему генерации энергии на топливных элементах с жидким водородом и жидким кислородом . Антенна S-диапазона с высоким коэффициентом усиления использовалась для связи на большие расстояния во время полетов к Луне. В ходе расширенных лунных миссий использовался комплекс орбитальных научных приборов. Сервисный модуль был удален непосредственно перед повторным входом в атмосферу. Модуль имел длину 24,6 фута (7,5 м) и диаметр 12,83 фута (3,91 м). Первоначальная версия для полета на Луну весила примерно 51 300 фунтов (23 300 кг) с полной заправкой, а более поздняя версия, предназначенная для перевозки пакета научных приборов на лунной орбите, весила чуть более 54 000 фунтов (24 000 кг). [54]
Компания North American Aviation выиграла контракт на строительство CSM, а также второй ступени ракеты-носителя Saturn V для НАСА. Поскольку проектирование CSM было начато задолго до выбора места встречи на лунной орбите, размер вспомогательного маршевого двигателя был рассчитан на подъем CSM с Луны, и, таким образом, его мощность была увеличена примерно вдвое по сравнению с тягой, необходимой для транслунного полета. [55] Также не было предусмотрено стыковку с лунным модулем. Исследование определения программы 1964 года пришло к выводу, что первоначальный проект следует продолжить как Блок I, который будет использоваться для ранних испытаний, в то время как Блок II, настоящий лунный космический корабль, будет включать в себя стыковочное оборудование и использовать уроки, извлеченные при разработке Блока I. [53]
Лунный модуль «Аполлон» (LM) был разработан для спуска с лунной орбиты, высадки двух астронавтов на Луну и возвращения их на орбиту для встречи с командным модулем. Не предназначенный для полета через атмосферу Земли или возвращения на Землю, его фюзеляж был спроектирован совершенно без учета аэродинамических соображений и имел чрезвычайно легкую конструкцию. Он состоял из отдельных ступеней спуска и подъема, каждая со своим двигателем. На ступени спуска располагалось хранилище спускаемого топлива, расходных материалов для пребывания на поверхности и оборудования для исследования поверхности. На подъемной ступени находились кабина экипажа, подъемное топливо и система управления реакцией. Первоначальная модель LM весила примерно 33 300 фунтов (15 100 кг) и позволяла оставаться на поверхности примерно до 34 часов. Удлиненный лунный модуль весил более 36 200 фунтов (16 400 кг) и позволял оставаться на поверхности более трех дней. [54] Контракт на проектирование и строительство лунного модуля был заключен с Grumman Aircraft Engineering Corporation , а курировал проект Томас Дж. Келли . [56]
Еще до начала программы «Аполлон» Вернер фон Браун и его команда инженеров-ракетчиков начали работу над проектами очень больших ракет-носителей, серии «Сатурн» и еще более крупной серии «Нова» . В разгар этих планов фон Браун был переведен из армии в НАСА и назначен директором Центра космических полетов имени Маршалла. Первоначальный план прямого подъема по отправке командно-служебного модуля «Аполлон» из трех человек непосредственно на поверхность Луны, на вершину большой ступени спускаемой ракеты, потребует пусковую установку класса «Нова» с грузоподъемностью более 180 000 фунтов (82 000 фунтов). кг). [57] Решение от 11 июня 1962 года использовать сближение на лунной орбите позволило Сатурну V заменить Нову, и MSFC приступила к разработке семейства ракет Сатурн для Аполлона. [58]
Поскольку «Аполлон», как и «Меркурий», использовал для космических полетов более одной ракеты-носителя, НАСА использовало серийные номера комбинаций космических кораблей и ракет-носителей: AS-10x для Сатурна I, AS-20x для Сатурна IB и AS-50x для Сатурна V (ср. Меркурий -Redstone 3 , Mercury-Atlas 6 ) для обозначения и планирования всех миссий, а не их последовательной нумерации, как в Project Gemini. Ситуация изменилась к тому времени, когда начались полеты людей. [59]
Поскольку «Аполлону», как и «Меркурию», на случай неудачного запуска потребовалась бы система аварийного спасения (СЭС), для квалификационных летных испытаний этой системы требовалась сравнительно небольшая ракета. Потребовалась бы ракета большего размера, чем Little Joe , используемая Меркурием, поэтому Little Joe II была построена General Dynamics / Convair . После квалификационного испытательного полета в августе 1963 года [ 60] в период с мая 1964 года по январь 1966 года на ракетном полигоне Уайт-Сэндс было выполнено четыре испытательных полета LES ( от A-001 до 004 ).
