Краткие сведения
Для проведения космических полетов НАСА, в 1961 году в США была принята программа «Аполлон». Ее главным заданием было осуществить первую пилотируемую высадку на Лунную поверхность. Программа была завершена в 1975 году. За это время Америке удалось совершить шесть удачных полетов и высадок членов экипажа на поверхность естественного спутника Земли. Все эти полеты и по сей день являются единственными за всю мировую историю, по части того, что людям удалось совершить высадку на поверхности другого астрономического объекта. И в наше время программу «Аполлон» принято считать одной из самых известных за все время космических исследований.
Среди всех программ пилотируемых космических полетов, «Аполлон» — была принята третьей в НАСА – космическом агентстве США. Для этой программы предусматривалось использование космических кораблей «Аполлон» и серии ракет-носителей под названием «Сатурн». В дальнейшем, их применили в программе «Скайлэб», а также в рамках комплексной советско-американской программы под названием «Союз-Аполлон». Последующее использование в этих программах принято считать частью полноценной программы «Аполлон».
Во время того, как осуществлялись полеты по данной схеме, было зафиксировано две масштабные аварии. В первом случае произошел пожар во время того, как на стартовом комплексе производились наземные испытания. На борту того «Аполлона-1», на тот момент, находились трое известных астронавтов, которые там же и погибли. Во втором аварийном случае на борту судна «Аполлон-13» был зафиксирован взрыв кислородного баллона, а также вышли из строя две батареи топливных элементов. На момент чрезвычайного происшествия корабль пребывал в полете. Экипаж должен был совершить высадку на Луну, но им это так и не удалось. Очень рискованным было возвращение их на земную поверхность.
Сама программа считается одной из важнейших в истории американской и мировой космонавтики. Это единственная в своем роде стратегическая разработка, которая позволила совершить полет за предел низкой земной орбиты. Пилотам корабля «Аполлон-8» впервые удалось вывести свое судно на орбиту иного астрономического объекта. Последнюю же пилотируемую высадку на луну совершил корабль под названием «Аполлон-17».
Исторические сведения
Как известно, между Советским Союзом и США активно велась непрерывная космическая гонка. Каждая из стран стремилась получить лавры первооткрывателей и устанавливать все более новые мировые рекорды. Поэтому, еще в 1960 году, правительство США приняло решение продолжить известную космическую программу «Меркурий». Усовершенствованный проект получил название «Аполлон». При том, что судна серии «Меркурий» могли доставлять на низкую орбиту Земли лишь одного человека, новые корабли предусматривали наличие трех человек экипажа для выхода на траекторию к Луне.
Новая программа усовершенствованного «Меркурия» получила свое название в честь древнегреческого бога Аполлона. Своим названием программа обязана инженеру Эйбу Силверстайну. К выбору имени он подошел очень серьезно и долго не мог прийти к единому решению. В итоге, он представил космический корабль в качестве древнего бога Аполлона, летящего на своей колеснице по направлению к солнцу.
После того, как стало известно, что Юрий Гагарин совершил первый в мире полет в космическое пространство, представители США начали нервничать. Было очевидно, что лидером космической гонки является Советский Союз, опередивший Америку по части технологий.
Строение корабля
В состав конструкции корабля «Аполлон» входят две основные части – соединенный служебный и командный отсеки, где во время полета в основном и пребывал экипаж, а также лунный модуль, который должен был служить для того, чтобы осуществлять посадку пары астронавтов и их взлет с лунной поверхности. Разработкой командного отсека занималась известная компания North American Rockwell. Ему придали коническую форму, а основание было сферическим. Данная конструкция в итоге весила около 5,5 тонны. Она выступала в качестве центра управления полетом. На протяжении всего полета экипаж в полном составе пребывает внутри командного отсека. Исключением являются только те случаи, когда происходит высадка на Луну. На борту этого отсека команда космонавтов возвращается на поверхность Земли. В служебном отсеке находится основная двигательная установка, а также система обеспечения судна серии «Аполлон». Также, для командного отсека характерным является наличие герметической кабины, оснащенной системой жизнеобеспечения членов экипажа, системы навигации и управления, системы радиосвязи, теплозащитного экрана, системы аварийного спасения.
