20 июля 1969 года человек впервые приземлился на поверхность Луны, и люди во всем мире наблюдали за этим историческим событием по телевизору и радио. В 2024 году мы празднуем 55-летие первого успешного полета человека на Луну.
В статье расскажем о подготовке миссии «Аполлон-11», ее ключевых этапах и значении для развития космических исследований и технологий.
Технические нюансы экспедиции
Для начала рассмотрим, в чем сложность лунных экспедиций, а также с какими проблемами сталкиваются ученые при их планировании:
Увеличение размеров и массы спускаемого аппарата. Аппарат увеличивается в размерах и массе, потому что ему потребуется подняться обратно с лунной поверхности. Для преодоления лунной гравитации необходим дополнительный реактивный ракетный двигатель, что значительно увеличивает вес аппарата. Основная трудность заключается в том, что увеличенная масса требует больше энергии для транспортировки и подъема с Луны.
Оборудование для возвращения на Землю. Космический аппарат оборудуется парашютными системами и тепловыми экранами, которые понадобятся при вхождении в земную атмосферу. Эти дополнительные системы также увеличивают массу аппарата. Проблема заключается в необходимости балансировать между массой и функциональностью, чтобы обеспечить безопасное возвращение на Землю.
Торможение и посадка на Луну. При приближении к Луне спускаемый аппарат попадает в зону действия лунного притяжения и начинает ускоряться. Тормозные двигатели должны обеспечить мягкую посадку за счет снижения скорости. Спуск экипажа возможен только при такой посадке, иначе есть риск жесткого приземления и повреждения аппарата.
Контроль положения аппарата. Положение спускаемого аппарата сложно контролировать при высокой скорости, особенно учитывая ограниченный запас топлива. Это усложняет процесс замедления и посадки космического корабля, требуя точных расчетов и маневров.
Прочность модуля. Модуль должен быть настолько прочным, чтобы он мог функционировать даже при более жестком аварийном спуске. Это требование диктует необходимость создания надежной конструкции, способной выдержать экстремальные условия посадки.
Все эти нюансы отражаются на сложности планирования и стоимости таких программ.
Вклад в программу пилотируемого полета внес Центр летных испытаний НАСА на базе ВВС Эдвардс. Наиболее значимое влияние оказали гиперзвуковые испытания ракетного самолета Х-15 и исследовательского аппарата для посадки на Луну.
Ракетный самолет North American Aviation X-15 стал летающей лабораторией по исследованию проблем космических полетов на гиперзвуковых скоростях. Компания North American была главным подрядчиком для корабля X-15 и для командно-сервисного модуля Apollo.
Самолет X-15 испытывал новые материалы для полета в космос. Усовершенствованные сплавы титана и никелевой стали, разработанные для X-15, оказались применимыми для конструкций космических кораблей «Аполлон». Обнаружение горячих точек привело к разработке технологии рассеивания напряжения на лобовом стекле. Испытания также позволили точно смоделировать условия аэродинамического нагрева, с которыми столкнется ракета «Сатурн-V» Аполлона.
Результаты исследований ракетного самолета помогли разработать материалы, структуру и тепловую защиту для космического корабля.
Лунная гонка
Главными участниками лунной гонки стали две страны — СССР и США. Начиная с 1957 года страны запускали орбитальные аппараты, отправляли в космос зверей и людей, даже удалось совершить высадку людей на Луну.
Первый в мире орбитальный аппарат «Спутник-1» был отправлен в октябре 1957 года Советским Союзом, что положило начало космической гонке между странами. Спутник помог изучить ионосферу и получить данные о специфике работы аппаратуры в космическом пространстве.
Советская станция «Луна-2» — первый искусственный объект, достигший спутника Земли в начале осени 1959 года. Он доставил устройства для сбора данных, а также вымпел с изображением герба СССР. Америке пока не удавалось долететь так далеко.
12 апреля 1961 года Юрий Гагарин стал первым человеком, совершившим полет в космос. Но не прошло и месяца, как американец А. Б. Шепард отправился в суборбитальный полет, который длился, правда, всего 15 минут. Таким образом, СССР продолжал лидировать в космической гонке.