«Сатурн-1», первая в США тяжелая ракета-носитель, изначально планировалась для запуска частично оборудованных CSM на испытания на низкой околоземной орбите. Первая ступень SI сжигала RP-1 с окислителем жидкого кислорода (LOX) в восьми сгруппированных двигателях Rocketdyne H-1 , чтобы создать тягу в 1 500 000 фунтов силы (6670 кН). На второй ступени S -IV использовались шесть двигателей Pratt & Whitney RL-10, работающих на жидком водороде , с тягой 90 000 фунтов силы (400 кН). Третья ступень СВ четыре раза бездействовала на Сатурне-1 . [62]
Первые четыре испытательных полета Сатурна I были запущены с LC-34, при этом работала только первая ступень с макетами верхних ступеней, заполненными водой. Первый полет с боевым S-IV был запущен с LC-37. За этим последовали пять запусков шаблонных CSM (обозначенных от AS-101 до AS-105 ) на орбиту в 1964 и 1965 годах. Последние три из них дополнительно поддержали программу «Аполлон», также неся спутники «Пегас» , которые подтвердили безопасность транслунной среды. путем измерения частоты и тяжести ударов микрометеоритов . [63]
В сентябре 1962 года НАСА планировало запустить четыре полета CSM с экипажем на «Сатурне-1» с конца 1965 по 1966 год одновременно с проектом «Близнецы». Полезная нагрузка в 22 500 фунтов (10 200 кг) [64] серьезно ограничивала бы системы, которые могли быть включены, поэтому в октябре 1963 года было принято решение использовать модернизированный Saturn IB для всех пилотируемых полетов на околоземную орбиту. [65]
Saturn IB был модернизированной версией Saturn I. Первая ступень S-IB увеличила тягу до 1 600 000 фунтов силы (7 120 кН) за счет увеличения мощности двигателя H-1. Вторая ступень заменила S-IV на S-IVB-200 , оснащенную одним двигателем J-2 , работающим на жидком водородном топливе с LOX и создающим тягу в 200 000 фунтов силы (890 кН ). [66] Перезапускаемая версия S-IVB использовалась в качестве третьей ступени Saturn V. Saturn IB мог отправить на низкую околоземную орбиту более 40 000 фунтов (18 100 кг), что достаточно для частично заправленного топливом CSM или LM. [67] Ракеты-носители и полеты Saturn IB обозначались серийным номером AS-200, где «AS» обозначало «Аполлон-Сатурн», а «2» обозначало второго члена семейства ракет «Сатурн». [68]
Ракеты-носители и полеты Сатурн-5 обозначались серийным номером AS-500, где «AS» обозначал «Аполлон-Сатурн», а «5» обозначал Сатурн-5. [68] Трехступенчатый «Сатурн-5» был разработан для отправки полностью заправленного топливом CSM. и LM на Луну. Он имел диаметр 33 фута (10,1 м) и высоту 363 фута (110,6 м) с лунной полезной нагрузкой 96 800 фунтов (43 900 кг). Его грузоподъемность выросла до 103 600 фунтов (47 000 кг) для более поздних высадок на Луну. На первой ступени S -IC сгорел RP-1 / LOX с номинальной тягой 7 500 000 фунтов-сил (33 400 кН), которая была повышена до 7 610 000 фунтов-сил (33 900 кН). Вторая и третья ступени сжигали жидкий водород; третья ступень представляла собой модифицированную версию S-IVB с тягой, увеличенной до 230 000 фунтов силы (1020 кН), и возможностью перезапуска двигателя для транслунного впрыска после достижения парковочной орбиты . [69]
Директором НАСА по работе летного экипажа во время программы «Аполлон» был Дональд К. «Дик» Слейтон , один из первых астронавтов «Меркурия-7» , который был заземлен по медицинским показаниям в сентябре 1962 года из-за шумов в сердце . Слейтон отвечал за выполнение всех заданий экипажа «Джемини» и «Аполлона». [70]
Тридцать два астронавта были направлены на полеты по программе «Аполлон». Двадцать четыре из них покинули орбиту Земли и облетели Луну в период с декабря 1968 по декабрь 1972 года (трое из них дважды). Половина из 24 ходила по поверхности Луны, но ни один из них не вернулся на нее после однажды приземления. Один из луноходов был профессиональным геологом. Из 32 человек Гас Гриссом , Эд Уайт и Роджер Чаффи погибли во время наземных испытаний при подготовке к миссии «Аполлон-1» . [59]
Астронавты «Аполлона» были выбраны из числа ветеранов проектов «Меркурий» и «Близнецы», а также из двух более поздних групп астронавтов. Всеми миссиями командовали ветераны «Джемини» или «Меркурия». Экипажи всех опытно-конструкторских полетов (кроме полетов по разработке CSM на околоземную орбиту) вплоть до первых двух приземлений на Аполлон-11 и Аполлон-12 включали как минимум двух (иногда трех) ветеранов Близнецов. Харрисон Шмитт , геолог, был первым астронавтом-ученым НАСА, совершившим полет в космос, и приземлившимся на Луне во время последней миссии «Аполлон-17». Шмитт участвовал в обучении по лунной геологии всех посадочных экипажей «Аполлона». [71]
