Страница:
Корабль Apollo-15 вышел на эллиптическую орбиту ожидания 170/173 км. После выхода на траекторию полета к Луне и отделения корабля Apollo-15 от третьей ступени ракеты-носителя были включены ЖРД реактивной системы управления и обеспечили его уход от ступени S-IVB. В момент времени To +5 ч 45 мин ( To – время старта) по команде с Земли третья ступень ракеты произвела маневр, направляющий траекторию к столкновению с Луной. Удар при падении ступени на Луну, эквивалентен взрыву 11 т тротила. Сейсмические колебания регистрируются в Океане Бурь и в районе кратера Фра Мауро сейсмометрами установленными астронавтами кораблей Apollo-12 и Apollo-14.
После отделения корабля Apollo от ступени S-IVB индикатор на пульте управления астронавтов показывал, что реле, управляющее приводами открытия и закрытия топливных клапанов группы «А» ЖРД служебного отсека, находится в положении запуска двигателя, что указывало на короткое замыкание в цепи, так как система была выключена. На Земле были приняты срочные меры к выяснению причин короткого замыкания. Астронавт Гордон, летавший на корабле Apollo-12, промоделировал создавшуюся ситуацию на имитаторе. Специалисты фирмы North American Rockwell на заводе в Дауне, где изготовляются основные блоки корабля Apollo, произвели исследования на одном из образцов основного блока.
В нормальных условиях включение ЖРД служебного отсека производится по команде цифрового автопилота двумя дублирующими группами «А» и «Б», реле и топливных клапанов. В аварийных условиях достаточно, чтобы сработала одна группа «А» или «Б». При этом тяга ЖРД будет меньше и для сообщения кораблю того же импульса двигатель должен проработать дольше. Однако по утвержденной инструкции лунный корабль не должен отделяться от основного блока с целью посадки на Луну в случае отказа одной из систем запуска ЖРД служебного отсека, так как уменьшается надежность.
В этом случае корабль Apollo для проведения научных исследований выводится на орбиту ИСЛ. Двигательная установка посадочной ступени лунного корабля используется как резервная и выведет корабль на траекторию возвращения к Земле, если полностью откажет ЖРД служебного отсека.
Если из-за короткого замыкания в реле группы «А» топливные клапаны действительно находятся в открытом состоянии, то при управлении маневром с помощью цифрового автопилота ЖРД включится несколько раньше и импульс будет больше расчетного. Чтобы предотвратить нерасчетный импульс, было решено включать ЖРД вручную, Процедура включения была отработана на Земле и передана соответствующая инструкция экипажу корабля Apollo-15.
В момент времени To +28 ч 40 мин на расстояния 200 000 км от Земли была произведена коррекция траектории. ЖРД, включенный вручную, сработал нормально. Это показало, что в группе «А» клапаны и переключатели, связанные-с ними непосредственно, работают нормально, а неполадка возникла в реле, связанном с индикатором на пульте управления. Тем не менее при всех последующих включениях ЖРД служебного отсека решили использовать только клапана группы «В», управляемые цифровым автопилотом.
Исключение решено было сделать только в двух случаях, когда требуется большой импульс: при переходе с траектории полета к Луне на селеноцентрическую орбиту и при переходе с этой орбиты на траекторию возвращения к Земле.
В этих случаях должны были включаться клапаны обеих групп «А» и «В», причем группа «В» управляется цифровым автопилотом, а группа «А» вручную, а выключаться эта группа должна несколько раньше, чтобы цифровой автопилот мог обеспечить заданный импульс, рассчитывая момент выключения группы «В».
Коррекция траектории в To +28 ч 40 мин выполненная экипажем вручную включавшим ЖРД служебного отсека точно на 0,7 сек, обеспечила прирощение скорости корабля на 1,5 м/сек и была достигнута требуемая точность в пределах 0,15 м/сек. Центр управления полетом сообщил астронавтам, что маневр ими произведен вручную великолепно. В To +33 ч 50 мин, когда корабль Apollo-15 находился на расстоянии ~ 240 000 км от Земли, астронавты Скотт и Ирвин перешли в лунный корабль для проверки бортовых систем и радиооборудования. Бортовые системы работали исправно, только разбилась стеклянная крышка на индикаторе. высоты полета над Луной.
