НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ №7 - 2004

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ

Излишне любопытный
К 35-летию полета Apollo 10

А.Марков
специально для «Новостей космонавтики»

Штурмовой лагерь

Достижение Луны по программе Apollo выполнялось аналогично восхождению на Эверест — путем создания на ключевых этапах базовых лагерей. «Базы» миссии прилунения — это опыт экспедиций Apollo 7 и -9, отработавших процедуры космического пилотажа до и около Луны. Apollo 10 устанавливал «штурмовой лагерь» в 15 км от вершины «горы» высотой 384000 км (расстояние от Земли до Луны).

Но зачем посылать весь корабль (CSM+LM) к Луне, со всеми сопутствующими рисками, и даже не пытаться прилуниться? Пусть лунный модуль LM-4 перетяжелен, но ведь можно взять следующий LM-5 и сесть! Против этого возражал Крис Крафт и его ЦУП: баллистики не знали, как повлияют на траекторию «масконы» (скопления высокоплотных масс под лунными морями), не собьют ли они с курса LM при спуске на Луну и при сближении с CSM? Операторам Крафта нужен был и опыт поддержки связи на лунном расстоянии одновременно с двумя КК, и большее количество навигационных данных.

Директор программы генерал Сэм Филлипс решил: генеральная репетиция критически важна — необходимо убедиться в работе радиолокаторов прилунения и встречи LM и CSM на орбите, а также исследовать участок посадки №2 для Apollo 11 и подходы к нему с высоты не менее 15 км.

Экипаж Apollo 10 загружается в автобус. Впереди — поездка на старт

Экипаж Apollo 10 был самым опытным в лунном отряде. В нем царил дух товарищества. Стаффорд с Сернаном на Gemini 9 выполняли сближение с мишенью ATDA, а Янга командир знал уже 20 лет, со времен службы на борту линкора «Миссури».

По длительности подготовка А-10 превосходила предыдущие миссии на 1000 часов. Астронавт-геолог Шмитт вел с экипажем специальные занятия, знакомя с лунным рельефом, ориентирами и участками, представляющими наибольший научный интерес.

Командир Томас (Том) Стаффорд (1930 г.р.) летал на Gemini 6 и -9. В начале 1968 г. Стаффорд думал, что имеет шанс лететь в первое прилунение, но судьба отвела ему не менее важную роль «фронтового разведчика».

Пилот CSM Джон Янг (1930 г.р.) — участник полетов на Gemini 3 и -10. Считался отличным пилотом и инженером, специалистом по системам CSM, обладал сдержанным юмором и железным хладнокровием. Станет первым землянином, летавшим вокруг Луны в полном одиночестве.

Пилот LM Юджин Сернан (1934 г.р.) летал на Gemini 9. Острый ум, способность быстро обучаться, любит внимание и тусовки, сопровождающие звание астронавта, пару раз Стаффорду приходилось «отнимать» его у репортеров и возвращать к работе. Несет основную ответственность за работу систем LM у Луны.

Старт
Экипаж разбудили за 5 час до старта. Позавтракав, пройдя последние медицинские проверки, облачившись в скафандры и шлемы, астронавты направились к автобусу.

РН Saturn V (AS-505) с Apollo 10 была запущена 18 мая 1969 г. в 16:49:00 UTC со стартового комплекса LC-39B мыса Кеннеди.

Полезный груз РН Saturn V (48690 кг) распределялся следующим образом:

4013 кг — система аварийного спасения (САС);

42863 кг — корабль (командно-служебный модуль* и лунный модуль**);

1814 кг — переходник между РН и кораблем.

* CSM Вlоск II, образец 106: командный модуль СМ массой 5569 кг (топливо 111 кг), служебный модуль SM — 23301 кг (топливо 19108 кг).

** LM, образец 4: посадочная ступень — 10359 кг (топливо — 8226 кг); взлетная ступень — 3634 кг (запас топлива для основного ЖРД неполный, чтобы точно имитировать динамику старта с Луны — 1188 кг, для ЖРД ориентации — 278 кг).

Модули получили позывные по именам персонажей популярной в 1950-х годах серии комиксов: СМ — в честь маленького мальчика Чарли Брауна (Charlie Brown), a LM — его щенка Снупи (Snoopy), повсюду сующего свой любопытный нос.