НАСА наградило всех 32 астронавтов своей высшей наградой - Медалью за выдающиеся заслуги , вручаемой за «выдающиеся заслуги, способности или смелость» и личный «вклад, представляющий существенный прогресс в миссии НАСА». Медали были посмертно вручены Гриссому, Уайту и Чаффи в 1969 году, а затем экипажам всех миссий, начиная с «Аполлона-8» . Экипаж, участвовавший в первой испытательной миссии на околоземной орбите «Аполлон-7» , Уолтер М. Ширра , Донн Эйзель и Уолтер Каннингем , был награжден меньшей медалью НАСА за выдающиеся заслуги из-за проблем с дисциплиной при выполнении приказов руководителя полета во время полета. В октябре 2008 года администратор НАСА решил наградить их медалями за выдающиеся заслуги. Для Ширры и Эйзеля это было посмертно. [72]
Планировалось совершить первую высадку на Луну: [73]
Два CSM Block I были запущены с LC-34 во время суборбитальных полетов в 1966 году с помощью Saturn IB. Первый, AS-201 , запущенный 26 февраля, достиг высоты 265,7 морских миль (492,1 км) и приводнился на высоте 4577 морских миль (8477 км) в Атлантическом океане . [79] Второй, AS-202 , 25 августа достиг высоты 617,1 морских миль (1142,9 км) и был восстановлен на высоте 13 900 морских миль (25 700 км) в Тихом океане. В ходе этих полетов были проверены двигатель сервисного модуля и теплозащитный экран командного модуля. [80]
Третий тест Saturn IB, AS-203, запущенный с площадки 37, был выведен на орбиту для поддержки разработки возможности перезапуска верхней ступени S-IVB, необходимой для Saturn V. Он нес носовой обтекатель вместо космического корабля Apollo, а его полезная нагрузка составляла несгоревшее жидкое водородное топливо, поведение которого инженеры измеряли с помощью датчиков температуры и давления, а также телекамеры. Этот полет произошел 5 июля перед полетом AS-202, который был отложен из-за проблем с подготовкой космического корабля «Аполлон» к полету. [81]
Были запланированы две пилотируемые орбитальные миссии CSM Block I: AS-204 и AS-205. Должности экипажа Блока I назывались командирским пилотом, старшим пилотом и пилотом. Старший пилот возьмет на себя обязанности навигации, а пилот будет выполнять функции системного инженера. [82] Астронавты будут носить модифицированную версию скафандра «Джемини» . [83]
После испытательного полета беспилотного LM AS-206 экипаж будет летать на первых блоках II CSM и LM в двойной миссии, известной как AS-207/208 или AS-278 (каждый космический корабль будет запускаться на отдельном Saturn IB). [84] Должности экипажа Блока II назывались командиром, пилотом командного модуля и пилотом лунного модуля. Астронавты начнут носить новый скафандр Apollo A6L , предназначенный для выхода в открытый космос (EVA). Традиционный шлем с козырьком был заменен на прозрачный шлем типа «аквариум» для большей видимости, а костюм для выхода в открытый космос на лунную поверхность будет включать нижнее белье с водяным охлаждением. [85]
Дик Слейтон , приземлившийся астронавт Меркурия , который стал директором по работе летного экипажа программ «Близнецы» и «Аполлон», выбрал первый экипаж «Аполлона» в январе 1966 года: Гриссом был командиром пилота, Уайт — старшим пилотом, а новичок Донн Ф. Эйзель — пилотом. Но Эйзель дважды вывихнул плечо на борту тренировочного самолета невесомости KC135 , и 27 января ему пришлось перенести операцию. Слейтон заменил его Чаффи. [86] НАСА объявило об окончательном выборе экипажа для AS-204 21 марта 1966 года, причем резервный экипаж состоял из ветеранов «Джемини» Джеймса МакДивитта и Дэвида Скотта , а также новичка Рассела Л. «Расти» Швейкарта . Ветеран Mercury/Gemini Уолли Ширра , Эйзель и новичок Уолтер Каннингем были объявлены 29 сентября основным экипажем AS-205. [86]
В декабре 1966 года миссия AS-205 была отменена, поскольку проверка CSM должна была быть завершена во время первого 14-дневного полета, а AS-205 должен был быть посвящен космическим экспериментам и не вносить никаких новых инженерных знаний о космическом корабле. Его Saturn IB был назначен для выполнения двойной миссии, теперь переименованной в AS-205/208 или AS-258, запланированной на август 1967 года. МакДивитт, Скотт и Швейкарт были повышены до основного экипажа AS-258, а Ширра, Эйзель и Каннингем были переведены в другие должности. в качестве дублирующего экипажа Аполлона -1. [87]
Космический корабль для миссий AS-202 и AS-204 был доставлен компанией North American Aviation в Космический центр Кеннеди с длинным списком проблем с оборудованием, которые необходимо было исправить перед полетом; Эти задержки привели к тому, что запуск AS-202 отстал от AS-203 и устранили надежды на то, что первая миссия с экипажем может быть готова к запуску уже в ноябре 1966 года, одновременно с последней миссией «Джемини». В конце концов, запланированная дата полета AS-204 была перенесена на 21 февраля 1967 года. [88]
Компания North American Aviation была генеральным подрядчиком не только для Apollo CSM, но и для второй ступени Saturn V S-II , и задержки на этом этапе привели к тому, что первый беспилотный полет AS-501 Saturn V с конца 1966 года по ноябрь 1967 года. При первоначальной сборке AS-501 вместо ступени пришлось использовать макетную проставочную катушку.) [89]