Разработкой лунного модуля корабля «Аполлон» занималась компания «Grumman». Для него характерным является наличие двух ступеней – посадочной и взлетной. В конструкцию посадочной ступени входит самостоятельная двигательная установка, а также посадочные опоры. Главной целью ее применения является спуск лунного корабля с окололунной орбиты, а вследствие чего – мягкая посадка на поверхность Луны. К тому же, эта ступень – стартовая площадка для взлетной ступени. У взлетной ступени имеется герметичная кабина для космонавтов, а также собственная двигательная установка. После того, как исследования завершены, происходит ее старт с лунной поверхности, далее — осуществляется ее стыковка с командным отсеком.
В тот момент, когда конструкторы приступили к созданию кораблей серии «Аполлон», выбор схемы полетов стоял под вопросом. В связи с этим, невозможно было определить, каким будет вес полезного груза, выводимый в космическое пространство ракетой-носителем. Изначально, предполагалось создать ракету под названием «Нова». Но, в связи с тем, что на орбите Луны остается лишь основной корабль, а лунный модуль осуществляет прилунение и старт с лунной поверхности, поэтому стали необходимы две ракеты-носители. Таким образом, были созданы «Сатурн-1Б» и «Сатурн-5», которые осуществляли полеты на околоземную орбиту и летели к Луне соответственно. Вопреки тому, что мощность «Сатурна-5» была меньшей, чем у «Новы», конструкторы посчитали, что этого будет вполне достаточно для успешного запуска космических кораблей серии «Аполлон».
Конструкция ракет-носителей
В состав ракеты-носителя «Сатурн-5» входили три ступени. Первая была оснащена пятью кислородно-керосиновыми двигателями, вторая – пятью кислородно-водородными двигателями, третья – всего одним двигателем. Благодаря третьей ступени, корабль выходил на земную орбиту и на траекторию полета к лунной поверхности. Третью ступень специально выводили для столкновения с Луной, чтобы исследовать особенности ее геологии.
Ракетой-носителем «Сатурн-5», на околоземную орбиту, могли выводиться грузы, весом до 145 тонн, а на лунную траекторию – до 65 тонн. В общей сумме, ракета была запущена 13 раз. Из этого числа, девять запусков были по направлению к Луне, и все они прошли успешно.
Вследствие модернизации ракета-носитель «Сатурн-1» перевоплотилась в «Сатурн-1Б». В ее состав входили две ступени. Первая была представлена 8 кислородно-керосиновыми двигателями, а вторая служила для вывода полезной нагрузки на поверхность околоземной орбиты. Данную ракету широко использовали во время испытательных запусков в рамках программы «Скайлэб», а также «Союз-Аполлон».
Ввиду того, что корабль «Аполлон-2» был не готов для запуска, «Аполлон-3» вышел в космическое пространство раньше него. В то время, когда происходил запуск третьего судна из этой серии, удалось вывести последнюю ступень ракеты-носителя «Сатурн-1Б» на орбиту. При этом ученые ставили перед собой задачу — изучить поведение в условиях невесомости жидкого водорода, а также испытать систему, которая обеспечивает основному двигателю ступени повторное включение. По окончанию проведения исследований, пришлось закрыть клапаны в системе, отвечающей за отвод паров водорода из бака. Ввиду этого, в ступени существенно повысилось давление, что стало причиной ее взрыва.
Неудачные запуски
В рамках программы в 1967 году была произведена попытка запуска космического корабля, который, в итоге, получил название «Аполлон-1». Корабль так и не поднялся в воздух, поскольку он оказался пристыкован к ракете-носителю «Сатурн-1Б», которая оказалась не заправленной. По этой причине на корабле возник сильнейший пожар. Все три члена экипажа — Эдвард Уайт, Вирджил Гриссом, Роджер Чаффи – погибли. Данное событие стало причиной того, что судно «Аполлон-4» в итоге получило название «Аполлон-1».
Полеты беспилотников
Вследствие чрезвычайной ситуации, происшедшей во время первого запуска, НАСА приняло решение отработать системы корабля в космических полетах. Для этого было произведено три беспилотных запуска. В 1967 году, в полет отправился корабль «Аполлон-4», в комплексе с которым шел габаритно-весовой макет лунного модуля. В этот раз ракета-носитель «Сатурн-5» была подвержена первому летному испытанию. Запуск производился с целью испытать спускаемый аппарат на высокой скорости.