Внутренняя крышка осталась целой и прибором можно было пользоваться. С помощью клейкой ткани астронавты собрали разлетевшиеся по лунной кабине осколки стеклянной крышки.
В To +36 ч 00 мин астронавты вернулись в командный отсек. Во время перехода внезапно погасло вспомогательное освещение из-за случайного выключения тумблера.
В To +50 ч 00 мин астронавты начали эксперимент по наблюдению «вспышек», надев предварительно очки с нанесенными на стекла двумя слоями ядерных фотоэмульсий. Каждую наблюдаемую вспышку они регистрировали вслух, записывая на магнитофонную ленту ее направление. Позднее ученые, сравнивая след, оставленный вспышкой в слоях эмульсии, определят энергию и направление частиц. Таким образом можно будет сопоставить эти вспышки с излучением Черенкова от частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света. Эксперимент продолжался 1 ч. Уорден зарегистрировал 24 вспышки, Ирвин – 11, Скотт – 19. Большинство вспышек имело характер светящихся точек и лишь немногие – характер световых полос. В To +57 ч 02 мин Ирвин и Скотт совершили второй переход в лунный корабль для окончательной проверки бортовых систем. Скотт доложил на Землю, что в лунном корабле начался «небольшой потоп» из-за образовавшейся течи питьевой воды, находящейся в бачке под давлением. Гайка на трубопроводе, пропускавшая воду, была подтянута и через 10 мин после обнаружения течь была ликвидирована.
В To +73 ч 30 мин была произведена последняя коррекция траектории полета к Луне. ЖРД служебного отсека был включен на 0,81 сек. При этом использовались клапаны группы «В». В результате коррекции корабль перешел на траекторию, которая обеспечивала прохождение на расстоянии 100 км от поверхности Луны.
В To +74 ч 01 мин астронавты сбросили со служебного отсека панель (вес 77 кг, размеры 1,5x3 м), которая закрывала отделение с приборами и фотокамерами для картографирования и зондирования Луны с селеноцентрической орбиты. В To +78 ч 32 мин был включен ЖРД служебного отсека для перевода корабля Apollo-15 на начальную эллиптическую орбиту ИСЛ. При включении ЖРД использовались как клапаны группы «В», которые включались по команде цифрового автопилота, так и клапаны группы «А», которые включались астронавтами вручную по специально разработанной процедуре, позволяющей «обойти» реле с коротким замыканием на пульте управления. Эта процедура оказалась эффективной, хотя и требовала от астронавтов очень точного соблюдения включения и выключения клапанов группы «А».
Неточное выключение и небольшое увеличение импульса могло привести к падению корабля Apollo-15 на Луну.
Включение ЖРД служебного отсека, производилось астронавтами за диском Луны.
В To +78 ч 48 мин на Земле приняли сигналы, которые первоначально считали как появление корабля Apollo-15 из-за лунного диска. Прием сигналов в этот момент означал, что двигатель корабля включился, но проработал очень мало, и от посадки на Луну придется отказаться.
В Центре управления возникла очень напряженная обстановка. Однако вскоре было установлено, что эти сигналы были приняты от третьей ступени S-IVB ракеты-носителя, которая приближалась к поверхности Луны и упала на Луну в To +79 ч 25 мин на сравнительно большом расстоянии от расчетной точки падения.
Сейсмометр в районе кратера Фра Мауро зарегистрировал сейсмические колебания через 39 сек после падения S-IVB, а сейсмометр в районе Океана Бурь – через 41 сек. По расчетам этот эксперимент позволил прозондировать Луну на глубину 50…100 км. Характер колебаний был таким же, как и в прежних экспериментах. ВЧ-колебания быстро достигали максимальной интенсивности и быстро затухали. НЧ-колебания медленно достигали максимальной интенсивности и продолжались несколько часов. Характер колебаний подтверждает гетерогенную структуру Луны.
Корабль Apollo-15 вышел на начальную эллиптическую орбиту ИСЛ 108/310 км, с наклоном плоскости орбиты к экватору больше, чем в предыдущих полетах Apollo, поэтому астронавты могли наблюдать значительно большую часть поверхности Луны.
В To +82 ч 40 мин с разрешения Центра управления астронавты произвели коррекцию орбиты ИСЛ. ЖРД служебного отсека проработал 24 сек (расчетная продолжительность 24,5 сек). Маневр коррекции орбиты производился цифровым автопилотом, который для включения и выключения ЖРД управлял клапанами только группы «В». В результате коррекции корабль перешел на эллиптическую орбиту 17/108 км. В периселении корабль проходил на высоте 13 км над вершинами лунных гор. Наблюдая с близкого расстояния район посадки, астронавты сообщили, что расчетное место посадки гладкое, на нем нет больших камней. Выбранные ориентиры, в частности кратер с условным названием Индекс на краю Моря Ясности, очень легко различимы.
В To +95 ч 57 мин на десятом витке была произведена коррекция орбиты ИСЛ, так как вследствие влияния масконов орбита понизилась до 14 км в переселении и к моменту посадки могла снизиться до 9 км. В результате коррекции высота переселения увеличилась до 17 км.
В To +97 ч 50 мин Ирвин, а затем Скотт перешли в лунный корабль и начали подготовку к расстыковке.
В To +100 ч 14 мин на 12 витке по орбите ИСЛ, когда корабль находился за диском Луны, астронавты начали расстыковку. После восстановления связи с Землей Скотт доложил, что расстыковка не удалась.
Произведенный на Земле анализ телеметрической информации показал, что к стыковочному механизму не поступает сигнал на отведение защелок, по-видимому, из-за плохого контакта в штекере электросистемы. Астронавт Уорден открыл люк и пролез в туннель, там он обнаружил неплотно воткнутый штекер, укрепил его, и при повторной попытке расстыковка произошла с опозданием на 25 мин. Эта задержка не повлияла на график посадки на Луну. В To +101 ч 41 мин Уорден перевел основной блок на орбиту 101,3/120,6 км.
Пилотирование при посадке лунного корабля Apollo-15 производилось так же, как и в предыдущих полетах на Луну. Отличие состояло в том, что лунный корабль Apollo-15 садился по более крутой траектории (26° вместо 16°) и вертикальная скорость его была больше (1,5 м/сек вместо 0,9), чтобы сократить время и расход топлива, запас которого в этом полете был особенно ограничен. В To +104 ч 29 мин в периселении орбиты над восточной частью Моря Ясности, примерно в 370 км от расчетного места посадки, когда корабль находился на высоте 15 км и скорость полета равнялась 1650 м/сек, был включен для торможения ЖРД посадочной ступени.
Через 9 мин 24 сек лунный корабль прошел первый контрольный коридор на высоте 2,1 км при скорости полета 360 км/ч; через 1 мин 18 сек корабль прошел второй контрольный коридор на высоте 210 м при скорости 76 км/ч. С высоты 60 м началось вертикальное снижение на лунную поверхность со скоростью 1,5 м/сек. Когда лунный корабль находился на высоте 45 м с поверхности Луны поднялось облако лунной пыли, которое достигло высоты 30 м.
После снижения до 17 м корабль вошел в густое облако пыли, закрывшее весь горизонт, и в дальнейшем посадка осуществлялась вслепую по приборам. Корабль прилунился в To +104 ч 42 мин 30 сек, на 1/2 мин позже расчетного времени, с вертикальной скоростью не более 0,4 м/сек,
Лунный корабль Apollo-15 прилунился примерно в 450 м к северо-востоку от расчетной точки посадки. Однако было высказано предположение, что астронавты спутали ориентиры и приняли кратер Last за Index (название их неофициальное) рис. 44.3 и 44.4
Лунный корабль встал на грунт с наклоном 10°, это осложнило перемещение астронавтов в кабине, подготовку и одевание скафандров, и задержало эксперимент по фотографированию района посадки.
Скотт открыл верхний люк лунного корабля в To +106 ч. 43 мин. Местность вокруг была ровной и крупных камней не было. Скотт хорошо видел горы Apennine высотой до 4,6 км на расстоянии от места посадки примерно 3 км. Горы имеют мягкое очертание и округленные вершины. Ученые считают, что это древние горы, подвергшиеся процессу эрозии, механизм которого пока не ясен.
Скотт сфотографировал круговую панораму и в To +107 ч 10 мин закрыл люк лунного корабля.
Во время отдыха астронавтов по телеметрической информации на Земле обнаружили падение давления в кислороднoм баке на посадочной ступени со 190 до 183 кг/см?. Утечка кислорода происходила через незакрытый клапан патрубки сброса мочи за борт. Из общего количества кислорода 43 кг на посадочной ступени вследствие утечки было потеряно 4 кг. Астронавтов разбудили на 1 ч раньше расчетного времени, чтобы они закрыли клапан.
Первый выход на поверхность Луны начался в To +119 ч 35 мин. Скотт, спустившись на грунт увидел, что задняя нога шасси лунного корабля попала в яму глубиной 0,6 м и корабль наклонился на 9…10°. Толщина слоя пыли в месте посадки составляла 20…30 см. Скотт перенес телевизионную камеру на 20 м от лунного корабля, Ирвин собрал аварийный комплект образцов лунного грунта и астронавты приступили к развертыванию в рабочее положение лунохода. В лунных условиях эта операция оказалась более трудной, чем на Земле, потребовала больше времени и была завершена в To +120 ч 30 мин. Ходовые испытания лунохода показали, что система поворота передних колес не работает.
Система поворота задних колес обеспечивала управление луноходом, но радиус разворота увеличился с 3 до 6 м. Ходовые испытания лунохода продолжались 27 мин и астронавты отставали от графика на 1/2 ч, поэтому им предложили при поездке на луноходе не делать остановки у кратера Elbow на излучине борозды Handley Rille.
Поездка на луноходе началась в To +121 ч 45 мин. Луноход хорошо управлялся только с помощью задних колес, был устойчив в путевом отношении, легко объезжал кратеры и шел со скоростью 9…10 км/ч, но очень плохо демпфировался и несмотря на ровный грунт астронавты испытывали сильную тряску. У кратера Elbow они сделали остановку, так как, двигаясь с большой скоростью, уже наверстали 20 из 30 мин.
Затем продолжили поездку на запад от места посадки к борозде Handley Rille и достигли ее края в To +121 ч 57 мин (рис. 44.5 а и б). Они сошли с лунохода, произвели сбор образцов и фотографирование. Дно борозды оказалось плоским, а не V-образным, глубиной 360 м с большим количеством камней. Вдоль края борозды они поехали на юг и в To +122 ч 11 мин достигли подножия горы Handley Delta высотой 3,6 км, входящей в горную цепь Apennine. Произведя сбор образцов и фотографирование, они отправились к кратеру St. George (название неофициальное), отстоящему от места посадки на 4,1 км. Там они произвели фотографирование, сбор образцов с поверхности и взяли колонку грунта пробоотборником, заметив, что он легко входит в грунт. В связи с перерасходом кислорода Центр управления полетом предложил астронавтам возвращаться к лунному кораблю без ранее запланированных остановок.
Возвращаясь от кратера St. George, астронавты ориентировались по гирокомпасу и в некоторых местах по следам лунохода.
По возвращении к лунному кораблю астронавты в 100 м к западу от места посадки разместили комплект научных. приборов. При сверлении скважины глубиной 3 м для установки датчика теплового потока электробур легко прошел 2 м, но дальше порода оказалась очень твердой. Возможно, что бур достиг скального основания. Вторую скважину пройти на глубину 3 м они не успели, так как получили приказ возвращаться в кабину на 1/2 ч раньше намеченного срока из-за перерасхода кислорода. Люк лунного корабля был закрыт в To +128 ч 09 мин. Первый выход на поверхность Луны продолжался 6 ч 34 мин 14 сек.
После снятия скафандров астронавты обнаружили, что микробиологический фильтр на бачке питьевой воды дал течь и на пол вытекло 10 л воды. Фильтр сняли, отверстие загерметизировали. Специалисты на Земле заявили, что необходимости в фильтре нет, так как никаких микроорганизмов на Луне не обнаружено.
После отдыха, продолжавшегося 7 ч астронавтов разбудили в To +137 ч 56 мин.