В конце 1965 года проблемы с Северной Америкой были настолько серьезными, что администратор пилотируемых космических полетов Джордж Мюллер назначил директора программы Сэмюэля Филлипса главой « группы тигров » для расследования проблем Северной Америки и определения исправлений. Филлипс задокументировал свои выводы в письме от 19 декабря президенту NAA Ли Этвуду с резким письмом Мюллера, а также представил результаты Мюллеру и заместителю администратора Роберту Симансу. [90] Между тем, Грумман также столкнулся с проблемами с лунным модулем, лишив надежды на то, что он будет готов к полету с экипажем в 1967 году, вскоре после первых полетов CSM с экипажем. [91]
Гриссом, Уайт и Чаффи решили назвать свой полет «Аполлон- 1» в качестве мотивационного акцента на первом полете с экипажем. Они тренировали и проводили испытания своего космического корабля в Норт-Америкене и в барокамере Космического центра Кеннеди. На январь было запланировано испытание на отключение, которое имитировало бы обратный отсчет до запуска LC-34 с переходом космического корабля от питания от площадки к внутреннему питанию. В случае успеха, ближе к запуску 21 февраля последует более тщательное моделирование обратного отсчета с заправкой как космического корабля, так и ракеты-носителя. [92]
Испытание на отключение началось утром 27 января 1967 года и сразу же вызвало проблемы. Сначала экипаж заметил странный запах в своих скафандрах, из-за которого закрытие люка задержалось. Затем проблемы со связью расстроили астронавтов и заставили приостановить моделируемый обратный отсчет. Во время этой задержки в кабине начался электрический пожар, который быстро распространился в атмосфере высокого давления со 100% кислородом. Давление в результате пожара возросло настолько, что внутренняя стена кабины лопнула, что позволило огню перекинуться на площадку и сорвать попытки спасти экипаж. Астронавты задохнулись еще до того, как люк удалось открыть. [93]
НАСА немедленно созвало комиссию по рассмотрению происшествий под контролем обеих палат Конгресса. Хотя определение ответственности за аварию было сложным, комиссия по рассмотрению пришла к выводу, что «существовали недостатки в конструкции, изготовлении и контроле качества командного модуля». [93] По настоянию администратора НАСА Уэбба компания North American отстранила Харрисона Стормса от должности менеджера программы командного модуля. [94] Уэбб также переназначил менеджера Управления программы космических кораблей «Аполлон» (ASPO) Джозефа Фрэнсиса Ши , заменив его Джорджем Лоу . [95]
Для устранения причин пожара были внесены изменения в космический корабль Блок II и порядок эксплуатации, важнейшими из которых стали использование азотно-кислородной смеси вместо чистого кислорода до и во время запуска, а также снятие легковоспламеняющейся кабины и скафандра. материалы. [96] Конструкция Блока II уже предусматривала замену крышки люка Блока I с быстросъемной дверью, открывающейся наружу. [96] НАСА прекратило пилотируемую программу Block I, используя космический корабль Block I только для беспилотных полетов Сатурна V. Члены экипажа также будут носить исключительно модифицированные огнестойкие скафандры A7L Block II и будут обозначаться названиями Block II, независимо от того, присутствовал ли LM в полете или нет. [85]
24 апреля 1967 года Мюллер опубликовал официальную схему нумерации миссий «Аполлон», в которой использовались последовательные номера для всех рейсов, с экипажем или без экипажа. Сцена начнется с «Аполлона-4» , чтобы охватить первые три беспилотных полета, при этом обозначение «Аполлон-1» будет отменено в честь экипажа, по желанию их вдов. [59] [97]
В сентябре 1967 года Мюллер утвердил последовательность типов миссий , которые необходимо было успешно выполнить для высадки экипажа на Луну. Каждый шаг должен был быть успешно выполнен, прежде чем можно будет выполнить следующий, и было неизвестно, сколько попыток каждой миссии потребуется; поэтому вместо цифр использовались буквы. Миссии А представляли собой проверку Сатурна-5 без экипажа; B — проверка LM без экипажа с использованием Saturn IB; C был пилотируемым CSM для проверки орбиты Земли с использованием Saturn IB; D был первым полетом CSM/LM с экипажем (он заменил AS-258 с использованием одного запуска Saturn V); E будет полетом CSM/LM на более высокую околоземную орбиту; F будет первой лунной миссией, в ходе которой LM будет испытываться на лунной орбите, но без приземления («генеральная репетиция»); и G станет первой посадкой с экипажем. Список типов охватывал последующее исследование Луны и включал высадку на Луну H , I для миссий по исследованию орбиты Луны и J для высадки на Луну длительного пребывания. [98]
Задержка CSM, вызванная пожаром, позволила НАСА догнать LM и Сатурн V по рейтингу людей. Аполлон -4 (AS-501) был первым беспилотным полетом Сатурна V, на борту которого был блок I CSM 9 ноября. 1967. Способность теплового экрана командного модуля выдержать транслунный вход в атмосферу была продемонстрирована с помощью двигателя служебного модуля, который врезал его в атмосферу на скорости, превышающей обычную скорость входа в атмосферу на околоземной орбите.