Модифицированная 1-я ступень S-1C (с облегченными баками) оказалась склонна к колебаниям. Она «кидала» астронавтов взад и вперед. Вдобавок к этому стартовая команда забыла удалить из СМ стержень,

«Ничего не вижу, ничего не слышу, ничего никому не скажу!»
частично блокирующий амортизаторы кресел, что сделало колебания жестче. Пилоты А-10 в своих негерметизированных скафандрах (экипажи Apollo 8 и 9 запускались в наддутых скафандрах) испытывали дополнительные неприятные ощущения от врезающихся в тело ремней крепления.

В Т+713.76 сек ступень S-4B вышла на орбиту (перигей 185 км, апогей 186 км и наклонение 32.5°). Два часа на А-10 проводили проверку систем и готовились к старту к Луне. На 2-м витке капком Чарли Дьюк радировал: «Пошли».

T+2:33:28. S-4B снова включилась, экипаж почувствовал рывок, а через 3 мин кабина стала вибрировать со странным гулом.

«О'кей, — радировал Стаффорд в ЦУП. — У нас небольшая высокочастотная вибрация в кабине. Волноваться не о чем...» Но колебания стали настолько сильными, что астронавты не могли читать показания на панелях управления. «Мы... испы... тываем... час... тые... ко... лебания...» — радировал командир, буквально пропуская слоги. «Миссия закончена», — подумал экипаж, а Сернан неотрывно смотрел на руку командира, который держал ручку аварийного прекращения работы ступени S-4B. Трясло очень сильно, но Стаффорд ею не воспользовался. Пилоты затаили дыхание почти на 6 мин, пока продолжалась неприятная тряска.

Наконец Стаффорд сказал: «Стоп, бэби...» — и двигатель S-4B выключился. Они летели к Луне.

T+3:02:42. В 3000 км от Земли началось перестроение отсеков, сопровождаемое плановым TV-сеансом. Сернан направил камеру на командира: «Если народ хочет знать, какие люди летят на Луну, можно посмотреть прямо сейчас». Жующий резинку Стаффорд улыбался.

Янг отделил CSM от переходника РН, отвел и развернул на 180°. Панели переходника отстрелились, и «Снупи» засверкал в солнечном свете. Маневр занял больше времени: Джон, экономя топливо, медленно вел CSM к LM и в 7+3:17:36 причалил.

Стыковочный механизм Apollo был чудом техники — он соединял два КК общей массой в 43 тонны. «Есть захват», — радировал Стаффорд, и 12 замков связали модули.

Земля-Луна

В T+3:56:26 комплекс отделился, а еще через 43 минуты Янг включил маршевый ЖРД и отвел его от ступени на безопасное расстояние. Экипаж смотрел, как сине-белая Земля размером с баскетбольный мяч буквально сжималась на глазах.

T+4:34. Во время наддува переходного туннеля струя кислорода прорвала теплозащитную облицовку (слой стекловаты в 2.5 см) на стенке. И когда Сернан, проверив замки стыковочного кольца, вернулся из туннеля, его волосы, брови и уголки рта были белыми от частичек стекловолокна. Стаффорд еле сдержал хохот: Юджин напоминал «охотничью собаку, побывавшую в курятнике».

Частицы стекловаты проникли в СМ, в дыхательные пути астронавтов, под комбинезоны, вызывая кашель, чихание и кожный зуд. Пилоты сообщили в ЦУП: «Пуха так много, словно в кабине кто-то дрался подушками...» Потребовались часы, чтобы очиститься от них. Большая часть частиц осела на фильтрах системы циркуляции кислорода.

T+26:32:57. Траектория А-10 была настолько близка к расчетной, что единственную (из четырех запланированных) коррекцию сделали в 200000 км от Земли. Маршевый ЖРД CSM работал 7.1 сек.

Земля казалась уже размером с апельсин, Стаффорд радировал: «Можете сообщить членам британского Общества плоской Земли: они неправы — она круглая». (На что президент Общества ответил: «Полковник Стаффорд, она, может быть, и круглая, но все же плоская, как диск».)

А вот Луну астронавты не видели: на протяжении всего подлета она была повернута к ним ночной стороной. Янг искал место на небе, где она закрывала звезды. А Стаффорд сказал ЦУПу: «Ловим вас на слове, что Луна там».

В первую половину полета, чтобы обеспечить равномерный прогрев, корабль вращался со скоростью 1 об/час вокруг оси, которая была направлена перпендикулярно Солнцу. Но в этом режиме КК был не очень-то устойчив, и включающиеся ЖРД ориентации нарушали сон астронавтов. Во второй половине трассы скорость закрутки увеличили до 3 об/час, и ненужного момента не возникало.

T+75:55:54. Пора тормозиться! У Стаффорда пульс 123 (нормальный 66), у Сернана — 91 (60) и у Янга — 94 (62). Астронавты потеряли контакт с Землей, а поверхность Луны внезапно появилась в 60 милях внизу, яркая и скалистая. Сернан воскликнул: «Бог мой, Луна! Мы прямо на ее вершине».

Если маршевый ЖРД не включится, они облетят Луну и уйдут домой. Но если ЖРД отработает не по программе — будет плохо...

ЖРД включился на торможение в 176 км над поверхностью обратной стороны Луны, отработал 356.1 сек и перевел А-10 на селеноцентрическую орбиту высотой 111.5 х 314.8 км.

Стаффорд вспоминал: «Все происходило слишком быстро — мы летели в темноте и вдруг оказались над блистающей поверхностью. Обратная сторона Луны полна незнакомых гор, кратеров и казалась симпатично погрызенной...»

Восход Земли

«Раннее утро» на маленькой безжизненной планете раскрашивало поверхность в белый, серый, черный, светло-коричневый и даже бледно-желтый оттенки, со слегка красноватыми пиками на вершинах гор и кратеров. И вдруг они увидели восход Земли — сине-белый шар размером в 2/3 бейсбольного мяча поднимался над горизонтом.

«Хьюстон, — спокойно позвал Стаффорд, — сообщите миру — мы прибыли».

T+80:25:08. Маршевый ЖРД проработал еще 14 сек и перевел КК на орбиту с высотой периселения 109.6 км, апоселения -113.0км.

«Снупи» был необыкновенным аппаратом и снаружи (невероятная смесь угловатых форм — коробки, ракетные двигатели, лючки, треугольные окна-глаза, квадратный люк-рот, торчащие из всех углов антенны) и внутри (панели с выключателями, приборами, дисплеями, ручные контроллеры, неприкрытые связки проводов и разные трубопроводы на полу, в кабину вдавался бидон-кожух ЖРД, свободного места почти не было), к тому же напоминал «гибрид трансформаторной и бойлерной».

Зато это был первый корабль открытого космоса — огромное «робототехническое насекомое», летающее только в вакууме. В сражении за минимальную массу конструктора LM экономили на каждой унции. В конечном итоге LM стал странным соединением силы и хрупкости. «Корпус» посадочной ступени стал рамкой с натянутым на нее майларовым покрытием. Стены кабины становились все тоньше и тоньше до тех пор, пока однажды отвертка, оброненная рабочим, не пробила насквозь пол кабины.

Командир А-9 Джим МакДивитт назвал LM «космическим кораблем из папиросной бумаги». В космосе, когда кабина наддувалась кислородом, передний выходной люк выпирал наружу. Впервые увидевший это Джон Янг проворчал: «Я не вызвался бы работать в этой штуке в нижнем белье...»

Проникнув в LM, Сернан смотрел на дно кабины, «вися на пальцах ног». Повернувшись в невесомости через голову, он «стал» вертикально в маленьком помещении и обратился в TV-камеру: «Хьюстон, сегодня вечером дайте «Снупи» выспаться, утром мы выведем его на прогулку и позволим вытянуть ножки».

Расстыковка на лунной орбите

Телезрители Земли приняли за эфирные помехи некоторую белую рябь экранов, на деле же Сернан плавал в «метели» частичек стекловолокна. С приборных панелей слой «снега» можно было сгребать рукой. И прежде чем что-то делать, он должен был дождаться, когда вентиляторы хоть чуть-чуть откачают частицы.

В T+82:00 Стаффорд присоединился к Сернану. Сквозь окна мимо них медленно и «жутко тихо» проплывала поверхность Луны. Они не могли поверить — настоящая ли она? Сернан спросил: «Ты понимаешь, где находишься на самом деле?»