В 1968 году был совершен запуск «Аполлона-5»,в комплексе с которым был макет лунного модуля. Данный полет должен был помочь испытать двигательную установку корабля, а также проследить динамические нагрузки на лунный модуль во время пребывания в космосе. В том же году был запущен «Аполлон-6», где тоже присутствовал макет лунного модуля. Его главной целью было отработать управленческие системы судна и лунного модуля.
Пилотируемые запуски
В 1968 году был совершен запуск первого пилотируемого корабля под названием «Аполлон-7» в рамках программы «Аполлон». Полет по околоземной орбите длился 11 дней. Основной его задачей было испытать командный модуль, а также командно-измерительный комплекс.
Предполагалось, что дальнейшие запуски кораблей в рамках данной программы, должны будут позволить создать такие условия, существующие по направлению к Луне. Также, следующие полеты должны были проходить уже на лунной орбите, после того, как будет совершен первый облет Луны. В то же время, Советский Союз готовился к запуску пилотируемого корабля, в целях которого было облететь вокруг Луны. Это очень встревожило представителей США и стало главной причиной того, что им пришлось поменять местами выходы в открытый космос. Это происходило, даже не смотря на то, что подготовка лунного модуля к испытаниям еще не была завершена.
Таким образом, в конце 1968 года был произведен запуск корабля «Аполлон-8». Пилотам данного судна удалось вывести его на лунную орбиту, что позволило впервые в мировой истории совершить полет вокруг естественного земного спутника. Уже в 1969 году был запущен корабль «Аполлон-9». Данный полет по земной орбите должен был имитировать полет к Луне. После того, как предварительные запуски суден в рамках программы «Аполлон» прошли успешно, сотрудники НАСА пришли к решению применить «Аполлон-10» для того, чтобы впервые высадить людей на лунную поверхность. Конечно, для этого требовалось совершить испытательный запуск судна. В 1969 году удалось провести репетицию полета к Луне и высадки на ее поверхность. В рамках этого полета были предусмотрены все необходимые операции, осуществляемые в процессе высадки. Невозможным было только осуществить тренировку прилунения, нахождения на лунной поверхности, а также старта с нее. Первым человеком, шагнувшим на поверхность естественного спутника Земли, был Нил Армстронг.
Так, в средине 1969 года, в полет отправился корабль «Аполлон-11». Прилунившись, с борта судна сошел космонавт Нил Армстронг и произнес слова, ставшие в дальнейшем всемирно известными: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества». В рамках данной экспедиции экипажу корабля удалось собрать более 20 кг различных лунных пород.
В конце 1969 года США совершило очередной запуск корабля – вторую высадку на лунную поверхность произвёл экипаж судна «Аполлон-12». Место посадки этого модуля было недалеко от космического аппарата под названием «Сервейер-3». Космонавтам удалось сделать фотографии, демонтировать несколько деталей аппарата, собрать лунные породы и успешно возвратиться на Землю.
В 1970 году произошел запуск корабля «Аполлон-13», во время чего взорвался кислородный баллон, а также вышли из строя две батареи топливных элементов, отвечающих за обеспечение электроснабжения в отсеке экипажа командного модуля. Астронавты умело справились с такой чрезвычайной ситуацией, задействовав двигатель лунного модуля. Благодаря этому им удалось успешно приземлиться.
В 1971 году произошел запуск «Аполлона-14». За время девятидневного полета экипажу корабля удалось провести существенную научную программу и успешно возвратиться на Землю. В средине 1971 года в полет отправился «Аполлон-15». Во время данной экспедиции впервые был использован особый лунный автомобиль. Его также примели во время полетов «Аполлона-16» и «Аполлона-17». Это позволило провести больше различных исследований. В 1972 году, во время полета корабля «Аполлон-17», была совершена последняя в истории высадка на лунную поверхность.
Несовершенные проекты
В рамках программы «Аполлон» предусматривался запуск еще трех космических кораблей — «Аполлон-18», «Аполлон-19», «Аполлон-20». Причиной отмены этих полетов стала нехватка бюджетных средств, поскольку НАСА отказалось их спонсировать. К тому же, по их мнению, данные полеты уже не имели столь большой научной ценности.
Те три ракеты-носителя «Сатурн-5», которые так и не удалось реализовать во время полетов, удалось все-таки применить. Одна из них была использована при выводе первой американской орбитальной станции «Скайлэб» на орбиту. Две ракеты, которые остались, были помещены в специализированный музей.