«Аполлон-5» (AS-204) был первым беспилотным испытательным полетом LM на околоземной орбите, запущенным с площадки 37 22 января 1968 года кораблем «Сатурн IB», который должен был использоваться для «Аполлона-1». Двигатели LM успешно прошли испытания. выстрелил и перезапустился, несмотря на ошибку компьютерного программирования, из-за которой запуск первой ступени спуска был прерван. Подъемный двигатель был запущен в режиме прерывания, известном как испытание «огонь в скважине», при котором он зажигался одновременно с сбросом ступени спуска. Хотя Грумман хотел провести второе испытание без экипажа, Джордж Лоу решил, что следующий полет LM будет с экипажем. [99]
За этим последовал 4 апреля 1968 года «Аполлон-6 » (AS-502), который нес CSM и испытательный образец LM в качестве балласта. Целью этой миссии было достижение транслунного впрыска с последующим моделированием прерывания прямого возврата с использованием двигателя служебного модуля для достижения еще одного высокоскоростного входа в атмосферу. У Сатурна-5 возникли продольные колебания - проблема, вызванная нестационарным сгоранием двигателя, что привело к повреждению топливопроводов на второй и третьей ступенях. Два двигателя S-II преждевременно отключились, но оставшиеся двигатели смогли компенсировать это. Повреждение двигателя третьей ступени было более серьезным, что не позволило ему перезапуститься для транслунного впрыска. Диспетчеры миссии смогли использовать двигатель служебного модуля, чтобы по существу повторить профиль полета «Аполлона-4». Основываясь на хороших характеристиках «Аполлона- 6» и выявлении удовлетворительных решений проблем «Аполлона-6», НАСА объявило «Сатурн -5» готовым к полету экипажем, отменив третье беспилотное испытание. [100]
«Аполлон-7» , запущенный с LC-34 11 октября 1968 года, представлял собой миссию C с экипажем Ширры , Эйзеля и Каннингема . Это был 11-дневный полет вокруг Земли, в ходе которого проверялись системы CSM. [101]
Планировалось, что « Аполлон-8» станет миссией D в декабре 1968 года с экипажем Макдивиттом, Скоттом и Швейкартом и будет запущен на Сатурне V вместо двух Сатурн IB. [102] Летом стало ясно, что LM не будет готов вовремя. Вместо того, чтобы тратить «Сатурн-5» на еще одну простую миссию по орбите Земли, менеджер ASPO Джордж Лоу предложил смелый шаг: вместо этого отправить «Аполлон-8» на орбиту Луны, отложить миссию D до следующей миссии в марте 1969 года и отменить миссию E. Это позволит сохранить программу в нужном русле. 15 сентября 1968 года Советский Союз отправил вокруг Луны на борту « Зонда-5» двух черепах, мучных червей, винных мух и другие формы жизни , и считалось, что вскоре они смогут повторить этот подвиг с людьми-космонавтами. [103] [104] Решение не было объявлено публично до успешного завершения миссии «Аполлон-7». Ветераны «Близнецов» Фрэнк Борман и Джим Ловелл , а также новичок Уильям Андерс привлекли внимание всего мира, совершив десять витков вокруг Луны за 20 часов, передавая телевизионные изображения Луны. поверхность в канун Рождества и благополучно вернулся на Землю. [105]
В марте следующего года полет LM, сближение и стыковка были успешно продемонстрированы на околоземной орбите на корабле « Аполлон-9» , а Швейкарт испытал полный лунный костюм для выхода в открытый космос с его портативной системой жизнеобеспечения (PLSS) за пределами LM. [106] Миссия F была успешно выполнена на Аполлоне-10 в мае 1969 года ветеранами «Джемини » Томасом П. Стаффордом , Джоном Янгом и Юджином Сернаном . Стаффорд и Сернан подняли LM на расстояние 50 000 футов (15 км) от поверхности Луны. [107]
Миссия G была выполнена на Аполлоне-11 в июле 1969 года командой ветеранов Джемини, состоящей из Нила Армстронга , Майкла Коллинза и Базза Олдрина . Армстронг и Олдрин совершили первую посадку в Море Спокойствия в 20:17:40 UTC 20 июля 1969 года. В общей сложности они провели на поверхности 21 час 36 минут и 2 часа 31 минуту вне космического корабля. [108] ходили по поверхности, фотографировали, собирали образцы материалов и использовали автоматизированные научные инструменты, постоянно отправляя черно-белое телевидение обратно на Землю. Астронавты благополучно вернулись 24 июля. [109]
Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для человечества.
— Нил Армстронг , сразу после того, как ступил на поверхность Луны [110]
В ноябре 1969 года Чарльз «Пит» Конрад стал третьим человеком, ступившим на Луну, что он сделал, говоря более неформально, чем Армстронг:
Ура! Чувак, возможно, для Нила это было немного , но для меня это долго.
— Пит Конрад [111]
Конрад и новичок Алан Л. Бин совершили точную посадку «Аполлона-12» в нескольких минутах ходьбы от непилотируемого лунного зонда «Сервейер-3» , который приземлился в апреле 1967 года в Океане Штормов . Пилотом командного модуля был ветеран «Джемини» Ричард Ф. Гордон-младший. Конрад и Бин несли первую цветную телекамеру с поверхностью Луны, но она была повреждена, когда случайно была направлена на Солнце. Они совершили два выхода в открытый космос общей продолжительностью 7 часов 45 минут. [108] В одном из них они подошли к «Сервейеру», сфотографировали его и удалили некоторые части, которые вернули на Землю. [112]
Контрактной партии из 15 самолетов «Сатурн V» было достаточно для высадки на Луну миссии «Аполлон-20». Вскоре после «Аполлона-11» НАСА опубликовало предварительный список еще восьми запланированных посадочных площадок после «Аполлона-12» с планами по увеличению массы CSM и LM для последние пять миссий, а также грузоподъемность Сатурна V. Эти последние миссии будут сочетать в себе типы I и J из списка 1967 года, что позволит CMP управлять пакетом лунных орбитальных датчиков и камер, пока его спутники будут на поверхности, и позволить им оставаться на Луне более трех дней. В этих миссиях также будет задействован лунный вездеход (LRV), увеличивающий зону исследования и позволяющий транслировать по телевидению старт LM. Кроме того, скафандр Block II был переработан для расширенных миссий , чтобы обеспечить большую гибкость и обзорность при управлении LRV. [113]
Успех первых двух высадок позволил укомплектовать экипаж остальных миссий одним ветераном в качестве командира и двумя новичками. «Аполлон-13» запустил Ловелла, Джека Свайгерта и Фреда Хейза в апреле 1970 года, направляясь к формации Фра Мауро . Но через два дня взорвался баллон с жидким кислородом, выведя из строя служебный модуль и вынудив экипаж использовать LM в качестве «спасательной шлюпки» для возвращения на Землю. Еще одна наблюдательная комиссия НАСА была созвана для определения причины, которая оказалась сочетанием повреждения танка на заводе и тем, что субподрядчик не изготовил компонент танка в соответствии с обновленными проектными спецификациями. [52] «Аполлон» снова был остановлен на оставшуюся часть 1970 года, пока кислородный баллон был модернизирован и добавлен дополнительный. [114]
Примерно во время первой приземления в 1969 году было решено использовать существующий «Сатурн-5» для запуска предварительно построенной на земле орбитальной лаборатории «Скайлэб», заменив первоначальный план по созданию ее на орбите после нескольких запусков «Сатурна IB»; это исключило Аполлон-20. Годовой бюджет НАСА также начал сокращаться в свете успешной посадки, и НАСА также пришлось выделить средства для разработки будущего космического корабля "Шаттл" . К 1971 году было принято решение также отменить миссии 18 и 19. [115] Два неиспользованных «Сатурна V» стали музейными экспонатами в Космическом центре Джона Ф. Кеннеди на острове Мерритт, Флорида, Космическом центре Джорджа К. Маршалла в Хантсвилле , Алабама. , Сборочный комплекс Мишуда в Новом Орлеане , штат Луизиана, и Космический центр Линдона Б. Джонсона в Хьюстоне, штат Техас. [116]
Сокращение вынудило планировщиков миссий переоценить первоначально запланированные места посадки, чтобы добиться наиболее эффективного сбора геологических проб и данных из оставшихся четырех миссий. Планировалось, что «Аполлон-15» станет последней из миссий серии H, но, поскольку последующих миссий осталось только две, ее заменили на первую из трех миссий J. [117]
Миссия «Фра Мауро» «Аполлона-13» была передана «Аполлону-14» , которым в феврале 1971 года командовал ветеран «Меркурия» Алан Шепард вместе со Стюартом Русой и Эдгаром Митчеллом . [118] На этот раз миссия увенчалась успехом. Шепард и Митчелл провели на поверхности 33 часа 31 минуту [119] и совершили два выхода в открытый космос общей продолжительностью 9 часов 24 минуты, что было рекордом для самого продолжительного выхода в открытый космос лунного экипажа на тот момент. [118]
В августе 1971 года, сразу после завершения миссии «Аполлон-15», президент Ричард Никсон предложил отменить две оставшиеся миссии по высадке на Луну, «Аполлон-16» и «Аполлон-17» . Заместитель директора Управления управления и бюджета Каспар Вайнбергер был против этого и убедил Никсона сохранить миссию «Аполлон-15». оставшиеся миссии. [120]
«Аполлон-15» был запущен 26 июля 1971 года вместе с Дэвидом Скоттом , Альфредом Уорденом и Джеймсом Ирвином . Скотт и Ирвин приземлились 30 июля возле Хэдли Рилла и провели на поверхности чуть меньше двух дней и 19 часов. За более чем 18 часов выхода в открытый космос они собрали около 77 килограммов (170 фунтов) лунного материала. [121]
«Аполлон-16» приземлился в Декарт-Хайлендс 20 апреля 1972 года. Экипажем командовал Джон Янг, Кен Мэттингли и Чарльз Дьюк . Янг и Дьюк провели на поверхности чуть меньше трех дней, в общей сложности более 20 часов в открытом космосе. [122]
«Аполлон-17» был последним в программе «Аполлон», приземлившимся в районе Тельца-Литтроу в декабре 1972 года. Юджин Сернан командовал Рональдом Эвансом и первым учёным-астронавтом НАСА, геологом Харрисоном Х. Шмиттом . [123] Первоначально Шмитт был запланирован на Аполлон-18, [124] но лунное геологическое сообщество лоббировало его включение в финальную высадку на Луну. [125] Сернан и Шмитт пробыли на поверхности чуть более трех дней и провели в открытом космосе чуть более 23 часов. [123]
Было запланировано несколько миссий, но они были отменены до того, как были окончательно определены детали.
Источник: «Аполлон в цифрах: статистический справочник» (Орлофф, 2004) [127].
