Авария на участке выведения на начальную геоцентрическую орбиту
В случае аварии на этом участке предусмотрены четыре способа спасения космонавтов.
1. Использование САС (далее система аварийного спасения). Этот способ может применяться с момента приведения САС в готовность (Т—42 мин) и до момента сбрасывания САС (Т +197 сек). Отсек экипажа при этом опускается на расстоянии 0—960 км от мыса Кеннеди.
2. Отделение отсека экипажа, который продолжает движение по баллистической траектории, совершает вход в атмосферу с использованием полного аэродинамического качества и посадку на парашютах на расстоянии 740—5900 км от мыса Кеннеди. Этот способ может применяться после сбрасывания САС и до того момента, пока полет по баллистической траектории и вход с использованием полного аэродинамического качества обеспечивает посадку в Атлантическом океане (нет угрозы посадки на африканском континенте1).
3. Отделение основного блока, торможение с помощью маршевого двигателя, отделение отсека экипажа, который движется по баллистической траектории, совершает вход в атмосферу с использованием «половинного» аэродинамического качества и посадку на парашютах на расстоянии ~6200 км от мыса Кеннеди. Этот способ может применяться после сбрасывания САС в том случае, если применение способа 2 угрожает посадкой на африканском континенте.
4. Отделение основного блока, доразгон с помощью маршевого двигателя для обеспечения выхода на орбиту. Далее производится сход с орбиты с помощью маршевого двигателя. Этот способ применяется после 7 +9 мин 22 сек, когда запас топлива для маршевого двигателя может обеспечить требуемый доразгон до орбитальной скорости и последующее торможение для схода с орбиты.
Если возможно использование как способа 3, так и способа 4, то предпочтительным является способ 4.
Авария при переходе на траекторию полета к Луне
Если авария возникла в период работы двигателя последней ступени ракеты-носителя, обеспечивающего этот переход, он выключается. Основной блок отделяется, и включается маршевый двигатель для гашения скорости и обеспечения схода с орбиты и входа в атмосферу. Район посадки отсека экипажа в этом случае будет зависеть от азимута запуска и продолжительности работы двигателя последней ступени ракеты-носителя до выключения.
Особо отмечу, американцы справедливо считали что, посадка на сушу опасна для космонавтов.
Авария на трассе «Земля—Луна»
Аварийное возвращение обеспечивается включением маршевого двигателя с таким расчетом, чтобы отсек экипажа приводнился в основном районе посадки (такая возможность бывает в определенный момент каждые 24 часа) или в одном из резервных районов. Если необходимость в аварийном возвращении возникла после того, как корабль вошел в сферу притяжение Луны, то включение маршевого двигателя на торможение нецелесообразно, поскольку, совершив/ облет Луны, корабль возвратится на Землю быстрее, чем в случае гашения скорости с помощью маршевого двигателя.
Авария при переходе на начальную селеноцентрическую орбиту
Здесь возможны три случая:
1. Маршевый двигатель при обеспечении перехода проработал менее 2 мин. В этом случае переход на траекторию полета к Земле обеспечивается двигателем посадочной ступени лунной кабины, который включается через 2 час.
5. Маршевый двигатель при обеспечении перехода проработал более 2 мин, но менее 3 мин. В этом случае немедленно включается двигатель посадочной ступени лунной кабины для предотвращения падения корабля на Луну, а спустя некоторое время двигатель включается вторично для обеспечения перехода на траекторию полета к Земле с таким расчетом, чтобы отсек экипажа приводнился в основном районе посадки в Тихом океане.
6. Маршевый двигатель при обеспечении перехода проработал более 3 мин, но меньше расчетного времени. В этом случае переход на траекторию полета к Земле обеспечивается двигателем посадочной ступени лунной кабины при втором или третьем прохождении периселения с таким расчетом, чтобы отсек экипажа приводнился в основном районе посадки в Тихом океане.
Авария на селеноцентрической орбите
В этом случае аварийный переход на траекторию полета к Земле обеспечивается маршевым двигателем в такой момент, чтобы отсек экипажа приводнился в основном районе посадки в Тихом океане.
Авария при посадке на Луну
В этом случае обеспечивается аварийное возвращение отделившейся лунной кабины (точнее ее взлетной ступени) к основному блоку. Маневры лунной кабины и основного блока для обеспечения их встречи в случае аварийного возвращения рассчитываются на Земле, если решение о возвращении принимается до включения
двигателя посадочной ступени лунной кабины на торможение с целью шосадкш на Луну. Если же решение принимается после включения двигателя на торможение или сразу после посадки на Луну, то маневры по обеспечению встречи рассчитываются космонавтами с помощью бортовой ЦВМ. При необходимости аварийного возвращения производится разделение ступеней лунной кабины, и взлетная ступень, на которой находятся космонавты, совершает маневр «фазирования». Этот маневр должен обеспечить в дальнейшем переход взлетной ступени на орбиту «ко-эллиптическую» орбите основного блока, причем с таким расчетом, чтобы на этой орбите взлетная ступень была ниже основного блока и позади него по полету. В зависимости от взаимного положения лунной кабины и основного блока маневр фазирования выводит взлетную ступень на селеноцентрические орбиты с различной высотой апоселения (до 370 км). В случае неисправности двигательной установки взлетной ступени маневр фазирования осуществляет основной блок, который в дальнейшем играет, роль активного аппарата при обеспечении встречи. В этом случае также в зависимости от взаимного положения лунной кабины и основного блока маневр фазирования выводит основной блок на различные селеноцентрические орбиты (от 18,5x37 км до 111 x 660 км). Аварийное возвращение взлетной ступени к основному блоку может потребовать от 3,5 до 11,5 час. Схема аварийного возвращения взлетной ступени лунной кабины к основному блоку в том случае, если авария возникла примерно в середине периода работы двигателя посадочной ступени, включенного на торможение для обеспечения посадки на Луну (смотри ниже). В этом случае для возвращения требуется ~3,5 час. Взлетная ступень совершает маневр фазирования с таким расчетом, чтобы выйти на селеноцентрическую орбиту с высотой апоселения, превышающей высоту близкой к круговой орбиты основного блока (~110 км). Это необходимо для того, чтобы угловая скорость взлетной ступени была меньше, чем у основного блока, и она от него отстала (основной блок никаких маневров совершать не должен). Примерно через 50 мин после выхода на указанную орбиту, когда взлетная ступень проходит апоселений, включаются двигатели системы ориентации, обеспечивая первый маневр по переводу на «ко-эллиптическую» орбиту. После того, как взлетная ступень сделает еще полвитка и достигнет периселения новой орбиты, двигатели системы ориентации включаются снова, обеспечивая второй и последний маневр с целью перевода на «ко-эллиптическую» орбиту. Дальнейшая схема обеспечения встречи совпадает с той, которая предусмотрена схемой встречи при нормальном протекании полета.
Авария на Луне
Если авария сделала невозможным использование основного двигателя взлетной ступени, то способов спасения нет. При прочих авариях взлетная ступень стартует с Луны и выходит на орбиту фазирования, как это описывалось в пункте «Авария при посадке на Луну».
Авария при встрече на селеноцентрической орбите
В случае выхода из строя критических бортовых систем взлетной ступени маневры для обеспечения встречи совершает основной блок, как это описывалось в пункте «Авария при посадке на Луну».
Авария при переходе на траекторию полета к Земле
Здесь возможны два случая:
1. Маршевый двигатель при обеспечении перехода проработал менее 2 мин. В этом случае маршевый двигатель включается снова при одном из последующих прохождений периселения.
2. Маршевый двигатель проработал более 2 мин, но меньше расчетного времени. Он включается снова через возможно более короткий интервал. В этом случае, как и в случае 1, момент повторного включения маршевого двигателя выбирается с таким расчетом, чтобы отсек экипажа приводнился в основном районе посадки в Тихом океане.
Авария на трассе «Луна—Земля»
На этой трассе даже в случае возникновения аварийной ситуации существенно ускорить возвращение отсека экипажа на Землю невозможно. Имеется возможность лишь включить маршевый или вспомогательные двигатели основного блока, чтобы скорректировать место посадки. Когда до посадки остается менее 24 час, такая коррекция не допускается, чтобы она не отразилась неблагоприятным образом на скорости при входе в атмосферу и на угле входа.
ЗАПАСНЫЕ ПРОГРАММЫ ПОЛЕТА
На случай неполадок, которые не требуют аварийного возвращения космонавтов, но не дают возможности реализовать штатную программу полета этапа G, было разработано шесть запасных программ с таким расчетом, чтобы в создавшихся условиях выполнить максимально возможное число операций, предусмотренных штатной программой, и в максимальной степени проверить бортовые системы. Выбор запасной программы осуществляют руководители полета в зависимости от конкретных условий.
Запасные программы полета
Запасная программа А,
Характер неполадок:
Последняя ступень ракеты-носителя не обеспечила вывод на начальную геоцентрическую орбиту.
Операции, предусмотренные запасной программой:
Отделившийся основной блок выходит на начальную геоцентрическую орбиту с помощью маршевого двигателя. Продолжительность полета по этой орбите такая же, какая предусмотрена штатной программой. Имитируется большинство операций штатной программы, в частности, производятся включения маршевого двигателя для имитации перехода на селеноцентрическую орбиту и схода с нее. Посадка, по возможности, производится в основном районе, предусмотренном штатной программой.
Запасная программа В,
Характер неполадок:
Последняя ступень ракеты-носителя повторно (для обеспечения второго старта) не включилась.
Операции, предусмотренные запасной программой:
Производится перестроение отсеков и отделение корабля (основной блок + лунная кабина) от последней ступени. Имитируется большинство операций штатной программы, в частности, производится включение двигателя посадочной ступени лунной кабины, пристыкованной к основному блоку. Проводится отделение лунной кабины с двумя космонавтами на борту и последующая встреча взлетной ступени с основным блоком. При встрече активным аппаратом является основной блок. Посадка, по возможности, производится в основном районе, предусмотренном штатной программой.
Запасная программа Е,
Характер неполадок:
На траектории полета к Луне лунная кабина после пристыковки к ней основного блока (при перестроении отсеков) не отделилась от последней ступени.
Операции, предусмотренные запасной программой:
Основной блок отделяется от лунной кабины и совершает облет Луны, возможно, с выходом на селеноцентрическую орбиту.
Запасная программа F,
Характер неполадок:
После выхода корабля на селеноцентрическую орбиту обнаружились неполадки в бортовых системах лунной кабины, препятствующие ее использованию для посадки на Луну.
Операции, предусмотренные запасной программой:
Имитируется возможно большее число операций штатной программы в пределах, не угрожающих безопасности космонавтов. Если двигатель посадочной ступени лунной кабины исправен, он используется для обеспечения перехода корабля с селеноцентрической орбиты на траекторию полета к Земле. При этом имитируется аварийная ситуация: отказ маршевого двигателя на селеноцентрической орбите до отделения лунной кабины.