Вплоть до 1966 года обе страны провели ряд неудачных миссий на Луну. В феврале 1966 года советскому спускаемому аппарату «Луна-9» впервые удалось мягко прилуниться. Американский «Сервейер-1» также смог прилуниться, но лишь в июне, спустя четыре месяца. Америка и тут не смогла выбиться вперед.
Но люди прилетели на Луну именно на американском корабле «Аполлон‑11». Это произошло 20 июля 1969 года. Успех США был обеспечен большим финансированием космической программы и вложенными в нее силами в самый разгар гонки.
Президент Дж. Ф. Кеннеди еще за восемь лет до этого поставил задачу доставить человека на Луну и потом вернуть обратно домой в целости и сохранности, пока не завершилось текущее десятилетие, и эта задача была успешно выполнена. Но до этого момента путь был полон опасностей и проблем. Одним из самых трагических эпизодов стал пожар «Аполлона-1», который унес жизни троих астронавтов.
Первые шаги Нила Армстронга по Луне положили конец гонке 1960-х годов. Всего в течение трех последующих лет США выполнило еще пять успешных прилунений в рамках программы «Аполлон».
Полет «Аполлон-11»
Цель миссии заключалась в том, чтобы совершить управляемый полет на Луну и затем благополучно вернуться на Землю. Членами экипажа стали командир Нил Олден Армстронг, пилот командного модуля Майкл Коллинз и лунного — Эдвин Юджин «Базз» Олдрин-младший.
Корабль был подготовлен и прошел все испытания за пару недель до полета, а уже 16 июля 1969 года ракета-носитель «Сатурн-V» доставила его в космос.
20 июля Армстронг и Олдрин переместились в лунный модуль «Орел», или «Eagle» (LM) и провели все подготовительные работы для отстыковки. Коллинз остался на орбите Луны в командном модуле «Колумбия» (CM). До начала высадки оставалось меньше часа.
Во время снижения антенна «Eagle» периодически не могла установить связь с Землей, поэтому Центр управления полетами связывался с кораблем через командный модуль.
Двигатель спускаемой установки наращивал тягу постепенно, что способствовало плавному приземлению. На заключительном этапе снижения Армстронг принял на себя ручное управление положением корабля. Компьютер вел их в местность возле Западного кратера, которая была завалена валунами. Армстронг замедлил снижение, перевел корабль в более вертикальное положение, пролетел над неровной поверхностью и стал выбирать подходящее чистое место для прилунения. Запас топлива истощался, поэтому решение было принято быстро. Место остановки располагалось рядом с кратером Литл‑Уэст в Море Спокойствия на той части спутника, которую можно наблюдать с Земли. Двигательная установка поднимала пыль с поверхности, что стало причиной плохой видимости при прилунении, но не оказало влияния на его ход. Корабль коснулся Луны 20 июля 1969 года ровно в 15:17 по хьюстонскому времени. Именно тогда Армстронг передал информацию, что «Орел» приземлился.
Весь мир мог только слышать астронавтов, потому что процесс приземления не транслировали в прямом телеэфире. В окне корабля установили пленочную 16-мм камеру, на которую велась запись, но доступна она стала только после завершения полета и прибытия на Землю. На основании полученных данных было смонтировано видео прилунения.
Армстронг и Олдрин приступили к приготовлениям для выхода: переконфигурировали кабину для разгерметизации, надели переносные системы жизнеобеспечения, шлемы, козырьки и перчатки. После этого они открыли клапан вентиляции кабины, люк и развернули телекамеру, по которой велась прямая трансляция спуска.
Свой первый шаг на Луне Армстронг сделал левой ногой в 21:56 по хьюстонскому времени. Именно тогда он произнес свою самую известную фразу: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для человечества».
Следом вышел Олдрин со словами: «Я осторожно спустился по лестнице и прикрыл люк. Уходя, я убедился, что не запер его». Армстронг со смехом прокомментировал в ответ: «Действительно хорошая мысль».