Программа «Аполлон» вернула более 382 кг (842 фунта) лунных камней и почвы в Лунную приемную лабораторию в Хьюстоне. [128] [127] [129] Сегодня 75% образцов хранятся в Лунной лаборатории проб , построенной в 1979 году . [130]
По данным радиометрического датирования, камни, собранные на Луне, чрезвычайно старые по сравнению с камнями, найденными на Земле . Их возраст варьируется от примерно 3,2 миллиарда лет для образцов базальта , полученных из лунных морей , до примерно 4,6 миллиардов лет для образцов, полученных из горной коры. [131] Таким образом, они представляют собой образцы очень раннего периода развития Солнечной системы , которые в основном отсутствуют на Земле. Один важный камень, найденный во время программы «Аполлон», получил название « Скала Бытия» и был найден астронавтами Дэвидом Скоттом и Джеймсом Ирвином во время миссии «Аполлон-15». [132] Эта анортозитовая порода состоит почти исключительно из богатого кальцием полевого шпата минерала анортита и считается представителем горной коры. [133] Геохимический компонент под названием KREEP был обнаружен Аполлоном-12 и не имеет известных земных аналогов. [134] KREEP и анортозитовые образцы были использованы для вывода о том, что внешняя часть Луны когда-то была полностью расплавленной (см. лунный океан магмы ). [135]
Почти все породы имеют следы воздействия ударного процесса. Многие образцы, по-видимому, изрыты ударными кратерами микрометеороидов , которые никогда не наблюдаются на земных породах из-за плотной атмосферы. Многие из них имеют признаки воздействия ударных волн высокого давления, возникающих во время ударов. Некоторые из возвращенных образцов представляют собой ударное расплавление (материалы, расплавленные вблизи ударного кратера). Все образцы, возвращенные с Луны, имеют сильную брекчию в результате многократного воздействия ударов. [136]
На основании анализа состава возвращенных лунных образцов теперь считается, что Луна возникла в результате столкновения большого астрономического тела с Землей. [137]
«Аполлон» обошелся в 25,4 миллиарда долларов (или примерно 176 миллиардов долларов в долларах 2022 года с поправкой на инфляцию через индекс- дефлятор ВВП ). [1]
Из этой суммы 20,2 миллиарда долларов (140 миллиардов долларов с учетом поправок) было потрачено на проектирование, разработку и производство семейства ракет-носителей «Сатурн» , космического корабля «Аполлон » , скафандров , научных экспериментов и операций миссии. Стоимость строительства и эксплуатации наземных объектов, связанных с «Аполлоном», таких как центры пилотируемых космических полетов НАСА и глобальная сеть слежения и сбора данных , добавила дополнительные 5,2 миллиарда долларов (скорректированные 36 миллиардов долларов).
Сумма вырастет до 28 миллиардов долларов (194 миллиарда долларов с учетом поправок), если включить затраты на сопутствующие проекты, такие как Project Gemini и роботизированные программы Ranger , Surveyor и Lunar Orbiter . [138]
Официальная разбивка расходов НАСА, представленная Конгрессу весной 1973 года, выглядит следующим образом:
Точная оценка затрат на пилотируемые космические полеты была затруднена в начале 1960-х годов, поскольку возможности были новыми, а опыта управления отсутствовало. Предварительный анализ затрат НАСА оценивает стоимость пилотируемой посадки на Луну в 7–12 миллиардов долларов. Администратор НАСА Джеймс Уэбб увеличил эту оценку до 20 миллиардов долларов, прежде чем сообщить об этом вице-президенту Джонсону в апреле 1961 года. [139]
Проект «Аполлон» был масштабным мероприятием, представляющим собой крупнейший научно-исследовательский проект в мирное время. На пике своего развития в нем работало более 400 000 сотрудников и подрядчиков по всей стране, и на его долю приходилось более половины общих расходов НАСА в 1960-х годах. [140] После первой высадки на Луну общественный и политический интерес ослабел, в том числе интерес президента Никсона, который хотел обуздать федеральные расходы. [141] Бюджет НАСА не мог обеспечить выполнение миссий «Аполлон», каждая из которых обходилась в среднем в 445 миллионов долларов (2,57 миллиарда долларов с учетом поправок) [1] при одновременной разработке космического корабля «Шаттл» . Последним финансовым годом финансирования Apollo стал 1973 год.
Помимо высадки экипажа на Луну, НАСА исследовало несколько постлунных применений оборудования Аполлона. Серия расширения Apollo ( Apollo X ) предполагала до 30 полетов на околоземную орбиту с использованием пространства в адаптере лунного модуля космического корабля (SLA) для размещения небольшой орбитальной лаборатории (мастерской). Астронавты будут продолжать использовать CSM в качестве парома на станцию. За этим исследованием последовало проектирование более крупной орбитальной мастерской, которая будет построена на орбите из пустой верхней ступени S-IVB Saturn и перерастет в Программу приложений Apollo (AAP). Мастерскую должна была дополнить телескопическая установка «Аполлон» , которую можно было прикрепить к подъемной ступени лунного модуля через стойку. [142] Самый амбициозный план предусматривал использование пустого S-IVB в качестве межпланетного космического корабля для полета к Венере . [143]
Орбитальная мастерская S-IVB была единственным из этих планов, который еще не был реализован. Названный «Скайлэб» , он был собран на земле, а не в космосе, и запущен в 1973 году с использованием двух нижних ступеней «Сатурна-5». Он был оснащен телескопической монтировкой «Аполлон». Последний экипаж Скайлэба покинул станцию 8 февраля 1974 года, а сама станция вновь вошла в атмосферу в 1979 году после того, как разработка космического корабля "Шаттл" была отложена слишком надолго, чтобы его спасти. [144] [145]
Программа « Аполлон -Союз» также использовала оборудование «Аполлона» для первого совместного космического полета стран, открывая путь для будущего сотрудничества с другими странами в программах «Спейс Шаттл» и «Международная космическая станция» . [145] [146]
В 2008 году зонд SELENE Японского агентства аэрокосмических исследований обнаружил следы гало, окружающего взрывной кратер лунного модуля Аполлона-15, когда он находился на орбите над поверхностью Луны. [147]
Начиная с 2009 года роботизированный лунный разведывательный орбитальный аппарат НАСА , находясь на высоте 50 километров (31 миль) над Луной, фотографировал остатки программы «Аполлон», оставленные на поверхности Луны, и каждое место, где приземлялись полеты «Аполлонов» с экипажем. [148] [149] Было обнаружено, что все флаги США, оставленные на Луне во время миссий «Аполлон», все еще стоят, за исключением одного, оставленного во время миссии «Аполлон-11», который был унесен ветром во время старта этой миссии с лунная поверхность; степень, в которой эти флаги сохраняют свои первоначальные цвета, остается неизвестной. [150] Флаги невозможно увидеть в телескоп с Земли.
