Александр Марков - Путешествия к Луне

• Название: Путешествия к Луне
• Автор: Александр Марков
• Издательство: «Физико–математическая литература» МАИК «Наука/Интерпериодика»
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-9221-1105-8

Книга рассказывает о Луне: о ее наблюдениях с помощью телескопа, об изучении ее поверхности и недр автоматическими аппаратами и о пилотируемых экспедициях астронавтов по программе «Аполлон». Приведены исторические и научные данные о Луне, фотографии и карты ее поверхности, описание космических аппаратов и детальный рассказ об экспедициях. Обсуждаются возможности изучения Луны научными и любительскими средствами, перспективы ее освоения. Книга предназначена тем, кто интересуется космическими исследованиями, приступает к самостоятельным астрономическим наблюдениям или увлечен историей техники и межпланетных полетов.

На лицевой стороне переплета: ракета «Сатурн-5» перед своим первым стартом. Раннее утро 9 ноября 1967 г. Готовится беспилотный запуск «Аполлона-4» на околоземную орбиту.

На последней стороне переплета: фото убывающей Луны, полученное 15 января 1999 г. с помощью 67–мегапиксельной камеры, установленной на 2,2–метровом телескопе Европейской южной обсерватории в Чили (ESO Press Release 02/99. http://www.eso.org/public/outreach/press‑rel/pr-1999/pr-02–99.html).

На переднем форзаце: вид Земли с орбиты. Снимок выполнен экипажем «Аполлона-11» в начале лунной экспедиции.

На заднем форзаце: панорама Луны, восходящая Земля и командный модуль «Аполлона-16». Снимок сделан с посадочного модуля после разделения.

---

101:38:48. Начало масштаба I (56 мин 25 с). Двигатель работает на торможение 28,7 секунд, и «Орел» переходит с круговой орбиты на эллиптическую, начиная спуск с высоты 111 км до до условной точки Т' — 15 км над поверхностью Луны. Здесь должно быть принято решение: обогнуть Луну подобно комете или снова включить двигатель на торможение и продолжить снижение. Времени на раздумья — быть или не быть первой посадке на Луну — в этот момент будет не более 5 секунд.

101:55. Связь с ЦУПом с момента выхода LM из‑за Луны была неустойчивой; в ЦУПе с замиранием сердца вслушивались в еле различимые голоса астронавтов. Пит Конрад (командир будущей миссии «Аполлон-12») за 4 минуты до времени Т' посоветовал астронавтам отклонить двигателями ориентации трассу спуска на 10° в плоскости курса в сторону Земли; это нормализовало связь.

За минуту до Т' диспетчеры доложили руководителю полета Гену Кранцу, что посадку можно начинать.

За 40 секунд Олдрин включает телекамеру на своем (правом) иллюминаторе для трансляции в ЦУП спуска LM на поверхность Луны.

Рис. 6.31. Схема лунного модуля.

За 7 секунд двигатели системы ориентации сообщают LM ускорение для подачи топлива из баков в двигатель посадочной ступени.

За 5 секунд астронавты активизируют на дисплее БЦВМ доступ к «кнопке паники» аварийных программ.

Момент Т': на дисплее высвечивается «Начинай!», Армстронг переключает ручку контроллера на управление тягой, Олдрин нажимает кнопку пуска двигателя, и они одновременно произносят: «Зажигание!»

Масштаб II (8 мин 24 с). Сначала двигатель включается на 10 % полной тяги, очень мягко. Понять, что он зажжен, можно только по индикации на панели управления. На этой тяге он должен работать

26 секунд, пока двигатели системы ориентации и электродвигатели карданного подвеса ЖРД ПС сводят «качание» вектора тяги LM к нулю и направляют его на центр масс модуля. Поездка вниз верхом на работающем реактивном двигателе с первой секунды не была спокойной. Армстронга сразу удивило, что двигатели ориентации работают значительно интенсивнее и продолжительнее, чем на тренажере. «Орел» часто вздрагивал от корректирующих импульсов.

Т' +00 мин 26 с: выйдя на полную тягу, двигатель стал сотрясать корпус «Орла», который стремительно снижался «лицом вниз» — окнами к Луне. Астронавты стояли, пристегнутые к полу ремнями, и внимательно смотрели в треугольные иллюминаторы. В первые минуты торможения задачей пилотов было визуально проверить динамику снижения модуля по ориентирам на поверхности. Армстронг почти сразу заметил, что ориентировочные детали рельефа появлялись в прицельной рамке окна на две секунды раньше расчетного времени. На Земле уже подсчитывали, к чему приведет недобор в торможении модуля. Но на второй минуте спуска компьютер выправил положение, и спуск пошел по графику.

Т'+0З:00. «Орел» на высоте 13,7 км и в 210 км от расчетной точки прилунения, ось лунной кабины повернута на 73° к местной вертикали. Пройдена «первая критическая» глубина снижения. С этого момента астронавты могут забыть о программе аварийного старта за счет ЖРД ПС: он и так работает на полной тяге, а использование маневра с изменением угла вектора тяги (с помощью двигателей ориентации) на подъем не рассматривалось из‑за серьезного усложнения встречи с CSM на орбите. Теперь спасение возможно только с максимально заторможенной, выработавшей топливо «стартовой платформы» (ПС) аварийным запуском ЖРД ВС. «Вторая критическая» высота этого маневра лежит почти у самой Луны.

Т'+0З:30. «Орел» поворачивается вокруг своей оси на 174°, окнами в небо. До высоты 12 км руководитель полета в ЦУПе должен принять решение о продолжении посадки: на этой высоте ЭВМ отключит ручное управление поворотом LM вокруг собственной оси и произведет точную наводку локатора посадки на участок прилунения.