Астронавты установили флаг своей страны. Он не мог оставаться в развернутом виде, поэтому в верхнюю часть флага заранее вставили телескопический металлический стержень, расположенный горизонтально. Проблемы с установкой заключались в том, что стержень не смог выдвинуться целиком, а край нейлонового флага остался сморщенным, будто нанизанным на шнурок. Это породило миф, будто флаг развевается несуществующим ветром.
Также Армстронг и Олдрин разместили мемориальную доску с датой первого посещения Луны.
Астронавты не теряли времени и провели ряд экспериментов: сбор ионов ветра алюминиевым листом, испытания с грунтом, сейсмические эксперименты, замер расстояния до Луны и уточнение ряда параметров при помощи отражения лазерного луча с Земли зеркалами, сбор проб и образцов грунтовых пород.
Непосредственно перед отлетом Армстронг и Олдрин оставили на Луне кремниевый диск с выгравированными поздравлениями от 73 мировых лидеров, нашивку «Аполлон-1» в память о погибших в пожаре астронавтах, две медали в честь первого погибшего при спуске к Земле космонавта В. М. Комарова и первого человека в космосе Ю. А. Гагарина.
Олдрин при снятии рюкзака случайно сломал автовыключатель подъемной ступени, но астронавтом все же удалось нажать на кнопку фломастером и подняться в воздух. Они выбросили свои рюкзаки, лунные ботинки и другие вещи, которые были уже не нужны. Механизм для посадки и нижняя часть посадочной ступени также были оставлены на Луне. Это способствовало уменьшению веса модуля при взлете.
Всего аппарат пробыл на Луне 21 час 36 минут. А стыковка с «Колумбией» смогла состояться только после выполнения нескольких маневров по сближению через 27 часов 51 минуту с начала самостоятельного полета «Орла».
Вход в атмосферу Земли осуществлялся автоматически. При помощи парашютной системы экипаж 24 июля в 16:50 приземлился в Тихом океане и приступил к ожиданию вертолета на надувном плоту.
Значение для будущих миссий
Центр управления полетами доказал свою пригодность для контроля и мониторинга всех этапов полета, включая спуск, надводные действия и подъем в ходе миссии. При анализе результатов было решено использовать этот же план полета для будущих миссий без внесения в него серьезных изменений.
Наследие космических разработок положило начало для нового поколения исследований, нацеленных на освоение космоса. Сегодня большее внимание уделяют полетам на Марс и в отдаленные части Солнечной системы, поиску внеземной жизни. Проводится разработка технологий, необходимых для таких полетов: солнечные электрические двигательные установки, модернизация конструкции ракеты, воссоздание суровых условий космоса для проведения испытаний, поиск способов улучшения качества воздуха и методов борьбы с потерей костной массы и атрофией мышц у астронавтов, а также другие технологические инновации. Солнечный электрический двигатель в будущем поможет вывести лунную орбитальную станцию Gateway на орбиту Луны, перемещаться по ней и сохранять свое положение. А астронавты могли бы летать на Луну для проведения исследований и возвращаться обратно на станцию.
О значении полета поделились своими мыслями члены экипажа «Аполлона-11» на пресс-конференции, которая состоялась 12 августа 1969 года.
Олдрин высказал предположение, что новые проблемы и вопросы решаемы, если принять на себя ответственность за них, пусть даже они будут решены не сразу, а в течение длительного времени. И сейчас наступила пора заняться другими направлениями и задачами, которые можно выполнить.
Коллинз назвал полет техническим триумфом для страны и победой единства нации. Человек, по его мнению, впервые осознал, что он сможет ходить не только по Земле, но и по другим космическим объектам.
Армстронг также поддержал идею, что это лишь начало. Начало новой эпохи.
Теория фальсификации
В 1976 году писатель Бил Кейсинг выпустил книгу «Мы никогда не были на Луне», после чего существующая ранее идея лунного заговора стала еще более популярной. Суть теории сводится к тому, что американские астронавты не были и даже не могли быть на Луне, а все известные факты и доказательства подстроены для получения преимущества в лунной гонке. Он утверждал, что имеющиеся технологии не позволили бы осуществить подобное путешествие.