Второй выход на поверхность Луны задержался на 1 ч в связи с возникновением неполадок в ранцевой системе жизнеобеспечения Ирвина. В бачке с водой был обнаружен воздух, который проник туда при перезарядке бачка после первого выхода. Потребовалось некоторое время для удаления воздуха. Штырь антенны на ранце Ирвина сломался, отремонтировать его не удалось. У Скотта отказал датчик пульса. Центр управления предложил Ирвину держать связь с Землей через ретранслятор на луноходе, а Скотту тщательно следить за своим состоянием.
Кабина была разгерметизирована в To +142 ч 14 мин. Вторая поездка на луноходе началась в To +143 ч 26 мин. Согласно программе маршрут пролегал на юг мимо группы кратеров South Cluster к подножию горы Handley Delta. Первая остановка планировалась у кратера Duna, входящего в группу South Cluster. Пройдя группу South Cluster, астронавты должны были, повернув на восток, достигнуть кратера Front, находящегося на расстоянии примерно 8 км от места посадки, а затем вернуться к лунному кораблю.
В To +143 ч 54 мин астронавты достигли кратера Duna. После сбора образцов, фотографирования и телепередачи, двинулись дальше на юг. На пути встречались большие камни, их приходилось объезжать. К удивлению астронавтов во время второй поездки начало работать и рулевое управление передней пары колес лунохода. Достигнув подножия горы Hendley Delta, камни кончились и астронавты повернули на восток и поехали по долине и направлении кратера Front. У кратера Kreschet сделали краткую остановку, во время которой пили из специального контейнера размещенного у горловины шлема и сосали съедобную палочку, размещенную под шлемом. Они остановились на склоне крутизной 10°, и не заметили, как въехали на склон. Со склона был виден лунный корабль, который находился на расстоянии нескольких километров. На склоне трудно было удержать равновесие. При фотографировании Скотт упал. Накануне при первом выходе дважды падал Ирвин. Однако мало вероятно, что при падении астронавты могут повредить герметичность новых скафандров. Ноги астронавтов были в липкой черной пыли. Собираемые образцы покрыты толстым слоем пыли.
Астронавты произвели съемку горы Handley Delta, ее высота более 4 км. Ирвин сказал, что Handley Delta показалась ему самой высокой из гор, какие он когда-либо видел.
Луноход почти не буксовал в глубоком слое пыли, легко поднимался на склоны крутизной до 20° и прочно удерживался на крутых склонах во время стоянок. Астронавты отключили систему управления задних колес, чтобы уменьшить чувствительность лунохода к управлению.
Кратера Spur, находящегося на расстоянии 5,7 км от лунного корабля и в 2/3 пути к кратеру Front и примерно на 0,5 км выше места посадки, астронавты достигли в To +145 ч 26 мин. Taм они обнаружили ряд интересных образцов лунных пород и по согласованию с Центром управления решили дальше не ехать. У кратера Spur некоторые камни имели белый цвет, некоторые коричневый и зеленый. Они нашли блестящий кристаллический образец, который определили как минерал, считающийся древнейшим на Луне, его возраст, как полагают составляет 4,5 млрд. лет. В To +146 ч 46 мин астронавты от кратера Spur двинулись в обратный путь к лунному кораблю, двигаясь со скоростью до 12 км/ч. Сейсмометр, установленный в месте посадки, зарегистрировал толчки, создаваемые луноходом. Лунного корабля они достигли в To +147 ч 26 мин и двинулись на запад к месту установки научных приборов, где им предстояло закончить бурение второй скважины на глубину 3 м. В скважину был опущен датчик измерения теплового потока. Была пробурена скважина глубиной 2,4 м для взятия колонки грунта. Не закончив работу астронавты вернулись в лунный корабль. Кабина была загерметизирована в To +149 ч 27 мин. Продолжительность второго выхода составила 7 ч 13 мин. На луноходе астронавты проехали расстояние 12,7 км.
Третий выход на поверхность Луны начался в To +163 ч 18 мин. По программе выхода астронавты должны были отправиться на луноходе на северо-запад к борозде Handley Rille, закончив исследование, проехать вдоль края борозды и направиться к кратерам North Complex. Общая протяженность маршрута 8 км, общая продолжительность выхода 5 ч.
