Sevpolitforum.info

4.2.15. Выход на орбиту Луны.

Смогут ли двое астронавтов, побывавших на поверхности Луны, возвратиться на Землю, если лунному модулю не удастся выйти на расчетную орбиту вокруг Луны для стыковки с командным модулем?

Следует отметить, что собственно выход на некую орбиту вокруг Луны ещё не является достаточным условием для успешного выполнения данного этапа. Лунный модуль должен выйти на орбиту не только с заданными параметрами скорости, апоселения, периселения и направления, но также именно в такое место и время, чтобы его полёт проходил практически синхронно с командным модулем, а расстояние между модулями не превышало нескольких километров.

Для этого, во-первых, старт с Луны должен быть осуществлён с точностью до секунды. Как известно, командный модуль летит над Луной со скоростью приблизительно 1,7 км/с. Если опоздать со стартом даже на несколько секунд, командный модуль может стать недосягаемым, ведь ситуация отставания космических кораблей в орбитальном полете друг от друга кардинально отличается от отставания, к примеру, автомобилей на дороге друг от друга. Если первый автомобиль может притормозить, а другой, наоборот, ускориться, и таким образом они могут решить задачу встречи, то ускорение космического кора*ля, находящегося в орбитальном полёте, приводит не к сближению с более медленным кораблем, а к повышению орбиты. Такой вариант развития событий как минимум тянет за собой дополнительный расход топлива на манёвры сближения у обоих модулей, которого на этом этапе полёта имеется очень ограниченное количество.

Во-вторых, тяга маршевого двигателя за всё время разгона и выхода на орбиту не должна отклоняться от расчётной. Конечно, данный двигатель можно довести до нужной степени совершенства на земных стендах. Но как он поведет себя в космосе на пятые сутки полёта после всех стартов, перестыковок, взрывов пиропатронов, посадки и взлёта с Луны – не знает никто. Даже если параметры его работы в эти минуты хоть на пару процентов будут отличаться от расчётных, о выходе на необходимую орбиту для стыковки с командным модулем говорить не придётся. Кроме этого, вторая попытка выхода на окололунную орбиту невозможна, так же как и нет дублирующего маршевого двигателя на случай выхода из строя основного.

В-третьих, «компьютер» возвращаемого лунного модуля должен оперативно обрабатывать данные от оптических сенсоров и системы пеленгации, чтобы выдавать микродвигателям ориентации команды на выполнение импульсов, подправляющих направление разгона. Мы уже говорили о том, что у НАСА на тот момент не было технологии вертикального взлёта и посадки в вакууме на одном маршевом двигателе. Неравномерная выработка топлива и окислителя из баков, разнесённых по разные стороны от центра масс такого кора*ля, вполне очевидным образом создает вращающий момент, погасить который теоретически могут только микродвигатели ориентации. Но в таком случае не менее очевиден снос с идеальной траектории разгона, направление которого зависит в первую очередь от того, каким боком относительно целевой орбиты разворачивает корабль.

Чтобы учесть все эти факторы в трехмерной области, нужны не только алгоритмы и соответствующее счетно-решающее устройство. Самое интересное, что в данном случае этот «компьютер» должен иметь возможность давать команды на выполнение импульсов микродвигателям ориентации, причем не только каждому по отдельности и на разное время, но и в необходимых по ситуации комбинациях с разной интенсивностью, чего в официальной документации по «Аполлонах» нет! Микродвигатель ориентации мог быть только включённым или выключенным определённое время; управлять его мощностью не предусматривалось.

В-четвёртых, все 16 микродвигателей ориентации должны работать идеально: включаться и выключаться в положенные моменты и выдавать в промежутках между ними положенное количество импульса. Если хотя бы у одного из них последует отказ в момент, когда необходимо выполнить корректировку направления разгона, мы получим такое отклонение от разгонной траектории, что останется только свечки в церкви поставить.

Но даже при полном выполнении всех вышеназванных условий (для реализации некоторых из которых, напоминаю, у НАСА на тот момент вообще не было никаких технических решений) выход на орбиту вокруг Луны с необходимой точностью на самом деле, как оказалось в первом десятилетии ХХI века, не является такой уж тривиальной задачей. Дело в том, что перед выполнением миссий пилотируемого «покорения» Луны у НАСА не было т.н. гравитационной карты для данного небесного тела. А когда эту карту стало возможным сделать, оказалось, что перепады силы притяжения над разными участками Луны имеют довольно существенные значения, поэтому-де эту новую информацию обязательно нужно будет учитывать в будущем при освоении нашего единственного природного спутника! Спрашивается, как же тогда в далеких 1969-1972 годах НАСА ухитрялось с такой невероятной точностью выводить на необходимую орбиту вокруг Луны примитивный крохотный модуль с двумя астронавтами, свернутыми в калачики, не имея этих карт?

Но и это ещё не всё. Хоть о проколах и технических ляпах от НАСА при «покорении» Луны можно рассказывать до бесконечности, но один из таких проколов-приколов, бросающихся в глаза именно при выполнении этого этапа, мне особенно нравится.

При сгорании аэрозина в тетраоксиде азота выделяется приблизительно 148 килокалорий на моль топливной смеси, что собственно и служит причиной выбора этих компонентов в качестве топлива для ракетных двигателей. И при этом сопло маршевого двигателя в возвращаемом лунном модуле НАСА почему-то упрятало вовнутрь корпуса этого аппарата! Теперь на досуге подсчитайте, насколько поднимется температура этого корпуса в вакууме, если сжечь с помощью маршевого двигателя все 2353 литра топлива, которое там находится… Кстати, внутри обитаемого отсека объёмом 6,7 м3 – чистый кислород!

К этому моменту НАСА уже имело достаточно возможностей, чтобы взорвать своих астронавтов. Но чтобы испечь их живьём – в светлые головы «конструкторов» из Голливуда такая идея пришла только на этом этапе миссии…