В редакционной статье The New York Times от 16 ноября 2009 г. высказывалось мнение:
[T] Есть что-то ужасно задумчивое в этих фотографиях мест посадки Аполлона. Детали таковы, что если бы Нил Армстронг шел сейчас там, мы могли бы его разглядеть, даже разглядеть его шаги, как тропу астронавта, хорошо видную на фотографиях места расположения Аполлона-14. Возможно, эта тоска вызвана чувством простого величия миссий Аполлона. Возможно, это также напоминание о риске, который мы все почувствовали после приземления «Орла» — о вероятности того, что он не сможет снова взлететь, и астронавты окажутся на Луне. Но также может быть, что фотография, подобная этой, максимально близка к тому, чтобы заглянуть прямо в человеческое прошлое ... Там находится лунный модуль [Аполлон-11], припаркованный именно там, где он приземлился 40 лет назад. , как если бы это действительно было 40 лет назад и все это время было лишь воображаемым. [151]
Программу «Аполлон» называют величайшим технологическим достижением в истории человечества. [152] Apollo стимулировал многие области технологий, что привело к созданию более 1800 дополнительных продуктов по состоянию на 2015 год, включая достижения в разработке беспроводных электроинструментов, огнеупорных материалов , кардиомониторов , солнечных панелей , цифровых изображений и использования жидкого метана в качестве топлива. . [153] [154] [155] Конструкция бортового компьютера , использованная как в лунном, так и в командном модулях, наряду с ракетными системами «Поларис » и «Минитмен» , стала движущей силой ранних исследований в области интегральных схем (ИС). К 1963 году Apollo использовала 60 процентов производства микросхем в США. Решающее различие между требованиями «Аполлона» и ракетными программами заключалось в гораздо большей потребности «Аполлона» в надежности. В то время как ВМФ и ВВС могли решить проблемы с надежностью, развернув больше ракет, политические и финансовые издержки провала миссии «Аполлон» были неприемлемо высокими. [156]
Технологии и методы, необходимые для «Аполлона», были разработаны проектом «Близнецы». [157] Проект «Аполлон» стал возможным благодаря внедрению НАСА новых достижений в области полупроводниковых электронных технологий , включая полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET) в Межпланетной платформе мониторинга (IMP) [158] [159] и кремниевые интегральные схемы . чипы в компьютере управления Apollo (AGC). [160]
В канун Рождества 1968 года экипаж «Аполлона-8» отправил на Землю первые телевизионные изображения Земли и Луны в прямом эфире и прочитал историю сотворения мира из Книги Бытия . [161] По оценкам, четверть населения Земли мир видел — в прямом эфире или с задержкой — передачу в канун Рождества во время девятого витка Луны, [162] и, по оценкам, одна пятая населения мира смотрела прямую трансляцию лунной прогулки Аполлона-11. [163]
Программа «Аполлон» также повлияла на экологическую активность в 1970-х годах благодаря фотографиям, сделанным астронавтами. Среди наиболее известных — «Восход Земли» , снятый Уильямом Андерсом на корабле «Аполлон-8», и «Голубой мрамор» , снятый астронавтами «Аполлона-17». «Голубой мрамор» был выпущен во время всплеска защиты окружающей среды и стал символом экологического движения как изображение хрупкости, уязвимости и изоляции Земли на фоне огромных просторов космоса. [164]
По данным The Economist , «Аполлону» удалось достичь цели президента Кеннеди — сразиться с Советским Союзом в космической гонке , совершив уникальное и значительное достижение, продемонстрировав превосходство системы свободного рынка . Издание отметило иронию того, что для достижения цели программа потребовала организации огромных государственных ресурсов в рамках огромной централизованной правительственной бюрократии. [165]
Перед 40-летием Аполлона-11 в 2009 году НАСА искало оригинальные видеозаписи лунной прогулки миссии, транслируемой в прямом эфире по телевидению. После изнурительных трехлетних поисков был сделан вывод, что записи, вероятно, были стерты и использованы повторно. Вместо этого была выпущена новая обновленная в цифровом формате версия лучших доступных телевизионных кадров. [166]
Многочисленные документальные фильмы посвящены программе «Аполлон» и космической гонке, в том числе:
Некоторые миссии были драматизированы :
Программа «Аполлон» была в центре внимания нескольких художественных произведений, в том числе:
Считалось, что новое название будет с большей готовностью охватывать как будущие, так и текущие программы и не будет привязано к ракете-носителю Сатурн.
Ловелл пишет: «Естественно, я рад, что эта точка зрения не возобладала, и я благодарен, что ко времени Аполлона-10, первой лунной миссии с LM, LM в качестве спасательной шлюпки снова обсуждался».
Всего с Луны вернулось 382 килограмма лунного материала, включающего 2200 отдельных экземпляров
...
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .
