Эта статья продолжает рассказ о космических полетах, совершенных ровно 60 лет назад - в 1965 году. Начало рассказа здесь:
Только теперь речь пойдет только об американской пилотируемой программе, так как Советский Союз после полета корабля "Восход-2" взял двухлетнюю паузу в пилотируемых полетах. Поэтому у нас на очереди полет корабля "Джемини-4". В начале июня исполняется 60 лет с момента этого полета.
Первоначально основной задачей запуска космического корабля "Джемини-4" было испытание корабля в продолжительном полете (более 4 суток, 62 витка) и исследование воздействия продолжительных космических полетов на астронавтов (напомню, что советский космонавт Валерий Быковский на корабле "Восток-5" совершил в 1963 году космический полет продолжительностью 5 суток). Кроме того предполагалось провести различные маневры на орбите (суммарное приращение скорости 26 м/сек) и некоторые научные эксперименты.
Миссия имела позывной "Джемини-4". Первоначально экипаж намеревался назвать свою миссию "Американский Орёл", однако от этого имени пришлось отказаться после того, как управление НАСА выпустило служебную записку, в которой говорилось, что они не хотели бы повторения истории, случившейся с предыдущей миссией, когда Гриссом шутливо назвал свой корабль "Молли Браун".
27 июля 1964 года на полет был назначен основной экипаж в составе командира корабля Джеймса МакДивитта и пилота Эдварда Уайта. Для обоих этот полет должен был стать первым. Состав дублирующего экипажа: Фрэнк Борман и Джеймс Ловелл. Экипаж "Джемини-4" был первым, кто разместил на своих скафандрах американский флаг (у предыдущих астронавтов на костюмах была размещена только эмблема НАСА и планка с именем).
Представляя экипажи 29 июля на пресс-конференции, заместитель менеджера программы "Джемини" Кеннет Клейнкнехт объявил, что в этом полете один из астронавтов впервые откроет люк и выйдет за борт по пояс. По терминологии НАСА такой вариант выхода, когда астронавт встает на кресло и высовывается из люка, получил обозначение SEVA (Stand-up Extravehicular Activity – внекорабельная деятельность со вставанием), в отличие от обычного выхода EVA. Позднее первое открытие люка корабля в космосе решением НАСА было перенесено на полет "Джемини-5", а полный выход планировался лишь в седьмом или восьмом полете. Однако экипаж "Джемини-4" стал добиваться от руководства, чтобы выход в открытый космос поручили именно им. Они смогли повлиять на ускорение выпуска прототипа скафандра для выхода G4C (в октябре 1964 года МакДивитт опробовал его в тренажере "Джемини"), а в конце декабря скафандр был передан на официальные испытания. Экипаж "Джемини-3", которому выход "не светил" ни при каком раскладе, тоже сумел помочь в этом. Проводя 15–19 ноября 1964 года в своем корабле тренировки в барокамере, Гриссом и Янг добились разрешения сверх плана открыть на "высоте" 46 км люк… и еле закрыли его – произошло холодное сваривание в вакууме. Не проведи астронавты этот незапланированный эксперимент, кто знает – чем бы кончился первый американский выход. А 12 и 13 января 1965 года экипажи "Джемини-3" и "Джемини-4" уже отрабатывали открытие люка макета кабины "Джемини" в полетах на невесомость. 24 марта во время запланированной тренировки на "Джемини-4" в барокамере компании McDonnell астронавт Уайт уже не только открыл люк, но и высунулся по пояс.
Однако, получив в марте 1965 года "хороший пинок" от русских, осуществивших полноценный выход в открытый космос, руководство НАСА решило отойти от "осторожной политики" постепенного усложнения полетов, которой придерживалось до сих пор. 15 мая 1965 года скафандр типа G4C был сертифицирован. От G3C, в которых летали Гриссом и Янг, его отличали два дополнительных щитка гермошлема (включая светофильтр), внешняя тепловая и противометеоритная оболочка и другие детали.
К концу месяца изготовили уже 6 штук G4C, а 19 мая сертифицировали остальное оборудование для выхода – "модуль контроля вентиляции" (нагрудный ранец), нейлоновый фал и удлиненные шланги подачи кислорода в скафандр, а также реактивное устройство перемещения астронавта HHMU.
Только после этого, 25 мая 1965 года, примерно за неделю до запуска, было официально объявлено, что Эдвард Уайт выйдет в открытый космос, а МакДивитт проведет эксперимент по сближению корабля со второй ступенью ракеты-носителя.
Запуск ракеты-носителя "Титан-2" с кораблем "Джемини-4" был осуществлен, как и планировалось, 3 июня 1965 года, но с задержкой более чем на час. Задержка была вызвана неисправностью в системе отвода вспомогательной башни.
Запуск транслировался с мыса Кеннеди по телевидению на США и Европу.
"Джемини-4" стал первым американским кораблем, управление которым велось не с мыса Кеннеди, а из нового Центра управления полетами в Хьюстоне.
Первую смену операторов ЦУПа возглавил Кристофер Крафт, вторую и третью – Юджин Кранц и Джон Ходж – люди, которые после "Джемини" и "Аполлона" стали не менее знаменитыми, чем сами астронавты.
Через 366 сек после старта корабль отделился от второй ступени и вышел на орбиту с высотой перигея 161 км и высотой апогея 281,6 км. Первым заданием МакДивитта было повторное сближение со второй ступенью ракеты-носителя.
Скорость отделения "Джемини" была невелика (1,5 м/с), и задание представлялось простым. Но пока командир разворачивался и выставлял инерциальную платформу, вторая ступень стала опережать корабль в орбитальном движении и к тому же начала кувыркаться. Когда вошли в тень Земли и стали видны две лампы-вспышки на ступени, МакДивитт "нажал на газ". Он посчитал, что цель еще близко и можно сближаться "по-земному", без поправки на хитрые законы небесной механики ("чтобы догнать, затормози"), но ничего не вышло. Командир попытался тормозить, но ни он, ни пилот не могли "на глаз" оценить дальность и относительную скоpость (по оценке Макдивитта ступень была на расстоянии 120 м от корабля, а фактически она была на расстоянии 600 м). И кроме того, МакДивитт очень боялся столкновения. В тени он приблизился к ступени на 90–120 м, но уравнять скорости не смог – и объекты разошлись. На эту погоню ушло 62 кг топлива – почти половина всего запаса в 146 кг. В конце первого витка Крафт и МакДивитт посовещались и решили оставить ступень в покое.
После прекращения маневров по сближению корабль оказался на орбите с высотой перигея 165,7 км и высотой апогея 290 км. Такая высота орбиты было сочтена достаточной для обеспечения четырехсуточного полета корабля. В связи с перерасходом топлива от вторичного сближения (на четвертом-пятом витках) и от экспериментов по маневрированию (на 30-м и 45-м витках) отказались.
Выход в открытый космос планировался над территорией США в конце второго витка. Предполагалось, что корабль и ступень будут лететь рядом, Уайт подлетит к ней и коснется рукой. Неудачная "погоня" изменила планы выхода и сорвала график подготовки. Даже если бы сблизиться со ступенью удалось, то коснуться её было нельзя, поскольку она кувыркалась с угловой скоростью 30-50 град/сек. Выход Уайта отложили на конец третьего витка.
На третьем витке давление в кабине корабля было стравлено. Через две минуты после этого Уайт открыл люк и встал на сиденье. Ещё через три минуты, получив разрешение руководителя полета, астронавт вышел из корабля и установил на его корпусе камеру, снимающую на цветную 16-милиметровую пленку (с углом обзора объектива 160 град.), а также защитное резиновое кольцо на обрез люка. После этого астронавт начал эксперименты по перемещению относительно корабля. Уайт пролетел вперед до носа корабля, затем пошел вверх, но не отойдя даже на полную длину фала (7,6 м), затормозился и помахал командиру рукой.
Для перемещения он сначала пользовался реактивным устройством, а затем (через три минуты), когда запас рабочего тела в устройстве был израсходован, перемещался, подтягиваясь за фал.
Находясь в открытом космосе Уайт производил съемку с помощью фотокамеры, установленной на реактивном устройстве, однако наводить эту камеру на выбранный объект съемки астронавт мог только приблизительно, так как нельзя было поднести камеру к глазам.
Перемещение Уайта путем подтягивания за фал приводило к запутыванию фала, кроме того астронавта все время относило к задней части корабля, где он мог попасть под струю бортовых двигателей (заметив, что перемещения Уайта сбивают ориентацию, МакДивитт стал вручную стабилизировать "Джемини-4"). Через 20 минут после начала выхода командир передал Уайту приказ вернуться в кабину. Уайт потратил еще несколько минут на то, чтобы снять камеру с кронштейна, убрать защитное кольца и фал, и, пробыв за бортом чуть более 20 минут, он опустился в свое кресло.
Когда МакДивитт попытался закрыть люк над головой товарища – он не смог это сделать! Люк не прилегал плотно, а из-за этого рычаг, приводящий в движение хpаповик и собачки замка, пpовоpачивался. При открытом люке на этапе спуска гибель экипажа была неизбежна. Уже вместе астронавты уцепились за люк, потянули изо всех сил – прижали и закрыли. На это ушло примерно 25 минут. Таким образом, МакДивитт и Уайт провели в условиях вакуума 64 минуты, а люк был полностью открыт около 32 минут. Опасаясь, что при задраивании опять встретятся трудности, астронавты отказались от повторного открытия люка (при котором они должны были выбросить ранец, фал и HHMU). Поэтому ещё три часа ушло на то, чтобы уложить все это в тесной кабине. Причиной плохого закрытия люка явилось то, что в вакууме сварились витки пружины люка – так же, как у Гриссома и Янга на ноябрьской тренировке. Для устранения этого они были изначально покpыты молибденовой смазкой. За несколько дней до стаpта кому-то показалось, что смазки слишком много, и ее счистили – но перестарались.
Главной задачей полета был, однако, не выход, а 4-дневные испытания систем корабля и его пилотов. Люди выдержали, хотя заданный режим работы – чередование 4 часов сна и 4 часов работы – оказался крайне неудачным.
У астронавтов воспалились глаза. Дважды, 6 и 7 июня, МакДивитт был вынужден снимать на час шлем, который давил ему на голову и натер болячку. Уайт упражнялся с эспандером по составленной программе, а МакДивитт – даже сверх программы, потому что на второй день у него возникло ощущение оцепенения и даже судороги. В итоге командир потерял в весе 1,8 кг, а пилот – 3,6 кг. Неожиданно серьезной оказалась потеря кальция – от 8 до 10%, причем даже через 50 дней после полета он восстановился лишь наполовину.
Корабль выдержал четверо суток неплохо – если вспомнить, что ни один его предшественник не летал больше полутора суток. Первые два дня "Джемини-4" находился в дрейфе, ориентируясь лишь для связи с Землей, – топлива на борту было мало. Утром 5 июня ЦУП разрешил МакДивитту "беpежно" pасходовать запасы для экспеpиментов с оpиентацией корабля, а 6 июня – проводить без ограничений фотографирование поверхности Земли и облачности, а также испытывать режимы ориентации в интересах программы "Аполлон. К моменту окончания полета на "Джемини-4" осталось всего 7 кг топлива.
Начиная с четвертого витка астронавты выполняли программу научных экспериментов. В программу входили 11 экспериментов, из них два по заданию МО США – измерения протонной и электронной составляющей космической радиации и навигационные измерения с помощью ручного секстанта. МакДивитт и Уайт наблюдали Землю (в том числе – освещенные здания и аэродромы на ночной стороне) и много фотографировали 70-мм камерой Hasselblad.
Проводились измерения электростатического заряда корабля (на 35-м витке – над работающим радиолокатором системы SPADATS). Уайт на 51-м витке фотографировал засветку от работы бортовых двигателей.
На 20 витке астронавты видели спутник, который они приняли за "Пегас II", на 38 витке - секретный американский спутник, а несколько позднее ещё один спутник, опознать который не удалось.
Единственная серьезная неисправность случилась 6 июня на 48-м витке. Экипаж проверял данные на сход с орбиты, введенные в бортовую ЦВМ с Земли в автоматическом режиме. Данные оказались правильными, а вот ЦВМ после проверки работать перестала, по-видимому, в связи с неисправностью в системе её подогрева. Исправить её не удалось, вследствие чего пришлось отказаться от использования подъемной силы корпуса корабля во время спуска на Землю (ЦВМ обеспечивало выдерживание заданного угла атаки). Поэтому было решено сажать корабль в режиме баллистического спуска.
Перед торможением и сходом с орбиты экипаж корабля "Джемини-4" на 62 витке совершил маневр предварительного снижения перигея до 77 км. Через 12 мин после этого была включена тормозная двигательная установка, корабль сошел с орбиты и вошел в атмосферу.
На участке входа в атмосферу вследствие образования вокруг корабля ионизированной оболочки связь с ним прекратилась примерно на 9 минут. При этом из-за спуска по баллистической траектории астронавты на участке спуска испытали перегрузки до 8 единиц (вместо 4 - 5 единиц). Капсула корабля приводнилась в Атлантическом океане с недолетом в 81 км от расчетной точки. Это объяснили более продолжительной (на 1 сек), чем требовалось работой бортовых ЖРД на 62-м витке, а также преждевременным (тоже на 1 сек) включением тормозной двигательной установки.
Через 15 мин после приводнения капсулы к нему были доставлены водолазы, которые подвели под неё понтон. Спустя 18 мин астронавты были подобраны вертолетом, который через 24 мин доставил их на авианосец "Уосп" (флагман спасательной флотилии). Несколько позже была выловлена из воды и сама капсула.
Полет корабля "Джемини-4" продолжался 96 час 56 мин 21 сек, он пролетел расстояние 2 590 485 км.
Вернувшихся астронавтов встречали торжественно, их принимали в Белом доме и на Капитолийском холме. Они получили награды и всевозможные звания.
Некоторые результаты полета.
Система жизнеобеспечения корабля работала нормально, если не считать незначительной течи в трубопроводе отвода мочи. Температура в кабине держалась в пределах 18,3 - 21,1 град. Цельсия, а во время входа в атмосферу повысилась до 54 град. Во время пребывания Уайта в открытом космосе измерялась температура внешней поверхности его скафандра. Самая высокая зарегистрированная температура - плюс 121 град. Цельсия, самая низкая - минус 136,6 град. Цельсия. Относительная влажность в кабине корабля составляла 50-65 %. Для исследования влияния выдыхаемых паров воды на относительную влажность астронавты по указанию с Земли работали без перчаток и шлемов, а отдыхали в шлемах, но с открытым козырьком. Биотелеметрические датчики, расположенные на теле астронавтов, не раздражали кожу (в отличие от датчиков в программе "Меркурий). Астронавты в полете не брились, вместо мытья они протирали лицо влажной тканью. Спали астронавты плохо: им мешал шум бортовой аппаратуры и работа радио. Четырехчасовые периоды сна были признаны недостаточными. При последующих полетах на сон решили отводить не менее 6 часов, а радио и некоторую бортовую аппаратуру во время сна по возможности отключать.
Медицинский осмотр астронавтов сразу после доставки на авианосец показал, что у них наблюдается лишь незначительный застой крови в конечностях, чему помогли упражнения с эспандером.
Основные выводы:
1. Четырехсуточное пребывание в состоянии невесомости не оказывает существенного влияния на организм человека.
2. Перемещение вне корабля с помощью простейшего реактивного устройства оказалось проще, чем предполагалось.
3. Управлять движением корабля относительно другого объекта в космосе оказалось более трудным, чем предполагалось, поскольку выяснилось, что при визуальном определение расстояния до объекта астронавт может ошибаться в пять раз. Для облегчения управления при встрече на орбите требуются специальные средства, обеспечивающие определение расстояния между объектами и их относительной скорости.
4. Астронавты способны наблюдать географические ориентиры на Земле, а также обращающиеся по орбитам объекты, что важно для военных программ использования космоса.
Во время полета наблюдались и некоторые отказы оборудования:
во время полета приходилось несколько раз переключать радиооборудование с основной антенны на дополнительную, поскольку основная антенна в некоторые периоды, вследствие неблагоприятной ориентации корабля, не обеспечивала устойчивой связи;
неисправная ЦВМ после посадки корабля была демонтирована и отправлена фирме-изготовителю (IBM) для выяснения причин отказа, при этом отмечалось, что в схеме ЦВМ не были предусмотрены дублирующие цепи.
И немного о том, как сложилась дальнейшая судьба астронавтов.
Джеймс МакДивитт в марте 1969 года совершил свой второй космический полет в качестве командира корабля "Аполлон-9". Подробно об этом полете рассказано здесь:
В мае 1969 года он стал руководителем операций по пилотируемой
посадке на Луну, а с августа того же года по июнь 1972-го был
руководителем программы пилотируемых кораблей "Аполлон" (под его
руководством прошли полёты с "Аполлона-12" по "Аполлон-16"). Уволился из
НАСА в июне 1972 года. После ухода из НАСА работал в нескольких
компаниях на руководящих должностях. С 1995 года на пенсии. Скончался 13
октября 2022 года в возрасте 93 лет.
Судьба Эдварда Уайта сложилась трагически. После полета он был назначен в экипаж миссии AS-204 (позже переименованной в "Аполлон-1") - первого пилотируемого полета по программе "Аполлон". 27 января 1967 года (за месяц до старта) Уайт вместе с Гриссомом и Чаффи погиб во время пожара, возникшего в корабле во время наземных тренировок. В 1969 году Уайт был посмертно награждён медалью НАСА "За выдающиеся заслуги", а в 1997 году (через 30 лет после гибели) - Космической медалью Почёта Конгресса. Его имя включено в Зал славы астронавтов.
На этом все. Если у вас есть вопросы, замечания и пожелания пишите
в комментариях, которые открыты для всех желающих. Несогласие с
доводами автора не запрещается при соблюдении элементарных правил
вежливости.