Т'+04:00. Из‑за неустойчивой связи с LM решение продолжать посадку далось Кранцу максимальным усилием воли и только при полной поддержке всех шести основных диспетчеров миссии.

Рис. 6.32. Вид с лунной орбиты. Кратеры Сабин и Риттер.

Т'+04:20. «Орел» на высоте 12 км, в 130 км от цели. Посадочный радиолокатор начинает получать сигналы, отраженные от лунной поверхности. Наступил момент сверки данных бортовой ЭВМ и комплекса наземного слежения в Хьюстоне. Если расчетные данные не сойдутся с реальной высотой «Орла» над поверхностью, то придется вводить в ЭВМ не «ключ на Луну», а аварийную команду.

Все 13 минут прилунения были эмоционально насыщены до предела, но судьбу миссии по-настоящему решили следующие две минуты.

Т'+ 04:20. Как только первые данные посадочного радиолокатора стали поступать в бортовую ЭВМ, с дисплея неожиданно пропала вся цифровая индикация и замигала одна желтая клавиша, а в наушниках пилотов загудел характерный зуммер. «Программа „Тревога"», — передал Армстронг твердым голосом. Олдрин нажал мигающую клавишу, и дисплей высветил строчку сигнального кода «1202».

Армстронг: «Прочитайте нам программу двенадцать ноль два».

Бортовые компьютеры «Аполлонов» не имели современных дисплеев; они «общались» с астронавтами через скромный цифровой индикатор, как у простого калькулятора, высвечивая важнейшие данные (высоту, скорость и т. п.) или коды сообщений, а смысл сообщения и порядок действий в ответ на него астронавт должен был вспомнить по номеру кода, или посмотреть в шпаргалке, или спросить у ЦУПа.

В ЦУПе Стив Балес, отвечавший за работу бортовой ЭВМ, замер в напряжении: он знал, что код 1202 — сигнал переполнения оперативной памяти — впервые проявился лишь несколько дней назад, во время тренировок с командой «Аполлона-12», и пока еще не накопилась статистика его появлений. Как выяснилось позже, уже после посадки, причина тревожного сигнала заключалась в ошибочном включении сразу двух радаров LM: посадочного и навигационного. Посадочный радар в тот момент был еще не нужен, он лишь обременял ЭВМ потоком лишних данных, справиться с которым ей оказалось сложно. Вся память бортового компьютера имела объем 74 кбайт, а оперативная память — всего 4 кбайт, как у современного карманного калькулятора. Лишь высочайшее мастерство программистов позволило доверить управление космическим кораблем этому «калькулятору», который весил 30 кг и стоил 150 тыс. долларов. Впрочем, более мощных и компактных компьютеров на тот момент в мире не существовало.

Риск был велик: если вычислительная машина «захлебнется» от перегрузки, то прощай миссия. ЦУП ждал не дыша: через минуту астронавты должны приступить к уменьшению тяги двигателя, что без работающего компьютера немыслимо. До аварийного прекращения полета оставались секунды. В этот момент из космоса, с высоты уже менее 10 км над Луной, по громкой связи вновь донесся голос Армстронга: «Прочитайте программу тревоги 1202». Но инструкций на этот случай не было. На 26–летнем Балесе лежала громадная ответственность: его слово решало судьбу экспедиции. Стив понял, что компьютер справится с проблемой и из потока задач выберет жизненно важные. Не поворачиваясь к окаменевшему Кранцу и напряженно глядя на свой дисплей, он произнес: «Продолжаем полет» (за что по окончании экспедиции вместе с астронавтами получил в Белом доме награду).

Услышав это, Олдрин с удовольствием нажал мигающую желтую клавишу, и компьютер перезагрузился, освобождая память для основных задач. Впоследствии Питер Адлер, разработчик вычислительной техники для «Аполлонов», проиллюстрировал этот момент наглядным примером: будь привычная нам Windows столь же «умной», как программы «Аполлона», при ее перезагрузке закрывались бы только неактивные приложения, а нужные в данный момент продолжали бы работать без потери данных.

До высоты 7,4 км «Орел» снизился в полном соответствии с графиком посадки. Начальные условия для выполнения этапа прилунения были выполнены, можно сбрасывать тягу. До высоты 7,4 км «Орел» снизился в полном соответствии с графиком посадки. Начальные условия для выполнения собственно прилунения были выполнены, можно сбрасывать тягу.

Т'+06:26. Астронавты почувствовали облегчение: долгая высокочастотная вибрация от работавшего на полную мощность двигателя словно прессовала их нервное напряжение.

Т'+07:18. На высоте менее 4,5 км «Орел» уменьшил наклон своей оси к вертикали до 55°, и лунный горизонт появился узкой полоской на дне треугольных иллюминаторов. Баллистики в ЦУПе перевели дух: модуль вошел (попал!) в так называемую «трубку дальнего подхода» — расчетный конус траекторий с острием на поверхности Луны и расширяющейся вверх воронкой, имеющей диаметр входа около 500 м. Хорошая техника, послушная автоматика, высокопрофессиональный ЦУП и прекрасно подготовленный экипаж сделали это! «Орел» был на пороге «Верхних ворот».

Т'+08:24. Начало масштаба — III (1 мин 42 с). «Орел» на высоте 2,3 км, расчетное расстояние до места прилунения 8,1 км. Посадочная площадка уже должна быть в пределах видимости. Горизонтальная составляющая скорости 152 м/с, вертикальная 45,7 м/с. Наклон модуля к вертикали уменьшился до 16°, а тяга двигателя — с 2,7 до 1,1 т. Лунный горизонт поднялся на четверть высоты иллюминаторов и выглядит уже привычно для летчиков, как будто самолет идет на посадку.