Рассмотрим основные доказательства того факта, что высадка на Луну все же была:
Полеты не засекречивались, за ними во время непосредственного их проведения наблюдали ученые и радиолюбители разных стран. Они ловили поступающие из космического пространства сигналы и следили в прямом эфире за происходящим.
Координаты всех шести посадок модулей подтвердили астрономы, а впоследствии и зафиксировали космические аппараты разных стран. На них отчетливо видно места высадки и даже последующих перемещений.
Астронавты собрали и доставили огромную массу образцов лунных пород — 21,55 кг. Ни один беспилотный аппарат до сих пор не способен собрать и доставить такую массу на Землю, еще и за столь ограниченное время.
НАСА передало некоторое количество собранных образцов в научные организации разных стран. Состав пород был идентичным тем, которые доставил советский аппарат «Луна-16».
Астронавты установили уголковые отражатели для проведения исследований лучами лазеров, посланными с Земли. Их также использовали обсерватории разных стран. Подтвердить факт установки таких отражателей в местах высадки астронавтов в рамках программы Аполлон можно, просто направив луч в их сторону.
Основное доказательство фальсификации основывается на подделке фотографий. Утверждение, что они были сделаны в студии и позже обработаны, можно опровергнуть. Изображения с Луны прошли обработку с целью повышения их четкости, детализации и оптимизации цветопередачи. Кейсинг и его последователи усмотрели отсутствие звезд и развевающийся флаг. Но на фотоснимках, сделанных с разных ракурсов, заметно, что флаг не движется. Замятие объяснили тем, что сам флаг немного деформировался при полете, а поддерживающая его телескопическая трубка не выдвинулась до конца. А звезды при таком расположении астронавтов было зафиксировать практически невозможно. Это объясняют ограниченными возможностями экспозиции.
Несмотря на то, что радиационный уровень в космосе должен был быть смертельным для людей, астронавты не были подвержены сильной радиации, потому что толстые стенки модуля обеспечили им защиту.
Теория фальсификации до сих пор находит множество сторонников по всему миру. Отчасти она поддерживается непониманием людей, почему технологии стали более совершенными, но больше никто и ни разу не попытался попасть на Луну. Однако стоит учитывать, что держать в секрете такую масштабную операцию, в которой участвовали бы тысячи людей (включая астронавтов, их семьи, всех работников НАСА, даже уборщиков и доставщиков пиццы), было бы невероятно сложно. Легче действительно слетать на Луну, чем организовать и поддерживать подобный заговор в тайне.
Выводы
Лунная гонка закончилась победой США. Точку поставили астронавты Армстронг и Олдрин в момент прилунения. Это событие действительно стало торжеством научной мысли и технологических решений. Но многие люди даже в наши дни думают, что у Америки не было таких технических возможностей. Они продолжают так думать, даже несмотря на наличие неоспоримых опровержений теории фальсификации. Может быть, это обусловлено тем, что люди не хотят верить в то, что Советский Союз не смог одержать победу. К тому же в нашей стране не проводили прямую трансляцию полета и всегда учили, что СССР впереди других стран. Но отрицать тот факт, что американцы были на Луне, очень сложно.
Полеты в рамках программы Аполлон помогли собрать данные, которые положили начало исследованиям и разработкам для будущих лунных миссий, а впоследствии — и для освоения Марса.
По признанию Армстронга, фразу «Это … гигантский скачок для человечества» он заготовил заранее, а не произнесен случайно и спонтанно. В тот день человечество вступило в новую эру покорения космоса. Всем тогда стало понятно, что мы сможем долететь не только до Луны. И хоть поиски внеземной жизни на ней не увенчались успехом, мы можем продолжить исследование Солнечной системы и даже выйти за ее пределы. Человечество пока находится только в начале пути освоения космоса.
В статье использованы материалы из таких изданий: Гришечкин В. А. Космос. Самая полная энциклопедия Саймон и Жаклин Миттон. OXFORD Астрономия. Оксфордская библиотека
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
-15% на заказ любого VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS
