Apollo 5 (запущен 22 января 1968 года), также известный как AS-204 , был первым беспилотным полетом лунного модуля Apollo (LM), который позже доставил астронавтов на поверхность Луны. Ракета Saturn IB с LM стартовала с мыса Кеннеди 22 января 1968 года. Миссия прошла успешно, хотя из-за проблем с программированием была выполнена альтернативная первоначально запланированная миссия.
Как и Apollo 4 , этот полет был надолго отложен, отчасти из-за неудач в разработке LM, произведенного Grumman Aircraft . Первоначальная ракета Saturn IB, которая должна была вывести в космос первый LM (LM-1), была снята во время задержек и заменена той, которая запустила бы Apollo 1, если бы не пожар космического корабля, в результате которого погибли три астронавта. LM-1 прибыл в Космический центр Кеннеди в июне 1967 года; последующие месяцы были заняты испытаниями и размещением LM на вершине Saturn IB. После последних задержек из-за неполадок с оборудованием обратный отсчет начался 21 января 1968 года, и космический аппарат был запущен на следующий день.
Как только корабль достиг орбиты и LM отделился от ускорителя S-IVB , началась программа орбитальных испытаний, но запланированное включение двигателя было автоматически прервано, когда бортовой компьютер Apollo обнаружил, что корабль движется не так быстро, как планировалось. Руководитель полета Джин Кранц и его команда в Центре управления полетами в Хьюстоне быстро приняли решение об альтернативной миссии, в ходе которой цели миссии по испытанию LM-1 были достигнуты. Миссия была достаточно успешной, чтобы предполагаемая вторая беспилотная миссия по испытанию LM была отменена, что продвинуло планы NASA по высадке астронавта на Луну к концу 1960-х годов.
В 1961 году президент США Джон Ф. Кеннеди бросил вызов Соединенным Штатам высадить астронавта на Луну к концу десятилетия с безопасным возвращением на Землю. [3] После продолжительных дебатов НАСА (правительственное космическое агентство США) в конце 1962 года решило, что лунные миссии будут использовать лунную орбитальную встречу , в ходе которой весь космический корабль «Аполлон» будет доставлен к лунной орбите третьей ступенью ракеты-носителя «Сатурн-5» (называемой S-IVB ). Оказавшись на лунной орбите, те астронавты, которые приземлятся на Луне, войдут в то, что тогда называлось лунным экскурсионным модулем (ЛЭМ) (позже названным лунным модулем (ЛМ)). Этот корабль отделится от командно-сервисного модуля (КСМ) Аполлона и приземлится на Луне. Когда астронавты будут готовы вернуться, они войдут в ЛМ, взлетят и снова состыкуются с КСМ. После того, как экипаж вернется в CSM, они отсоединят лунный модуль и вернутся на Землю в CSM. [4] В 1962 году НАСА пригласило одиннадцать компаний принять участие в торгах на контракт на строительство LM. 7 ноября 1962 года НАСА объявило, что заключило контракт с Grumman в Бетпейдже, штат Нью-Йорк . [5]
Как и в случае с Apollo 4 , для Apollo 5 были значительные задержки. Основной причиной задержек Apollo 5 был LM, который отставал от графика. Менеджер программы Apollo генерал-майор Сэмюэл С. Филлипс изначально надеялся, что беспилотный испытательный полет LM-1, первого лунного модуля, будет запущен в апреле 1967 года. Ожидая шесть месяцев для проверки и тестирования транспортного средства, NASA попросило Grumman доставить LM-1 в Космический центр Кеннеди во Флориде к сентябрю 1966 года, но из-за трудностей в производстве LM-1 доставка неоднократно откладывалась. Дата доставки все еще была неопределенной, когда AS-206, ракета-носитель Saturn IB, которая должна была вывести LM-1 на орбиту, была установлена на стартовом комплексе 37 в январе 1967 года. После пожара в том месяце, в результате которого погиб экипаж Apollo 1 , ракета-носитель, запланированная для Apollo 1, AS-204, была перемещена из стартового комплекса 34 в стартовый комплекс 37 и заменила AS-206. [6] Это было сделано потому, что AS-204 был последним Saturn IB с полным набором инструментов для исследований и разработок, и, поскольку пилотируемый полет был приостановлен, NASA хотело использовать этот ускоритель для первого полета LM. [7] [a]
Поскольку LM еще не было в наличии, Grumman построила фанерный макет одного из них на стартовом комплексе 37, чтобы помочь в проверке объектов. [9] 12 мая 1967 года руководитель программы космических аппаратов Apollo Джордж М. Лоу сообщил в штаб-квартиру NASA, что Grumman обязалась доставить LM-1 28 июня, хотя Лоу отметил, что эту цель будет трудно выполнить. [10] 23 июня LM-1 прибыл на мыс Кеннеди на борту Super Guppy компании Aero Spacelines ; ступени были стыкованы друг с другом четыре дня спустя. [9] [11] Команда из 400 человек под руководством Джона Дж. Уильямса, ветерана операций по запускам как Mercury, так и Gemini , проверила, соответствует ли LM-1 спецификациям, после чего они руководили техническими специалистами Grumman, которые испытали и модифицировали транспортное средство. [11] Из-за утечек в подъемной ступени ЛМ, две ступени были разъединены в августе, и после того, как они были исправлены и ступени были повторно соединены, образовалась еще одна утечка, и ступени были снова разъединены в сентябре. За это время несколько единиц оборудования были сняты для ремонта компанией Grumman; ступени были повторно соединены в октябре. [9]
По состоянию на 6 сентября 1967 года Apollo 5 отставал от плана, установленного 18 июля, примерно на 39 дней, но все известные проблемы были устранены, за исключением некоторых утечек из двигательной системы. [12] Большинство документов миссии были готовы к концу 1967 года; директор миссии Уильям К. Шнайдер выпустил правила миссии 18 ноября 1967 года. На следующий день LM-1 был состыкован с ракетой-носителем, а испытание готовности космического корабля было завершено в декабре. В начале января 1968 года офис администратора NASA Джеймса Э. Уэбба объявил, что Apollo 5 будет запущен не ранее 18 января 1968 года. Незначительные неисправности, такие как засоренные фильтры, привели к некоторым дополнительным задержкам. Демонстрационный тест обратного отсчета завершился 19 января, а сокращенный 22-часовой обратный отсчет начался 21 января. [13] [14]
Apollo 5 был предназначен для проверки работы подсистем LM. Во время полета будут запущены двигатели подъема и спуска. Тест « огонь в отверстии » будет проведен для проверки того, что ступень подъема все еще может работать, будучи прикрепленной к ступени спуска, процедура, которая будет использоваться на поверхности Луны и в случае прерванной посадки на Луну. Он включал в себя отключение ступени спуска, переключение управления и питания на ступень подъема и запуск двигателя подъема, когда две ступени все еще будут соединены. Термин «огонь в отверстии» произошел от термина, используемого в горнодобывающей промышленности, когда собираются использовать взрывчатые вещества. [13] [15] [16] Дополнительные испытания должны были проверить, что двигатели LM могут быть перезапущены после первоначального использования. [17] В дополнение к тестированию систем LM, Apollo 5 должен был проверить блок инструментов в его конфигурации Saturn V. [9]
Ожидалось, что взлетная ступень LM-1 останется на орбите около двух лет, прежде чем снова войдет в атмосферу и распадется, а посадочная ступень — около трех недель. [18]
Apollo 5 был выведен на орбиту с помощью Saturn IB, обозначенного как SA-204R, который был назначен для Apollo 1. Первоначально доставленный на мыс Кеннеди в августе 1966 года, он пережил пожар невредимым, будучи проверенным после пожара на предмет коррозии или других повреждений. [9] [11] [19] Вес стартовой ракеты-носителя, включая космический корабль и топливо, составил 589 413 килограммов (1 299 434 фунта). [20]
Космический корабль для этой миссии был высотой 55 метров (180 футов), но имел приземистый вид, поскольку у него не было ни CSM, ни системы аварийного покидания. Вместо этого LM был размещен в адаптере космического корабля-лунного модуля (SLA) в верхней части штабеля корабля. [11] SLA, пронумерованный как SLA-7, [21] находился прямо под носовой крышкой в штабеле и имел четыре панели, которые открывались после того, как носовая крышка сбрасывалась на орбите, позволяя отсеку LM отделяться и перемещаться. [22]
LM, обозначенный как LM-1, был первым готовым к полету лунным модулем Apollo. Для экономии веса и потому, что они не понадобятся во время испытательной миссии, LM-1 не имел посадочных опор. [23]
После того, как одно из окон LM-5 (которое должно было летать на Apollo 11 ) разбилось во время испытаний в декабре 1967 года, должностные лица NASA решили заменить окна LM-1 алюминиевыми пластинами из-за опасений, что окно может выйти из строя во время полета. [24] Поскольку на борту не должно было быть астронавтов, на LM-1 был установлен программист миссии, который мог управлять кораблем дистанционно. [25] Не все системы LM-1 были полностью активированы, и он не был полностью загружен расходными материалами: например, его основные батареи были частично разряжены, чтобы избежать осложнений, связанных с перенапряжением, а кислородные баллоны для систем контроля окружающей среды были заполнены лишь частично. [26]
22 января 1968 года Apollo 5 стартовал со стартового комплекса 37B на станции ВВС США на мысе Кеннеди [23] в 17:48:08 по восточному поясному времени (22:48:08 UTC). [9] Saturn IB сработал идеально, выведя вторую ступень и LM на орбиту размером 88 на 120 морских миль (163 на 222 км). [1] [b] Носовой обтекатель был сброшен, и после 43 минут 52 секунд полета LM отделился от своего адаптера на орбите размером 90 на 120 морских миль (167 на 222 км). [1]
После двух витков был запущен первый запланированный 39-секундный запуск двигателя спуска, но он был прерван всего через четыре секунды бортовым компьютером Apollo , который обнаружил, что космический корабль движется не так быстро, как ожидалось. Это произошло из-за того, что один из клапанов двигателя, как предполагалось, был негерметичным и не был активирован, пока не пришло время зажигать двигатель на орбите, что означало, что топливо дольше достигало двигателя, что приводило к задержке. Программисты могли скорректировать программное обеспечение, чтобы учесть это, но им об этом не сообщили. Кроме того, баки были заполнены только наполовину, и это способствовало медленности корабля. Если бы это произошло во время пилотируемой миссии, астронавты смогли бы проанализировать ситуацию и решить, следует ли перезапускать двигатель. [13] [27]
_and_Christopher_C._Kraft_during_Apollo_5.jpg/1280px-Robert_R._Gilruth_(right)_and_Christopher_C._Kraft_during_Apollo_5.jpg)
Джин Кранц был руководителем полета Аполлона 5. [16] Управление полетами под командованием Кранца приняло решение о плане проведения испытаний двигателя и «огонь в отверстии» под ручным управлением. Возникли проблемы со связью с космическим кораблем, и пропуск этих испытаний означал бы провал миссии. Несмотря на это, команда Кранца выполнила все включения. [28] Подъемная ступень вышла из-под контроля через восемь часов после завершения включений двигателя из-за проблемы с системой наведения. [29]
Ступени были оставлены на достаточно низкой орбите, так что атмосферное сопротивление вскоре привело бы к тому, что их орбиты распались и они снова вошли в атмосферу. Подъемная ступень вернулась 24 января и сгорела; посадочная ступень вернулась 12 февраля, упав в Тихий океан в нескольких сотнях миль к юго-западу от Гуама . [30] [31] Моделирование показало, что ступень S-IVB ракеты-носителя (1968-007B) вернулась примерно через 15,5 часов полета. [32]
Менеджер программы космических кораблей Apollo Джордж М. Лоу сказал, что успех Apollo 5 «был обусловлен тем, что у нас было хорошее оборудование; это было обусловлено тем, что у нас были выдающиеся команды управления полетом под умелым руководством Джина Кранца». [23] Несмотря на проблемы во время работы двигателя спуска, NASA посчитало миссию успешной в демонстрации систем LM, и второй беспилотный полет с использованием LM-2 был отменен. [32] Первый пилотируемый полет LM состоялся на Apollo 9 в марте 1969 года. [33]