В начале астронавты подъехали к месту, где во время второго выхода у них застрял электробур при бурении скважины на 2,4 м для взятия пробы грунта, и бур вытащить не успели. В течение долгого времени астронавты пытались вытащить бур. Они вспотели несмотря на то, что система теплоотвода в скафандрах была установлена на режим максимального расхода охладителя. В конце концов им удалось вытащить бур из грунта, но возникли трудности с разъемом трубки длиной 2,4 м. С начала третьего выхода прошло 1 ч 15 мин и Центр управления полетом предложил прекратить разработку бура и отправиться на луноходе к борозде Handley Rille. Северо-западный путь к борозде Handley Rille был усеян большими камнями, которые приходилось объезжать. Достигнув края борозды, астронавты сошли с лунохода, начали сбор образцов и фотографирование. Склон борозды до глубины 12 м оказался очень пологим, а затем круто обрывался. На склоне борозды было много камней, а на противоположной стороне четко были видны 3 слоя. По мнению некоторых ученых, это указывает на то, что борозда была промыта потоком лавы. Во время фотографирования Скотт дважды падал, один раз покатился по склону и выронил камеру.
У астронавтов уже не оставалось времени на поездку к кратерам North Complex. Они возвратились к лунному кораблю, где им удалось, наконец, разъединить трубку на секции.
В To +167 ч 49 мин луноход был установлен так, чтобы его телекамера могла передать процесс старта взлетной ступени с Луны. Астронавты вернулись в лунный корабль и загерметизировали кабину в To +168 ч 03 мин.
Выход третий продолжался 4 ч 45 мин.
Астронавт Уорден производил съемку и зондирование Луны с селеноцентрической орбиты пока лунный корабль оставался на поверхности Луны. Первые результаты, полученные с помощью рентгеновского спектрометра, показали, что на обратной стороне Луны процентное содержание алюминия выше, чем на видимой стороне. Уорден часто проводил физические упражнения с помощью пружинного механизма, так как ему предстояло пробыть в невесомости 12 сут. При полете Apollo-14 состояние невесомости особенно сильно отразилось на астронавте Руса, который не выходил на Луну и пробыл в невесомости 9 сут. Он потерял в весе ~4 кг, в то время как вес астронавтов Шепарда и Митчела, выходивших на Луну, практически не изменился.
Уорден с орбиты из командного отсека обнаружил на поверхности Луны конусообразные холмы пепла в юго-восточной части Моря Ясности и на площади ~100 км? в районе кратера Литтров в юго-восточной части Моря Спокойствия. Их наличие свидетельствует о сравнительно недавней в геологическом отношении вулканической активности, поскольку холмы еще не успели разрушиться под влиянием метеоритной эрозии.
Взлетная ступень лунного корабля Apollo-15 стартовала с поверхности Луны 2 августа в To +171 ч 37 мин. Через 7 мин 15 сек после старта она вышла на селеноцентрическую орбиту. В To +171 ч 54 мин астронавты из взлетной ступени засекли основной блок, который находился на селеноцентрической орбите 99/119 км. Астронавты провели 2 коррекции орбиты взлетной ступени и в To +173 ч 36 мин осуществили стыковку с основным блоком. Стыковка происходила на 51 витке основного блока по селеноцентрической орбите.
Отделение взлетной ступени, назначенное по плану в To +177 ч 21 мин, было отложено, так как после стравливания кислорода из переходного туннеля, обнаружилось что он вновь наполнен кислородом и давление его составляет 0,21 кг/см?. Это означало что в туннель кислород перетекает из взлетной ступени или из командного отсека.
Астронавты открыли оба люка проверили клапаны, протерли герметизацию, закрыли люки и снова стравили кислород из туннеля. Никакого натекания в туннель кислорода больше обнаружено не было. Для предотвращения гибели астронавтов от взрывной декомпрессии по утвержденной инструкции для полета корабля Apollo-15 астронавтам полагалось перед отделением взлетной кабины надеть скафандры. В предыдущих полетах кораблей Apollo этого не требовалось.
Отделение взлетной ступени было произведено в To +179 ч 30 мин. В To +181 ч 04 мим был включен ЖРД взлетной ступени, он обеспечил торможение скорости на 150 м/сек. Взлетная ступень упала на Луну в To +181 ч 30 мин. Сейсмические колебания, вызванные падением, были зарегистрированы тремя сейсмометрами: в районе Океана Бурь, в районе кратера Фра Мауро и в районе Handley Apennine.