Расстыковка
Астронавты надели скафандры. В T+95:02 Стаффорд и Сернан перешли в LM и провели завершающую проверку бортовых систем. Но перед расчетным временем расстыковки отказал клапан сброса давления в туннеле. Герметичность люка СМ проверили, снизив давление в LM.

T+98:29:20. На 12-м витке CSM и LM расстыковали. Янг повернул CSM на 180°, Стаффорд и Сернан провели его визуальный осмотр и фотографирование. Потом Стаффорд развернул LM, чтобы Янг сфотографировал теплозащитное покрытие сопла ЖРД посадочной ступени и в сеансе цветного телевидения могли удостовериться, что стойки посадочного шасси полностью распрямились.

«Вы никогда не узнаете, как это великолепно, когда здесь только один парень», — радировал Джон. «А ты не узнаешь, каким маленьким выглядишь со стороны», — парировал Сернан.*

* Янг узнает это в миссии Apollo 16.

Групповой полет продолжался 18 мин: испытали радиолокатор сближения. Включение приемоответчика CSM удалось только со второй попытки. LM дрейфовал над кратерами и скалами, пока экипаж готовил его к включению ЖРД для выхода на эллипс «орбиты спуска», с поворотной точкой в 50000 футах от Луны. При реальном прилунении на этой высоте ЖРД посадочной ступени включится повторно для снижения уже к самой поверхности. Но в полете А-10 пилоты просто пройдут периселений, поднимутся до 215 миль и спикируют еще раз.

В T+98:47:17 Янг отвел командный модуль на орбиту с периселением 107 км и апоселением 116.5 км. Стаффорд и Сернан наблюдали, как CSM сжимался в размерах. «Не скучай там, Джон», — сказал Томас. «И не допускайте никакой модернизации TEI», — пошутил Сернан. Это означало: «Не улетай без нас». — «Не волнуйся», — буркнул Янг.

Это были обычные приколы летчиков-испытателей перед рискованным предприятием. Но Стаффорд и Сернан хорошо знали, что на их аппарате нельзя вернуться на Землю и, если что-то пойдет не так, Янг должен будет найти их и забрать из плена Луны.

Спуск
В T+99:46 БЦВМ LM выдала код «99», Сернан толкнул кнопку «Продолжать» — и ЖРД посадочной ступени беззвучно заработал над невидимой стороной Луны. «Мы включили двигатель», — сказал Сернан.

Требуется 27 сек, чтобы изменить орбиту LM. Но если ЖРД проработает на 2 сек дольше, перицентр опустится слишком низко, и модуль может упасть на Луну. Двигатель отработал штатно.

В T+99:46:27.4 Янг увидел, как искорка «Снупи» устремилась вниз по орбите с высотой апоселения 112.8 км и периселения 15.7 км. Стаффорд и Сернан почти сразу же ощутили снижение. Вышли на видимую сторону, но проблемы со связью мешали капкому Чарли Дьюку слышать А-10.

Сернан: «...это «Снупи»! Мы... мы спускаемся... Чарли!»

Изогнутый горизонт Луны выпрямлялся. Стаффорд: «Поверхность вырисовывается ближе и ближе... О расстояниях трудно судить... Летим ненамного выше пассажирского самолета над Землей... Из-за горизонта появляются горы, края огромных кратеров, утесы, огромные валуны тут и там, некоторые с пятиэтажный дом... Кажется, до гор можно дотронуться, так они близко... Тени удлиняются, равнина Спокойствия, гладкая, как мокрая глина, похожа на пустыню у Эдвардса...»

Лунный модуль пролетает над кратером Маскелайн

«Участок 2» выглядел более или менее «чистым» в центральной области. Но Стаффорд заметил, что, если LM Apollo 11 промахнется лишь на несколько миль, ландшафт изменится: «Я считаю поверхность ровной на 25-35%; если у парней будет достаточно времени для зависания, это не должно вызвать проблем. Но если снижаться не туда и не иметь достаточно времени, окажешься перед необходимостью уйти...»

Янг секстантом отслеживал LM до высоты 22.5 км, пока не изменил ориентацию CSM, готовясь к «маневру зеркального отображения», и LM оказался вне поля зрения.

При прохождении периселения пилоты LM испытали посадочный радиолокатор на высоте от 23 до 15 км. Стаффорд снимал «Море Спокойствия» каждые 3 секунды — так часто, что камеру заело и из нее пошел дымок. В одном месте он так увлекся, что сказал в эфир про кратер Цензорин: «Точно больше, чем дерьмо...» (имея в виду коровью лепешку)... Репортеры в ЦУПе вытаращили глаза и переспросили Джека Шмитта: «Что сказал полковник Стаффорд?» Джек моментально нашелся: «О, этот Цензорин большой, Шмитт» («дерьмо» по-английски звучит как «шит»).

В T+100:58:26 снова был включен ЖРД — и LM перешел на орбиту 22.4 x 352.1 км. Нужно было сымитировать условия после взлета с Луны.

Стыковка
Пройдя периселений второй раз, стали готовиться к сбросу посадочной ступени. Перед включением пиротехнических замков Сернан предупредил: «Она [ступень] может пнуть нас...»

Надели шлемы и перчатки, в которых трудно нажать нужный выключатель, и Стаффорд ошибся, переключив аварийную систему наведения AGS на «авто» вместо «держать ориентацию»...

Чтобы подать топливо в основной ЖРД взлетной ступени, Сернан включил двигатели ориентации — и в T+102:45:12 внезапно лунный горизонт за окнами начал резко заваливаться, и весь LM «затрясло». Ступени явно стали биться друг о друга...

В это время микрофоны были включены, и Земля услышала Сернана: «Сукин сын... Что, черт возьми, случилось? Что-то не то с гироскопом?» LM завалился на 180°

Лунный пейзаж. Центр фотографии имеет координаты — 13°3' в.д. и 7°1' с.ш.
по крену и на 233° по тангажу1... Стаффорд видел, что гироскопы в основной системе наведения могут стать на упоры! Кабину закручивало, несущийся в окнах ландшафт «смазывался», скрадывая высоту, создавая иллюзию падения. Частота пульса Сернана подскочила до 129 ударов, и он воскликнул: «Мы падаем прямо на камни! Спустились почти до верхушек холмов...»

1 Неправильно заданный режим AGS заставил LM разворачиваться в сторону CSM.

В T+102:45:17 командир ударил кулаком по кнопке разделения. Посадочная ступень ушла; чтобы иметь возможность эффективно работать двигателями ориентации, он схватил ручку управления и за 8 сек остановил вращение — до того, как гироскопы стали на упоры. Но за стабилизацию еще пришлось бороться.

Джон Янг все слышал: «Я не знаю, что вы делаете, но, парни, делайте это быстрее или бросьте. Вы пугаете меня».

T+102:55:02. Основной ЖРД взлетной ступени проработал 15.6 сек, имитируя старт с поверхности Луны. Высота апоселения стала 86.1 км. LM оказался на 26.2 км ниже и в 274 км позади CSM. Дальномер работал с расстояния 550 км. Можно было отрабатывать стандартное сближение и стыковку.

В T+103:45:55 ЖРД ориентации включились на 27.3 сек и перевели LM на орбиту с периселением 75.4 км, апоселением 90.2 км.

В T+104:43:53 LM был уже на коэллиптической орбите, в 27.8 км от CSM.

T+105:22:55. Взлетная ступень пошла на перехват, и на 16-м витке CSM и LM вышли из-за Луны уже в режиме группового полета на расстоянии нескольких метров друг от друга.

Пройдет ли стыковка? Если нет, им придется максимально сблизиться, Стаффорд и Сернан разгерметизируют кабину, откроют передний люк, Янг сделает то же самое с СМ, и пилоты LM перелезут в CSM без стыковки.

Задача пилотов LM — держать нужную ориентацию; стыковку осуществляет пилот СМ. Стаффорд: «Хьюстон, мы в трех футах. Готовы. Все хорошо. Не вызывайте нас...»

T+106:22:02: «Бум!» — и звук быстрых ударов замков. Раздельный полет продолжался 8 час 10 мин. Стаффорд: «Хьюстон, «Снупи» и «Чарли Браун» в крепких объятиях!»

Янг уравнял давление в туннеле и открыл люк СМ, а Стаффорд и Сернан демонтировали механизм стыковки. Как только Том увидел Джона, он обнял его: «Рад тебя видеть».

T+108:35. Плановая TV-трансляция отделения LM отменена — астронавты устали.

Зная, что взлетная ступень LM отправится в вечное вращение вокруг Солнца, они перенесли в нее флаг ООН и пакет с 50 флагами американских штатов, пустую тару от продовольствия и весь другой мусор. Шутили: на LM будут все компоненты для зарождения жизни — продовольствие, вода, кислород, органический материал и, возможно, через миллионы лет некий «Монстр Снупо» неожиданно появится в Солнечной системе.

Возвращение на орбиту Луны

Закрыв люки СМ и LM, попытались разгерметизировать туннель-лаз, но он оставался под давлением. Не зная, каков будет толчок от отстрела LM, астронавты на всякий случай надели шлемы, перчатки и пристегнулись. В T+108:24:36 Янг разомкнул электрозамки. Их хорошо толкнуло. Стаффорд сказал: «Отчаливает как ненормальный».

Еще не вечер
CSM оставался на лунной орбите еще 29 часов: снимали потенциальные и запасные посадочные площадки, интересные участки.

В центре некоторых кратеров заметили «необычное свечение». Быть может, это светятся радиоактивные вещества? (Вот и прилунись!..)

На 121-м часу астронавты фотографировали обратную сторону Луны, когда загорелся «красный глаз»: один из трех топливных элементов (ТЭ) заявил, что он «умирает», а экипаж был еще так далеко от дома! Хьюстон успокоил: «Изучаем проблему»2. Янг, хорошо знающий системы CSM, мрачно заметил: «Еще не вечер...»

2 CSM может работать и на двух ТЭ, и даже на одном — при выключении ряда систем.

Стаффорд только ухмыльнулся, но когда в начале ночной стороны следующего витка (!) и на втором ТЭ стали «моргать» показания, он был уже более настойчив: «Хьюстон. У нас могут быть проблемы?» ЦУП вычислил — у них достаточно электроэнергии в оставшемся «хорошем» ТЭ и частично работающем втором, чтобы надежно вернуться на Землю3.

3 На тот момент это был единственный серьезный отказ ТЭ в программе Apollo.

Однако объем телеметрии с борта пришлось урезать.

T+132:07. В TV-сеансе показали впечатляющие виды Луны.

T+137:36:29. После 61 час 40 мин пребывания на селеноцентрической орбите, на последнем 32-м проходе над обратной стороной Луны, маршевый ЖРД CSM включился на 164.8 сек и перевел их на трассу, рассчитанную на максимально быстрое возвращение к Земле — 42 часа вместо 56.

Сразу после отлета астронавты провели сеанс цветного TV длительностью 53 мин, показывая удаляющуюся Луну; некоторое время была видна и ее обратная сторона.

ЦУП зачитал экипажу приглашение от губернатора о-ва Самоа на прием с балетом. Стаффорд деловито переспросил: «А танцовщицы будут топлесс?» В новостях следующего дня появился холодный ответ губернатора острова полковнику Стаффорду: «Наши балерины — утонченные леди».

T+188:49:58 — единственная коррекция. ЖРД ориентации поработали 6.7 сек. Траектория полета была близка к расчетной.

T+191:33:26 — разделение СМ и SM.
Главные итоги миссии:
— «участок 2» пригоден для прилунения;
— снята проблема «масконов»;
— астронавты испытали алгоритмы пилотирования у Луны;
— специалисты ЦУП и КИК получили опыт управления КК на селеноцентрической орбите.
Путь Apolio 11 был практически открыт.

В T+191:48:55 СМ входит в атмосферу со скоростью 11068 м/с. Наблюдатели на о-ве Самоа видели комету с длинным огненным хвостом.

В T+191:57:11 открылись тормозные парашюты, через 43 сек — основные.

T+192:03:23. СМ приводнился 26 мая в 16:52:23 UTC, в 5.4 км от авианосца «Принстон». Отсек плавал днищем вниз. Спустя 49 мин вертолет доставил астронавтов на авианосец. Приняли душ, поскольку страдали от кожного зуда, вызванного частицами стекловаты. После церемонии приветствия — перелет на о-в Самоа и вежливый, но прохладный... прием у губернатора.